FORMAÇÃO CONTINUADA DE PROFESSORES DO ENSINO MÉDIO EM FUNDAMENTOS DE ELETRÔNICA E DE INSTRUMENTAÇÃO

## FORMAÇÃO CONTINUADA DE PROFESSORES DO ENSINO MÉDIO ÔÃ EM FUNDAMENTOS DE ELETRÔNICA E DE INSTRUMENTAÇÃO

Maria Hermínia Ferreira T Tavares 1 , * Reginaldo A . Zara 1 , Gilmar Orlandini 2 , Salomão Januário Pereira 2

1 Universidade Estadual do Oeste do Paraná -UNIOESTETE Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Cascavel -Pr mhstavar@certto.com.br , razara@unioeste.br 2 Colégio Estadual Wilson Jofre - Ensino Fundamental e Médio Casca vel - Pr gilmarfisica@yahoo.com.br , salomaocvel@bol.com.br

## RESUMO

O trabalho relata uma ação de formação de professores que consistiu na execução de um curso de Fundamentos de Eletrônica e de Instrumentação para Professores do Ensino Médio, conduzido no Laboratório de Física da UNUNIOESTE, Campus de Cascavel, l, como parte do projeto "A "A prática das Ciências Exatas e Naturais no viés da formação de futuros engenheiriros", financiado pela FINEP através do Edital PROMOVE -Engenharia no Ensino Médio 05/2006. O Curso foi desenvolvido em 64 horas, divididas em 16 oficinas de 4 horas, atingindo diretamente 19 professores e alcançanando aproximadamente 10.000 alunos do Ensino Médio da Rede Pública. Seu oferecimento justificou-se pelos fatos: 1) FaFalta de docentes de Física no Ensino Médio da Região Oeste do Paraná com formação adequada; 2) Dificuldades es enfrentadas pelos docentes com unidades de medidas, fundamentos de ElEletrônica e instrumentos de medida; 3) Situação de abandono dos laboratórios de Física dos colégios estaduais; 4) Formação da maioria dos docentes não foi feita em Física; 5) Falta de espaço específico para organização de laboratórios de Física; 6) Deficiências de de técnicos existentes. O Curso objetivou: u: 1) Aperfeiçoar a formação científico -t -tecnológica dos docentes de Física d da Região Oeste do Paraná e ampliar o número de professores que usam de forma adequada os laboratórios; 2) Capacitar os professores no uso de ininstrumentos utilizados em laboratórios de Eletrônica Básica. Chegou-u-s-se às conclusões: 1) Apesar dos elogios dos cursistas, a carga horária foi insuficiente para suprir as graves deficiências de formação; 2) 2) Devido ao grande efeito multiplicador de cursos de de formação continuada, em especial de curso voltados à área experimental, sua oferta deve ser priorizada pelas IES; 3) 3) A formação deficiente dos professores de Física da Rede Pública dificulta a execução de experimentos mais sofisticados em Eletrônica.

Palavras -chave: educação cientifica, formação continuada , instrumentação em Eletrônica

## INTRODUÇÃO

O relatório "Escassez de Professores no Ensino Médio: Soluções Estruturais e Emergenciais" elaborado pelo Conselho Nacional de Educação (CNE) e

