AVALIAÇÃO DA APRENDIZAGEM DE FÍSICA NO ENSINO MÉDIO ATRAVÉS DO USO DE CIRCUITOS ELÉTRICOS SIMPLES

## AVALIAÇÃO DA APRENDIZAGEM DE FÍSICA NO ENSINO MÉDIO ATRAVÉS DO USO DE CIRCUITOS ELÉTRICOS SIMPLES

Paula Rocha Pessanha 1 , Soraia Rodrigues de Azeredo , Rafael dos Santos , 2 3 Aline Sá do Espírito Santo , *José Carlos Xavier da Silva 4 5

- 1 Universidade do Estado do Rio de Janeiro/Instituto de Física, paularodrigues@ibest.com.br
- 2 Universidade Federal do Rio de Janeiro/COPPE, azeredosoraia@ig.com.br

3 Universidade do Estado do Rio de Janeiro/Instituto de Física, rafael.s@oi.com.br

## Resumo

Ensinar Física atualmente se tornou um grande desafio para os professores, pois é crescente o desinteresse e baixo rendimento dos alunos nesta disciplina. Ensina-se de acordo com o que é cobrado no vestibular ou, porque é cobrado nestes exames, enquanto o principal objetivo de ensinar esta disciplina deveria ser o de construir uma visão da Física que esteja voltada para a formação de um cidadão contemporâneo. Um dos componentes indispensáveis para o processo de ensino e aprendizagem é a experimentação, principalmente no ensino de Química, Física ou Biologia. É um componente indispensável para o processo de ensino-aprendizagem dos diversos conteúdos do conhecimento científico - conceituais, procedimentais e atitudinais - no sentido de favorecer a construção de inter-relações entre a teoria e a prática. Nosso objetivo é introduzir a prática experimental, utilizando materiais de baixo custo, e fácil aquisição, como um instrumento motivador de ensino e aprendizagem de Física no Ensino Médio, levando os alunos a mudanças no enquadramento interpretativo. Foram analisados alunos pertencentes a turmas de terceiro ano do Ensino Médio, cujas respostas ao questionário aplicado, e atitudes durante a aula experimental, demonstraram resultados satisfatórios quanto a uma melhor compreensão das questões relacionadas a circuitos elétricos, e maior interesse dos alunos pela aula. Este trabalho pôde proporcionar também aos estudantes uma aprendizagem sobre circuitos simples sem a necessidade de se fazer cálculos e com a participação ativa deles na construção do material didático.

Palavras-chave : Circuitos elétricos, Ensino Médio; Atividades Experimentais

## Introdução

O ensino de Física durante muito tempo foi caracterizado pela exposição de inúmeras fórmulas matemáticas e exaustivas resoluções de exercícios. Esse excesso de 'matematização', sem a discussão conceitual e experimental tem levado a maioria dos alunos, não só ao mínimo entendimento dos conceitos físicos, como à antipatia cada vez maior por essa disciplina. Ensinar Física atualmente se tornou um grande desafio para os professores, pois é crescente o desinteresse e baixo

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

30 de janeiro a 04 de fevereiro de 2011

rendimento dos alunos nesta disciplina. O ensino de Física, no momento atual, exige um profissional que tenha habilidades para experimentação, investigação, que contextualize os conteúdos, relacione a matéria com a realidade do dia-a-dia dos alunos, que não fique preocupado só com a 'matematização' [1].

Na maioria das vezes, o ensino de Física tem como característica principal a preparação para o vestibular. Ensina-se de acordo com o que é cobrado no vestibular ou, porque é cobrado nestes exames. Ensina-se de acordo com o que é cobrado no vestibular ou, porque é cobrado nestes exames, enquanto o principal objetivo de ensinar esta disciplina deveria ser o de construir uma visão da Física que esteja voltada para a formação de um cidadão contemporâneo, atuante e solidário, com instrumentos para compreender, intervir e participar na realidade. Nesse sentido, mesmo os jovens que, após a conclusão do ensino médio não venham a ter mais qualquer contato escolar com o conhecimento em Física, em outras instâncias profissionais ou universitárias, ainda assim terão adquirido a formação necessária para compreender e participar do mundo em que vivem. Fica claro, com isso, que a forma como os conteúdos são freqüentemente apresentados e trabalhados nas escolas limitam as possibilidades do aluno alcançar competências mais amplas [2,3].

