ANÁLISE DE VÍDEOS PRODUZIDOS POR ALUNOS DO ENSINO MÉDIO COMO ATIVIDADE DE LABORATÓRIO DIDÁTICO DE FÍSICA

## ANÁLISE DE VÍDEOS PRODUZIDOS POR ALUNOS DO ENSINO MÉDIO COMO ATIVIDADE DE LABORATÓRIO DIDÁTICO DE FÍSICA*

## Marcus Vinicius Pereira , Susana de Souza Barros , 1 2 Leduc Hermeto de Almeida Fauth 3

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## Resumo

As atividades experimentais têm como objetivo levar os alunos a compreender os conceitos físicos, além de desenvolver seu raciocínio lógico e estimular sua capacidade de iniciativa e de trabalho em grupo. Neste sentido, o presente trabalho pretende contribuir com uma reflexão sobre o papel do laboratório didático de Física ao propor uma estratégia que visa ao engajamento dos estudantes em um projeto de produção de vídeos com o desenvolvimento de atividades experimentais. Tal projeto foi implementado nos anos de 2008 e 2009, em cinco turmas do último ano de escolarização de Física do ensino médiotécnico de uma escola do Rio de Janeiro. Vinte e dois (22) vídeos foram produzidos e analisados à luz do referencial de Nedelsky para o trabalho experimental e de Driver para os aspectos da representação epistemológica. A estratégia demonstrou ser eficiente quanto ao trabalho experimental por parte desses estudantes e, quanto à forma como o raciocínio dos alunos foi organizado para a construção dos vídeos, 15 destes fundamentaram nas relações entre grandezas, cinco vídeos descreveram o fenômeno e somente dois vídeos propuseram um modelo físico para explanação da experiência apresentada.

Palavras-chave : laboratório didático, estratégia de ensino, produção de vídeo.

## Introdução

As atividades experimentais podem facilitar a compreensão de conceitos físicos, além de encorajar a aprendizagem ativa, motivar e despertar o interesse, desenvolver o raciocínio lógico e a comunicação, e estimular a capacidade de iniciativa e de trabalho em grupo (HOFSTEIN e LUNETTA, 2004). No Brasil, apesar do discurso dos professores de importância da presença do laboratório no ensino de Física, não há tradição escolar em utilizar de fato atividades experimentais no ensino (ALVES, 2000), seja pela falta de clareza que se tem hoje quanto ao papel do laboratório no processo ensino-aprendizagem, seja pela mobilização de um amplo espectro de habilidades por parte dos estudantes e também dos professores, além de outros motivos listados em artigos de Pena e Ribeiro Filho (2009) e Laburu, Barros e Kanbach (2007), como condições precárias de trabalho, despreparo etc.

Poucos estudos têm investigado e divulgado a eficiência didática das atividades experimentais de Física sobre a aprendizagem. O uso de atividades experimentais como estratégia de ensino de Física tem sido apontado por professores e alunos como uma das maneiras mais frutíferas de se minimizar as dificuldades de se aprender e de se ensinar Física de modo significativo e consistente (ARAÚJO e ABIB, 2003). Já Lunetta, Hofstein e Clough (2007)

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apresentam principais metas da aprendizagem no laboratório didático de ciências, como compreensão conceitual e procedimental, conhecimento de como a ciência e o cientista trabalham, interesse e motivação, compreensão de métodos de investigação e raciocínio científico. Os autores, ao levantarem evidências em vasta literatura do campo, afirmam que tais metas frequentemente não são atingidas. Nessa linha, ressalta-se a expectativa de que as atividades experimentais de Física desenvolvam habilidades, cujo objetivo central, para Nedelsky (1965), pioneiro na discussão sobre o papel do laboratório, é que o aluno compreenda a relação entre ciência e natureza.

Segundo Tamir (1991) o planejamento de uma atividade experimental deveria trabalhar algumas habilidades específicas em cada sessão, já que um dos problemas em relação ao laboratório didático é a falsa pretensão de poder atingir um amplo espectro de objetivos em uma mesma sessão de aula de laboratório, e que nem sempre são compatíveis em um mesmo tipo de atividade.