apresentado pelo INEP em 2007 revela que, levadas em conta as necessidades do segundo ciclo do ensino fundamental e do ensino médio, as escolas públicas brasileiras têm um déficit de 246 mil professores. Segundo o relatório, na área de Física deveria haver 20,5 mil professores para as classes do ensino médio, porém nos 12 anos anteriores ao relatório licenciaram -s -se apenas 7200 professores. Para suprir a defasagem, engenheiros, matemáticos ou professores de ciência cobrem a demanda, o que pode desqualificar r o nível das aulas uma vez que esses não possuem fundamentos teóricos como os físicos licenciados. Os cursos de engenharias, matemática e biologia, por exemplo, oferecem somente cursos básicos de Física em detrimento a um maior aprofundamento teórico nos diversos conteúdos da Física, tais como: Física Moderna, Eletromagnetismo, Mecânica Clássica, dentre tantas outras. Muitas vezes, estes cursos também apresentam deficiências no que se refere ao conteúdo experimental l a ser ministrado nas escolas de ensino médio . Isto ajuda a justificar o fraco desempenho dos estudantes brasileiros na avaliação do Programa Internacional de Avaliação de Alunos (Pisa), no qual o Brasil obteve a colocação de número 52 entre 57 país es. Este baixo desempenho está relacionado a dois fatores: a) a falta de infra-estrutura para aulas práticas; b) capacitação inadequada dos professores, os quais ensinam conteúdos que nunca aprenderam, em especial em Física. Muito embora as Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino Médio proponham uma estrutura curricular r de forma muito detalhada, com a definição de 3 áreas de conhecimento, a realidade do quotidiano em sala de aula é outra, em especial para a disciplina de Física. Se por um lado, a publicação PCN + Ensino Médio (2002) explora as competências em Física , sugere temas estruturadores do ensino de Física , propõe formas de organização do trabalho escolar r e estratégias para a ação, por outro lado, os docentes enfrentam dificuldades.

O trabalho em Física deve ser alicerçado na interdisciplinaridade e na contextualização (Queluz, 2000) , em busca das competências: expressão e comunicação, investigação e compreensão o e contextualização sócio-cultural. Assim, é grande a ênfase dada à tecnologia, enentendendo-s-se que a educação em ciências deve ser vista através de um enfoque amplo, o qual não se restringe apenas a discussões metodológicas , mas também culturais (Chassot, 2000) .

Muito embora o desenvolvimento tecnológico de sociedade atual tenha provocado a a associação da tecnologia às ciências aplicadas (Nascimento to et al., 2006), exigindo a presença da ação sobre os objetos, a prática pedagógica do professor de Física na escola pública ainda é baseada a no quadro-negro e giz. Enfrentando problemas tais como a ausência de espaço específico, de equipamentos s e de técnicos habilitados para auxil iar nos trabalhos experimentais além da falta de tempo específico na carga horária para elaborar e montar experimentos, o docente se restringe a aulas teóricas ou demonstrativas nas quais os alunos não manuseiam os equipamentos .

Em uma tentativa de solução, buscando aproximar a escola do mundo moderno e da compreensão dos processos produtivos , Gil -Pérez (2003) formulou proposta de conjunto de atividades , em metodologia dinâmica e aberta, conduzida pelo experimento como elo entre o saber implícito no cotidiano vivido e o saber explicitado pela teoria científica. O autor mostra como vincular as concepções intuitivas dos alunos com a história da Física com os usos pragmáticos dos conceitos e c com suas implicações e conseqüências.

Trabalhos tais como o texto de Laburu (2005) ) podem auxiliar o professor de Física: o autor resgata uma coletânea de análises divergentes que abordam os

fundamentos epistemológicos e ontológicos construtivistas, voltados à educação científica, a qual não pode ser er fundamentada apenas na teoria. Em uma visão mais abrangente, Morin (2000) propõe que seja feita uma revolução no pensamento por meio do ensino transdisciplinar, visando formar cidadãos planetários, solidários e éticos, aptos a enfrentar os desafios dos tetempos atuais. Como deve ser feita tal formação? Morin responde que apenas um conhecimento não mutilado nem compartimentado, que rerespeita o singular ao mesmo tempo em que o insere em seu todo .

Os professores do Ensino Médio que atuam em escolas públicas da Região Oeste do Paraná encontram dificuldades para formar cidadãos aptos a enfrentar os desafios atuais. ImImpossibilitados de ministrar aulas que demandem aplicação de instrumentos de medidas, formam alunos que irão engrossar as estatísticas de reprovação nas disciplinas de Física nas universidades públicas. O ensino praticado fica fragilizado ante a necessidade de produção de processos científicos e tecnológicos , criando no jovem aprendiz a idéia de que , de um lado está tá a ciência lecionada no Ensino Médio e , do outro , a ciência que embasa e possibilita a criação e produção de tecnologia.