- O aprendizado ou a aprendizagem, de acordo com Piaget [4], está diretamente ligada à aquisição do conhecimento em função da experiência de forma imediata, podendo esta estar direcionada à professores em relação a um tópico específico, ou uma situação externa, havendo ao mesmo tempo um processo onde o sujeito procura ter sucesso na sua ação ou operação. Piaget afirma ainda que a aprendizagem é provocada e não espontânea. Além disso, pode ser considerada como um processo limitado a um problema único ou a uma estrutura única.
- O conhecimento é construído então, segundo Vygotsky [5], na interação entre as pessoas, o qual será, a posteriori, intrapessoal, ou seja, compartilhado pelo grupo junto ao qual o conhecimento foi conquistado ou construído, ou ainda, compartilhado pelo grupo diante do qual se deu a aprendizagem ou aprendizado. É diante de situações em que precisa manipular conceitos e realidades que já conhece para chegar a saberes até então ignorados, que o aluno sugere respostas e chega a resultados que lhe permitem alcançar novos níveis de conhecimento, informação e raciocínio.
- Um dos componentes indispensáveis para o processo de ensino e aprendizagem é a experimentação, principalmente no ensino de Química, Física ou Biologia. É um componente indispensável para o processo de ensino-aprendizagem dos diversos conteúdos do conhecimento científico - conceituais, procedimentais e atitudinais - no sentido de favorecer a construção de inter-relações entre a teoria e a prática, bem como relações entre as concepções prévias do aluno e as novas idéias que serão trabalhadas. Uma grande importância da realização de atividades experimentais é a de proporcionar aos alunos oportunidades para o desenvolvimento de habilidades e competências, atitudes e valores, além da (re)construção de conceitos [1].

As atividades experimentais favorecem o desenvolvimento da aprendizagem dos alunos, pois, podem propiciar meios de motivá-los e envolvê-los aos temas estudados, proporcionando a compreensão e a interpretação de fenômenos do seu dia-a-dia. Para isso, elas, as atividades experimentais, precisam ser trabalhadas como um processo de investigação dirigida, pois, a formação e o desenvolvimento do pensamento científico e das atitudes da pessoa devem ser construídos,

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

preferencialmente, através de atividades investigativas, que promovam o teste das concepções prévias existentes dos alunos, no sentido de promover uma evolução conceitual e metodológica adequada.

- A experimentação exerce também uma função pedagógica de ajudar os alunos a relacionar a teoria (leis, princípios, etc.) e a prática (trabalhos experimentais). Com isso, irá propiciar aos alunos condições para uma maior compreensão dos conceitos, do desenvolvimento de habilidades, competências e atitudes, para que assim ele entenda melhor o mundo em que vive. Por isso a necessidade de haver uma relação entre os conteúdos trabalhados em sala de aula e o cotidiano dos alunos, não apenas aulas sem relação alguma com a vida dos mesmos [6].

Aprender Física não é simplesmente introduzir conceitos, mas levar os alunos a refletirem sobre os conceitos usando os experimentos como ferramenta para construção e reconstrução das idéias apresentadas pelos alunos [7].

- A experimentação é vista como um importante fator de influência para o aprendizado cognitivo do aluno. Concebe-se a experimentação como uma forma de favorecer o estabelecimento de um elo entre o mundo dos objetos, o mundo dos conceitos, leis e teorias e os das linguagens simbólicas [8].
- A idéia de experimentação como atividade exclusiva das aulas de laboratório, onde os alunos recebem uma receita a ser seguida nos mínimos detalhes e cujos resultados já são previamente conhecidos, não condiz com o ensino atual. As atividades experimentais devem partir de um problema, de uma questão a ser respondida. Cabe ao professor orientar também os alunos na busca de respostas. As questões propostas devem propiciar oportunidade para que os alunos elaborem hipóteses, testem-nas, organizem os resultados obtidos, reflitam sobre o significado de resultados esperados e, sobretudo, o dos inesperados, e usem as conclusões para a construção do conceito pretendido.

