``TEORIA OU PRÁTICA: O QUE ABORDAR PRIMEIRO NUMA DISCIPLINA DE FÍSICA?" - UMA EXPERIÊNCIA DIDÁTICA NUM CURSO DE GRADUAÇÃO

## " TEORIA OU PRÁTICA: O QUE ABORDAR P PRIMEIRO NUMA DISCIPLINA DE FÍSICA?" - UMA EXPERIÊNCIA D DIDÁTICA NUM CURSO DE GRADUAÇÃO

Denise Marques Pinheiro o (denise.pinheiro@maua.br) Octavio Mattasoglio Neto (omattasoglio@maua.br) Sodi Montoni (sodi.montoni@maua.br)

Centro Universitário do Instituto Mauá de Tecnologia - Escola de Engenharia Mauá

Pça. Mauá, 01 CEP 0958-900 – São Caetano do Sul – SP

## RESESUMO

Nesse artigo é apresentada a experiência conduzida com conteúdos de Física, na disciplina de Ciências Aplicadas, realizada no curso de Design do Produto oferecido no período noturno pelo Centro Universitário do Instituto Mauá de Tecnonologia. Essa experiência refere-se à abordagem de conteúdos de estática e termodinâmica, dando destaque à experimentação antes da apresentação da teoria. Nossa hipótese é que aulas práticas têm hoje uma importância sobre aulas teóricas pelo fato de que no ensino médio o aluno está distante de aspectos fenomenológicos, não vivenciando a Física enquanto ciência natural e experimental. A pesquisa envolveu dois blocos de experimentos, no bloco I (modelo construtivista) a aula experimental precedia a aula teórica e no bloco II (modelo tradicional) a aula teórica precedia a aula experimental. Essa opção foi feita para que os resultados de análise do bloco II fossem utilizados como unidade de controle sobre os resultados do primeiro, no qual seriam realizadas as mudanças na abordagem. Cada bloco teve diversas etapas. Para avaliar a proposta foi realizada uma pesquisa com 27 alunos que individualmente preencheram uma pesquisa. A re-significação do trabalho desenvolvido no laboratório didático é o componente mais marcante dessa proposta, que faz do laboratório um espaço para o aluno se familiarizar com o fenômeno estudado e mensurá -lo. A experiência precedendo a teoria pode ser um fator que criará disponibilidade para o aluno aprender, tornando-o mais seguro, independente e capaz de analisar fatos e dados, de forma a aproximar sua criatividade das condições de contorno que a realidade técnica impõe. O resultado mostra uma maior aceitação da abordagem na qual os experimentos são apresentados antes da teoria com um bom envolvimento dos alunos na disciplina.

## 1. INTRODUÇÃO

O que deve vir primeiro, a teoria ou a prática? . Essa é é uma dúvida muito presente entre os professores s pororque para aqueles formados no no o modelo tradicional, a teoria deve ser apresentada antes da prática, serervindo para comprovar os conteúdos teóricos. Para outros, principalmente aqueles que têm algum vínculo com abordagens construtivistas , a prática pode anteceder er a teoria, tendo como finalidade aproximar os alunos dos fenômenos que irão estudar na teoria.

O que geralmente se observa é que algumas disciplinas são divididas em "p "parte experimental" l" e "p"parte teórica ". Nessa divisão a parte experimental é vista, principalmente pelos alunos, como de m menor r importância apesar de de que as turmas de laboratório, geralmente, têm m menor número de alunos s que nas aulas teóricas e , ser um espaço privilegiado para a discussão e a construção do conhecimento. Isso indica um paradoxo no uso que se faz de um poderoso o recurso pedagógico, obrigatório para os cursos de Engenharia segundndo as Diretrizes Curriculares Nacionais - DCNs - - (MEC, 2002), que é o laboratório didático. o.

Nossa hipótese é que auaulas práticas as têm hoje uma importância sobre aulas s teóricas pepelo fato de que no ensino médio o aluno está distante de aspectos fenomenológicos, não vivenciando a Física enquanto ciência natural e experimental. l. Dessa forma conteúdos puramente teóricos têm um significado muito frágil para os alunos, principalmente os ingressantes. P Pode até parecer um exagero, mas não é isso que a experiência mostrara.

