FORMAÇÃO CONCEITUAL A PARTIR DA EXPERIMENTAÇÃO: UMA PROPOSTA METODOLÓGICA PARA FORMAÇÃO DO CONCEITO FÍSICO DE COR.

## FORMAÇÃO CONCEITUAL A PARTIR DA EXPERIMENTAÇÃO: UMA PROPOSTA METODOLÓGICA PARA FORMAÇÃO DO CONCEITO FÍSICO DE COR.

Giuller Fernando de Assis , Hugo Naves de Jesus , Keila Sandra Prado Silva , 1 2 3 Ricardo Ruberti Frade Ferreira 4 , Marcio do Nascimento Gomes 5 , Sauli Santos Junior 6

1 Universidade Federal de Goiás/giullerassis\_fernando@hotmail.com

2 Universidade Federal de Goiás/Hugo.naves@gmail.com

3 Universidade Federal de Goiás/keila.fisica@gmail.com

4 Universidade Federal de Goiás/rruberty@yahoo.com.br

5 Secretaria da Educação do Estado de Goiás/marcio.fisica@brturbo.com.br

6 Universidade Federal de Goiás/sauli@pq.cnpq.br

## Resumo

Em observações às aulas de física no ensino médio, percebeu-se a dificuldade dos alunos em compreender o conceito físico de cor apresentado pelo professor de forma tradicional. Possivelmente esse fato está vinculado à influência do senso comum sobre a formação cognitiva das pessoas, as quais criam seus conceitos próprios sem aplicar uma linguagem científica apropriada. O trabalho tem por objetivo criar um ambiente de aprendizagem para levar o aluno a reconstruir o conceito de cor nos parâmetros aceitos pela comunidade científica. Para tal, uma aula experimental foi elaborada para complementar as aulas já ministradas e assim verificar se tal atividade contribuiria para a reconstrução conceitual desejada. Foram analisadas as avaliações de duas turmas de segundo ano do ensino médio e, em uma delas, o tema foi apresentado apenas na abordagem teórica e tradicional, enquanto na outra, além dessa abordagem, houve a aula experimental como complemento. No final, estão apresentados os dados comparativos do desempenho das turmas investigadas incluindo as respostas das avaliações que mostraram alguma evolução e enquadraram em pelos um dos aspectos abordados no trabalho.

Palavras-chave : aprendizagem, aula experimental, cor.

## I. Introdução:

Constantemente os meios de comunicação divulgam várias informações nos quais estão diretamente ligados a física. Tal ciência objetiva explicar a conexão entre os diversos fenômenos naturais por meio de leis e como a aplicação desses,

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afeta diretamente a evolução do conhecimento humano ao longo da história (Hewitt, 2002)

Acompanhar tal crescimento do saber humano implica segundo os Parâmetros Curriculares Nacionais em dominar códigos e símbolos físicos, expressar-se corretamente utilizando linguagem científica, redigir idéias ou esquematizar fatos que envolvam temas físicos e envolver-se na construção do saber relevando os aspectos históricos num contexto cultural, social, político e econômico. Esses propósitos reiteram a necessidade do preparo docente para estabelecer um ambiente de aprendizagem efetivo, tornando a ciência em campo de manifestações e produções culturais (Delizoicov, 2002)

Em se tratando desse assunto a lei 9394, seção IV, artigo 35, prevê para o aluno do ensino médio, que ao ser exposto a construção e compreensão do conhecimento, o envolvimento na relação teoria - prática para as quais devem dar subsídios à aprendizagem significativa.

É sabido por todos nós, que a física é uma das principais ciências responsáveis pela evolução tecnológica atual. Tudo essa importância foi conquistada mediante a articulação entre os pressupostos teóricos e a experimentação da teoria, sendo assim as atividades experimentais podem aproximar os alunos da realidade experimentada no mundo científico, levando esse indivíduo a construção de novos conhecimentos de forma efetiva (Seré, Coelho e Nunes, 2002).

Nesse âmbito, de relação de teoria-prática subsidiando a aprendizagem significativa, a teoria de David Ausubel alça tal aprendizagem, onde a mesma só ocorre quando os objetos de aprendizagem fazem parte da estrutura cognitiva do aluno(Moreira, 1999).