Os caminhos podem ser diversos, e a liberdade para descobri-los é uma forte aliada na construção do conhecimento individual. As habilidades necessárias para que se desenvolva o espírito investigativo nos alunos não estão associadas a laboratórios modernos, com equipamentos sofisticados. Muitas vezes, experimentos simples, que podem ser realizados em casa, no pátio da escola ou na sala de aula, com materiais do dia-a-dia, levam a descobertas importantes [3].

Nosso objetivo é introduzir a prática experimental, utilizando materiais de baixo custo, e fácil aquisição, como um instrumento motivador de ensino e aprendizagem de Física no Ensino Médio, levando os alunos a mudanças no enquadramento interpretativo, que envolvem as alterações conceituais da aprendizagem em Física e da disposição para aprender. Neste trabalho, foi escolhida a aula de circuitos elétricos simples como prática de laboratório, visto que, geralmente, a aprendizagem deste conteúdo se resume a cálculos de resistência, voltagem, amperagem e associação de resistores por meio de aplicação de fórmulas matemáticas em exercícios, sem uma discussão dos fenômenos físicos. Foram escolhidos, para este trabalho, alunos de terceira série do Ensino Médio de um colégio da rede estadual do Rio de Janeiro, situado no município de Niterói. O objetivo deste trabalho é proporcionar aos alunos maior aprendizado e entendimento de corrente elétrica, resistência e voltagem, através de aulas práticas com a construção, por eles próprios, de circuitos elétricos simples.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

As tarefas executadas pelos estudantes partiram então, do conceito de circuito elétrico, e da proposta de verificação do fenômeno de intensidade luminosa apresentada por cada lâmpada utilizada na montagem dos circuitos. Também foi proposta a observação e análise do ' brilho ' demonstrado por duas lâmpadas caracterizadas por potências diferentes (100 W e 60 W), colocadas em dois tipos de associações distintas: circuito em série e paralelo.

Nesse trabalho a atividade experimental pode ser vista como um laboratório didático onde as tarefas estão centradas no aluno, com o professor agindo simplesmente como orientador. Esse laboratório pode ser classificado como Laboratório Estruturado , onde o professor fornece apenas instruções sobre o procedimento a ser executado na atividade, abordando de forma enfática a verificação experimental de determinados princípios físicos. Isso vem diferir da prática teórica comumente utilizada, onde os alunos são tidos como sujeitos passivos e a Física mostra-se de forma compartimentada, com excessivo formalismo matemático e memorização de leis e conceitos físicos [9].

## Métodos

Foram analisados cerca de 80 alunos, pertencentes a 2 turmas de terceiro ano do Ensino Médio, organizados em grupos de cinco a seis pessoas.

Para uma melhor análise e compreensão do fenômeno apresentado por parte do grupo de estudo, foram escolhidos seis tipos de circuitos elétricos simples compostos por: uma lâmpada, duas lâmpadas em série, três lâmpadas em série (Figura 01); duas lâmpadas em paralelo, três lâmpadas em paralelo (Figura 02) e duas lâmpadas em paralelo e em série com outra (Figura 03) - para que os alunos construíssem, de modo que cada grupo recebeu apenas um tipo de circuito.

Figura 01: Circuitos compostos por uma, duas e três lâmpadas em série apresentados aos alunos.

<!-- image -->

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

Figura 02: Circuitos compostos por duas e três lâmpadas em paralelo, apresentados aos alunos.

<!-- image -->

Figura 03: Circuito composto por duas lâmpadas em paralelo, e em série com outra, apresentado aos alunos.

