UMA ANALISE DOS CONHECIMENTOS PRÉVIOS DOS ALUNOS SOBRE ENERGIA

## UMUMA ANÁLISE DOS CONHECIMENTOS PRÉVIOS DOS S ALUNOS SOBRE ENERGIA

Ana Roberta Paulino a [arspaulino@yahoo. com.br] Ana Raquel Ataíde a [arpataide@yahoo.com.br] Eliângela Paulino Bento a [eliangelapbfisic@hotmail.com] Vanessa Pereira da Silva a [Vanessa\_psilva2005@yahoo.com.br]r] Alessandro Frederico da Silveira a [alessandro-fred@uol.com.br]

a Universidade Estadual da Paraíba

## RESUMO

Nos últimos anos a pesquisa acerca dos métodos alternativos de ensino-aprendizagem em física cresceu significantemente, e a procura de alternativas que utilizem o conhecimento prévio dos alunos como suporte para aquisição do conhecimento científico vem sendo discutido e investigado por cientistas da educação, pesquisadores e professores de ciências. Neste trabalho relatam-m-se concepções prévias apontadas por alunos do ensino fundamental especificamente da 2ª fase sobre a temática energia. Os dados foram coletados através da realização de uma pesquisa composta por questões de múltipla escolha e discursivas aplicadas antes e depois dos alunos terem contato formal com conteúdos escolares do tema Introdução ao Estudo de Energia. A investigação foi feita em uma escola pública estadual localizada no município de Campina Grande na Paraíba. Ao analisarmos algumas questões foi possível verificar que o conceito de energia não se encontra bem formulado no cognitivo destes alunos, já que criaram alguns tipos de energia, tais como energia física, calorífica, lunar, etc. A falta de distinção entre o que é fonte de energia se apresenta evidente em grande parte dos alunos. Um dos resultados que mais chamou a atenção é que mais de 80% dos alunos associam o conceito de energia com a produção de eletricidade. É bem evidente que as respostas dos alunos estão baseadas no conhecimento prévio que estes possuem e esse conhecimento é fortemente influenciado pelo ambiente social em que vivem. Depois da exposição dos conteúdos relativos à energia, através de uma atividade avaliativa, podemos perceber que os alulunos melhoraram consideravelmente a compreensão e a discussão sobre o tema. Baseado nos resultados apresentados e em algumas teorias de aprendizagem e desenvolvimento cognitivo, ressaltamos que é importante a introdução de conteúdos científicos na segunda fase do ensino fundamental para auxiliar os alunos a desenvolverem potencialidades que os permitam compreender melhor os processos naturais que os cercam e como utilizar os recursos naturais energéticos de forma responsável para beneficiar a sociedade e modificar seu próprio ambiente.

## INTRODUÇÃO

Com o intuito de melhorar o processo de ensino aprendizagem em várias áreas do conhecimento e mais especificamente no ensino de física, pesquisas têm sido realizadas. Mediante a utilização de teorias que dão um aportrte e uma fundamentação teórica, novos métodos e maneiras que apontam como introduzir e ministrar conceitos e explicações de fenômenos são criadas. O conhecimento cientifico das etapas de desenvolvimento cognitivo se encontra bem estabelecido, com ressalva a casos especiais que merecem tratamento diferenciado. Em seu livro Moreira (1999) discuti as teorias a baixo relatadas por Piaget o qual acredita que:

"ensinar r significa provocar o desequilíbrio no organismo da criança para que ela procurando o reequilíbíbrio se reestruture cognitivamente e aprenda".

## Já Vygotsky tem como pilar da sua teoria que a:

"asserção de que os processos mentais superiores do individuo tem origem em processos sociais".

## Enquanto que para Ausubel:

"a essência do processo de aprendizagegem significativa é que idéia simbolicamente expressa sejam relacionadas de maneira substantiva e não arbitraria ao que o aprendiz já sabe".