Na teoria ausubeliana a articulação entre o conceito prévio e os novos elementos de aprendizagem deve ocorrer por meio de objetos que ofereçam potencial significativo, propiciando ao educando um conjunto de informações organizadas para construção de um novo conceito devidamente efetivo. Tal fato não será possível se as atividades planejadas não disporem de um potencial significativo. Se acaso o professor insistir nessa prática, seus alunos concretizarão uma formação mecânica para obter apenas aprovação (Moreira, 1999).

Como Ausubel defende a premissa de uma aprendizagem significativa, fundamentada em interagir novos conhecimentos com conhecimentos já presentes na estrutura cognitiva do indivíduo, as atividades experimentais podem oferecer a mediação necessária para a efetivação desse aprendizado já que, os materiais envolvidos na experimentação disponibilizam equipamentos que fazem parte do diaa-dia do estudante tais como garrafas, lanternas, cordas, pregos, etc. Dessa forma, a linguagem científica, as leis, conceitos e teorias podem ser investigados por uma atividade experimental que pode levar o estudante a transformar seu conhecimento em um mundo de procedimentos e técnicas, ou seja, num referencial empírico (Seré, Coelho e Nunes, 2002).

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Pensando nas discussões apresentadas até esse momento, foi elaborado esse trabalho com base nas observações das aulas de física em uma escola pública estadual, Colégio Estadual Nestório Ribeiro, na cidade de Jataí - GO, em turmas de 2° série do Ensino Médio.

- O professor abordou diversos temas relacionados a óptica, e em uma das aulas o tema era Espectro Visível. Observou-se que os alunos apresentaram dificuldades para correlacionar o conteúdo, explorado de forma tradicional, com o conceito de cor preexistente na sua estrutura cognitiva. O fato confirmou-se pelo aumento na inquietação dos estudantes ao se depararem com o termo 'ausência de luz' relacionado ao preto e esse por sua vez não corresponder a uma cor. Por esse motivo foi levantada a questão:

Poderá esse grupo de alunos construírem o conceito físico de cor a partir de uma avaliação experimental?

Nesse âmbito foi estabelecido um ambiente de ensino aprendizagem no qual buscou levar os alunos a:

Construir o conceito físico de cor, bem como, suas implicações empíricas para uma comunicação e expressão correta da linguagem científica, a fim de contribuir com diversas transformações nas bases culturais de seu meio social.

Para que esse objetivo possa ser alcançado, a proposta metodológica apresentada aqui foi fundamentada na teoria ausubeliana de aprendizagem.

## II. Metodologia:

Como já foi dito, Ausubel defende a existência de subsunçores no processo de aprendizagem significativa. Segundo ele, tais elementos são formados a partir de uma aprendizagem mecânica de um conhecimento advindo de uma área completamente nova (Moreira, 1999). Na medida em que novos elementos se estruturam formando uma base cognitiva na qual pode ser tratada como subsunçor, inicia-se a significação da aprendizagem transformando os conceitos novos em idéias elaboradas e concisas, isto é, formação conceitual (Moreira, 1999).

Para construir o conceito físico de cor, a proposta não despreza o conhecimento prévio do aprendiz e ancora-se nesse para criar um ambiente interativo entre aluno e objeto de aprendizagem. Para tal foi utilizado o método descrito pela 'teoria da assimilação' proposta por Ausubel. O método consiste em propor uma informação potencialmente significativa relacionada e assimilada a um conceito subsunçor para resultar num subsunçor modificado (Moreira, 1999).