Nesse ponto cabe destacar que aqui não se está defendendo a eliminação da teoria no ensino de Física, mas que abordagens que atribuem um valor de destaque para o experimento podem contribuir para a compreensão do conteúdo e da metodologia próprios da Físísica.

Esse trabalho foi construído a partir de uma pesquisa realizada na disciplina Ciências Aplicadas do curso de Design do Produto, oferecido no período noturno pelo Centro Universitário do Instituto Mauá uá de Tecnologia. Nela foi desenvolvido o conteúdo de de estática e termodinâmica. A proximidade dessa disciplina com a Física oferecida nos cursos de Engenharia é bastante grande, tanto que a proposta apresentada por Mattasoglio, Pavão e Pinheiro (2007) para cursos de Engenharia , foi utilizada na parte introdutória do curso que agora será objeto de análise para a discussão da nova abordagem m metodológica.

A re -significação do trabalho desenvolvido no laboratório didático é o componente mais marcante dessa proposta, que fafaz do laboratório um espaço para o aluno se familiarizar com o fenômeno estudado e mensur á -lo . A experiência precedendo a teoria pode ser um fator que criaiará á disponibilidade para o aluno para aprender, tornando-o-o mais seguro, independente e capaz de analisar fatos e dados, de forma a aproximar sua ua criatividade das condições de contorno que a realidade técnica impõe.

A prática antes da teoria pode levar o aluno a:

- · Analisar r e interpretar os fatos;
- · Refletir sobre o problema estudado;
- · Desenvolver o senso crítico;
- · Analisar r e interpretar os resultados;
- · Ser mais independente, criativo e confiante no trabalho interpessoal com pessoas de áreas técnicas.

2. METODOLOGIAS UTILIZADAS NOS LABORATÓRIOS DIDÁTICOS DE FÍSICA

A análise e discussão sobre o papel do ensino experimental em Física ganhou destaque a partir do momento que a área de Ensino de Física se aproximou de teorias que exigiam uma participação mais ativa dos estudantes no processo de ensino-aprendizagem.

A década de 70 do século passado, é um marco do envolvimento de pesquisadores dessa área com questões relacionadas com o trabalho experimental. Desde então, trabalhos como o de Miguens e Garrett 1 (1991), "f "fazem referência ao laboratório didático sendo utilizada na ilustração da teoria já no começo do século XX"X", prática usual ainda nos dias de hoje.

Gil e Gonzáles (1993) fazem uma análise dos cursos de laboratório oferecidos nos cursos de formação de professores, no que tange à visão sobre o trabalho da ciência, apontando aspectos que levam às dificuldades enfrentadas nesses cursos. Destacado o os seguintes dados:

- · O ensino acontecer de acordo com o modelo de transmissão de conhecimentos [modelo tradicional];
- · A atividade docente se realizar sem fundamentação teórica [no que tange aos aspectos didáticoopedagógicos], fruto exclusivo da 'experiência';

Num outro extremo Hodson (1996) argumenta "q"que existe uma supervalorização do trabalho prático, fazendo com que ele nem mesmo seja questionado pelos professores" s" .

Mattasoglio , Pavão o e Pinheiro (2007) indicam am características dos cursos de laboratório, que apontam a falta de compromisso com a aprendizagem significativa:

A não problematização dos experimentos, geralmente apresentados aos alunos como mera ilustração de uma teoria acabada e perfeita, ... ;

A quase inexistente experimentação cabendo aos alunos se limitarem a seguir roteiros sem que possam se dedicar a explorar: equipamentos, instrumentos, materiais e metodologias de resolução dos problemas ... ;

A terminalidade que cada experimento tem em si, ... muitas vezes não sendo retomado mesmo após a correção do relalatório pelo professor.

- A falta de exploração do laboratório didático como ambiente de troca de informações e intercâmbio entre os grupos de uma turma.

O excesso de informações com as quais o aluno tem contato , no ... tempo de uma aula, com privilégio do número grande de experimentos no laboratório didático sobre outros aspectos como a metodologia.

Por traz de de cursos que trazem a apresentação teórica antecipando a experimentação está uma concepção de ensino tradicional l e cientificista. A A primeira a considera quque os experimentos servem para ilustrar a teoria, já a segunda pretende transformar os alunos em pesquisadores, hiper-valorizando aspectos sintáticos do método científico o (MIZUKAMI,

1986; SANDOVAL, 1995). Ambas pressupõem uma concepção de linearidade na organização dos conteúdos, visando garantir o controle sobre o ensino e o conseqüente controle sobre a aprendizagem do aluno.