Este trabalho relata uma experiência de formação continuada de professores em serviço, sendo que as as atividades descritas f fazem parte do projeto " A prática das Ciências Exaxatas e Naturais no viés da formação de futuros engenheiros", financiado pela FINEP através do Edital PROMOVE - Engenharia no Ensino Médio 05/2006 , proposto pelos professores de Física da Unioeste - - Campus de Cascavel em parceria com o Colégio Estadual Wils on Joffre. Esta experiência consistiu na execução de um curso de Fundamentos de Eletrônica e de Instrumentação para Professores do Ensino Médio, conduzido no Laboratório de Física da Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Campus de Cascavel .

A A apresentação do projeto e a execução das atividades nele programadas foram motivadas pelos seguintes fatos:

- 1) A falta de docentes s no Ensino Médio da Região Oeste do Paraná com formação adequada nas áreas experimentais e tecnológicas;
- 2) A grande dificuldade e enfrentada pelos docentes com unidades de medidas, fundamentos de eletrônica e utilização de instrumentos de medida;
- 3) A situação de abandono e de sucateamento encontrada nos laboratórios de Física dos colégios estaduais do Oeste do Paraná, provocada pela f formação deficitária dos docentes na área experimental;
- 4) A formação da maioria dos docentes que atuam na rerede pública a de ensino do Paraná não ser em Física;
- 5) A f falta de espaço específico para a organização de laboratórios de Física, pois em todas as escolas da Região Oeste do Paraná, os laboratórios são mistos, sendo divididos entre aulas de Física, Q Química e Biologia;
- 6) A deficiência dos técnicos existentes para auxiliar nos trabalhos experimentais, pois parte dos técnicos são desviados para funções burocráticas nas escolas;
- A promoção de um curso de Fundamentos de Eletrônica e de Instrumentação p para Professores do Ensino Médio teve como objetivos:
- 1) Aperfeiçoar a formação científico-tecnológica a dos professores que atuam no Ensino Médio da Região Oeste do Paraná e ampliar o número de professores que usam de forma adequada os laboratórios de suas escolas;
- 2) Capacitar os professores no uso de instrumentos utilizados em laboratórios de Eletrônica Básica.
- O presente relato descreve as atividades desenvolvividas, as reações qualitativas dos cursistas frente às atividades propostas e as observações dos proponentes durante a execução do curso. Em particular, as observações aqui relatadas fornecem subsídios para que ações de formação continuada de professores sejam moldadas às carências educacionais da região Oeste do Paraná.

## MATERIAL E MÉTODOS

- O trabalho consistiu na execução de um curso de Fundamentos de Eletrônica e de Instrumentação para Professores do Ensino Médio, conduzido no Laboratório de Física da UnUniversidade Estadual do Oeste do Paraná, Campus de Cascavel l e na avaliação do aproveitamento e da aceitação deste tipo de atividade pelos professores da rede estadual de Ensino do Estado do Paraná.
- O cucurso foi desenvolvido no período de abril a a setembro de e 2008, em 64 horas, divididas em 16 oficinas de 4 horas. Com essa ação foram atingidos diretamente 2 estagiários do Laboratório de Física da Unioeste (bolsistas do Programa de Iniciação Científica Júnior) e 19 professores da rede estadual de ensino e , através desses , estima -s -se que aproximadamente 10.000 alunos da rede estadual de ensino possam ser r alcançados indiretamente .
- O curso teve como público alvo professores que lecionam a disciplina de Física nas escolas de Ensino Médio da região , vinculadas ao o Núcleo Regional de Educação de Cascavel, sendo, porém registradas inscrições de professores vinculados a diferentes Núcleos Regionais de Educação da região Oeste do Paraná. Constatada a disponibilidade tanto de espaço físico quanto de materiais no Laboratório de Física da UNIOESTE, foram oferecidas, inicialmente, 16 vagas. Porém, devido à demanda , foram selecionados 19 professores de um total de 26 inscritos. Embora todos os selecionados lecionem a disciplina de Física em escolas da região Oeste do Paraná , poucos possuem o curso de Licenciatura em Física. Na Tabela 01 encontra -se a formação dos professores cursistas.

Tabela 01: Formação dos docentes cursistas

Entre os docentes não selecionados encontravam -se 02 licenciados em Ciências Biológicas e 05 licenciados em Ciências com habilitação em Química (02), Biologia (01) e Matemática (02).

