AVALIAÇÃO DA APRENDIZAGEM DOS CONCEITOS DE FÍSICA NUMA PERSPECTIVA CONSTRUTIVISTA

## AVALIAÇÃO DA APRENDIZAGEM DOS CONCEITOS DE MECÂNICA NUMA PERSPECTIVA CONSTRUTIVISTA

GERALDA LOPES DE RESENDE Licenciada em Física pela UFG Mestre em Educação Brasileira pela Faculdade de Educação - UFG Professora de Física de SEE-DF Professora de Metodologia Científica das Faculdades da Terra de Brasília

## INTRODUÇÃO

Este trabalho faz parte de uma pesquisa desenvolvida no Mestrado em Educação Brasileira da Faculdade de Educação da Universidade Federal de Goiás, cujo tema foi: 'A Avaliação da Aprendizagem dos Conceitos de Mecânica numa Perspectiva Construtivista.' cujo objetivo principal foi avaliar as contribuições da simulação computacional e da experimentação para promover a mudança conceitual.

Durante a década de 70 as pesquisas em ensino de Física se concentraram no estudo destas concepções espontâneas, que são as representações do mundo baseadas na intuição e no senso comum, que os aprendizes trazem para o ensino formal. (Moreira, 1994).

Na década de 80, as pesquisas objetivaram o levantamento destas concepções e indicaram estratégias para proporcionar a mudança conceitual, ou seja, substituir as concepções espontâneas por concepções cientificamente aceitas. Isto levou muitos pesquisadores a buscar novos marcos teóricos com a finalidade de promover a mudança conceitual, que passou a ser interpretada como evolução conceitual e não apenas como uma substituição das concepções espontâneas por conceitos científicos. (Moreira, 1994).

Os trabalhos de Piaget e colaboradores são fundamentados em experiências sobre a construção de conceitos físicos, a partir do método clínico e experimental, desde a criança até o adolescente.

Segundo esta teoria, um estágio final de desenvolvimento entra em existência no início da adolescência, quando o indivíduo pode raciocinar sobre o mundo não apenas através de ações ou de símbolos isolados, mas calculando as implicações conseqüentes de um conjunto de proposições relacionadas. O pensamento adquire a lógica formal, assim, o

sujeito torna-se capaz de levantar hipóteses, testá-las e revisar as proposições à luz da experimentação.

- O nosso principal problema era investigar porque as concepções espontâneas dos aprendizes sobre força e movimento são resistentes à mudança conceitual.

Para tentar resolver este problema analisamos a utilização de metodologias diferenciadas no processo ensino-aprendizagem como a simulação e a experimentação para verificar se tais metodologias podem contribuir para a evolução das concepções alternativas para os conceitos científicos.

- O instrumento que utilizamos para avaliar as concepções espontâneas sobre força e movimento foi Force Concept Inventory (FCI). O FCI, que é um questionário com trinta questões de múltipla escolha, contendo cinco itens cada.
- Os sujeitos da pesquisa foram os alunos de três primeiras séries do Ensino Médio da Rede Privada de Ensino do Distrito Federal. Estes alunos tinham em média 15 a 16 anos e podem ser considerados de classe média. Colaboravam com a pesquisa a direção, a coordenação pedagógica, o professor de informática e todo o corpo docente.

Os instrumentos da pesquisa foram: CDROM EDUCANDUS, desenvolvido pela SCA TECNOLOGIA, Recife - PE. e o Plano Inclinado de Galileu, uma mangueira de plástico transparente e esferas de vários tamanhos. Os experimentos envolveram os seguintes conceitos: velocidade, aceleração, queda livre, momento linear, conservação do momento linear, leis de Newton.

## ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

A avaliação das concepções espontâneas da 1ª Etapa, ou seja, no pré-teste, que foi aplicada nas três séries do ensino médio, perfazendo um total de 130 alunos, mostrou que os aprendizes possuem concepções espontâneas fundadas na física aristotélica e do impetus. A média de acertos varia entre 17% a 19% no total das trinta questões do FCI.

Analisando questão por questão nas três séries, após o médio-teste, verificou-se que a mudança conceitual não ocorreu em dezesseis das trinta questões, quais sejam: 02; 05; 09; 11; 13; 14; 18; 19; 20; 21; 22; 23; 25; 26; 27 e 30, que corresponde a aproximadamente

53%. Portanto, o percentual de acerto nas três séries foi de aproximadamente 47%, este percentual corresponde à média de acertos das pesquisas americanas usando somente a pedagogia tradicional. (Hestenes et al., 1995).

Hestenes&Halloun (1995) consideram que os aprendizes atingem o limiar da aprendizagem dos conceitos da Mecânica Newtoniana, quando atingem uma média de 60% de acertos no FCI. Logo, podemos considerar que não houve uma aprendizagem de tais conceitos, conseqüentemente, não houve uma mudança conceitual com a utilização da simulação.

A justificativa apresentada por muitos pesquisadores para a causa da não mudança conceitual está relacionada com os obstáculos epistemológicos, cuja noção foi introduzida por Bachelard (1996).

