ENSINO DE FÍSICA NOS ANOS INICIAIS DA EDUCAÇÃO BÁSICA: SUBSÍDIOS PARA A FORMAÇÃO DE PROFESSORES

## ENSINO DE FÍSICA NOS A ANOS INICIAIS DA EDUCAÇÃO B BÁSICA: SUBSÍDIOS PARA A FORMAÇÃO DE PROFESSORES

Lucia da Cruz de Almeida, Isa Costa, Ruth Bruno, José Augusto Huguenin, Fabiana Monteiro de Oliveira, * Jean Anderson Piedade Rodrigues, Monique Braga Barboza a [e-m-mail (lucia@if.uffbr)]

a Universidade Federal Fluminense

## ININTRODUÇÃO

Os resultados decorrentes do desenvolvimento científico e tecnológico não ficam restritos aos âmbitos daqueles que os produzem. Geralmente, esses resultados trazem em seu cerne questões controversas que passam, em um curto espaço de tempo, a interferir no cotidiano dos sujeitos contemporâneos. Neste sentido, constata-se uma crescente preocupação com a educação científica que tem sido considerada como um dos fatores de diminuição das desigigualdades sociais existentes.

Ressalta -se, entretanto, que essa crescente preocupação não vem acompanhada de objetivos consensuais para a educação científica. De acordo com Santos (2007), isso pode ser justificado devido à defesa pela educação científica nãnão vir sendo feita apenas por educadores em Ciências. Como outros profissionais expressam essa preocupação, "diferentes significados e funções têm sido atribuídos à educação científica" (p. 475). No que se refere aos significados, Santos (2007) salienta que os mesmos podem se subdividir em dois grandes domínios, nos quais os centros são, respectivamente, a compreensão do conteúdo científico e a compreensão da função social da Ciência. Contudo, apesar desses domínios "serem enfatizados de formas diferentes (...), eles estão inter -relacionados e imbricados". Isso porque, devido à natureza do conhecimento científico, "não se pode pensar no ensino de seus conteúdos de forma neutra, sem que se contextualize o seu caráter social, nem há como discutir a função sociaial do conhecimento científico sem uma compreensão do seu conteúdo" (p. 478).

Depreende-se da vasta literatura que, apesar das divergências quanto à terminologia, alfabetização ou letramento, a educação científica no contexto escolar deveria:

contribuir para a compreensão de conhecimentos, procedimentos e valores que permitam aos estudantes tomar decisões e perceber tanto as muitas utilidades da ciência e suas aplicações na melhora da qualidade de vida, quanto às limitações e conseqüências negativas de seu dedesenvolvimento (CHASSOT, 2003, p.99).

A perspectiva de um ensino de Ciências "em direção à formação geral para a cidadania" não é nova, como bem caracteriza Krasilchik (1992, p. 6). Segundo Santos e Mortimer (2002),

desde a década de sessenta, currículos de ensino de ciências com ênfase em CTS - Ciência, Tecnologia e Sociedade - vêm sendo desenvolvidos no mundo inteiro. Tais currículos apresentam como objetivo central preparar os alunos para o exercício da cidadania e caracterizam -se por uma abordagem dos conteúdos científicos no seu contexto social (p. 1).

As reformas educacionais, ocorridas no Brasil, no período entre 1960 e 1980, procuraram contemplar essa perspectiva, redirecionando os objetivos do ensino de Ciências para "fornecer aos cidadãos elementotos para viver melhor (...), no sentido de identificar os problemas e buscar soluções para os mesmos" (KRASILCHIK, 2000, p. 89).

Constata -se que um ensino de Ciências voltado para a cidadania continua sendo almejado na atual legislação educacional brasileira, de maneira que são facilmente encontrados, nos documentos oficiais relativos à área de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias do Ensino Médio, argumentos que corroboram este propósito, dentre eles:

O novo ensino médio, nos termos da lei, de sua regulamentação e de seu encaminhamento, deixa de ser, portanto, simplesmente preparatório para o ensino superior ou estritamente profissionalizante, para assumir necessariamente a responsabilidade de completar a educação básica. Em qualquer de suas mododalidades, isso significa preparar para a vida, qualificar para a cidadania e capacitar para o aprendizado permanente (...) estar formado para a vida significa (...) enfrentar problemas de diferentes naturezas, participar socialmente, de forma prática e so lidária, ser capaz de elaborar críticas ou propostas... (BRASIL, s/d, p.8 -9).

