APRENDENDO FÍSICA EM CÉLULAS DE INOVAÇÃO: RELATOS DE UMA EXPERIÊNCIA EM PROCESSO

## APRENDENDO FÍSICA EM C CÉLULAS DE INOVAÇÃO: RELATOS DE UMA EXPERIÊNCIA EM PROCESSO

Sabrina Fernandes Assis - CEFET - RJ

Andreia Guerra – – CEFET

- RJ

Marco Braga – – CEFET-RJ

## Resumo

Neste trabalho procura-a-se investigar os primeiros passos de uma proposta de educação científica diferenciada voltada para alunos de cursos de formação profissional. O objetivo é verificar a viabilidade da aprendizagem através de uma metodologia onde grupos com aproximadamente 10 alunos, denominados células de inovação, se organizam buscando criar soluções para problemas concretos. A metodologia utilizada por esses grupos pode ser dividida em cinco etapas: a) problematização: discussão de um problema concreto da escola, do bairro ou da cidade que envolva as relações ciência, tecnologia e sociedade; b) investigação: pesquisa dos conteúdos científicos e tecnológicos que possam resolver o problema; c) projeto: discussão das soluções encontradas e da viabilidade técnica e econômica de sua implementação; d) experimentação: teste das principais soluções encontradas para a escolha final daquela que será implantada e) solução: implementação concreta da solução do problema e apresentação dos resultados para a comunidade. O trabalho vem sendo acompanhado por uma pesquisa etnográfica onde se procura compmpreender como os alunos se comportam em cada uma das etapas do projeto. Nessa pesquisa tem-se acompanhado as atividades de uma célula cujo problema central é a condição ambiental de dez salas de aula que apresentam alto nível de ruído e altas temperaturas durante o período diurno. No que tange aos conteúdos, os pesquisadores vêm procurando verificar que conhecimentos de Física são apreendidos no processo e como eles se articulam com a rede de conhecimentos envolvidos (problemas CTS). Quanto a metodologia, tem -se procurado perceber como os alunos se organizam nas células, que fontes são utilizadas na busca das soluções e como eles pesquisam em tais fontes.

## Palavras -chave

CTS,educação tecnológica, educação por projetos

## INTRODUÇÃO

A investigação do processo de ensino e aprendizagem vem sendo, há muito, objeto de várias s pesquisas s no campo da educação. o. Fica clara, hoje, a interdependência entre ensino e aprendizagem, e e por melhor que sejam as condições externas dadas aos alunos, a aprendizagem não é tida como conseqüência.

Para Freire (1987) 7) a aprendizagem constitui, basicamente, o processo interno de desenvolvimento do aluno. É uma construção, também dinâmica e progressiva, que depende das interações entre o aluno, o contexto sócio-cultural e as ações educativas. As peculiaridades do aluno, o seu contexto de vida e a eficiência das ações escolares fazem com que alunos diferentes tenham também ritmos diferentes de desenvolvimento. A construção do conhecimento é individual, mas realizada socialmente. Cabe à sociedadade fornecer condições adequadas a essa construção.

Novas propostas de ensino o devem refletir, além do conteúdo e da metodologia de ensino, o tipo de aluno que se objetiva formar. A educação precisa ser planejada e desenvolvida para atender às necessidades formativas dos alunos que se desenvolvem no atual contexto social, com o objetivo de torná-los capazes e preparados para enfrentar as mudanças e os desafios que o progresso e a evolução social naturalmente irão trazer.

Em Fevereiro de 2008 foi criado um projeto de educação científica e tecnológica que procurava criar grupos de estudantes visando a discusussão, o, a pesquisa e a resolução de problemas concretos da da escola, do bairro ou da comunidade. Os problemas deveriam envolver questões que relacionassem ciêiênciaia, tecnologia e sociedade . Entretanto, as células não permaneceriam apenas na discussão de sses s problemas, seu objetivo era antes de tudo implementar soluções inovadoras que envolvessem conhecimentos de ciência e tetecnologia.

Foram criadas, inicialmente, duduas células papara averiguar a viabilidade do trabalho por prprojetos (Hernández z e Ventura, a, 1998), investigando-o-se as formas de organização dos grupos, seu processo de trabalho e como se dá o aprendizado dos conteúdos técnicoocientíficos. Estas células receber am os nomes de A e B.