## CONCLUSÕES

A análise das questões do FCI no pré-teste, médio-teste e no pós-teste mostrou que em 53% das mesmas não ocorreu a mudança conceitual e inclusive houve redução no número de marcações nas concepções newtonianas, . São elas: 2.questão, nas turmas D e a E; 3, na turma C, 5, nas turmas D e E; 9, nas turmas C, D e E, 11 , nas três turmas; 13 , a a a a a nas três turmas; 14 , nas três turmas; 15 a a , na turma C; 17 , na turma C; 18 a a . a 26 . nas três a turmas; 27 , nas turmas D e E; 30 .,nas três turmas. a a

Hestenes & Halloun (1995), consideram que atingem o limiar da aprendizagem dos conceitos da mecânica Newtoniana, aqueles aprendizes que conseguem alcançar a média de 60% de acerto no FCI. Logo, nas questões: 02; 05; 09; 11; 13; 14; 18; 19; 20; 21; 22; 23; 25; 26; 27 e 30 em que os aprendizes não atingiram este limiar, podemos considerar que não houve uma aprendizagem de tais conceitos, ou seja, não houve a mudança conceitual.

Portanto, somente em 47% do total das questões, houve uma aprendizagem significativa dos conceitos da mecânica Newtoniana, que está na média dos resultados das pesquisas americanas, para as aulas tradicionais, que é de 48%. (Hestenes et al, 1995).

No estudo de caso dos dez alunos, na Etapa Lab. Os mesmos atingiram um percentual de 90% na questão n° 02 e 70% na questão n° 05 podemos considerar que os

mesmos atingiram a média das pesquisas americanas, para as aulas usando a modelagem, que é de 75% de acertos no pós-teste. Entretanto, nas questões n° 11 e 13 este p ercentual não foi atingido, os percentuais ficaram em 40% para a questão n°11 e 50% para a questão n° 13.

A avaliação das concepções espontâneas dos alunos através do FCI mostrou que as concepções espontâneas são resistentes à mudança conceitual. Dentre os principais motivos da não mudança conceitual, podemos destacar os seguintes:

- 1. Os 'obstáculos epistemológicos', como foi o caso das questões analisadas, cujas concepções espontâneas pertencem à física aristotélica e física do impetus.
- 2. As dificuldades apresentadas no processo de tomada de consciência das ações, da conceituação das operações lógico -matemáticas e o movimento de exteriorização que leva ao conhecimento experimental e às explicações causais.
- 3. A dificuldade em realizar a tematização que é a fusão do novo conhecimento com as estruturas prévias.
- 4. A dificuldade em estabelecer relações formais de natureza implicativas e explicativas.

## REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BACHELARD, Gaston. A formação do espírito científico: contribuição para uma psicanálise do conhecimento . Trad. Estela dos Santos Abreu. Rio de Janeiro: Contraponto, 1996.

DOMINGUEZ, D.C. A formação do conhecimento físico: um estudo da causalidade em Jean Piaget . Niterói: EDUF, Rio de Janeiro: UNIVERTA, 1992, 192 p.

GARCIA, Rolando. Dialética, Psicogênese e História das Ciências. In: PIAGET, Jean. As formas Elementares da Dialética. Trad. Fernanda Mendes Luiz. Coord. Lino de Macedo. São Paulo: Casa do Psicólogo, 1996.

GARNIER, C. et al. Após Vygotsky e Piaget: perspectiva social e Construtivista .trad. Eunice Gruman. Porto Alegre: Artes Médicas, 1996.

HALLOUN, I.A.; HESTENES, D. Common sense about motion . American Journal of Physics, 1985, v.53, n. 11, p.1056-1065.

HALLOUN, I. A., HESTENES, D. Modeling instruction in mechanism. American Journal of Physics , New York, vol. 22, n. 5, p. 455-462, may, 1987.

HESTENES, David; WELLS, Malcolm and SWACKHAMER, Gregg. Force Concept . Inventory. The Physics Teacher. New York, v.30, march, 1992, p. 141-158.

HESTENES, D.et al. A Modeling Method for high school physics instruction. American Journal of Physics, 6397), 1995.p. 606-619.

HESTENES, D.;HALLOUN, I. Interpreting the Force Concept Inventory. Physics Teacher. 3398),1995.p. 502-506.

KOYRÉ, Alexandre. Estudos Galilaicos . Trad. Nuno Ferreira da Fonseca. Publicações Dom Quixote: Lisboa, 1992.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_. Estudos de História do Pensamento Científico . Trad. Márcio Ramalho. Rio de Janeiro: Ed. Forense Universitária, 1991.

MONTEIRO, M.T. de Lima. Psicogênese e Realidade Escolar. Trabalho apresentado no Seminário Formação do Educador. Um Processo Contínuo de Aprendizagem.UCB: 16 a 1 8 de maio de 2001.

MOREIRA, M.A.; MALLMANN,L . Principais Concepções Alternativas dos Alunos na Área de Mecânica: uma síntese de pesquisa. Instituto de Física, UFRGS,1994. Artigo não publicado.

PIAGET, J.et al. A tomada de consciência. Trad. de Edson Braga de Souza. São Paulo: Melhoramentos, Ed. da Universidade de São Paulo, 1977.

PIAGET, Jean e GARCIA, Rolando. Psicogênese e História das Ciências. Publicações Dom Quixote: Lisboa, 1987.

PIAGET, Jean e Colaboradores. Abstração Reflexionante: relações lógico-aritméticas e ordem das relações espaciais . Trad. Fernando Becker e Petronilha Beatriz Gonçalves da Silva. Porto Alegre: Artes Médicas, 1995.

PIAGET, Jean. As formas elementares da Dialética. Trad. Fernandes Mendes Luz; Coord. Lino de Macedo. São Paulo: Casa do Psicólogo, 1996.