Percebe -se, contudo, que no contexto escolar os planejamentos de ensino, bem como suas execuções, não têm, majoritariamente, propiciado aos estudantes uma formação para a vida.

Tal como Lorenzetti e Delizoicov (2001, p.3), considera-a-se que a educação científica com os propósitos até aqui mencionados deveria ter seu início a partir dos primeiros anos da Educação Básica. Apesar desse processo ser viável (ALMEIDA et al, 2007), o mesmo está condicionado às ações docentes dos professores-formadores, como bem denominam Zimmermann e Evangelista (2007), dos diversos níveis de ensino, ou seja, da Educação Infantil ao Ensino Superior.

Assim, neste trabalho serão apresentados os principais re 1sultados decorrentes de atividades extensionistas 1 em desenvolvimento no Instituto de Física da Universidade Federal Fluminense (UFF) que, dentre outros objetivos, procuram contribuir para a melhoria da educação científica no contexto escolar, a partir de ações voltadas para a formação de professores em assuntos relativos à Física.

Para melhor detalhamento e ilustração das etapas metodológicas que norteiam essas atividades, será feito um recorte que privilegia o tema luz, sombra e penumbra em ações voltadas para a formação inicial e continuada de professores dos anos iniciais da Educação Básica.

## ALALFABETIZAÇÃO CIENTÍFICA NA EDUCAÇÃO BÁSICICA

Na concepção dos autores deste trabalho, a educação científica dos sujeitos contemporâneos está atrelada ao processo de alfabetização científica (AC) no contexto escolar. Sendo assim, considera -se relevante delimitar qual o significado que está sendo atribuído à AC.

Dentre as diversas formas de expressá-á-lo, considera -se que a exposta por Krasilchick (1992) é suficientemente esclarecedora. De acordo com essa autora,

A resposta à pergunta 'o que um aluno alfabetizado deve saber valorizar e saber?' levou ao estabelecimento de modelos que consideram diferentes níveis estruturais, multidimensionais de alfabetização científica. Ess es níveis evoluem do patamar de 'alfabetização nominal' aos subseqüentes, em ordem crescente denominados: 'alfabetização funcional' quando os estudantes desenvolvem conceitos sem entendê-los, ao de 'alfabetização estrutural ' ', quando atribuem significados prpróprios aos conceitos científicos, chegando finalmente ao nível de 'alfabetização multidimensional' em que os indivíduos são capazes de adquirir e explicar conhecimentos científicos, além de aplicá los na solução de problemas do dia a dia (p. 6).

Assim, neneste trabalho, utiliza -se a AC no sentido de alfabetização multidimensional, que apesar de coerente com as atuais reformas propostas para a educação brasileira, configura-a-se como um nível bem distante daquele que tem sido proporcionado pelo ensino de Ciências na Educação Básica.

No que se refere ao ensino de Física, diversos enfoques didático-m-metodológicos, embasados em referenciais teóricos estruturados nas pesquisas em ensino de Ciências (Física), vêm sendo veiculados no meio acadêmico, como forma de apontntar alternativas ao ensino "tradicional". Contudo, muitas dessas pesquisas têm apresentado resultados relativos à sala de aula que demonstram poucas mudanças no processo de ensino e, conseqüentemente, no de aprendizagem.

Sobre essas questões Zimmermann e Evangelista (2007), a partir dos resultados do Relatório de 2001 do Programa Internacional de Avaliação de Estudantes (PISA), destacam que:

Esse ensino não tem sido nem mesmo adequado para motivar os alunos a se interessarem por ciências e as conseqüênciaias têm sido desastrosas. Os alunos saem da escola com um conhecimento trivial, com fracas conexões entre os conhecimentos mais importantes, com concepções não científicas de como o mundo natural funciona, saem acríticos e sem capacidade de aplicar o conhecicimento em novos contextos (p.263).