As células, embora trabalhassem de forma independente, poderiam dialogar entre si através de um sitio de internet, denominado Espaço Inovação Alpoim, que se encarregaria de divulgar notícias de ciência e tecnologia para os grupos e de receber postagens com informações sobre o andamento do trabalho. Pretende-se que tal sistema venha a se constituir no futuro numa rede de aprendizagem, previamente denominada Rede Inovação Alpoim.

Estrutura básica da Rede Inovação Alpoim

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A célula A foi originada com alunos de uma escola de formação tecnológica com seis alunos de cursos técnicos (mecânica e informática), com idades de 16 e 17 anos. Seu objetivo é a elaboração do sítio sede do Espaço Inovação Alpoim.

A célula B , também criada na mesma instituição, possui seis alunos do segundo ano do Ensino Médio dos cursos técnicos de construção civil e eletrônica. Seu objetivo era discutir e avaliar possíveis soluções sustentáveis para o problema de alglgumas construções da escola que produziam desconforto ambiental de diversas naturezas, como altas temperaturas e ruídos. A célula contou com a orientação de um professor de Física.

Este trabalho tem o objetivo de descrever o desenvolvimento dos primeiros passos da Célula de Inovação B além de resultados preliminares da pesquisa etnográfica (Latour, 1997) realizada neste processo.

## A Célula B

A célula B surgiu com m intuito de promover a discussão de temas que afetavam o cotidiano dos alunos. Além disso pretendia-se que esse trabalho pudesse auxiliar na construção de uma consciência que gerarasse ações sociais s responsáveis (Santos e Mortimer , 2001) , que atentasse para os impactos sócio-culturais das inovações tecnológicas e permitisse o surgimento de uma a "e"educação ão que proporcione tanto a capacidade de criar a tecnologia, como desfrutar dela e refletir sobre sua influência na sua própria formação e de toda sociedade " (Pinheiro, Silveira e Bazzo , 2007) .

Procurou -se utilizar na discussão da célula um enfoque CTS , pois este poderia auxiliar os alunos a se tornarem cidadãos críticos e aptos a se envolverem em controvérsias onde diversos valores deveriam ser pesados na tomada de decisões conscientes sobre questões que envolvam ciência e tecnologia na na sociedade .

Para não corrermos o risco de desenvolver uma visão ingênua e reducionista do movimento CTS como categorizam Auler e Delizoicov (2001), resolvemos escolher e trabalhar o problema dentro da visão humanística de Paulo Freire. Propiciando situações dialógicas na tentativa de delinear soluções para os problemas, com compromisso social.

A (visão) reducionista, em nossa análise, desconsidera a existência de construções subjacentes à produção do conhecimento científico-o-tecnológico, tal como aquela que leva a uma concepção de neutralidade da Ciência -Tecnologia. Relacionamos a esta compreensão de neutralidade os denominados mitos: superioridade do modelo de decisões tecnocráticas, perspectiva salvacionista da CiênciaaTecnologia e o determinismo tecnológico. A perspectiva ampliada, (...), busca a compreensão das interações entre Ciência-Tecnologia-a-Sociedade (CTS), associando o ensino de conceitos à problematização desses mitos. (AULER e DELIZOICOV, 2001, p 105)

A célula não teve início com roteiro pronto a ser seguido, nem titivevemos a intenção de fazê -lo ao fim do trabalho. Os processos na busca de soluções para os problemas apresentados foram feitos no dececorrer do camininho. A tomada de decisão em uma sociedade democrática pressupõe o debate público e a busca de uma solução que atenda ao interesse da maior parte da sociedade. Entendemos que uma educação para a cidadania não poderia apresentar já de pronto as soluções para os estudantes , mas que possa dar base para que os indivíduos estabele çam am seus prpróprios critérios de escolha tendo o em vista o bem comum.

A proposta inicial é escolher um tema pertinente, apresentar aos alunos, discutir os aspectos políticos, sociais, econômicos e culturais que envolvem o problema e as possíveis soluções para ele encontradas. E a partir deste ponto observar os processos e as escolhas dos mesmos .

