REVITALIZAÇÃO DOS LABORATÓRIOS DIDÁTICOS DO ENSINO MÉDIO DO MUNICÍPIO DE ITUIUTABA-MG: SUPERANDO UM PARADIGMA

## REVITALIZAÇÃO DOS LABORATÓRIOS DIDÁTICOS DO ENSINO ÉÍ Ç MÉDIO DO MUNICÍPIO DE ITUIUTABA -MG: SUPERANDO UM PARADIGMA

## Francineide Lopes de Araújo e Débora a Coimbra

Faculdade de Ciências Integradas do Pontal - Universidade Federal de Uberlândia - Ituiutaba, MG./ (francineidylopes@yahoo.com.br)

## Resumo

Um dos desafios colocados nesse início de século é a formação do indivíduo com uma intuição educada e com raciocínio crítico. Mesmo diante da variedade de informamações e posicionamentos propalados cotidianamente pela mídia impressa, digital e televisual, a população, embora sujeita a toda sorte de propagandas e campanhas, tem poucos subsídios para opinar sobre temas polêmicos e que podem interferir diretamente em susuas condições de vida. O ensino de Física deveria subsidiar o posicionamento do estudante e do cidadão frente a essas e outras questões. O grande desafio do projeto relatado neste trabalho é contribuir para a construção, pelos acadêmicos da Faculdade de Ciências Integradas do Pontal, de outra perspectiva de entendimento sobre a ciência física . Opções experimentais adicionais foram também propostas aos professores parceiros, s, para que os mesmos se senentitissem estimulados a tornar seu ensino mais dinâmico e ao memesmo tempo, agradável. Apesar de a necessidade de se abordar r a Física de forma prática e contextualizada ser um consenso dentro da academia e na legislação, a perspectiva metodológica da experimentação ainda está muito distante dos estudantes do Ensino Médidio e, conseqüentemente, do cidadão. Desenvolvido em parceria com escolas de Ensino Médio do município de Ituiutaba, MG, envolvendo aspectos técnicos e metodológicos para a revitalização dos esespaços de laboratório, este projeto é subsidiado pelas pesquisas das últimas três décadas em ensino de Física, e está em concordância com os Parâmetros Curriculares Nacionais. Nosso principal objetivo foi subsidiar a incorporação de atividades práticas de modo regular nas atividades do cotidiano escolar, concomitantemente e de modo complementar aos conteúdos preconizados nas diretrizes curriculares do Estado.

Palavra- a- chave: e experimentação, Ensino Médio, laboratório didático

## Introdução

Atualmente, o ensino de Física, a, na grande maioria das escolas brasileiras de Ensino Médio, tem sido alvo de muitas críticas. O ensino não é contextualizado, além de enfocar memorização e aplicação direta de fórmulas.

Admitindo, a priori, que os livros-texto são, em geral, indicadores do processo ensino -aprendizagem que ocorre em sala de aula, uma rápida olhada nos livros mais utilizados permite concluir que o laboratório didático não foi marcante nem se mostrou significativo para o ensino da Física nas últimas décadas (MOREIRA, 1988) . A despeito dessa realidade, ações do gogoverno do estado de Minas Gerais para a aquisição de equipamentos mostraram-s-se efetivas no mesmo período e pudemos identificar em duas escolas das quatro de Ensino Médio do município de ItuiutabaMG a existência de um acervo considerável abarrotando salas destinadas às atividades práticas, via de regra sub-utilizadas.

Por outro lado, segundo Alves Pinho (2001), para o público leigo, a física e, ciência de modo geral, e laboratório têm uma relação muito próxima. Esta associação reflete, na realidade, uma interpretação popular equivocada que confunde o produto do trabalho do cientista com o modus operandi da produção científica. Na contramão do senso comum, o ensino de Física não mostra uma associação tão imediata, ou seja, quando se aprende Física o laboratório quase sempre está ausente e esta realidade não é diferente no município de Ituiutaba-MG.