Essa caracterização pode ser estendida para as diferentes modalidades do ensino. Contudo, as conseqüências, na perspectiva de um ensino voltado para proporcionar aos alunos um processo de AC desde as etapas iniciais da Eduducação Básica, tornam-se mais desastrosas, levando-o-se em conta os reflexos na formação daqueles que optam por se profissionalizar como professores no Nível Médio (Curso Normal) e ingressar no magistério ou prosseguir os estudos em Nível Superior (Curso de Pedagogia).

É fato que a necessária estrutura curricular multidisciplinar do Curso Normal impõe uma redução na carga horária prevista para o ensino dos conteúdos científicos. Entretanto, verifica -se que este não é o fator preponderante que impede o processo de AC nesse nível de ensino. A convivência, no contexto escolar ou em atividades de extensão, junto a professores em formação ou em atividades docentes, remete a análise para outros fatores.

Particularizando para o ensino de Física, constata-se que o mesmsmo, além de muito superficial, tanto no que concerne ao conhecimento quanto aos procedimentos, se encontra pautado na preparação para o vestibular, de modo que, na maioria das vezes, os professores sem idealização prévia de planejamentos específicos, tentam reproduzir aqueles que são propostos para o ensino médio regular (de Formação Geral). Essa prática docente, além de acarretar uma aprendizagem memorística e sem maiores significados para a vida do aluno, no que diz respeito ao Curso Normal, tem, por um lalado, contribuído para que os futuros professores dos anos iniciais da Educação Básica não reconheçam a Física como conhecimento a ser ensinado e, por outro, dificultado o processo da AC naqueles anos da educação formal.

Depreende-se dessa análise que os Curursos de Licenciatura em Física deveriam contemplar, em seus componentes curriculares, discussões sobre as especificidades do Curso Normal correlacionadas a perspectivas de planejamentos de ensino que possam vir a contribuir para a AC dos egressos daquele curso, de modo que se tornem professores-formadores de sujeitos alfabetizados cientificamente.

## AÇÕES PARA A AC NA FORMAÇÃO DE PROFEFESSORES: RELATO DE UMA EXPERIÊNCIA

A partir de 2002 a UFF passou a oferecer aos alunos de seus Cursos de Licenciatura o Programa de Bolsas de Apoio à Prática Discente que:

estabelece o intercâmbio [da Universidade] com as redes públicas de ensino e a cooperação acadêmico-pedagógica, buscando inserir o licenciando na realidade concreta da escola pública, ao mesmo tempo em que pro picia a formação continuada dos professores em exercício e o mútuo aprendizado sobre o fazer pedagógico (UFF, s/d).

No âmbito do Curso de Licenciatura em Física, são propostos aos licenciandos bolsistas do Programa diversificados planos de trabalho, que se encontram ancorados em projetos de extensão ou de ensino, dentre os quais, um que se volta para o estudo, a produção de material didáticometodológico e a formação inicial e continuada de professores com o intuito de favorecer o processo de AC a partir da a Educação Infantil.

De um modo geral e no que tange à formação dos licenciandos em Física, as ações previstas nos projetos de extensão e de ensino visam propiciar aos mesmos: a familiaridade com os referenciais teóricos sobre a AC na educação formal; a reflflexão sobre a ação docente e as conseqüências delas decorrentes, tanto nos processos de ensino e de aprendizagem quanto, e

especialmente, na formação dos futuros professores; a oportunidade de elaborar argumentos com o propósito de justificar a necessidade de mudanças no ensino de Física, bem como o a sua exploração a partir da Educação Infantil; a vivência na produção de material didático-o-metodológico para o ensino de temas de Física no Nível Médio e para exemplificação de possíveis formas de inseri-los juntos aos alunos das primeiras etapas da Educação Básica; reflexão sobre os resultados decorrentes da aplicação do material produzido nas atividades de prática discente.

