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Física no ensino fundamental: Atividades interdisciplinares em uma perspectiva sociocultural

Emerson Izidoro Dos Santos, Luís Paulo Piassi, Alberto Gaspar, Rui Manoel De Bastos Vieira

Evento
Simpósio Nacional de Ensino de Física ↗ (SNEF)
Edição
XVIII
Ano
2009
Data
26/01/2009
Linha de pesquisa
Formação Inicial E Continuada Do Professor Em Todos Os Níveis De Escolaridade
Tipo
Pôster

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Texto completo

## FÍSICA NO ENSINO FUNDAMENTAL: ATIVIDADES INTERDISCIPLINARES EM UMA PERSPECTIVA SOCIOCULTURAL

Emerson Izidoro dos Santos 1 , Alberto Gaspar2 r2 , Luís Paulo Piassi3 i3 , Rui Vieira 4

1

FC - Unesp / EC - USP / EACH - USP, mson@usp.br

2 FEG

- Unesp, gaspar@feg.unesp.br - USP, lppiassi@usp.br 4

3 EACH

FEG

-

Unesp, rui@usp.br

## Resumo

Apresentamos uma análise preliminar de dados obtidos em um curso de extensão para professores de ciências, do ensino fundamental (ciclo II), que aborda temas ligados à física, privilegiando atividades de caráter interdisciplinar. O foco do curso é que os professores reconheçam as diversas modalidades didáticas que podem ser empregadas em atividades para o ensino das ciências e o da pesquisa é avaliar como e em que nível se dá a apropriação dessas modalidades pelos professores. Nas aulas partimos da apresentação de uma atividade e, após a sua realização, discutimos com os professores seus aspectos mais relevantes. Muitos desses aspectos serão usados para definição das modalidades didáticas. Em m seguida os participantes do curso são convidados a discutir em grupos que outras atividades similares poderiam ser desenvolvidas para outros conteúdos das ciências. Nessa etapa os professores refletem sobre a sua prática e buscam enquadrar atividades que já realizaram, ou pelo menos conhecem, dentro dos critérios levantados na atividade exemplo. Por fim, as idéias dos grupos são partilhadas com toda a turma para que sejam feitos comentários. Fora do curso, os professores são incentivados a publicar suas expxperiências (atividades) em um website tanto para ampliar as possibilidades dessa partilha como para registro e divulgação dessas idéias para outras pessoas interessadas no processo de ensino e aprendizagem de ciências. Nesse trabalho fazemos uma sondagem sosobre as características de um primeiro conjunto de atividades com vistas a levantar suas possibilidades didáticas. O curso, objeto de análise está sendo desenvolvido por meio de uma parceria entre a EACH - Escola de Artes Ciências e Humanidades da Universidade de São Paulo e o pólo Estação Ciência - - USP do programa ABC na Educação Científica - - Mão na Massa.

Palavras -chave: atividades interdisciplinares, modalidades didáticas, ensino fundamental.

## Introdução

Em meados de 2006, apresentamos um seminário no Grurupo de Pesquisa em Divulgação e Ensino das Ciências com o relato dos resultados obtidos em um trabalho desenvolvido com professores em fase inicial de formação, que analisava os valores que eram atribuídos por esses futuros professores às atividades experimentais investigativas (Vieira, 2005). Em um dos slides, querendo destacar a importância da manipulação experimental durante uma atividade pelos alunos, utilizamos uma citação de Kapitsa (1985) que afirma que

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- "[...] o aluno entende bem o experimento físico somente quando ele próprio o realiza. Mas entenderá ainda melhor se ele mesmo construir o material para o experimento".