O método indicado anteriormente foi dividido em quatro etapas, as quais Moreira (1999) considera como papel do professor durante o planejamento de suas tarefas docentes:

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- I. Selecionar um material que apresentasse conceitos e princípios unificadores sequenciados numa estrutura lógica e progressiva;
- II. Selecionar os pré-requisitos necessários que os alunos deveriam conter em suas cognições para compreender de forma efetiva o conteúdo ministrado;
- III. Levantar informações sobre os conhecimentos prévios dos alunos a respeito do tema a ser ensinado e assinalar quais desses subsunçores correlacionam com os pré-requisitos destacados;
- IV. Trabalhar com os alunos o tema proposto para aula utilizando os recursos didáticos criados com propósito de promover a aprendizagem significativa. Nessa etapa a intervenção do professor auxilia o estudante a organizar e assimilar a estrutura do tema formando em fim, os aspectos cognitivos necessários para um aprender com significado.

A I e II etapas foram realizadas durante reuniões do grupo para estabelecer quais materiais deveriam fazer parte da proposta pedagógica. As discussões convergiram para o texto publicado no livro ' Física Conceitual '. A escolha desse material deu-se por conter uma estrutura contextualizada, citar situações que envolvam objetos presentes no dia-a-dia das pessoas e estabelecer intuitivamente uma comparação entre as idéias presentes no senso comum e o saber científico. É válido lembrar que esse texto foi utilizado apenas para preparação conceitual das atividades experimentais, já que a proposta avaliada aqui não consiste em criar e aplicar textos de apoio a conteúdos desenvolvidos em aulas.

Para realização da III etapa foi criado um questionário investigativo contendo questões relacionadas ao tema. Ele foi aplicado a duas turmas de 2ª série do Ensino Médio distintas. Em uma turma seria ministrada uma aula expositiva. Na outra as atividades experimentais complementariam o trabalho docente na rotina escolar. A análise das respostas ofereceu dados sobre os conhecimentos que perfaziam a estrutura cognitiva dos alunos antes da aplicação da proposta. Além disso, auxiliou na seleção dos objetos de aprendizagem os quais seriam utilizados na aula experimental, momento em que se esperava a construção efetiva do conceito físico de cor.

A etapa IV deu-se pela aula experimental em uma das turmas escolhida aleatoriamente. Os experimentos foram confeccionados com materiais de baixo custo e estavam dispostos em dois momentos:

Momento I: A luz branca é formada por todas as cores.

Experimento 1 - Prisma Optico

Material: Garrafa tipo pet , papel alumínio e cola Araldite .

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Objetivo: Este será o primeiro experimento a ser mostrado, e através dele demonstrar a decomposição da luz branca em todas as cores do espectro visível. Durante este momento da aula, a proposta é mostrar para os alunos que a 'cor preta' não aparece no espectro.

Modo de exibição: É importante que a aula expositiva seja realizada em uma sala onde se possa controlar o nível de luminosidade, de forma a demonstração de cada experimento seja beneficiada. Por exemplo, no caso do prisma óptico, é desejável que a região da sala onde a luz decomposta será projetada esteja mais escura, para que cada cor seja visualizada e melhor identificada.

## Experimento 2 - Disco de Newton

Material : Motor de gravador, tinta guache e papelão.

Objetivo: Reforçar a idéia de que a união de todas as cores do espectro visível forma a cor branca. Esta experiência comprova a experiência anterior, porém com um processo contrário, desta vez partiremos de um conjunto de cores para chegar ao branco. Ressaltar que os nossos olhos não conseguem acompanhar o movimento das cores, e enxergam todas de uma só vez, dando-nos a percepção do branco.

Modo de Exibição: Colocamos o motor funcionando, de modo que ao girar, as cores do espectro visível pintadas no papelão, compuseram a luz branca através das somas das cores.

## Momento II: A nossa visão depende de luz

## Experimento 3 - Câmara Escura

Material: Caixa de papelão, papel camurça preto e diversos objetos coloridos.

Objetivo: O objetivo de tal experimento é enfatizar que as cores são a reflexão da luz dependem da mesma para serem vistas.

Modo de Exibição: . Objetivo é mostrar que os objetos coloridos aparecerão conforme a entrada da luz na câmara, esperado que nenhum objeto seja visto inicialmente, antes que o orifício na parte superior da caixa seja descoberto. Colocaremos diversos objetos coloridos dentro da caixa, abriremos a mesma aos poucos de modo que a entrada de luz seja controlada, perguntando aos alunos o que eles estão vendo dentro da mesma, conforme abrimos o orifício, perguntávamos aos alunos. Os objetos pretos dentro da caixa, serão os últimos a serem vistos.