Como pode ser visto na Tabela 01 84% dos cursistas não são licenciados em Física e, portanto não possuem a formação adequada para ensinar a disciplina de Física para o ensino médio. Buscando sanar a eventuais deficiências os os conteúdos a serem trabalhados foram selecionados de acordo com o conteúdo programático proposto para o Ensino Médio e os experimentos foram escolhidos de maneira a que os professores pudessem implementá-los em suas escolas de origem, estando abaixo listados:

- 1) Conceitos fundamentais sobre Eletricidade (força e campo eletrostático, energia potencial elétrica e potencial elétrico)
- 2) Isolantes , condutores e corrente elétrica
- 3) Identificação de componentes em circuitos
- 4) Uso de m multímetros analógicos e digitais
- 5) Resistências nominais e montagem de circuitos
- 6) Leis is de Ohm e de Kirchhoff
- 7) Medidas de corrente elétrica em circuitos
- 7) Capacitores
- 8) Circuitos Resistor-Capacitor r (RC)
- 9) Indução eletromagnética
- 10) Uso de Osciloscópio.
- As oficinas constaram de:
- 1) Uso do multímetro analógico;
- 2) Uso do multímetro d digital e d do protoboard;
- 3) Conceitos iniciais de Eletricidade;
- 4) Campo elétrico, trabalho e potencial elétrico;
- 5) Capacitância e capacitores;
- 6) Corrente e elétrica e e estudo de reresistores;
- 7) Associação de resistores;
- 8) Estudos de geradores e receptores elétricos;
- 9) Estudo de circuitos elétricos;
- 10) Campo magnético e f foforça m magnética;
- 11) Indução e eletromagnética;
- 12, 13 e 14) Oficina de E Eletrônica Básica;
- 15 e 16) Oficina s sobre uso de osciloscópio digital e a analógico.

Embora o curso tenha sido concebido como essencialmente experimental, centrado no uso de equipamentos de medidas eletroeletrônicas , comuns nos laboratórios de eletricidade básica e no manuseio de componentes eletrônicos para a construção de circuitos simples, foram conduzidas revisões teóricas e discussões dos conceitos físicos relacionados ao tema das oficinas. Além disso, métodos de análise dos resultados obtidos das experiências foram revisados e as dificuldades encontradas na condução dos experimentos e na análise dos resultados foram amplamente discutidas com todo o grupo de participantes.

As oficinas foram conduzidas de forma a auxiliar ao máximo os professores na busca de superação das deficiências individuais. Para isso trabalhou-se em grupos, os quais foram acompanhados por quatro professores ministrantes , os quais observavam os grupos, procurando identificar r as deficiências conceituais, de manuseio de componentes e de equipamentos e de interpretação, sempre indicando caminhos para possíveis soluções para superação das dificuldades.

Ao longo do curso foram utilizados multímetros analógicos e digitais, baterias, fontes de tensão, osciloscópio, gerador de Van der Graaf e placas de conexões (protoboard) . Os componentes empregados foram resistores, capacitores, diodos, leds, bobinas, transistores, circuitos integrados, SMD , triac, e fios condutores. Embora os componentes possam ser facilmente adquiridos em lojas especializadas, muitas vezes as escolas não dispõem de recursos financeiros suficientes para suprir as necessidades do laboratório. No entanto, muitos dos componentes podem ser obtidos a partir de placas de equipamentos transformados em sucatas. Neste sentido foram apresentadas formas de obter materiais alternativos como fontes de tensão retiradas de computadores fora de uso, extração de componentes eletroeletrônicos em placas de aparelhos obsoletos ou inservíveis.

Nas oficinas 1) e 2) foram trabalhados os conceitos de e corrente e diferença de potencial elétrica alternada e cocontínua e resistência elétrica. Foram utilizados os multímetros analógicos para levar à compreensão das relações entre as escalas multiplicativas e uso do voltímetro AC e DC, amperímetro AC e DC, o ohmímetro, e continuidade.