Por sua vez, a experimentação precedendo a teoria poderia ser considerada como uma aproximação do modelo indutivo-empirista , no enta nto, o que se considera é que componentes como negociação do conhecimento, interação interpessoal na sala de aula entre alunos e entre o professor, garantem uma aproximação com o modelo cognitivista. Certamente o professor ne nessa abordagem deve considerar toda a complexidade que a sala de aula traz e estar preparado para nela atuar.

No modelo cognitivista os sujeitos que aprendem interatuam dinamicamente entre si e com o objeto de conhecimento e assim elaboram am uma construção conceitual da realidade. O propósito é resolver situações problemáticas e a aprendizagem se concebe de forma unificada com a familiarização e o compromisso com os objetivos, valores e os métodos.

Nesse modelo o papel do professor é essencial para que hipóteses, metodologia, e valores propostos pelos estudantes e os resultados que eles obtêm, sejam comompartilhados, assim como hipóteses, metodologias, valores s da comunidade científica que abordou antes o problema.

## 3. APRESENTAÇÃO DA PROPOSTA

Na experiência aqui relatada a opção foi criar aulas com uma metodologia que utilizasse atividade s práticas para introduzir os conteúdos. A seguir serão apresentados dois blocos de atividades utilizados na na análise . No bloco I a aula experimental precedia a aula teórica e no bloco II a aula teórica precedia a aula experimental. Essa opção foi feita para que os resultados de análise do bloco II fossem utilizados como unidade de controle sobre os resultados do primeiro, no qual seriam realizadas as mudanças na abordagem. Cada bloco teve diversas etapas que serão apresentadas a seguir.

## ETAPAS DO BLOCO I

ETAPA I -Realizada no laboratório didático de Física -Figura 1 . O problema proposto era determinar experimentalmente a densidade linear , superficial e volumumétrica de de algumas peças. No ininício da aula foi apresentado o problema e foram discutidadas as suas possíveis soluções e, como obter resultados a partir de gráficos. Após o término dos experimentos discutimos qual a finalidade da(s) grandeza(s) obtida(s) e o porquê dos métodos utilizados .

Figura 1 - Alunos trabalhando na determinação de densidade de diferentes peças e diferentes materiais.

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ETAPA II -- Realizada em sala de aula . Distribuídos em equipes com 4 ou 5 componentes, os alunos receberam 2 peças de papelão o com forma de polígonos irregulares, e deveriam determinar o baricentro das peças- Figura 2 . Pendurando a peça por diversos pontos e ututilizando um pedaço de barbante , riscaram na própria peça a vertical a partir do ponto de suspensão. O cruzamento das diversas retas verticais determinava a posição do baricentro.

Figura 2 - Peças usadas na determinação do baricentro.

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ETAPA III -- Realizada em sala de aula. InInicialmente foi apresenta da a tétécnica para determinação do do baricentro de figuras geométricas compostas. A partir desse momento, o conceito de densidade passou a ser utilizado para a determinação da massa , da área e da densidade da peça , considerada como homogênea. As mesmas equipes da etapa anterior determinararam m a posição do baricentro das peças que já haviam utilizado . Nessa mesma aula os alunos foram convidados a comparar os valores de baricentro obtidos pelos dois métodos, que eram muito próximos .

ETAPA IV -- Realizada em sala de aula onde , reunidos nas mesmas equipes das aulas anteriores, resolveram uma lista de dez exercícios para a determinação do baricentro.

## ETAPAS DO BLOCO II

ETAPA I -Realizada em uma sala de aula . Aula expositiva , na qual a teoria sobre equilíbrio de corpos rígidos foi toda apresentada de forma convencional, professor falando e escrevendo no quadro-negro e aluno copiando . Na seqüência foram propostos exercícios com aplicação da teoria apresentada .

ETAPA II -- Realizada no laboratório didático de Física. Os alunos determinaram experimimentalmente as forças que agiam no equilíbrio de uma barra articulada e em m outra barra articulada com mola e peso. o. Realizaram ainda umuma terceira experiência com uma mesa de forças, com o objetivo de determinar experimentalmente a resultante das forças.