Esta afirmação gerou uma boa discussão em torno da necessidade de o aluno manipular experimentos para aprender. Refletimos como esta afafirmação, proferida por um ganhador do Prêmio Nobel, ajudou a influenciar muitos trabalhos de ensino que estudam o uso atividades experimentais, apesar de Kapitsa não ter vínculo explicito com a pesquisa em ensino. Entretanto, dentre as questões levantadas, as que mais nos fizeram refletir foram as diretamente ligadas à essência da afirmação: Será que o aluno precisa realizar o experimento para aprender? Como a realização de um experimento interfere no processo de aprendizagem? Essa afirmação é válida para todas as atividades experimentais? E para outras atividades de natureza prática? Essas perguntas se tornaram cada vez mais presentes e nos incentivaram a realizar uma pesquisa para respondê-las.

Essa pesquisa está sendo desenvolvida com um grupo de professores por meio de um curso de formação continuada, de responsabilidade conjunta dos autores desse trabalho, intitulado "Física no ensino fundamental: atividades interdisciplinares em uma perspectiva sociocultural". Além da participação de vinte professores que lecionam Ciências em escolas públicas e privadas da capital e Grande São Paulo, o curso conta também com dez estudantes dos períodos finais do curso de Licenciatura em Ciências da Natureza da Escola de Artes Ciências e Humanidades da Universidade de São Paulo. Atualmente, a grande maioria dos professores que leciona Ciências tem formação específica apenas na área de biologia o que dificulta a sua atuação em conteúdos ligados à física e à química. Por isso, acreditamos que essa formação do grupo pode propiciar a troca de experiências entre esses professores, com vários anos de magistério, e os estudantes ainda em contato com a universidade, seja em seu curso de formação, seja em projetos de pesquisa - grande parte dos alunos do ano final estão desenvolvendo seus trabalhos de conclusão de curso e alguns estão também envolvidos com iniciação científica.

## Aspectos socioculturais nas aulas de ciências

De acordo com a teoria sociocultural de Vigotski, além de propiciar a interação social no desenvolvimento dos trtrabalhos é preciso privilegiar a participação do parceiro mais capaz no processo de ensino-aprendizagem, e neste caso utilizaremos os trabalhos realizados por Gaspar (1990 e 2005) que tem como alicerce a teoria sociocultural de Vigotski.

- O autor estabelece ce quatro critérios para orientar atividades experimentais inspiradas na teoria de Vigotski:

## Estar ao alcance da zona de desenvolvimento imediato do aluno

Este critério não deve se restringir apenas ao conteúdo da atividade. Para o autor esses não são os crcritérios mais relevantes. O necessário é que a explicação esteja adequada ao nível cognitivo do aluno.

"Assim, uma explicação sobre a pressão atmosférica pode ou não estar na zona de desenvolvimento imediato da maioria dos alunos da 5ª série do ensino fundamental. Não é a complexidade do conceito que determina essa adequação, mas o modelo físico utilizado pelo professor e a possibilidade de compreensão deste modelo" (Gaspar, 2005, pg. 26)

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## Garantir que um parceiro mais capaz participe da atividade

Normalmente o professor tem essa função, mas ele pode ser substituído por alunos preparados previamente ou mesmo pelo livro didático. A presença do parceiro mais capaz é essencial, pois a ele cabe orientar a atividade, saber o que se espera dela, bem como conhecer a explicação contextualmente correta do que será observado. Em uma atividade de orientação vigotskiana. O parceiro mais capaz não deve fazer segredo das respostas, mas sim partilhá-las com todos na interação. A aprendizagem é resultado da interação entre os sujeitos e não da interação do aluno com os materiais. De acordo com Vigotski é na discussão verbal e simbólica com quem sabe que o aprendiz adquire as estruturas de linguagem que posteriormente são interiorizadas tornando-se estruturas de pensamento que possibilitam a compreensão dos fenômenos.

## Garantir o compartilhamento das perguntas propostas e a clareza quanto às respostas pretendidas

Muitas vezes durante a atividade experimental a atenção dos alunos pode ser desviada para alguma parte do experimento (fios, interruptores, etc.) que não estão envolvidos diretamente com o que se pretende observar. Portanto é preciso que o parceiro mais capaz indique claramente quais são as perguntas e as respostas pretendidas.