## Justificativa

A educação vive atualmente um paradoxo: a coexistência de um sistema de ensino tradicional e uma sociedade que desenvolve e acumula informações de forma exponencial. A grande quantidade de recursos como animações, simulações, softwares e vídeos disponíveis na internet cria expectativa quanto ao uso da informática como solução dos problemas que afligem o ensino de ciências - a nova 'vareta mágica' da educação no século XXI. As tecnologias da informação e comunicação levam ao enfrentamento da escola com a acessibilidade para os alunos de recursos como o celular, a câmera digital e o computador, que deveriam ser incorporados de forma vantajosa às práticas pedagógicas. Em especial no ensino de Física, fenômenos podem ser facilmente gravados em vídeo (DIAS, AMORIM e BARROS, 2009; SISMANOGLU et al ., 2009), por professores e/ou alunos, e trabalhados com enfoque fenomenológico, epistemológico, tecnológico etc.

- É necessário propiciar que o trabalho por parte do aluno no laboratório didático de Física valorize a criatividade, além de explorar o fenômeno físico de forma integral, tanto do ponto de vista do envolvimento dos estudantes, da concepção à realização da atividade experimental, quanto do reconhecimento da natureza da ciência e dos aspectos que estruturam o conhecimento.

A produção de um vídeo por estudantes é uma possibilidade de inovação, à medida que representa uma proposta atraente para a sala de aula onde os alunos estão habituados, via de regra, à comunicação unidirecional do professor. O potencial pedagógico da câmera de vídeo reside na possibilidade dos estudantes a utilizarem para externalizar suas ideias, seu pensamento criativo, permitindo produzir imagens de situações físicas. Em um estudo piloto, cujo intuito era apresentar uma estratégia alternativa para o laboratório didático, no ensejo de atender objetivos cognitivos e afetivos, alunos de ensino médio usaram a câmera de vídeo para registro de atividades experimentais de Física (FILIPECKI et al ., 2000).

Este trabalho pretende contribuir com a reflexão sobre a realização de atividades experimentais no laboratório didático de Física através do projeto de produção de vídeos de curta duração por estudantes de ensino médio, e, assim, fomentar uma estratégia factível que implica em engajamento dos estudantes.

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## Referencial Teórico

Na discussão sobre o laboratório didático, o pioneiro Nedelsky (1958) indica que a atividade experimental deve desenvolver habilidades processuais no aluno, em que o ponto central é a compreensão da relação entre ciência e natureza. Dois aspectos são considerados importantes no trabalho laboratorial por parte do aluno, reflexão ( hard thinking ) e motivação, para que os resultados tenham significado para o estudante, e, como consequência, ele compreenda o fenômeno físico à luz do modelo teórico que fundamenta a experiência. Nedelsky (1965) apresenta como objetivos básicos do laboratório didático: a compreensão verbal; a linguagem matemática; o conhecimento dos conceitos físicos; a generalização empírica; a possibilidade de aprender a partir da observação e da experimentação; a compreensão do próprio laboratório (materiais, relações, modelos, desenho experimental, procedimento, coleta e interpretação de dados). Tais objetivos serão utilizados como referencial de análise do trabalho laboratorial por parte do aluno.

Driver et al . (1996) fornece um referencial que permite identificar alguns aspectos da construção do raciocínio epistemológico dos estudantes quando realizam atividades experimentais. Esse referencial origina três representações qualitativamente diferenciáveis, nas quais o raciocínio pode ter embasamento no fenômeno, nas relações entre as grandezas físicas ou no modelo. Cada uma destas representações pode ser associada às formas específicas de descrição dos estudantes quanto à investigação em ciência, à natureza da explanação científica, e às relações entre explanação e descrição (teoria e evidência). O referencial supracitado é apresentado, de forma resumida, no Quadro 1, e será utilizado para analisar a construção das explanações pelos estudantes nos vídeos produzidos.

Quadro 1 : Caracterização de aspectos da representação epistemológica dos estudantes.

## Metodologia: o projeto de produção de vídeos

A implementação deste projeto foi feita em cinco turmas do último ano de escolarização de Física no ensino médio-técnico (4º semestre) de uma escola pública do Rio de Janeiro, as quais têm aulas de laboratório cuja dinâmica regular envolve a realização de procedimentos que obedecem a um roteiro escrito. Considera-se que essa metodologia não capacita os alunos a demonstrar ou construir os objetos envolvidos na atividade experimental, já que os alunos explicam o experimento somente no texto do relatório, além de não facilitar o teste de previsões e a seleção de uma determinada explanação para o fenômeno.