A fim de exemplificar as ações descritas associadas a um conhecimento científico, neste trtrabalho será feito um recorte que contempla o tema luz, sombra e penumbra.

Ressalta -se que na escolha do tema foram levados em consideração os seguintes fatores: ter forte correlação com o cotidiano e com os conteúdos de ciências do Ensino Fundamental; ser significativo na exploração de concepções prévias dos sujeitos em contraposição às explicações científicas, como ponto de partida para o processo de ensino; ser condicionante na compreensão e diferenciação de fenômenos astronômicos, tais como, fases da Lua ua e eclipses; ser propíc io à abordagem experimental com m material de baixo custo e de fácil reprodução.

## Material didático -metodológico

No que se refere à produção de material didático-o-metodológico para o ensino do tema, o trabalho de Padilha e Carvalho (2006) foi expressivo por abordar concepções de alunos do 3º ano do Ensino Fundamental, relativas aos conceitos de sombra, reflexão e imagem e, também, por apresentar atividades de ensino que favorecem a exploração desses conceitos em aulas de Ciências.

Em linhas gerais, a proposta 2 2 elaborada para o ensino e/ou aprofundamento do conteúdo sombra e penumbra junto a professores em formação inicial (Curso Normal ou Pedagogia) e continuada se encontra alicerçada em pressupostos construtivistas. Sendo assim, além da contextualização do tema com intuito de gerar um clima favorável ao seu estudo, perguntas-chave e atividades experimentais simples são sugeridas como forma de favorecer: a explicitação de concepções prévias, o confronto dessas com as observações experimentais e a evolução conceitual.

Além desse material, foram produzidos dois outros, objetivando, respectivamente, a correlação do tema com os fenômenos astronômicos - fases da Lua e Eclipses e a elaboração de sugestões didáticas para a exploração desse conhecimimento científico junto a alunos dos anos iniciais da Educação Básica.

- O primeiro caracteriza -se pela produção de texto e de apresentação em multimídia 3 , na qual é adotada uma linguagem de fácil compreensão, sem que haja, entretanto, a perda do rigor cientítífico e a utilização de imagens e animações computacionais que ilustram os fenômenos abordados.
- A produção do outro material, relativo às sugestões didáticas, independente do conhecimento científico a ser explorado, tem sido estruturado do seguinte modo: atividade lúdica, na qual o tema científico é o "pano de fundo" e, sendo assim, não é explicitado aos alunos; atividade prática, no sentido de favorecer aos alunos a construção do modelo científico, a partir da explicitação de concepções e elaboração de hipóteses sobre o tema em foco, e o confronto entre as mesmas e as observações realizadas; atividade voltada para "o conto e reconto" ou leitura de estórias da literatura infantil ou infantoojuvenil, visando à formação do sujeito leitor a partir de temas cie ntíficos. Ressalta -se que a seleção dos recursos para essas atividades, bem como o nível de exploração do conteúdo científico, deve ser adequado à faixa etária dos alunos.

Para a abordagem do tema - luz, sombra e penumbra - na Educação Infantil ou nos primemeiros anos do Ensino Fundamental foram propostos os seguintes recursos: teatro de sombras 4 ; figuras geométricas com formas e cores diversificadas para a formação de sombras, com a luz solar

como fonte ou a de uma luminária 5 ; livros da literatura infantil 6 com estórias associadas à formação de sombras. Além dos recursos mencionados, para melhor percepção e compreensão das fases da 7 Lua foi construído, com material de baixo custo, um artefato 7 que viabiliza uma boa ilustração desse fenômeno.

## Utilização do mate rial didático-m-metodológico em atividades de prática discente

A utilização do material foi feita de acordo com a demanda e oportunidades oferecidas pelas escolas de Educação Básica. Desse modo, não foi em todas as ocasiões que as diversas etapas previstas na na proposta foram implementadas. Assim, optou-se por descrever os principais aspectos que afloraram em dois contextos de prática discente dos licenciandos, nos quais todo o planejamento pode ser executado. Como esses contextos não foram gerados a partir de circunstâncias educacionais idênticas, consideraase relevante uma breve caracterização dos mesmos.