Todos os participantes da interação devem ver o que deve ser visto e saber quais questões se pretende responder. Nem sempre isso é óbvio, apesar de essencial para a compreensão dos experimentos. Deve-se evitar que o parceiro mais capaz discuta ou explique uma coisa enquanto o aluno observa outra. (Gaspar, 2005, pg. 26)

## Garantir o compartilhamento da linguagem utilizada

Aqui a linguagem é entendida no sentido amplo do termo, indo além das palavras e incluindo desenhos, gráficos, esquemas e símbolos, não só aqueles expressos na atividade, mas também aqueles necessários à mediação da mesma. Enfim, é necessário que na comunicação entre o parceiro mais capaz e o aprendiz não haja ruídos.

Portanto, no desenvolvimento das atividades sempre será privilegiada a participação do professor como o parceiro mais capaz da atividade. A situação problema não será apenas proposta pelo professor, mas este também guiará os alunos para a resolução que inicialmente poderá ser reproduzida pelo aluno. Aqui gostaríamos destacar que o termo reprodução é aqui utilizado no sentido de imitação destacado por Vigotski, que não se limita a uma simples cópia, e sim com um caráter de inventividade.

Na criança ao contrário, o desenvolvimento decorrente da colaboração via imitação, que é a fonte do surgimento de todas as propriedades especificamente humanas da consciência, o desenvolvimento decorrente da aprendizagem é o fato fundamental. Assim, o momento central para toda a psicologia da aprendizagem é a possibilidade de que a colaboração se eleve a um grau superior de possibilidades intelectuais, a possibilidade de passar daquilo que a criança consegue fazer para aquilo que ela não consegue por meio da imitação. Nisto se baseia toda da importância da aprendizagem para o desenvolvimento, e é isto o que constitui o conteúdo do conceito de zona de desenvolvimento imediato. (Vigotski, 2000, p. 331).

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## Modalidades didáticas: Uma proposta para categorização de atividades de sala de aula.

Quando analisamos as principais publicações em ensino de ciências nos últimos anos, notamos que o uso de atividades experimental desperta grande atenção dos pesquisadores, seja pela expressiva quantidade de publicações, seja pela diversidade de enfoques abordados. Segundo análise de Araújo e Abib (2003) realizada nas principais revistas de ensino brasileiras, no período entre 1992 e 2001,

- [...] independente da linha ou modalidade adotada, constata -se que todos os autores são unânimes em defender o uso de atividades experimentais, podendo-s-se destacar dois aspectos fundamentais pelos quais eles acreditam na eficiência desta estratégia:
- a) Capacidade de estimular a participação ativa dos estudantes, despertando sua curiosidade e interesse, favorecendo um efetivo envolvimento com sua aprendizagem.
- b) Tendência em propiciar a construção de um ambiente motivador, agradável, estimulante e rico em situações novas e desafiadoras que, quando bem empregadas, aumentam a probabilidade de que sejam elaborados conhecimentos e sejam desenvolvidas habilidades, atitudes e competências relacionadas ao fazer e entender a Ciência. (Araújo & Abib, 2003, p. 190 -191)

Entretanto, se há um consenso entre os pesquisadores sobre uso de atividades experimentais, acreditamos que isso não garante uma significativa melhora na qualidade das aulas de ciências. É preciso priorizar, no processo de ensino e aprendizagem dos alunos, a reflexão sobre o que está sendo feito, caso contrário, a atividade pode tornar-se cansativa e enfadonha, além da possibilidade de "[...] transmitir uma visão deformada e empobrecida da atividade científica[...]". (Gil Pérez et al., 1999, p.314).

Outro fator importante a ser considerado é o papel do professor no processo ensino -aprendizagem, que de acordo com a teoria sociocultural de Vigostski deve ser o parceiro mais capaz em sua relação com os alunos, e não considerado como igual.