Com base nas teorias destacadas acima, neste trabalho discute -se a influência que o meio social possui sobre as concncepções de alunos da segunda fase do ensino fundamental da rede pública da Paraíba no município de Campina Grande, bem como, a falta de utilização por parte dos professores destes conhecimentos prévios como subçunsores que servirão como âncora para a constrtrução do conhecimento científicos nesses alunos, deixando-os com concepções alternativas e interpretações errôneas de fenômenos cotidianos. Neste trabalho apresentamos resultados muito satisfatórios sobre o processo ensino-aprendizado do tema Introdução ao Estudo de Energia quando se utiliza o conhecimento prévio dos alunos para estruturar o conhecimento científico.

## METODOLOGIA

A pesquisa que originou este trabalho foi desenvolvida durante o estágio supervisionado referente à disciplina de Prática Pedagógica em Física III do curso de Licenciatura em Física da Universidade Estadual da Paraíba, na primeira unidade temática do segundo semestre do ano letivo de 2006.

Para a execução deste trabalho realizou-u-se uma pesquisa junto a alunos de 8ª série do ensino fundamental da rede pública de ensino de Campina Grande na Paraíba. Dividindo esta pesquisa em três etapas: A primeira etapa consistiu-se na aplicação de um questionário com perguntas de múltipla escolha e discursivas com o intuito de verificar as diversas idéias prévias dos alunos a respeito da temática energia. Na segunda etapa trabalhamos conteúdos relacionados com energia, tipos de energia e fontes naturais e artificiais de energia. Na última etapa foi aplicada uma atividade avaliativa onde os alunos tiveram a oportunidade de dissertarem e responderem questões e problemas que envolvem conceitos de energia.

De posse das respostas dos alunos, um estudo destes foi realizado, o qual será apresentado e analisado na próxima seção.

## RESULTADOS E DISCUSSÃO

A partir de uma análise cuidadosa das respostas dos alunos foi possível observar alguns resultados interessantes da opinião destes sobre o conceito de energia. Primeiramente, olhando para a Tabela 1 destacamos que mais de 80% dos alunos associam o conceito de energigia com a geração de eletricidade, apenas 18% relaciona este conceito ao movimento dos corpos e, ainda, mais de 50%

afirma que a energia é algo que faz parte de todos os fenômenos que os rodeiam. Um bom número dos alunos (54%) associou diretamente o conceito de energia com a produção de calor e fogo e uma pequena parte (18%) acredita que a energia se conserva e ainda que ela é fonte de força e poder (22,7%).

Com estes primeiros dados observa-se claramente que muitos conceitos são resultados de grande influêncncia da interação do ser com o meio social que se encontra inserido sendo este fato mais relevante em suas respostas do que o conhecimento adquirido na escola. Defensor desta idéia Vygotsky afirma que:

- ..."o desenvolvimento cognitivo não ocorre independente do contexto social, histórico e cultural".

## (Moreira, 1999)

Lopes (2004) pensa também de forma semelhante quando assinala que:

"Todo o conhecimento é uma representação da realidade concreta ou abstrata que resulta da interação entre o sujeito e o objeto epistêmico".

## E D Delizoicov et al. (2002) defende ainda que:

- ..."O ser humano, sujeito da aprendizagem, nasce em um ambiente mediado por outros seres humanos, pela natureza e por artefatos materia is e sociais. Aprende nas relações com esse ambiente, construindo tanto linguagens quanto explicações e conceitos, que variam ao longo de sua vida, como resultado dos tipos de relações e de sua constituição orgânica".

Essas opiniões sobre o conceito de energia que apresentamos acima estão intimamente relacionadas com o senso comum dos alunos. As definições dadas por eles são resultados do processo interativo do mesmo com o meio social em que estão inseridos.

Tabela 1 -- Opinião dos alunos sobre a relação das frases da coluna da esquerda com o concito de Energia (resultados apresentados na coluna da direita).