Foram utilizadas para a prática discente duas escolas da rede estadual do RJ - Instituto de Educação Professor Ismael Coutinho (IEPIC) e Instituto de Educação Professor Manoel Marinho (IEMM) -, uma localizada em Niterói e a outra em Volta Redonda , , municípios onde se encontram, respectivamente, a sede e um dos pólos universitários da UFF.

Na primeira escola, a prática discente ocorreu como atividade da disciplilina Ciências Físicas e da Natureza, em ququatro turmas do 4º ano do Curso o Normal, associada ao tópico da ementa Terra, Universo e Vida e que contou com a participação e o acompanhamento de três professoras responsáveis, em 2008, por essa disciplina na escola , além dos professores orientadores da UFF. Já na segunda, como uma das etapas de um Curso de Extensão sobre a Física no Ensino Fundamental, organizado e realizado em parceria por professores do Pólo Universitário de Volta Redonda e do Instituto de Física da UFF.

Apesar de nos dois contextos a carga horária total (6 h) destinada à implementação da proposta ter sido a mesma, sua distribuição foi bem distinta. No IEPIC foram utilizadas, em cada turma, 8 horas -aula da disciplina Ciências Físicas e da Natureza, , com 2 horas-aula por semana, enquanto que no IEMM, como etapa do Curso de Extensão, a implementação se deu ao longo de um sábado, com intervalo apenas para o almoço, oferecido pela escola e realizado em seu refeitório.

O público alvo participante da implelementação da proposta nos dois contextos, cerca de 150 sujeitos, foi bastante semelhante, tendo em vista que dentre os participantes do Curso de Extensão, aproximadamente 10% eram professores dos anos iniciais da Educação Básica e os demais, alunos do Curso Normal do IEMM e de outra escola pública de uma cidade vizinha à Volta Redonda.

Um outro aspecto que merece destaque, mas que não influenciou nos resultados, como será analisado posteriormente, refere -se às infra-a-estruturas físicas e às condições favoráveveis ao estudo de fenômenos luminosos. O IEMM disponibiliza aos professores, alunos e visitantes espaço físico com

recursos tecnológicos (computador e data show) necessários para o uso de material multimídia. Além disso, todas as suas salas de aula possuem cortinas, o que facilitou sobremaneira a realização de atividades práticas sobre o tema luz, sombra e penumbra. No IEPIC, essas condições não são favoráveis, particularmente devido à iluminação (natural e artificial) das salas de aula e ausência de cortina s, contudo resultaram boas contribuições para a formação dos licenciandos, como será analisado posteriormente.

## Resultados

A fim de facilitar a análise dos resultados correlacionada aos distintos grupos de sujeitos envolvidos na elaboração e/ou implementação da proposta descrita neste trabalho, optou-u-se por identificar os alunos do Curso Normal e os professores dos anos iniciais da Educação Básica como público alvo, levando-se em conta que não foram percebidas, frente ao conhecimento científico (Física), difeferenças significativas entre esses sujeitos.

No que tange à educação científica, pode -se afirmar que o público alvo, de acordo com a classificação de Krasilchick (1992), mencionada anteriormemente, se encontra a majoritariamente no nível de alfabetização func ional.

Ainda em relação a esse público, e considerando que a análise quantitativa não se faz pertinente para os propósitos deste trabalho, constatou-se, no que se refere à linguagem e explicações científicas, semelhanças significativas entre respostas do púpúblico alvo e as detectadas por outros autores. Por exemplo, uma parcela expressiva do público alvo, antes do processo de ensino, utilizava reflexo e imagem como sinônimos, ou imagem para caracterizar a projeção da sombra de um objeto em um anteparo. Padilha e Carvalho (2006) já haviam percebido na realização de atividades experimentais com crianças, que as mesmas empregam essas palavras de modo indiscriminado. Segundo eles, "alguns alunos utilizam em suas explicações causais, as palavras reflexo, sombra e imagem, para designarem a mesma coisa, ou seja, estes alunos costumam se confundir ao expressar estes conceitos" (s/p).