Os estudos recentes sobre os laboratórios didáticos de Física mostram uma clara influência do método hipotético-o-dedutivo, segundo Arruda, Lima e Laburú (2001), desenvolvendo as atividades experimentais como um processo de investigação. Os autores, baseados nas idéias de Kuhn e complementados pelos pensamentos de Van Fraassen, apresentam uma discussão das diferentes possibilidades de entender as relações entre a teoria e o experimento e orientações para o laboratório de Física, entendendo-o -o não como uma verificação de falseamento de hipóteses, mas como um processo de adaptação entre teoria e experimento.

No final de 2002, foram publicados os PCNs+, dirigido aos prorofessores, buscando aprofundar, através de exemplos e estratégias de trabalho, a proposta inicial que foi apresentada nos PCNEM-MEC. Dentre as propostas deste documento, tem -s -se uma especial atenção à mudança no caráter do Ensino Médio, cujo caráter propedêutico é substituído pela formação dos jovens, independente de sua escolaridade futura (K(KAWAMURA e HOSOUME, 2003). Segundo as autoras, este novo Ensino Médio objetiva formar cidadãos, uma vez que

O objetivo da escola média deve, assim, estar voltado para a formação de jovens, independente de sua escolaridade futura. Formar jovens que possuam instrumentos para a vida, para raciocinar, para compreender as causas e razões das coisas, para exercer seus direitos, para cuidar de sua saúde, para participar das discucussões em que estão envolvidos seus destinos, para atuar, para transformar, enfim, para realizar-se, para viver . (KAWAMURA e HOSOUME, 2003, p. 23)

Apesar de a necessidade de abordar Física de forma prática e contextualizada ser um consenso dentro da academia e na legislação, nem sempre corresponde ao que acontece em a sala de aula. Podemos afirmar que a perspectiva metodológica da experimentação ainda está muito distante dos estudantes do Ensino Médio, em virtude de inúmeros problemas, como a precariedade das condições de trabalho do professor, a falta de uma formação específica ou a inadequação dos espaços de laboratório.

## Segundo Alves Pinho ,

a elaboração da metodologia experimental foi obra de esquemas mentais e sociais precisos, porque a experimentação consiste na transposição, no nível das atividades intelectuais consideradas nobres, dos procedimentos de controle. Os trabalhos teóricos de Galileu e de seus sucessores situam -se no prolongamento direto de todo o movimento sócio-cultural dos práticos. Assim, na escolha mesma de seus temas (cinemática, dinâmica, hidráulica, resistências dos materiais, etc.) e de seus procedimentos (quantificação, experimentação), a ciência se submete a exigências sociais. E são estas mesmas exigências que requerem um discurs o científico cada vez mais preciso, eliminando ao máximo as informações ou descrições desnecessárias (ALVES PINHO, 2001, P. 198) .

Por acreditar no professor como agente de mudança, este projeto tem como objetivo principal de abordar temas de Física contemplados na Proposta Curricular do Estado de Minas Gerais, em suas possibilidades metodológicas, tendo em vista a realização de práticas laboratoriais.

Considerando -se o desenvolvimento da Ciência, segundo Arruda, Lima e Laburú (2001), Kuhn aponta que as atividades desempenhadas experimentalmente , inseridas dentro do contexto da a ciência normal, estão relacionadas às situações de crise e produção de novos paradigmas. A inovação tecnológica é direcionada segundo a perspectiva teórica , no sentido de cheque e coconfirmação do paradigma dominante, da determinação de constantes físicas e a descobertas de leis empíricas (KUHN, 1995) .

Nessas atividades, o papel fundamental que a teoria exerce é evidenciado. De um lado, ela força os fatos a se compararem com ela, reduzindo a dispersão dos resultados experimentais e o desacordo sobre sua interpretação e, de outro, ela é o mapa que orienta o cientista na elaboração do experimento e das técnicas de medida (A(ARRUDA, LIMA e LABURÚ, 2001) . Na substituição de um paradigma, ou em situações anormais da ciência, a experimentação exerce uma importante contribuição. A As descobertas, para Kuhn (1995), ), apresentam a consciência prévia da existência de anomalias, ou seja, para um cientista reconhecer uma novidade, ele deve estar r imbuído da perspectiva teórica e da incongruência com sua previsão.