ETAPA III - Realizada num dos laboratórios de Engenharia Mecânica da EEM . Os alunos efetuaram medidas experimentais do mini-baja 2 , auxiliados pelo professor e pelo técnico do laboratório, com o objetivo de determinar seu baricentro. Numa segunda etapa, re realizada em sala de aula, determinaram a analiticamente a a posição do baricentro o do mini-baja .

Os dois blocos, apesar de terem abordagens diferentes, tinham como objetivo final promover a aprendizagem de equilíbrio do corpo rígido e tornar o aluno capaz de determininar o baricentro de uma peça. O QUADRO 1 traz uma síntese das etapas dos blocos I e II.

Destacacam -se dois pontos sobre a forma como as aulas práticas foram organizadas:

- 1. Fezzse a opção de garantir espaço para discussão entre os alunos e desses com o professor, de modo a que dúvidas fossem identificadas e esclarecidas s no momento que apareciam .
- 2. As aulas não tinham uma estrutura rígida a ser seguida, garantido flexibilidade e a possibilidade de de mudança na na seqüência dadas s atividades em função da necessidade da turma. N Não havia roteiros pré-é-determinados que deveriam ser seguidos pelas equipes.

## QUADRO 1 - - Síntese dos blocos I e II com suas etapas

## 4. OS RESULTADOS COM A APLICAÇÃO DA PROPOSTA

Para avaliar a proposta realizou-se uma pesquisa com os alunos que cursaram a disciplina.

A amostra foi composta por 27 alunos que individualmente preencheram uma pesquisa na qual foi apresentada uma tabela que indicava os dois blocos de aulas, com colunas que apresentavam o conteúdo, a metodologia e o objetivo de cada etapa . Na tabela deveriam atribuir notas de 1 a 5, além de responderem três perguntas justificando suas respostas. O resultado é apresentado no QUADRO 2 .

QUADRO 2 -Distribuição das notas atribuídas às atividades dos dois blocos de conteúdos

As médias do Bloco I são ligeiramente superiores que as do Bloco II, indicando que a apresentação do experimento antes da teoria, teve uma aceitação melhor do que na abordagem tradicional. Além disso as médias das aulas experimentais são maiores que a das aulas teóricas ou de exercícios, indicando o também melhor aceitação pelos alunos.

Ficou evidente o interesse dos alunos em realizar inicialmente a etapa experimental. Os alunos são cada vez mais dinâmic osos, presentes e interessadodos e cabe ao professor criar estratégias de aulas que envolva os alunos vinculando-o-as à à área do futuro profissional.

Na seqüência do questionário havia três perguntas. A primeira a era: "N "No bloco I os conteúdos foram inicialmente apresentados por experimentntos, enquanto no bloco II a teoria foi apresentada antes dos experimentos. Qual dessas formas de abordagem você prefere?"

Essa questão apresentou 12 respostas, agrupadas em 3 categorias, para a opção "E "Experimental antes da teoria ". A justificativa dada a esessa opção é apresentada no QUADRO 3 3 que segue .

QUADRO 3 - Justificativa por categoria para a resposta "E"Experimental antes da teoria"

Para a opção "T"Teoria antes do experimental" l" obteve -se e 15 respostas, agrupadas em 3 categorias. A justificativa dada a essa opção é apresentada no QUADRO 4 .

QUADRO 4 - Justificativa por categoria para a resposta "Teoria antes do experimental" l"

Os alunos não estão habituados a trabalhar inicialmente com a parte prática e depois com a parte teórica . De certa maneira os alunos apresentam certa resistência com esta seqüência, o que pode ser observado na pesquisa com a primeira pergunta. Estão acostumados a seguir a seqüência teoria antes da prática, o que faz com que acreditem ser essa a a única maneira de se trabalhar. A vivência no Ensino Fundamental e Médio é, provavelmente, o modelo de aprendizagem de e apresentação da teoria antes da parte experimental .

Ao o se apresentar inicialmente a parte experimental não se quer dizer que durante a realização da aula, dúvidas não possam ser esclarecidas sobre o assunto o e , tão pouco, o, que não se utilize a teoria para justificar as perguntas ou indagações feitas pelos alunos. A dúvida do aluno é um fator importante para construiuir a teoria, pois se bem recebida e trabalhada da pelo professor, fafará o aluno pensar ainda mais , o que é positivo o e engrandecedor para ambos .