## Experimento 4 C âmara com filtros de cor.

Material: 3 Caixas retangulares, filtros de cor, lanterna, cano de PVC, objeto colorido com a mesma cor de um dos filtros

Objetivo: O objetivo é mostrar como ocorre o processo de absorção e reflexão da luz branca.

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Modo de exibição: Colocaremos as três caixas com um filtro de cor anexada em ambas, e um objeto colorido da mesma cor de um dos filtros nas três, de modo que ao incidirmos a luz da lanterna, nos filtros de cor, o objeto só poderá ser visto pelos alunos, na caixa em que a cor do filtro e a cor do objeto são iguais, e nas outras duas caixas, o objeto não poderá ser visto. Evidenciando o processo de absorção e reflexão da luz.

Após a aula experimental cabe incluir uma quinta etapa as quatro etapas interpretadas por Moreira citadas anteriormente. Tal etapa Ausubel denomina de evidência da aprendizagem significativa . Nessa etapa discuti-se sobre a avaliação, dando ênfase não no resultado ou na titulação de certos e errados, e sim no que o estudante adquiriu de construtivo no decorrer do processo.

Assim, uma avaliação foi pensada de forma que os alunos pudessem descrever qual a relação de um ou outro experimento, e qual a relação dos experimentos realizados com as situações colocadas no questionário, de forma que se analise se os mesmos conseguiram assimilar o aspecto abordado, não classificando em certos e errados e sim analisando as respostas melhores elaboradas. As características sugeridas por Moretto (2008, p 100 - 110) citadas logo mais, contribuíram para o processo.

- · Contextualização - uma questão contextualizada deve apresentar dados para que o aluno consiga responder o que se pede. O texto deve exercer uma função de contexto e não de pretexto;
- · Parametrização - uma questão deve apresentar de forma clara e precisa os critérios de correção, isto é, os parâmetros onde se atribuirá pontos quando a resposta dada pelo aluno coincida com o esperado e o que implicará na perda de pontos quando a resposta do mesmo não se enquadrar nos conhecimentos que se quer verificar com a questão;
- · Exploração da capacidade de leitura do aluno - uma questão elaborada com fins de verificar se aluno possui a habilidade de ler e interpretar corretamente o que leu, deve conter um texto onde o mesmo deverá lê-lo para provocar uma resposta, que seja também escrita e argumentativa, levando o aluno a escrever, exercitando-se na lógica e na correção do texto;
- · Proposição de questões operatórias e não apenas transcritórias -questões operatórias exigem operações mentais mais ou menos complexas ao responder obrigando o aluno a se relacionar com um universo de informações. As questões transcritórias dependem apenas de uma descrição sobre que o aluno vê (às vezes aprendidas em cores) e normalmente sem muito significado para o aluno em seu contexto diário.

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Esse modelo de avaliação é consonante com a sugestão proposta por Ausubel. Segundo ele, a avaliação deve apresentar um contexto diferente abordando aspectos opostos aos moldes tradicionais (Moreira,1999). Tais aspectos sugeridos pelo autor são temas de fóruns de discussão nas reuniões pedagógicas realizadas nas escolas. Além disso, provas de nível nacional tem apresentado tais características para medir o nível de competências e habilidades aprendidas por alunos das escolas do país. É válido lembrar que não há interesse em avaliar a proposta de avaliação sugerida pelo autor. Seu trabalho apenas orienta a etapa final da metodologia aqui apresentada.

## III. Resultados e Considerações Finais:

O Laboratório de Ciências da escola a qual a aula experimental foi realizada atende as áreas de Física, Química e Biologia. A turma 2ª 19 participou das atividades experimentais como complemento da aula teórica ministrada pelo professor, enquanto a turma do 2º 20 valeu-se apenas da aula teórica. O número de alunos envolvidos totaliza 60 participantes visto que cada turma apresentava um efetivo de 30 alunos.