Três aspectos principais decorrem do projeto proposto. O primeiro diz respeito à cognição , já que permite potencializar os processos de aprendizagem dos

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conceitos físicos. O desenvolvimento do projeto tem por base etapas que podem garantir idas e voltas (Figura 1), de acordo com a necessidade de cada grupo, e que pode ser entendido como aspecto recursivo-reflexivo no planejamento, elaboração, interpretação e avaliação dos experimentos. Além disso, a utilização de dispositivos eletrônicos para captura e softwares específicos para edição como o Windows Movie Maker (utilizado por todos os grupos de trabalho) garantem o aspecto motivacionaltecnológico ao projeto.

Figura 1 : Fluxograma de desenvolvimento do projeto.

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O tema do vídeo devia ser um assunto previamente estudado, de forma a evidenciar as grandezas físicas envolvidas, as interações do sistema, a obtenção de dados de forma qualitativa e/ou quantitativa, e, consequentemente, uma explanação. Quanto à linguagem audiovisual específica, foi solicitado que o vídeo apresentasse os seguintes atributos: sequência lógica; clareza de comunicação (oral, escrita e imagem); autonomia conceitual (autoexplicativo); curta duração (2 a 4 minutos). É importante salientar que não se pretendeu avaliar a habilidade instrumental por parte dos estudantes quanto à construção do sistema utilizado, e, por esse motivo, permitiu-se que fossem utilizados materiais do laboratório da escola assim como materiais obtidos ou construídos por eles.

A implementação do projeto demandou dois bimestres. A etapa inicial diz respeito à orientação, quando se discutiu o projeto com os estudantes e foram apresentadas as informações gerais, os objetivos, o cronograma e as formas de avaliação. Após a escolha do tema pelo grupo, em média de 4 alunos, deu-se início

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à pesquisa de conceitos e das atividades práticas, tanto em fontes impressas quanto na internet, para planejar a situação experimental. Nesse momento refletiu-se quanto às possibilidades de exploração do fenômeno, a fim de promover a compreensão do assunto. O grupo elaborou um roteiro resumido para o vídeo que foi lido pelo professor e discutido com o respectivo grupo para fazer as modificações necessárias. A elaboração do roteiro detalhado, posterior ao teste do experimento proposto, guiou as etapas de produção e edição do vídeo, que, ao final, foi exibido em aula e avaliado pelos colegas de turma (heteroavaliação) e pelos alunosprodutores (autoavaliação).

## Dados: os vídeos

Foram produzidos 22 vídeos, apresentados na Figura 2 que mostra uma imagem representativa e o tópico de Física tratado em cada um. Doravante serão utilizadas as letras maiúsculas para identificação dos vídeos.

( A ) Ressonância

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( B ) Refração luminosa

( C ) Colisões

( D ) Resistência elétrica

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( E ) Refração luminosa

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( F ) Pressão

( G ) Empuxo

( H ) Força

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( ) Eletromagnetismo I

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( J ) Energia mecânica

( K ) Movimento

( L ) Eletromagnetismo

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Figura 2 : Imagens representativas dos vídeos produzidos.

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( M ) Convecção térmica

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( N ) Eletromagnetismo

( O ) Força de atrito

( P ) Movimento

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( Q ) Eletromagnetismo

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(R) Eletromagnetismo

( S ) Pressão

( T ) Eletromagnetismo( U ) Refração luminosa

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( V ) Refração luminosa

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## Discussão dos resultados

A primeira análise foi feita à luz do referencial de Nedeslky (1958, 1965), tendo por base três dimensões características , habilidades processuais e trabalho experimental - apresentadas no trabalho de Oliveira e Barros (2000), subdivididas em categorias mais específicas, às quais foram atribuídos critérios de avaliação de acordo com a seguinte escala: excelente (4), bom (3), regular (2), ruim (1) e ausente (0). As características foram analisadas em termos da organização e compreensão, clareza de comunicação, explicação científica, ordenação de ideias e autonomia conceitual, ou seja, o quanto o vídeo atendia aos atributos solicitados. As habilidades processuais levaram em conta observação e descrição, realização da própria atividade experimental, explanação coerente e conclusão com resultados. Em relação ao trabalho experimental , foram considerados relevantes: o uso adequado de instrumentos de medida; a relação explícita com a teoria; o desenho experimental; e a interpretação dos dados.