O tema escolhido foi o tratamento térmico e acústico de ambientes (edificações) urbanos utilizando soluções de baixo custo e de baixo impacto ambiental. O tema perpassa por temas da Termodinâmica e Acústica, , conteúdos específicos de física trabalhados, no geral, no segundo ano do Ensino Médio. Isto, motivados pelo fato de algumas salas, da escola em que desejamos trabalhar, se enquadrarem neste problema.

As salas em questão apresentam sensação térmica em seu interior desagradável ao corpo humano, devido ao fato das telhas (de fibra- cimento) ficarem expostas ao sol durante a maior parte do dia. Além da elevada taxa de ruídos inadequadas à um ambiente de estudo, por decorrência de algumas janelas serem voltadas para uma ma rua movimentada e outras voltadas para um corredor da escola com alto fluxo de pessoas .

Caso o as janelas ficassem fechadas os ruídos não incomodariam, contudo impedidiria que correntes de ar refrescassem o ambiente. Na tentativa de minimizar a alta temperatura foram instalados ventiladores e janelas amplas. No entanto, deixando as janelas abertas, não se resolve o problema do barulho.

Por reivindicação, inclusive de alunos, a direção da escola a solucionou o problema com a instalação de ares condiciona dos em todas as salas. Os problemas imediatos da sensação térmica e dos ruídos foram solucionados, porém outro surgiu, o aumento considerável nos gastos com energia elétrica. A questão apresentada foi: Qual solução de baixo custo pode ser associada para que o ar condicionado não fique ligado todo tempo?

O tema e a questão foram apresentados pelo professor de Física a alunos da segunda série do Ensino Médio, alunos também dos cursos técnicos de Construção Civil e Eletrônica. Os alunos que participassem do projeto não teriam quaisquer r privilégios na disciplina, porém o desenvolvimento do tema teria sempre um diálogo com esta e outras. Esta foi uma forma de tentar reunir os alunos que realmente se motivaram pelo tema. Formamos um grupo com seis alunos.

Os encontros para discussão e tomadas de decisões seriam m feitos s em um horário extra. As primeiras reuniões foram planejadas com a apresentação de vídeos com reportagens sobre os temas de sustentabilidade, exploração comercial de soluções e produtos ditos sustentáveveis, poposição de certos países com relação a este tema, ações de empresas privadas na busca de recursos sustentáveis etc. Os debates visavam problematizar os alunos papara que eles iniciassem os debates . A intenção era discutir os temas dos vídeos e ampliar para outros pontos como a responsabilidade política e social das conseqüências de reivindicações, tendo como exemplo a implantação dos ares condicionados nas salas da escola. Surgiram nesse processo diversas questões, como: seria a preocupação com o meio ambiente uma questão de classe social? A tecnologia é uma questão de status social? l? Toda inovação tecnológica tem atendido à uma real necessidade da sociedade ou é apenas competitividade entre empresas?

A partir daí, voltados para o problema concreto da escola, iniciaria o processo de sugestão e escolha das soluções. Os caminhos tomados depois deste inicio foi delineado pelos alunos, cabendo a nós a função o de sempre chamar a atatenção o para assuntos que sejam interligados às outras disciplinas, evitando que o fofoco fique apenas na técnica de elaboração da solução escolhida.

## METODOLOGIA DE PESQUISA

As definições do objeto de pesquisa assim como a opção metodológica constituem um processo tão importante para o pesquisador quanto o texto que ele elabora ao final. Durante a realização de uma pesquisa algumas questões são colocadas de forma bem imediata, enquanto outras vão aparecendo no decorrer do trabalho de campo. A necessidade de dar conta dessas questões para poder encerrar as etapas da pesquisa freqüentemente nonos leva a um trabalho de reflexão em torno dos problemas enfrentados, erros cometidos, escolhas feitas e dificuldades descobertas.

- O desenvolvimento do trabalho com as células têm a intenção de responder algumas questões como:
- · Existe aprendizado de Física neste processo de busca de soluções s para problemas reais?
- · Caso exista , que conteúdos são apreendidos?
- · Como os alunos buscam aprender esses conteúdos?
- · Qual o papel do professor nesta busca de aprendizado?
- · Qual o papel das Novas Tecnologias de Informação e Comunicação (NTIC's) neste processo?