Após a aula experimental foi aplicada a avaliação conceitual em ambas as turmas. Para correção das avaliações conceituais foram estabelecidas quatro competências a serem objetivadas segundo os PCN's de Física::

- · Compreender os fatores que envolvam pigmentação e os fatores que envolvam a propagação de ondas eletromagnéticas;
- · Reconhecer diante de uma problematização os fenômenos naturais associados a absorção, reflexão e refração da luz em diversas situações;
- · Identificar as regularidades da associação entre os fenômenos observados;
- · Elaborar comunicações orais ou escritas para relatar, analisar e sistematizar eventos, fenômenos, experimentos, questões, entrevistas, visitas, correspondências.

Após a correção, foram separadas as provas dos alunos cujas respostas apresentavam consonância com ao menos um dos quatro critérios citados acima. Os resultados foram plotados na coluna azul do gráfico 01. Em seguida foram separadas as avaliações dos alunos que participaram das atividades experimentais das avaliações dos alunos que não participaram das atividades experimentais. Os resultados foram plotados nas colunas vermelhas e amarelas do gráfico 01.

A análise desse gráfico mostra uma ligeira diferença de rendimento entre alunos participantes das atividades experimentais e os não participantes. Isso evidencia que a atividade experimental, propiciou em todos os quatro critérios

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avaliados uma colaboração no desenvolvimento das competências previstas. Além disso, conceitos que dependem da observação de experimentos tais como, reflexão, refração e absorção, foram ainda mais favorecidos com a aplicação da proposta.

Em relação ao primeiro critério, as respostas obtidas no questionário mostraram que as atividades experimentais não produziram o mesmo efeito obtido no critério 2, assim tanto os alunos participantes da atividade experimental quanto os alunos não participantes da atividade experimental, podem desenvolver a mesma competência de compreender os fatores que envolvam pigmentação e os fatores que envolvam a propagação de ondas eletromagnéticas.

Já em relação aos critérios 3 e 4, o ganho na compreensão conceitual dos alunos para desenvolver as competências de identificar as regularidades da associação entre os fenômenos observados e elaborar comunicações orais ou escritas para relatar, analisar e sistematizar eventos, fenômenos, experimentos, questões, entrevistas, visitas, correspondências, propiciado pelas atividades experimentais foi aproximadamente o mesmo.

Gráfico 01: Distribuição de alunos que apresentaram respostas satisfatórias sobre o conceito físico de cor.

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No gráfico abaixo, foi observado dentre os alunos que responderam de maneira satisfatória mais dos critérios citados, quais responderam com excelência toda a avaliação realizada, onde dos alunos que responderam a avaliação, 73% dos alunos participantes da atividade experimental o fizeram de maneira satisfatória, enquanto que os alunos da turma sem a atividade experimental apenas 27% dos alunos o fizeram de maneira correta.

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Gráfico 02: Distribuição de alunos que apresentaram respostas satisfatórias sobre o conceito físico de cor.

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## IV. Referências:

DELIZOICOV, D. Ensino de Ciências: fundamentos e métodos . Demétrio Delizoicov, José André Angotti, Marta Maria Pernambuco; colaboração Antônio Gouvêa Silva. Educação em Ciências e Prática Docente pp 27 - 58. São Paulo, Cortez,2002.

HEWITT, Paul G. Física Conceitual . trad. Trieste Freire Ricci e Maria Helena Gravina. pp 455 - 464. 9.ed. Porto Alegre, Bookman, 2002.

MOREIRA, Marco Antônio. Teorias de aprendizagem . São Paulo. EPU.1999.

MORETTO, Vasco Pedro. Prova: um momento privilegiado de estudo, não um acerto de contas. pp 85 - 111. 8. ed. Rio de Janeiro: Lamparina, 2008.

- O papel da experimentação no Ensino de Física . Disponível em : &lt;http://www.periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/viewFile/9897/9231&gt; Acessado em 25 de Setembro de 2009.

SÉRÉ, Marie-Geneviève. COELHO, Suzana Maria. NUNES, António Dias. O papel da experimentação no ensino da Física. Cad.Bras.Ens.Fís. 20(1), 30-42, abr. 2003.

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