A Tabela 1 mostra o título original de cada vídeo, o contexto de filmagem (CF), ou seja, se a produção se deu no laboratório didático escolar (LD) ou um tipo de laboratório caseiro (LC), e a duração de cada vídeo (D). Apresenta-se ainda o resultado quantitativo da análise dos vídeos para as três dimensões propostas características (C), habilidade processual (HP) e trabalho experimental (TE).

Tabela 1 : Título, contexto de filmagem (CF), duração (D) e análise nedelskyana dos vídeos.

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Em relação ao contexto da filmagem, 14 vídeos foram produzidos exclusivamente no laboratório didático da escola (LD), 4 vídeos em um tipo de laboratório caseiro (LC), e 4 vídeos conjugaram os dois contextos (LC + LD), dentre eles os vídeos I e U, em que o contexto doméstico é ficcional, com a encenação de um telejornal, e não um espaço para realização do experimento. Os resultados não parecem demonstrar correlação entre o contexto de filmagem e as dimensões. No entanto, no estudo de Oliveira e Barros (2000), que analisou 86 vídeos produzidos basicamente no contexto caseiro (LC) pelos alunos, apenas a dimensão relativa às características foi satisfatória (2,5 em 4), já que a avaliação das habilidades processuais e do trabalho experimental foi regular/ruim, com médias respectivamente iguais a 1,6 e 1,4 em 4.

No que segue, será utilizado o referencial de Driver et al. (1996) para analisar a representação epistemológica, decorrente da explanação dos estudantes, que surge a partir da leitura dos vídeos produzidos. Os vídeos A e H são focados no fenômeno, visto que a natureza da explanação parte do próprio fenômeno com a descrição do seu comportamento, sem que haja clara diferenciação entre descrição e explicação. Os vídeos J, M e O, mesmo apresentando explicação pouco descritiva, não chegam a fazer correlação entre as variáveis, e por isso são considerados também fundamentados no fenômeno.

O raciocínio baseado nas relações entre variáveis é mais evidente nos vídeos B, D, E, F, G, I, K, L, N, P, Q, R, T, U e V. Alguns o fazem de forma simples, como o N que aborda o conceito de indução eletromagnética ao relacionar a velocidade com que se introduz um ímã em uma bobina com a amplitude do ponteiro de um miliamperímetro que mede a corrente induzida, sem registro da medida. O vídeo F trabalha o princípio de Pascal a partir da apresentação de vários experimentos qualitativos para explicação do conceito de pressão. Um estudo formal sobre resistores ôhmicos e não-ôhmicos com a elaboração de tabelas a partir de resultados obtidos experimentalmente e a construção de gráficos é feito somente no vídeo D, que apresenta as curvas corrente versus tensão obtidas para um resistor e para uma lâmpada, concluindo através de evidência experimental a dependência entre a resistência e a temperatura. Correlações sem explicitação numérica de uma das variáveis são feitas, por exemplo, pelos vídeos I e L, que, ao estudarem o motor elétrico de corrente contínua, mostram variações de grandezas que influenciam o campo magnético criado por uma espira circular - raio, número de voltas e tensão e as correlacionam com a velocidade de rotação da espira (eixo do motor). A medida da velocidade é comparada na locução como maior ou menor, sem explicitar as evidências, mesmo podendo ser calculada quando se conhece a frequência de registro quadro-a-quadro do vídeo. O princípio de Arquimedes é trabalhado no vídeo G a partir do controle das grandezas físicas tanto relevantes quanto irrelevantes. Nesse vídeo, os alunos utilizam o mesmo desenho experimental em três situações diferentes: um corpo metálico preso a um dinamômetro que mede seu peso quando suspenso no ar (I) e seu peso aparente quando totalmente imerso em um líquido (II). Para a determinação do empuxo (diferença entre I e II) foram feitas 9 medidas correlacionadas com a densidade do líquido, com o volume do corpo imerso (grandezas relevantes), e com a densidade do corpo (grandeza irrelevante). Os vídeos cuja abordagem representa uma forma de raciocínio baseado nas relações parecem não ter problemas quanto à distinção entre teoria e evidência, ou seja, discriminam a explicação e a descrição do fenômeno.

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A fundamentação baseada no modelo aparece semente nos vídeos C e S, mesmo que alguns elementos não estejam presentes, como o reconhecimento do status provisório das teorias e a proposição de diversos modelos teóricos para um fenômeno, considerando que teoria e modelos são suposições. No entanto, há indícios que nestes vídeos reconhece-se que uma explanação não pode ser deduzida logicamente a partir de dados observacionais, levantando hipóteses sobre entidades teóricas de diferentes categorias.