Na Figura 1 apresentam-m-se a opinião dos alunos, em termos percentuais, sobre o que são fontes de energia. Pode-se ver que aproximadamente 90% dos alunos opinaram que a hidrelétrica e

o sol são fontes de energia. Mais de 10% dos alunos consideram que alimento, Lua e Terra são fontes de energia. A água é considerada como fonte de energia para aproximadamente 50% dos alunos e o vento para mais de 15% dos entrevistados.

Um aspecto relevante que pode ser visualizado através da análise dos dados apresentados na Figura 1 é que mais da metade dos alunos consideram fonte de energia pilhas e tomadas. Esta opinião concorda e reforça as discussões levantadas dos resultados da Tabela 1. Ou seja, os entrevistados relacionam diretamente a geração de energia com eletricidade. Não existe para eles distinção do processo físico que gera a energia e os utensílios que são usados pela sociedade no uso desta energia, por exemplo, os alunos não possuem o conhecimento que numa pilha a fonte de energia são as reações químicas e não a pilha em si e que, para uma tomada, a fonte de energia elétrica é a usina e não a própria tomada. Nesta perspectiva podemos ainda mencionar com base nos resultados apresentados na Figura 2 que os entrevistados fizeram distinção entre energia nuclear e atômica, ou seja, não conseguem m perceber que este tipo de energia possui o mesmo processo físico. Este resultado esta dentro da nossa perspectiva, pois os alunos não possuem conhecimento científico muito adequado e suficiente para fazer tais associações onde suas versões alternativas podem ajudar ou dificultar a aprendizagem do conhecimento científico.Como defende (Lopes 2004) .

Uma parte considerável desses alunos também considera as hidrelétricas fontes de energia por fazerem relação direta da mesma com a eletricidade (pois eles sabem que a maior parte da energia elétrica no Brasil é gerada pelas hidrelétricas). Esta concepção dos alunos pode ser entendida como uma concepção espontânea segundo Piaget (Silvia, 1989). Pois no cotidiano dos alunos a energia elétrica movimenta motores de máquinas e eletrodomésticos, é utilizada para iluminação, serve para aquecer a água durante o banho, aquecer o ferro na hora de passar roupa, serve ainda para refrigeração de ambientes. A energia elétrica que é produzida por usinas hidrelétricas transforma o ambiente desses adolescentes.

Figura 1- Opinião dos alunos quanto as fontes de e energia.

<!-- image -->

Os entrevistados citaram expressivamente o sol como fonte de energia por relacionarem que a energia produz fogo e calor o que foi colocado por mais de 50% deles na tabela 1, outro fator que pode ser levando em conta é a luz que chega a Terra vinda a do sol.

Mesmo a interação da Lua sobre a Terra sendo muito pequena e de caráter gravitacional ela ainda é citada como fonte de energia isto pode estar relacionado com a luminosidade, pois mais de 20% dos entrevistados afirmaram conhecer um tipo de energia denominado luminosa e relacionada com a astrologia.

Figura 2- Concepção doas quanto aos tipos de energia que os cerca.

<!-- image -->

Quanto aos tipos de energias conhecidas pelos alunos na Figura 2 observam-m-se as opiniões destes alunos acerca dos tipos de energia que eles conhecem e os cercam. Dentre as opiniões o tipo de energia mais conhecida pelos alunos é a Elétrica (~ 80%), ficando com o segundo lugar a energia solar e Nuclear (~ 60%). Outras ainda tiveram um percentual considerável como a energia Mecânica (~30%), Atômica (~10%), Luminosa (~20%), Sonora (~15%). Tivermos ainda respostas muito interessantes merecendo maior destaque à energia lunar (~10%), foi colocada ainda a energia Alimentar (~10%), Física (~20%), Calorífica (~20%).

Tomando como base estas opiniões, percebem-m-se que os tipos de energia mais conhecidos estão relacionados com termos cotidianos, ou seja, fazem parte do seu ambiente social, como é defendido por Zanella (2003) ) a aprendizagem ocorre das várias situações originadas da interação do homem com vários ambientes, desta forma a aprendizagem pode acontecer num contexto informal, circunstancial e formal.