Muitas vezes, os professores, ao darem alguns exemplos experimentais, não estão usando uma metodologia de ensino que visa induzir, verificar, testar ou falsear as hipóteses ou teorias levantadas pelos estudantes, através da utilização da experimentação. Segundo Arruda, Lima e Laburú, eles não utilizam estes métodos devido a várias razões c como:

Em primeiro lugar, a esmagadora maioria dos alunos da escola secundária, como muitos dos universitários iniciantes, chega mesmo a não entender um problema experimental, quando ele é colocado. Na verdade, apresentam uma série de dúvidas que precisam ser pouco a pouco esclarecidas e trabalhadas, até que eles consigam entender o que está por detrás da atividad e, o que seria praticamente impossível, sem o auxílio do professor. Em segundo lugar, é muito improvável que os estudantes, principalmente do ensino médio, consigam elaborar hipóteses explicativas interessantes para uma dada situação experimental, ou que, dedutivamente, consigam dar conta satisfatoriamente de uma anomalia. Quase sempre, caberá ao professor apontar as soluções e oferecer as saídas que tornarão a atividade experimental dotada de sentido e interessante aos estudantes. Em terceiro lugar, a transposição para o laboratório didático, de uma visão da ciência que pressupõe a contrastação empírica, seja para a verificação, seja para o falseamento de hipótese, subentende, pelo menos implicitamente, que os "dados" de uma experiência são compreendidos de forma inequívoca pelos alunos. Entretanto, mesmo em casos de medições simples, como a do comprimento de um fio ou o diâmetro de uma bola, uma medida pode assumir para os estudantes um significado bastante diferente do que assumiria para o professor [...] . Em quarto lugar, atividades experimentais como a observação de regularidades ou de relações entre variáveis, podem representar um problema fora do alcance dos estudantes. [...] Em quinto lugar, um experimento qualitativo simples pode ser interpretado de diferentes maneiras, segundo as perspectivas ou idéias prévias dos estudantes (ARRUDA, LIMA e LABURU, 2001,p. 104-105) .

Um processo dialógico entre estudante e professor r deve ser implementado , uma vez que , através do debate e do levantamento de idéias, o professor poderia, a

cada momento da aula, explicar r as dúvidas dos estudantes, preenchendo as lacunas e desenvolvendo suas idéias em relação ao conteúdo. A aula experimental é atraente por seus aspectos lúdicos e pela possibilidade de participação ativa dos estudantes. Nela, as questões emergem naturalmente e são solucionadas pontualmente, em função da maior proximidade física entre os integrantes.

## O Projeto

A fim de possibilitar uma maior compreensão para os estudantes do Ensino Médio das escolas de Ituiutaba e região, os acadêmicos do 4° período do curso de Física desenvolveram propostas de atividades de laboratório de física junto à disciplina de Projeto Integrado de Prática Educativa 1 . Essas propostas têm como objetivo principal apresentar a Física como uma ciência atraente e fundamental para a compreensão da maioria dos fenômenos que fazem parte do cotidiano. Assim, o grande desafio do projeto é contribuir para a construção, pelos acadêmicos, de outra perspectiva de entendimento sobre a ciência fífísica e apresentar aos professores parceiros, em exercício nas escolas opções adicionais, do ponto de vista experimental, para que se sintam estimulados a tornar seu ensino mais dinâmico e ao mesmo tempo, agradável.

Esse projeto ocorreu ao longo de todo o o ano de 2008 e terá continuidade em 2009. No primeiro semestre, os acadêmicos foram distribuídos em 6 grupos distintos, sendo que cada grupo escolheu uma escola, visitando-a e catalogando informações sobre a estrutura física e o acervo laboratorial. l. Uma delas, não dispunha de nem de de espaço físico nem de material, no entanto, duas apresentam um acervo muito além do esperado, contendo dinamômetros, fontes, voltímetros, entre outros. A Tabela 1 sintetiza os recursos físicos catalogados e experimentos sugeridos pelos grupos, exceto aquele referente à escola mencionada .