Esses autores sinalizam, também, que é comum entre alunos dos primeiros anos do Ensino Fundamental concepções sobre as características da sombra, dentre elas: "sombra como algo bidimensional" (s/p). Esse tipo de concepção foi percebida com elevada freqüência nas explicações do público alvo relacionadas a perguntas-chave que enfocavam a dimensionalidade da sombra.

Além dessas concepções, foi oi possível verificar outras que, apesar de surgirem em menor número, não são desprezíveis, dentre as quais: a concepção de que a cor da sombra depende da cor do objeto que impede a passagem de luz e/ou da cor da fonte que o ilumina.

Semelhante ao uso indistinto o das palavras sombra, reflexo e imagem, percebeu-u-se que a maioria do público alvo não diferencia sombra e penumbra, ou seja, é apenas uma questão de terminologia para expressar um mesmo fenômeno.

Em relação aos fenômenos fases da Lua e eclipses, destaca-se nas respostas do público alvo a concepção de que as fases da Lua são causadas pela sombra da Terra. Este tipo de concepção era previsível de ser detectada, já que como bem salientam Saraiva et al (2007), apesar das fases da Lua se constituírem em um dos fenômenos astronômicos mais familiares à maioria das pessoas, não são bem compreendidos, inclusive por professores de Ciências e estudantes universitários (p.10).

Apresentam-se ainda como resultados relevantes, aqueles verificados durante e após a realilização das atividades voltadas para o ensino e a aprendizagem do conhecimento científico, bem como das que visavam à apresentação de sugestões didáticas para inserção do mesmo nos anos iniciais da Educação Básica.

- O público alvo foi bem receptivo às atividades. No que diz respeito ao conhecimento científico, foi nítida a evolução das concepções iniciais para explicações aceitas pela Ciência. Isto pode ser verificado não só pela fala dos sujeitos, como também pela análise das respostas, por escrito, a um que stionário proposto para a avaliação.

As sugestões didáticas causaram um impacto positivo, no sentido que demonstraram a viabilidade de inserção de temas de Física nas aulas de Ciências dos anos iniciais da Educação Básica, com enfoque didático-metodológico o que incentiva a participação do aluno na elaboração do conhecimento científico, interligando-o-o à área de linguagens, particularmente, na formação do sujeito leitor.

Em relalação aos licenciandos em Física, os principais resultados referem-se à constatação de de que o fazer docente do professor de Física interfere sobremaneira no processo de alfabetização dos egressos da Educação Básica e ao entendimento que, além de saber respondeder "o quê" e "para quê" ensinar, deve ter respostas claras sobre "o com o" atrelado "para quem" ensinar. Esta compreensão

poderá contribuir para que os licenciandos possam vir a atuar, de fa to, como professoresformadores.

Dois outros aspectos bastante enriquecedores para os licenciandos, decorrentes das diferenças de infra-estrutura dos contextos educacionais nos quais ocorreram a prática discente, merecem destaque: o primeiro refere-se à constatação de que não é válido generalizar que as escolas públicas da rede estadual do RJ não oferecem condições para a realização de um ensino alternatativo às aulas expositivas; o segundo foi a percepção de que as condições físicas da sala de aula podem dificultar iniciativas do professor em prol de atividades práticas, porém não impedi-las, já que a criatividade do professor é essencial na a busca de soluçução para as mesmas.

## CONSIDERAÇÕES FINAIS

É sabido que iniciativas esporádicas e de curta duração que visam à melhoria da formação inicial e continuada de professores estão fadadas a não provocar as mudanças almejadas no ensino de Ciências. Entretanto, a rerelevância dessas iniciativas pode ser compreendida pelo potencial que têm na geração de argumentos que venham intensificar mudanças no âmbito dos Cursos de Licenciatura em Física, , em prol da formação de professores-formadores de futuros professores que irão ensinar Ciências nos anos iniciais da Educação Básica.

## Referências

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