É válido ainda destacar a falta de unanimidade na opinião dos alunos com respeito às fontes de energia e os tipos de energia, este aspecto sugere que alunos com este grau de escolaridade constituem um excelente laboratório para desenvolver técnicas e métodos de ensino acerca do conceito de energia. Embmbora alguns alunos possuam um conhecimento de senso comum bastante aguçado, pode-se ver com os resultados apresentados neste trabalho que é de fundamental importância a interação destes alunos com um professor de física para que possam adquirir conhecimento científico adequado e necessário para compreensão desse importante conceito físico que está presente constantemente no cotidiano destes indivíduos.

A natureza se apresenta através de duas formas: Massa e Energia. Portanto consolida-se a importância do aprendizado do conceito de energia para todos os indivíduos para que estes possam desenvolver potencialidades que lhes permita compreender melhor os processos naturais, como utilizar os recursos naturais de forma racional e aproveitar a energia da natureza papara melhorar a

vida da sociedade. O que deve ter ênfase no processo ensino-aprendizagem do conceito de energia é o respeito pelo meio ambiente para que o ser humano possa conviver em harmonia com a natureza e seus recursos energéticos com também defende (Angotti e Auth 2001; Angotti et al., 2001) .

O conceito de massa é bem mais fácil de ser entendido por estes alunos devidido a sua representatividade concreta, mas sabe-se que o conceito de energia é bem mais abstrato e complexo para ser adquirido num primeiro contato. A falta de um pensamento abstrato é a principal dificuldade que encontramos para trabalhar os conceitos de energia, Piaget t (Moreira, 1999) defende que uma criança só consegue pensar abstratamente depois dos 15 anos de idade, como a faixa média de idade dos alunos que responderam à pesquisa é de 13 anos, a dificuldade de discutirem sobre temas relacionados com a energia deve ter reflexos diretos com a falta de pensamento abstrato.

Mesmo com essa dificuldade eminente de trabalhar o conceito de energia, o professor de ciências deve introduzir conteúdos que relacione conceitos de energia com o cotidiano dos alunos nas séries da segunda fase do ensino fundamental, principalmente na 8ª série. Os estagiários, na segunda fase da pesquisa, abordaram em sala de aula uma unidade temática que versava sobre o tema: Introdução ao Estudo da Energia. Nestas aulas foram desenvolvidas diversas formas de abordagem de conteúdos dentre as quais destacamos a abordagem história, experimental e conceitual. Alguns métodos foram utilizados pelos professores como a dinâmica de grupo, o debate, jogos educativos, apresentação de ilustrações e aulas puramente expositivas sobre e/ou relacionados ao tema. A grande dificuldade de diversificar os métodos de ensino-aprendizagem foi à falta de recursos didáticos por parte da escola, o que pode apresentar-r-se como um obstáculo também para os professores desta turma no que se diz respeito à utilização de novos métodos educacionais no intuito de facilitar a construção de conceitos científicos.

Embora tenha sido constatada uma série de dificuldades, a terceira fase desse trabalho foi marcada por satisfação por parte dos professores estagiários, pois os alunos surpreenderam com as respostas apresentadas na atividade avaliativa. Em suas novas afirmações eles conseguiram falar com mais desenvoltura sobre energia, seus tipos e fontes. Eles conseguiram distinguir os tipos de energia e passaram a entender a diferença entre fonte de energia, convencionais, alternativas, renováveis, naturais, artificiais, etc. O processo de geração e produção de energia foi bem destacado por eles. O ponto que eles apresentaram maiores dificuldades, foi na solução matemática dos problemas relacionado com energia cinética e energia potencial gravitacional, mesmo os problemas com baixo grau de dificuldade, grande parte deles não conseguiram retirar as informações dos problemas e equaciona-las e os que conseguiram tinham muita dificuldade em operações matemáticas.