Para averiguar as resposta s destas e possivelmente gerar novas questões , escolhemos fazer uma pesquisa etnográfica de acordo com a perspectiva de Latour (1997) , que tenta e empreender uma análise a antropológica dadas prátic as científicas . Ciência e tecnologia são elaborações humanas elaboradas em m rede , onde diversos atores humanos e não humanos participam do processo. o. A aprendizagem m do conhecimento científico e tecnológico por parte dos alunos também tem que ser percebido como o algo complexo, que envolve diversas dimensões.

Os s estudos de Bruno Latour introduziram m uma perspectiva de análise teórica e metodológica extxtremamente inovadora e crítica à visão de processos científicos , levando elementos característicos da antropolologia ia e sociolologia para a pesquisa destes procedimentos . Latour acompanhou o dia-a-dia do trabalho de cientistas, descrevendo detalhadamente, por meio de pesquisas etnográficas , os processos de pesquisa no laboratório , seus conflitos , , interesses e relações, tanto interpessoais como com os aparatos técnicos. O estudo etnográfico consiste de uma imersão no cotidiano de alguns

grupos para investigar suas atividades com o o propósito de gerar informações, no nosso caso sobre os processos de construção do conhecimento .

Em sua teoria ator -rede, a noção de rede refere-se a fluxos, circulações, alianças, movimentos em vez de remeter a uma entidade fixa. Uma rede de atores não é redutível a um ator sozinho. Ela é composta de séries heterogêneas de elementos, animados e inanimados, que são conectados e agenciados. Assim, uma rede de atores é simultaneamente um ator (Latour, 1997), cuja atividade consiste em fazer alianças com novos elementos, e uma rede capaz de redefinir e transformar seus componentes

Neste tipo de pesquisa procura -se descrever o conjunto de entendimentos e de conhecimentos específicos compartilhados os entre participantes que guia seu comportamento naquele contexto específico, ou seja, a cultura daquele grupo.

Nesse modelo, a inovação é, pois, um processo sócio-técnico por que cada decisão sobre os conteúdos técnicos introduz uma definição do que são as entidades humanas ou não humanas interessadas ou a serem interessadas, dos problemas que são colocados pra elas, e da maneira pela qual se pode resolvê-los.

## RESULTADOS PRELIMINARES

Os s encontros os da da célula e as ações dos alunos foram observavadas , assim como suas formas de organização, o, condução das discussões, divisão de tarefas, instrumento utilizados na pesquisa dos conteúdos a serem estudados e os critérios s de seseleção das soluções.

Durante o desenvolvimento do projeto não foi explicitado para eles que estes itens estavam sendo estudados. Esta ta omisissão aconteceu na intenção de que em nenhum momento eles tentassem simular algum comportamento ou fala inverossímil .

O primeiro encontro o representou uma fase de problematização em que foram suscitadas discussões a partir de vídeos, como foi dito anteriormente. Os alunos demonstraram alguma inquietação o quando questionados a respeito o de suas visões . Esse fato fez ememergir a primeira grande questão: na escola o conhecimento é apresentado como algo pronto e acabado. Por não existirem controvérsias, os alunos acreditam que exista uma verdade pronta e acabada. O fato de serem confrontados com um problema que não tem resposta "certrta", e que necessita de uma resposta dada por todos, inclusive eles, causou uma grande inquietação.

Na primeira investigação o realizada pelos alunos não se observou u qualquer critério na seleção das fontes, obtidas unanimemente da internet. Contudo , em um

m omento posterior, a ao decidirem construir uma maquete para testar a solução escolhida, houve uma maior sofisticação nesta busca , procuraram profofessores especialistas nos problemas que puderam indicar fontes seguras para tal. l. Podemos atribuir esta mudança a intervenções do professor de Física atentando para o fato de que uma pesquisa deve ter uma boa fundamentação teórica, basear-r-se em argumentos bem consolidados em teorias já aceitas.

Por se tratar de uma escola tecnológica , em que é oferecido desde o Ensino Médio até cursos de Pós -Graduação, o intercâcâmbio entre as áreas do conhecimento ficou facilitado. No processo de escolha das soluções a serem testadas e na elaboração das maquetes, eles tiveram acesso a profissionais qualificados na própria instituição. o. Isso o foi um ponto fundamental ao bom andamento do projeto.