- O experimento de Mecânica (quarta coluna, primeira linha da Tabela 1), de verificação, utiliza a Segunda Lei de Newton para comparar a aceleração teórica e a obtida experimentalmente, sendo os materiais: um carrinho, uma tábua e um cronômetro. O relativo ao Princípio de Arquimedes aborda o conceito de empuxo, permitindo determinar a densidade de um sólido e a verificar experimentalmente esse princípio, utilizando: um cilindro de alumínio, uma régua, um dinamômetro, um suporte, um béquer de 150ml, 100 ml de água.

Na segunda linha da quarta coluna da Tabela 1, as experiências propostas pelo segundo grupo: momento ou torque de uma força versa sobre o conceito de torque ou momento e verificar as condições para que uma barra fique em equilíbrio de rotação, utilizando: um suporte, uma régua graduada em acrílico comum furo central, dois cursores com gancho na extremidade, e dez massa iguais de 20g; Eletricidade: Circuitos Elétricos -- LEDS -Diodos emissores de luz (através da realização deste, o funcionamento do diodo fotoemissor, a montagem de um circuito

1 A Faculdade de Ciências Integradas do Pontal, unidade da Universidade Federal de Uberlândia no município de Ituiutaba, MG , foi criada em 2006 e iniciou suas atitividades em abril de 2007. As disciplinas denominadas Projeto Integrado de Prática Educativa, distribuidas ao longo dos cinco primeiros semestres de curso, visam atender à legislação no que concerne às quatrocentas horas de atividades práticas. Elas oportunizam o contato inicial com os futuros ambientes de trabalho, para o levantamento de aspectos que serão relevantes no período subsequente de estágio supervisionado.

simples utilizando LED como indicador e a medida da tensão e da corrente que o atravessa são elucidadas), os materiais necessários são: placa para montagem, fonte de corrente contínua, multímetro, 4 cabos banana, dez conectores simples, um resistor de 470 ? ? e um LED.

Os grupos 3 e 5 sugerem experimentos de baixo custo, qualitativos. São materiais do tipo: chips, copo de plástico, lata metálica, barbante, elásticos, ovo, garrafa, entre outros. Esses experimentos têm por objetivo a motivação, contemplando a física como um conhecimento que faz parte de sua vivência e não como um corpo cognitivo abstrato, por isso, desinteressante e árido.

Em relação ao quarto grupo, os experimentos (quarta coluna da Tabela 1):

- 1. Gotas marcantes: mostra o movimento de um objeto acelerado. Para sua execução é necessário um carrinho de brinquedo, um equipa-soro, chips, fita adesiva, um espetinho de madeira para churrasco;
- 2. As polias: visa abordar a vantagem mecânica de polias. Para a realização do mesmo, utiliza-se: dois lápis, carretel, linha, vinte moedas de mesma massa, dois copinhos descartáveis pequenos, fita adesiva;
- 3. Câmara Escura: este experimento tem por objetivo a construção de uma câmera escura, possibilitando observar a imagem de uma vela sendo projetada em seu interior. Os matérias necessários são: lata de alumínio, vela e prego.
- 4. O disco de Newton é uma experiência clássica para mostrar que o branco é a soma das cores visíveveis. Pode ser reproduzida utilizando-se os seguintes materiais: disco LP dos antigos ou o fundo de uma forma de pizza cortado, papeis coloridos, furadeira com suporte adaptador para lixadeira;
- 5. Quantidade de calor: tem por objetivo estudar a quantidade de calor que absorve um líquido quando é submetido a uma fonte de calor cuja emissão é aproximadamente constante, levando em conta as variações da temperatura que experimenta o líquido nos diferentes intervalos de tempo registrados ao longo de todo o processo. Os matérias utilizados são: suporte com haste, termômetro, haste horizontal, mufa dupla, pinça com cabo, cronômetro agitador, copos de becker, proveta graduada, fonte aquecedora com acessórios.