Nas oficinas 3) e 4) os conceitos de campo e potencial elelétricos os foram tratados, associados a práticas realizadas com materiais alternativos e com o gerador de Van der Graaf . Já nas oficinas 5) e 6) foram trabalhados conceitos relativos a capacitância e capacitores , buscando entendimento teórico -pratico e representações em linguagem gráfica a e algébrica . A oficina 6) enfocou estudos de corrente elétrica e de reresistores; buscanando trabalhar para a superação de um estudo meramente matemático para um estudo focado na conservação de de cargas e de energia . Além das as atividades experimentais desenvolvidas no laboratório foram conduzidas atividades no laboratório de informática, com a utilização do software MultiSim para simulação de circuitos elétricos e eletrônicos. . Nas oficinas 7), 8), e 9) foram apresentados circuitos mais complexos como placas de computadores e televisores , com a identificação dos elementos e suas funções. Nas ofoficinas 10 e 11 foram tratados temas relacionados a campos magnéticos, enquanto que as oficinas de 12) a 6) abordaram conhecimentos básicicos de Eletrônica, com o uso de programas computacionais para simulação de circuitos. O osciloscópio foi utilizado como transdutor de energia elétrica, sonora, mecânica, em elétrica, acompanhado de explicações sobre formas de ondas.

<!-- image -->

Figura 01: : Professores durante uma aula do Curso

<!-- image -->

## DISCUSSÃO

A ação descrita neste trabalho faz parte do projeto "A prática das Ciências Exatas e Naturais no viés da formação de futuros engenheiros", financiado pela FINEP através do Edital PROMOVE -Engenharia no Ensino Médio 05/2006. Outras ações previstas no projeto estão em andamento e, por isso, uma avaliação quantitativa e objetiva dos resultados ainda não está disponível.

Ressalta -se ainda que resultados finais de cursos de formação ou atualização de professores não podem ser auferidos de maneira imediata, uma vez que os resultados esperados serão refletidos na melhoria das aulas ministradas pelos professores em s suas escolas de origem e observados pelos alunos do ensino médio. Com isso qualquer, neste ponto de execução do projeto, uma a avaliação quantitativa é inviável visto que não existem dados suficientes para tal. Contudo, algumas observações qualitativas podem ser apresentadas.

O grupo de professores cursistas possui formação acadêmica muito heterogênea resultando em um conjunto de dificuldades variado, requerendo atendimento individualizado por parte dos ministrantes. Porém , foram percebidas muitas dificuldades em comum. A maioria dos cursistas possuía pouca ou nenhuma familiaridade com equipamentos de medidas simples como multímetros e tinham receio de descargas elétricas ou mesmo de danificar os equipamentos de forma irreversível. Em muitos casos foram detectadas dificuldades provenientes da formação: dificuldades conceituais em Física e em Matemática Básica foram freqüentes e , muitas vezes , prejudicaram a interpretação de resultados obtidos através das experiências. Assim, o desconhecimento sobre construção e interpretação de gráficos e sobre a análise das relações entre grandezas físicicas, competência ia primordial a Física, foi manifestado com grande freqüência , refletindo a dificuldade de compreensão sobre conceitos básicos . Também a visualização de tecnologias e produtos tecnológicos deu-s-se com muitas dificuldades.

Com isso o Curso ateteve -se à execução de experimentos simplificados realizados em nível de Ensino Médio e visando suprir as dificuldades observadas enquanto a execução de experimentos mais sofisticados em Eletrônica, os quais

poderiam proporcionar uma formação tecnológica atualizada , não pode ser conduzida.

As atividades programadas tiveram boa aceitação entre os professores inscritos refletindo -se no empenho demonstrado , apesar das dificuldades tanto conceituais e logísticas encontradas. Vale ressaltar que uma parcela dos participantes reside e trabalha a em cidades distantes do Campus Cascavel da Universidade Estadual do Oeste do Paraná, tendo que se deslocar ate 200 km para participar do curso.