A aula com essa seqüência é uma aula desde o seu início muito dinâmica e diferente, o aluno já entra na sala de aula , sabendo que a execução do experimento depende do que ele e sua equipe e vão observar se interessar, trabalhar e também do entrosamento do todo. o. Não havendo espaço para a passividade de chegarem à sala de aula , cumprir um roteiro, muitas vezes sem sequer saber o que estão fazendo. o.

A segunda pergunta foi: "A "As suas expectativas iniciais quanto a disciplinas modificaram-se após esse semestre de curso?" A resposta "S "SIM " " foi seguida de justificativas apresentadas no QUADRO 5 .

QUADRO 5 - - Respostas por categoria para a questão 2, 2, pelos alunos que indicaram que suas expectativas em relação ao curso se modificaram .

Tipos de respostas

- · Entendi que esta matéria seria para nos dar uma noção de física, mas o que vi na prática é que deveríamos ter total noção dos problemas e de suas resoluções.
- · Apesar de sentir muitas dificuldades, principalmente na parte de cálculos, hoje me interesso muito mais pela matéria.
- · As expectativas se modificaram, foi uma matéria a mais complexa que o esperado. De certa forma foi uma surpresa por constar na grade de design.

Para respostas "N"NÃO " para a a segunda questão, as justificativas são apresentadas no QUADRO 6 .

## QUADRO 6 - Respostas por categoria para a questão 2, pelos alunos que indicaram que suas expectativas em relação ao curso se modificaram.

## Tipos de respostas

- · Era o que esperava. Acredito que facilite a comunicação com diferentes profissionais pelo embasamento teórico, para que possamos saber o que é viável e possível, sobre e fenômenos da física.
- · Na verdade eu não pensava que a disciplina importava muito para a profissão. Hoje minha visão da disciplina é totalmente ao contrário.

A terceira pergunta era: "O "O curso tem um conteúdo com forte ênfase fenomenológica e matemática. Hoje, você entende a necessidade desse conhecimento para um Designer?". Para a resposta " SIM" para essa questão as justificativas são apresentadas no QUADRO 7 .

## QUADRO 7 - Justificativa por categoria para a questão 3.

## Tipos de respostas

- · Mas mesmo assim a dificuldade é grande .
- · Conhecer experimentos para relacionar com um acontecimento real .
- · Apesar de que no futuro muitas coisas vão ser calculadas por um engenheiro, mas uma base de conhecimento é sempre para não fazer absurdos .
- · Pois é muito bom ter er esses es conhecimentos para que possamos entender e nos comunicar de forma mais eficaz com profissionais de outras áreas, como a engenhnharia, por exemplo.

Como resposta "N "NÃO " " para a questão 3, as justificativas apresentadas aparecem no QUADRO 8 .

## QUADRO 8 - Justificativas por categoria para a questão o 3 com resposta "NÃO". .

## Tipos de respostas

- · Porém não vejo tanta necessidade na ênfase dada aos assuntos cobrados.
- · Mas não deveria aprofundar tanto na matéria. Dou preferência às matérias de desenho.
- · O assunto foi abordado superficialmente assim não sendo o suficiente para o uso. o.

## 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

A abordagem de apresentação do experimento antes da teoria impõe um desafio ao aluno que, acostumados a seguir a seqüência tradicional, ao se depararem com uma metodologia diferente, apresentam uma resistência inicial.

Após a realilização dos dois blocos, foi notório pelos professores envolvidos no processo, o interesse dos alunos em trabalhar na sala de aula em equipe e também o de obterem respostas para suas reflexões e observações.

Para o professor a aula exige dedicação além do normal, pois ocorrem inúmeras perguntas e dúvidas dos alunos, e a resposta ou solução não é única, gerando discussão e questionamento, mas, com a condução correta aluno e professor, a partir da parte experimental, conseguirão material para o embasamento da própria teoria.

## Agradecimentos

Ao apoio dado pela EEM e ao Coordenador do Curso de Design do Produto para a realização do projeto junto aos alunos da 3 3 o s emestre desse curso .

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