Além da catalogação dos resultados e da realização de experimentos, uma mudança na perspectiva dos estudantes, em concordância com o referencial teórico que subsidia todo esse projeto é esperada. No entanto, essa mudança de perspectiva demanda tempo.

Tabela 1: : Propostas dos acadêmicos s e infra-estrutura levantada .

## Algumas Reflexões sobre o Desenvolvimento

Apesar dos fatores limitantes da prática, uma vez que a mesma foi condicionada à existência de materiais e espaço físico nas escolas e que estamos em pleno andamento, obtivemos resultados favoráveis à experiência educacional realizada. A maioria absoluta dos estudantes de Ensino Médio participantes declarou as aulas interessantes e úteis. Pudemos observar, ainda, a importância de ambientes diferenciados para aulas nas quais os estudantes são estimulados a sair da passividade das aulas expositivas. Tendo em vista os resultados esperados inicialmente , que eram suscitar um maior envolvimento dos acadêmicos com as questões educacionais do município e região, particicularmente quanto ao ensino de Física, e iniciar uma parceria colaborativa com os professores do Ensino Médio da rede pública, constatamos um envolvimento dos acadêmicos , muito mais amplo do que o esperado em suas manifestações v verbais motivacionais .

Tendo em vista a concepção adaptativa de laboratório didático2 o2 , segundo Arruda, Martins e Laburú, as atividades de um laboratório segundo essa concepção consistiriam em

- 1) exploração da parte fenomenológica do paradigma, o que poderia envolver a construção de equipamentos;
- 2) produção de fatos que se ajustem com precisão a determinadas conseqüências do paradigma;
- 3) a articulação da teoria através da determinação de constantes física características, a descoberta de leis empíricas e medições em geral;
- 4) ou ainda, a resolução de uma anomalia, ou seja, de uma situação em que os conhecimentos prévios do estudante não estão funcionando, o que exigiria a construção de novos óculos teóricos, para permitir enxergar o experimento de uma outra maneira.(ARRUDA, SILVA e LABURÚ, 2001, p. 105 -106).

A etapa do projeto desenvolvida no segundo semestre de 2008 permeia as seguintes estratégias:

- 1. Oficinas teóricas -práticas, discutindo propostas pedagógicas sobre a melhor forma de abordar os temas com os estudantes.
- 2. Apresentação e discussão dos artigos históricos envolvendo os temas abordados, para os professores e estagiários, publicados em revistas especializadas no Ensino de Física.
- 3. Discussão da atual aplicabilidade da física, principalmente na vida cotidiana das pessoas. A ligação destes conceitos com situações que possam indicar comportamentos éticos, que ajudem na formação do cidadão, e com situações que indiquem problemas sociais contemplados.
- 4. Realização dos experimentos listados.

## Referências Bibliográficas

ALVES PINHO, J. Atividades Experimentais: do método à prática construtivista . (Tese de Doutorado. Florianópolis, UFSC, 2001). Ú

ARRUDA, S . M.; SILVA, M . p R.; LABURÚ, C . E.; Laboratório Didático de Física a partir de uma Perspectiva Kuhniana. Investigações em EnEnsino de Ciências, v. 6 6 (1), p. 97-106, 2001 .

BRASIL, Ministério de Educação, Secretaria de Educação Média e Tecnológica. Parâmetros Curriculares Nacionais : Ensino Médio. Brasília: MEC, 1999.

KAWAMURA, M. R. D. e HOSOUME, Y. A A contribuição da Física para um novo Ensino Médio . F Física na Escola, v.4, n.2, 22-2-27 (2003).

KUHN, T. S. A Estrutura das revoluções científicas. . São Paulo: Perspectiva, 1995.

MOREIRA, M. A. O professor-pesquisador como instrumento de melhoria do ensino de ciências . Em Aberto, v. 7, n. 40, 43-54 (1988). Disponível em: <http://www.publicacoes.inep.gov.br>. Acesso em 10/05/2008.