## Exemplo

Para exemplificar um dos vídeos produzidos, a Figura 3 apresenta uma sequência de imagens representativas das cenas do vídeo L - Motor de Corrente Contínua - a saber: 1 e 2 referem-se ao título e imagem de abertura; 3 refere-se à cena de apresentação dos materiais utilizados; 4 a 6 representam as cenas que explicam a teoria básica sobre fenômenos magnéticos e 7 a 11 as cenas que mostram as evidências - o experimento; 12 e 13 referem-se às cenas que explicam o experimento; 14 a 16 representam a comparação qualitativa dos resultados; 17 e 18 chamam a atenção para as condições iniciais do experimento; 19 e 20 finalizam o vídeo com uma imagem seguida dos créditos. Este vídeo pode ser assistido através do link &lt;http://www.youtube.com/watch?v=QQVju-jEyKo&gt;.

Figura 3 : Vídeo L - Motor de Corrente Contínua: sequência de imagens representativas.

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Outro exemplo é o vídeo Q - O freio magnético: correntes de Foucault - que pode ser assistido pelo link &lt;http://www.youtube.com/watch?v=SUuqvPK2fHs&gt;.

## Considerações Finais

A análise que responde pelos objetivos ortodoxos do papel do laboratório didático demonstrou que a estratégia pode ser considerada eficiente para o trabalho de situações experimentais criadas pelo próprio aluno, à medida que o resultado quantitativo para as três dimensões, mostradas na Tabela 1, é coerente.

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A representação epistemológica dos estudantes, que está diretamente associada à capacidade de generalização do conhecimento conceitual e requer o uso de raciocínios hipotético-dedutivos já estabelecidos, sugere que os grupos demonstraram dificuldades em apresentar argumentos relacionados a modelos teóricos para fazer explanações. É possível que esse aspecto não esteja bem resolvido na orientação, sendo necessário um guia mais explícito a fim de que o grupo registre os dados e as informações no vídeo de forma clara, tanto oral quanto escrita, quanto à escolha de grandezas relevantes e à adequação do modelo teórico que pode explicar os resultados experimentais.

Os estudantes fizeram uso espontâneo de elementos gráficos como imagens e animações, itens não solicitados na orientação inicial, mas necessários na linguagem audiovisual construída por eles ao externalizarem sua forma de expressão. Há necessidade de diretrizes quanto à utilização de áudio, legendas e fotografia, a fim de que a sua falta ou excesso não prejudique a sequência lógica do vídeo.

- O projeto permitiu que os estudantes explorassem objetivos do trabalho prático-experimental nas diversas etapas do seu desenvolvimento e trabalhassem conceitos físicos ao fazerem observações e explanações sobre as situações experimentais selecionadas, evidenciado por algumas habilidades, como concepção e elaboração do experimento, manuseio de aparelhos, coleta, registro e análise de dados, e, sobretudo, a própria compreensão do fenômeno.

Salienta-se a importância do papel do professor na orientação próxima e constante e disposto a delimitar as etapas, que são características essenciais na garantia do aspecto recursivo-reflexivo do projeto. Em relação à aprendizagem conceitual, objetivo que não fez parte deste trabalho, seria oportuno que, em uma próxima intervenção, os diferentes grupos trabalhassem o mesmo assunto e, com isso, seria possível estudar a sua contribuição e eficiência para tal.

A estratégia tem como principal vantagem, em relação ao laboratório tradicional, o aumento da responsabilidade assumida pelo estudante na produção do vídeo, que solicita engajamento intelectual através da pesquisa sobre o assunto, levantamento de conceitos chaves e a criação da situação experimental, que será testada, modificada e verificada o quanto for necessário. Esses elementos são determinantes para a aprendizagem, principalmente por levarem o estudante, de forma autônoma, a buscar a compreensão dos conteúdos, a reconhecer as grandezas relevantes, e a compreender, com isso, a relação entre estas e suas medições, resolvendo assim problemas inerentes à situação experimental proposta.

As considerações apresentadas apontam para as diferenças entre o papel do trabalho experimental quando realizado pelo aluno na aula tradicional de laboratório que, via de regra, é um processo linear-orientado, e na produção de um vídeo, estratégia vantajosa face aos aspectos recursivo-reflexivo e motivacionaltecnológico que favorecem a cognição .

## Referências

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