Trabalhar conceitos relacionados com o tema energia é bastante proveitoso e útil para que os adolescentes possam desenvolver potencialidades que os auxiliem na compreensão da física básica e do cotidiano. Mesmo com muitas dificuldades, algumas das quais foram destacadas neste trabalho, é possível introduzir o conteúdo Energia, para tanto o professor deve utilizar o conhecimento que os alunos já possuem sobre os temas e trabalhados de forma a proporcionar nos alunos confrontos do conhecimento que eles já possuem com o conhecimento científico como defende Piaget quando assinala sobre as etapas do conhecimento científico. Segundo Vygotsky também defendem o cognitivismo com princípio básico que deve ser respeitado na construção do conhecimento e ainda considera muito influente o ambiente social em que vive o individuo para o aprendizado (Moreira, 1999). Outrora Bachalard, (Lopes, 1993) julga fundamental para o desenvolvimento da aprendizagem o conhecimento prévio que o individuo possui, ele defende que este conhecimento alternativo seja trabalhado para se transformar em conhecimento científico. Em suma, o que se pretende nesta etapa do desenvolvimento cognitivo dos adolescentes é aproveitar o conhecimento alternativo que eles possuem e reutilizá-los de forma apropriada para que eles

comecem uma nova etapa de aprendizado de suas vidas. Se isto for feito o aprendizado de ciências tornar -se-á proveitoso para alunos e professores e estes começarão a compreender melhor os processos naturais que os cercam.

## CONSIDERAÇÕES FINAIS

Os alunos da segunda fase do ensino fundamental que foram entrevistados neste trabalho não possuem conhecimento científico satisfatório sobre temas relacionados com energia. Em geral, suas elucidações sobre o tema se baseiam em conhecimentos alternativos errôneos que adquirem ao longo do processo evolutivo da cognição o qual é fortemente influenciado pela sociedade que eles estão inseridos.

Com o desenvolvimento de uma abordagem alternativa sobre o tema Introdução ao Estudo da Energia e levando-se em consideração o conhecimento prévio dos alunos foi possível obter resultados satisfatórios no processo ensino-aprendizagem desse tema para esses alunos

É preciso que temas relacionados com energia sejam abordados por professores de ciências dessa fase escolar para que os alunos comecem assimilar os conceitos científicos com seu cotidiano e possam adquirir conhecimentos que os auxiliem a entenderem processos naturais e suas influências sobre a sociedade.

Acreditamos que a realidade vivida por esta classe de alunos reflete a realidade de boa parte dos alunos de ensino fundamental da Paraíba e do Brasil. Mesmo com as limitações de nossa investigação esperamos que os reresultados aqui apresentados e discutidos contribua para minimizar as dificuldades encontradas na abordagem deste tema por pesquisadores e professores de física.

## REFERÊNCIAS

Angotti, J. A. P. and M. A. Auth (2001). "Ciência e tecnologia: : Implicações sociais e o papel da educação." Ciência &amp; Educação 7(1): 15-27.

Angotti, J. A. P., F. d. P. d. Bastos, et al. (2001). "Educação em Física: Discutindo Ciência, Tecnologia e Sociedade." Ciência &amp; Educação 7(2): 183-197.

Delizoicov, D., J. A. Angotti, et al. (2002). Ensino de Ciências: fundamentos e métodos. São Paulo, Cortez.

Lopes, A. R. C. (1993). "Contribuições de Gaston Bachelard ao ensino de ciências." Enseñanza de las Ciencias 11(3): 324-330.

Lopes, J. B. (2004). Aprender e ensinar física. Brasília, FCG FCT.

Moreira, M. A. (1999). Teorias da Aprendizagem. m. São Paulo, EPU.

Silvia, G. M. (1989). "Conceitos Espontâneos de Crianças sobre Fenômenos Relativos à Luz: Análise Qualitativa." Caderno Catarinense de Ensino de Física a 6(1): 9-20.

Zanella, L. (2003). Aprendizagem: Uma Introdução. Pisicologia e Educação: O Significado de Aprender. Porto Alegre, EdipucRS: 23-38.