Se por um lado, por um lado, esse papel autoritário é prejudicial, o outro extremo cada vez mais freqüente por força do refrão de que "o aluno constrói seu próprio conhecimento" leva o professor a abdicar da sua função de orientador do aprendizado." (Krasilchik, 200, p. 88)

Então, pensando nas diferentes possibilidades das atividades experimentais e de outras que também sirvam de alternativa às aulas expositivas, pretendemos por meio deste trabalho levantar algumas possibilidades de categorização de modalidades didáticas no conteúdo de ciências do nível fundamental II. Essas modalidades pretendem ir além das dicotomias "aula expositiva x atividade experimental" ou ainda "atividade experimental demonstrativa x atividade experimental investigativa". A proposta é levantar diversos aspectos relevantes em diferentes atividades e mostrar não que uma seja melhor ou pior que a outra, mas que devem ter objetivos distintos e complementares no processo ensino -aprendizagem.

A abordagem de orientação vigotskiaiana aponta para o fato que a escolha da modalidade didática não é decisiva para o processo ensino-aprendizagem dos conceitos uma vez que esta é apenas a desencadeadora da relação entre professor (parceiro mais capaz) e o aluno. Por outro lado ela tem o papel de favorecer essa interação social e pode também possibilitar diversos outros aprendizados para além do domínio cognitivo podendo ainda funcionar como fonte de motivação para o aprendizado.

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## Uma seqüência de atividades

Para exemplificar o trabalho desenvolvido com os professores descrevemos brevemente, a seguir, três das atividades já realizadas no curso. As duas primeiras são preparatórias, abordaram aspectos específicos que serão depois agregados e utilizados na terceira para enfim desenvolver conceitos físicos.

## Atividade 1: Cronômetro: a manipulação do instrumento de medida

O objetivo dessa atividade foi familiarizar os alunos (professores) com o uso de cronômetros. Depois de uma breve explicação sobre o seu funcionamento pedimos que eles, em duplas, fizessem alguns testes de operação. A seguir pedimos que todas as duplas cronometrassem o mesmo evento: o deslocamento de um carrinho de fricção no chão da frente da sala de aula. Isso feito duas vezes e os resultados foram anotados na lousa; discutimos as diferenças nas medidas e levantamos hipóteses sobre as causas das diferenças, ora pequenas, ora grandes. Calculamos um valor médio para as medidas em cada evento.

Um assunto levantado nessa discussão foi o tempo de reação do observador que dispara o cronômetro. Propusemos então um teste para medir o tempo de reação de cada professor. A sugestão foi para que ligassem e desligassem o cronômetro no menor intervalo de tempo que conseguissem. Com essa atividade ficou ainda mais claro que o tempo de reação tem relação direta com o treino. Depois disso fizemos novamente a medida do tempo de deslocamento do carrinho e a variação nas medidas diminuiu sensivelmente.

## Atividade 2: Movimentos em brincadeiras de roda.

Para essa atividade saímos da sala de aula e utilizamos a quadra do campus. Lá fizemos uma roda e a proposta foi a seguinte: realizado um movimento por uma pessoa, por exemplo, bater o pé direito, a pessoa de um dos lados deveria repetir o movimento e assim sucessivamente de tal forma que esse movimento "se propagasse" por toda a roda. Propusemos depois movimentos diferentes e mais complexos como a palma que "se propaga" num sentido e uma batida de pé que "se propaga" no sentido oposto. Depois movimentos de passos para trás e para frente que se propagavam anantes de serem finalizados por uma pessoa e diversas outras variações. A seguir os professores, divididos em três grandes grupos, deveriam pensar em outros movimentos possíveis e treinar em seus grupos. Por fim reunimos novamente a grande roda para partilhar as propostas de cada um dos três grupos.

De volta à sala de aula, discutimos brevemente as características dessa atividade e que conceitos científicos poderiam ser abordados por meio dela. Os professores citaram o movimento ondulatório e suas caracterís ticas como conteúdo científico diretamente relacionado à atividade, mas também levantaram conteúdos atitudinais que poderiam ser explorados na atividade, como observação, coordenação e disciplina.

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## Atividade 3: Análise das relações entre deslocamento e tempo em caminhada e corrida.