Os alunos dedecidiram democraticamente quais seriam as soluções testadas . A escolha foi realizada mediante apresentações, onde cada aluno defendeu uma proposta de solução. Em todo o decorrer do procesesso não foi percebido a escolha de um líder entre eles, mesmo que indiretamente. Apresentaram-se atuantes e co-r-responsáveis pelo processo.

Durante a defesa das alternativas analisou -se a utilização de certos conceitos físicos, além de simulações esquemáticas (mesmo que não aprofundadas) dos efeitos termodinâmicos que ocorrem no problema sem a aplicação da solução e e depois desta realizada . Utilizaram elementos como:

- -calor específico;
- -correntes de convecção
- -absorção de calor;
- -condutividade térmica dos materiais
- -fluxo de calor;

Um aluno chegou a apresentar uma a referência histórica com base na semelhança entre a proposta e e mecanismos utilizados na na construção de residências do Egito Antigo. o. Também houve umuma clara associação do projeto com os conteúdos os de de Termodinâmica que estavam m sendo estudados os simultaneamente na disciplina de Física, sem que a pesquisadora tivesse sugerido tal fato.

Ainda no processo da escolha dadas soluções, as questões debatidas no primeiro encontntro voltaram a ser comentadas. Os alunos os fafalaram a respeito da ação social solidária que a divulgação daquele trabalho poderia gerar. Talvez como reflexo daquela inquietação inicial, gerada pela discussão dos vídeos .

Mesmo não sendo a professora regente da disciplina de Física , a pesquisadora esteve em constante contato com a mesma , podendo assim ter o auxilio das observações em sala de aula. Assim, pode-se atatentar para o fato de que os alunos, durante o desenvolvimento do projeto, tornaram-se mais participativos nas aulas. Mesmo aqueles que não o esta vam alcançando resultados satisfatórios na disciplina , ma mantiverammse engajados no projeto , demonstrando um comprometimento, já que a professora não prometeu nenhuma recompensa em forma de nota pela participação. o.

Após terem feito as escolhas das soluçõeões chegou-se à questão: Como testar a eficiência de de cada uma?

A proposta feita pelos alunos foi a a confecção de maquetes , demonstrando uma visão de que antes de se generalizar à uma situação real é necessário testar as alternativas ou teorias em modelos . Este fato, pode ser reflexo da professora ter discutido em sala questões referentes a construção do conhecimento científico.

Apesar de nem todas as respostas às questões previamente estabelecidas estarem claras, podemos afirmar de antemão, que esta experiêncncia tem sido muito rica, tanto pela a memetodologia de pesquisa aplicada , na construção de novos conhecimentos dos sujeitos e dos pesquisadores, , quanto na na estruturação de novas práticas flexíveis ao currículo tradicional. l.

## CONSIDERAÇÕES FINAIS

A célula procurou u estabelecer r conexões entre a ciência, tecnologia a e a sociedade , buscando um m ensino não se restrinja aos aspectos internos à investigação científica, mas sim à correlação com os aspectos políticos, econômicos e culturais. Deseja-se com isso, que alunos passem a estudar conteúdos científicos relevantes para suas vidas, e que os próprios possam enxergar essa importância.

Buscamos neste trabalho mostrar os primeiros passos de uma proposta de educação científica para alunos de cursos de formação profissional. l. Nela não é o conhecimento que chega até o aluno por meio do professor, mas o aluno é que parte em busca do conhecimento na tentativa de resolver um problema concreto. A busca pelo conhecimento por meio da construção de soluções inovadoras para problemas concretos subverte alguns processos que a escola vem implementando há alguns anos. Na escola moderna, a resolução de provas virou objetivo em detrimento do aprendizado. O aluno hoje estuda para fazer provas. Aquilo que deveria ser apenas uma avaliação do trabalho desenvolvido virou o cerne do processo. Estuda-se para fazer prova.

A prática das células de inovação, ainda que num estágio inicial, vem mostrando que como meio auxiliar pode reverter este processo.

## REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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