A grande receptividade dos cursistas às ações propostas pode ser observada nos depoimentos colhidos durante a realização das atividades. Ao Ao final das atividades foram recebidas diversas manifestações de apoio à iniciativa e pedidos de novos cursos de atualização em Física Básica. Estas manifestações indicam que os cursistas fizeram avaliações positivas tanto da dinâmica de trabalho empregada quanto das atividades desenvolvidas. Algumas destas manifestações , registradas de forma escrita , estão abaixo transcritas:

"Depois das aulas que tive no Curso a minha prática mudou e para melhor, assim dizem os alunos"

- "A experimentação me ajudou a entender a teoria"

" Eu achava que as as leis de Kirchhoff f não podiam ser colocadas nas práticas no Ensino Médio"

"Não imaginávamos que o conteúdo ensinado no Ensino Médio possibilitasse a construção de todos e esses dispositivos"

- "O curso deve ser estendido a outros professores da rede de ensino"
- "Sabia que o transistor foi marco de mudança mas não sabia como funcionava"
- "É f fascinante ver os resultados e interpretá -los de forma prática teórica"
- "Queremos que o c curso continue com aprofundamento das questões"
- "Não entendia as ondas quadradas e dente de serra"
- "Entendi o sinal digital, agora posso ensinar"
- "A teoria me ajudou a entender o experimento"
- "Os olhos dos meus alunos brilhavam quando viram o motor funcioionar" r"

## CONCLUSÕES

A região Oeste do Paraná nãnão conta com cursos superiores de Física, seja Licenciatura ou Bacharelado. Desta forma, as ações de formação o continuada dos professores das escolas da região fica a cargo de iniciativas das Instituições de Ens ino Superior no desenvolvimento de projetos de Extensão Universitária cujo exemplo é a atividade relatada neste trabalho. Muito embora o Curso tenha sido bastante elogiado pelos cursistas, a carga horária ofertada foi insuficiente para suprir as graves deficiências s constatadas na formação dos professores, indicando que ações adicionais de formação continuada devem ser elaboradas.

Neste cenário, outras ações concretas previstas no projeto "A "A prática das Ciências Exatas e Naturais no viés da formação de futuros engenheiros" estão sendo conduzidas. Estas ações buscam minimizar os efeitos da formação deficiente dos professores de Física da rede Pública que dificulta a execução de experimentos mais sofisticados , os quais poderiam proporcionar formação tecnológica atualizada de contemplando as o orientações do P PCN + Ensino Médio.

Devido ao grande efeito multiplicador de cursos de formação continuada, em especial de curso voltados à área experimental, a oferta de cursos de formação continuada para docentes de Fís ica da Rede Pública deve ser uma das prioridades dos departamentos de Física das instituições públicas de ensino superior.

## AGRADECIMENTOS

A equipe do Curso agradece o apoio da FINEP - - Financiadora de Estudos e Projetos, do Ministério da Ciência e Tecnologia, o qual possibilitou o oferecimento do Curso.

## REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BRASIL, PCN + ENSINO MÉDIO . Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais: ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias . MEC - - - SEMTEC, Brasília, 2002 .

CHASSOT, A. Alfabetização científica: questões e desafios para a educação . Ijuí: Editora Unijuí, 2000 . 432p.

GIL -PÉREZ, D. A educação científica e a situação do mundo: um programa de atividades dirigido a professores. Ciência e Educação. V. 9, nº 1, Programa de PósGraduação em Educação para a Ciência da UNESP - Bauru, São Paulo: Escrituras, p. 123-146, 2003.

LABURU, C. E. E Educação científica: controvérsias construtivistas e pluralismo metodológico. L Londrina: EDUEL, 2005.

MORIN, E. O Os sete s aberes necessários à educação do futuro. São Paulo: Cortez, 2002.

NASCIMENTO, S. S.; SANTOS, R.; NIGRI, E. Alfabetização científica e tecnológica e a interação com os objetos técnicos. In: Caderno Brasileiro de Ensino de Física . Florianópolis, v. 23, n. 1, 2006.

QUELUZ, A. G. (Org.). Interdisciplinaridade: formação de profissionais da educação. S São Paulo: Pioneira, 2000.

RICARDO, E.C.; CUSTÓDIO , J. F.; REZENDE, M. F . A tecnologia como referência dos saberes escolares: perspectivas teóricas e concepções dos p professores. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 29, n. 1, p. 137-147, 2007. .

WERTHEIN, J.; CUNHA, C. da. Educação científica e desenvolvimento: o que pensam os cientistas. Brasília: UNESCO, Instituto Sangari, 2005.