Essa foi outra atividade realizada fora da sala de aula, em um dos estacionamentos do campus. Foi proposto aos professores que, organizados em trios ou quartetos, coletassem dados sobre uma caminhada e uma corrida de cada componente do grupo. Para essa coleta foram fornecidas ao professores duas tabelas, uma para as caminhadas e outra para as corridas (tabela 01), de modo que os dados ficassem organizados de forma homogênea entre os grupos.

Tabela 01: Dados das caminhadas ou corridas

Então cada grupo fixou uma distância e cronometrou o tempo para cada corredor. além disso, foram também contados os passos em cada corrida ou caminhada. Com esses dados puderam calcular os demais valores pedidos nas tabelas. De volta à sala de aula, com os cálculos realizados, foram comparados os resultados e discutidas as características dos corredores com melhor e pior desempenho. A idéia foi observar que o maior passo, por exemplo, não torna necessariamente o corredor mais veloz. O mesmo valeu para a freqüência de passos. Na verdade, o melhor desempenho dependeu de uma combinação otimizada das duas características. Em seguida levantamos os diversos conceitos científicos que podem ser desenvolvidos a partir dessa análise e as diversas habilidades que podem ser aprimoradas a partir dessa atividade. Entre esses conceitos, além da óbvia relação entre deslocamento e tempo para determinação da velocidade, também pudemos verificar a possibilidade de se abordar conceitos como freqüência e amplitude (dos passos), o que dá margem, mais uma vez, para a abordagem de conceitos de física ondulatória. Justamente para propiciar essa discussão deixamos em aberto a unidade resultante da divisão passos por segundo.

## A discussão em grupos e a socialização: o reconhecimento da modalidade didática pelos professores.

Essa é a etapa mais importante das aulas, pois é aqui que verificamos quanto os professores se apropriaram de nossa definição de modalidade didática, ou seja, se reconhecem os elementos relevantes para uma possível categorização da atividade e conseguem relacioná-las com outras, inclusive ligadas a outros conteúdos. Após a discussão de cada atividade realizada no curso solicitamos que, reunidos em pequenos grupos, discutiam e sugeriram outras atividades com características similares à desenvolvida na aula. A correlação das propostas com a atividade exemplo não deve ser baseada no conteúdo nem necessariamente nos materiais utilizados, mas sim na dinâmica de desenvolvimento e na forma com que elas entrelaçariam os conteúdos

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científicos (conceitos) com os conteúdos procedimentais e atitudinais. Como mostramos a seguir, muitas propostas dos professores seguiram claramente a linha da atividade modelo, por vezes acrescentando algum outro objetivo, porém sem abandonar a idéia central da modalidade.

## Categorização preliminar

Para uma análise preliminar desse conjunto de ati vidades utilizaremos os critérios propostos por Ferreira e Piassi (2003):

Quadro 01: Categorização das atividades

## Participação do aluno:

- G : Atividade em grupo, com material compartilhado entre de três a cinco alunos.
- I : Atividade com tarefas e materiais para cada aluno individualmente, embora com interação entre os colegas.

## Variabilidade de exploração (pelo aluno):

Três marcas (···): a atividade envolve um grande número de variáveis a serem exploradas livremente pelos alunos. Exemplo: Nas brincadeiras de rodas cada participante pode propor várias diferentes seqüencias de movimentos.

Duas marcas (··): há duas variáveis mais importantes naturalmente exploráveis pelos alunos. Exemplo: na corrida as variáveis são a distância e o tempo.

Uma marca (·): : apenas uma variável a ser manipulada pelo aluno tem destaque.

Exemplo: na atividade com o cronômetro a variável importante é o tempo.

Nenhuma marca (-): uma atividade que simplesmente revela um fenômeno sem dar margem a variações significativas.

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## Atividade de construção (pelo aluno):

Três marcas (···): construção de um equipamento, brinquedo ou protótipo envolvendo várias etapas, processos e materiais e tendo como resultado um objeto razoavelmente durável e permanente.

Duas marcas (··): construção relativamente simples de um brinquedo ou protótipo, que pode ser reutilizado.

Uma marcas (·): atividade que envolve montagem ou preparação de um aparato experimental antes de sua utilização prática.

Nenhuma marca: : a atividade não envolve montagem prévia.

## Controle de variáveis (pelo aluno):

Três marcas (···):a atividade envolve seqüências de medidas quantitativas controladas.

Duas marcas (··): a atividade envolve a observação controlada de dado qualitativo ou medidas simples quantitativas.

Uma marcas (·): atividade que requer o controle de uma variável simples qualitativa com a finalidade de atingir um comportamento determinado do sistema.

Nenhuma marca (-): a atividade não envolve controle de variáveis pelos alunos.

Concordamos com Ferreira e Piassi (2003) quanto à importância de cada um desses parâmetros:

Consideramos que a observação de tais parâmetros são fundamentais [...] e que cada um deles traz reflexos não só cognitvos, mas também no plano das habilidades intelectuais, artísticas e motoras, do querer e do âmbito afetivo.

A variabilidade da exploração significa a possibilidade de o aluno formular e testar várias hipóteses. Atividades desta natureza são bastante adequadas para se introduzir um novo ramo de estudo dentro do conteúdo e estimulam a criatividade.

O controle das variáveis, por ououtro lado, desenvolve por um lado as habilidades ligadas à observação e percepção e por outro, o raciocínio abstrato. Além disso, trata-se de um tema central para um contato com o método científico, em sua atividade mais formal.

## Considerações finais

Nessa primeira análise já conseguimos observar características diferentes num conjunto de atividades. Nesse sentido as atividades se complementam tornando assim a seqüência didática mais rica em possibilidades de desenvolver nos estudantes habilidades e competências interessantes a construção de um ambiente favorável à aprendizagem. Lembramos novamente que essas atividades têm o intuito de propiciar e estimular o estabelecimento das relações sociais entre o professor e o grupo de alunos.

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Assim corroboram também, ainda que indiretamente, para o ensino aprendizagem de conceitos.

## Referências

ARAÚJO, M. S. T. & ABIB, M. L. V. S. Atividades Experimentais no Ensino de Física: diferentes enfoques, diferentes finalidades. Revista Brasileira de Ensino de Física, vol. 25, no. 2, Junho, 2003.

FERREIRA, N. C.; Piassi, L. P. Física no ensino fundamental em uma escola Waldorf: experimental, lúdica e formativa . XVI Simpósio Nacional de Ensino de Física, 2003.

GASPAR, A. Experiências de Ciências para o 1º Grau. São Paulo: Editora Ática. 1990.

GASPAR, A. Experiências de Ciências para o Ensino Fundamental. São Paulo: Editora Ática. 2005.

GIL -PÉREZ, D. et al. Tiene sentido seguir distinguiendo entre aprendizaje de conceptos, resolución de problemas de lápiz y papel y realización de prácticas de laboratorio? Enseñanza de las ciencias. 17 (2). 1999.

KAPITSA, P. Experimento, Teoria e Prática: artigos e conferências, Moscou, Ed. Mir, 1985.

KRASILCHIC, M. Reformas e realidade: o caso do ensino de ciências. São Paulo em perspectiva, vol. 14, nº1. São Paulo jan/mar 2000.

SANTOS, E. I. dos. Atividades experimentais lúdicas e com material de baixo custo: uma experiência com formação continuada de professores de Física. Dissertação de Mestrado em Ensino de Ciências (Modalidade Física). Instituto de Física e Faculdade de Educação, Universidade de São Paulo, 2003.

VIEIRA, R. M. de B. Física nas Primeiras Séries do Ensino Fundamental: Um Ensaio na Formação Inicial de Professores. Dissertação de Mestrado - Instituto de Física e Faculdade de Educação, Universidade de São Paulo, São Paulo. 2005.

VIGOTSKI, L.S. A Construção do Pensamento e da Linguagem. São Paulo. Editora Martins Fontes. 2000.

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Texto extraído automaticamente do PDF: podem existir erros de conversão, especialmente em fórmulas, tabelas e figuras.