<!-- image -->

Cada grupo recebeu um kit contendo dois metros de fio, bocais de lâmpadas, um plugue fêmea, uma caixa de papelão para base do circuito (Figura 04) - daquelas usadas por pizzarias - e um desenho com o tipo de circuito desejado. Após a construção (Figuras 05 e 06), os grupos receberam lâmpadas incandescentes (com 40, 60 e 100 W), ficando livres para testarem os seus circuitos com as lâmpadas.

Figura 04: Alunos separando os materiais necessários para montagem do circuito proposto.

<!-- image -->

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

Figura 05: Alunos montando o circuito em série.

<!-- image -->

Figura 06: Alunos montando o circuito em paralelo.

<!-- image -->

Num outro momento, todos analisaram os seis tipos de circuitos, com a participação do professor, sendo discutida a variação do brilho de acordo com as diferentes lâmpadas, observando também o tipo de associação (Figuras 07 e 08).

Figura 07: Associação mista, montada pelos alunos.

<!-- image -->

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

No final, após terem feito as montagens propostas, os alunos responderam a um questionário, contendo as seguintes perguntas: 'O que você achou da aula teórica quanto à compreensão do conteúdo?' , 'O que você achou dessa aula prática quanto à compreensão do conteúdo?' e 'O que você achou da discussão sobre as variações de brilhos das lâmpadas em todos os tipos de circuito no final da aula prática?' . Para cada pergunta havia apenas três respostas possíveis 'a escolha do aluno: ' ruim' , ' boa' ou ' muito boa' . O questionário foi recolhido pelo professor, para que pudesse ser feita uma análise estatística das respostas.

Figura 08: Associação em paralelo, montada pelos alunos.

<!-- image -->

## Resultados

Quanto à compreensão do conteúdo da aula teórica, aplicada anteriormente a essa aula prática (Figura 09), os resultados obtidos foram: 70% ruim, 20% boa e 10% muito boa. Enquanto que para a compreensão da aula prática (Figura 10): 4% ruim, 6% boa, 90% muito boa. Para a discussão conclusiva ao final da aula (Figura 11) os resultados foram: 90% muito boa, 5% ruim e 5% boa.

Essa análise não se resume apenas aos resultados do questionário, mas também da observação do grande interesse dos alunos pela atividade realizada, visto que durante todo decorrer da aula eles interagiram com os circuitos, tirando dúvidas com o professor em todo momento e até elaborando suas próprias conclusões do que observavam.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

Figura 09: Resultados obtidos quanto à compreensão do conteúdo da aula teórica.

<!-- image -->

Figura 10: Resultados obtidos quanto à compreensão do conteúdo da aula prática.

<!-- image -->

Figura 11: Resultados obtidos quanto à discussão ao final da aula .

<!-- image -->

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

## Conclusão

O estudo da Física, apresentada como disciplina no Ensino Médio, baseada apenas em um livro sem interação direta com fenômenos naturais ou tecnológicos, deixa uma enorme lacuna na formação dos estudantes, talvez pela distância da sua realidade ou por não ter qualquer interação com seu mundo. Assim, para uma aprendizagem significativa é necessário o pressuposto de que os conhecimentos adquiridos pela vivência e pela cultura podem ser relacionados a muitos conteúdos em situações de aprendizagem na escola, a partir de um ensino que se comprometa em preparar para a vida, qualificar para a cidadania e capacitar para o aprendizado permanente, seja este no prosseguimento dos estudos ou para o mercado de trabalho [8]. Uma proposta seria elaborar diferentes métodos de ensinoaprendizagem, que fizessem uso de observações, experimentações, jogos, ou ainda, diferentes fontes textuais, que despertem o interesse dos estudantes em relação ao conteúdo apresentado, desde que os mesmos comuniquem um sentido ao ensino de Física.

Portanto, trata-se de organizar atividades interessantes que permitam a exploração e a sistematização de conhecimentos compatíveis ao nível de desenvolvimento intelectual dos estudantes, em diferentes momentos do desenvolvimento.

Mediante a análise estatística das respostas dos alunos ao questionário e por suas atitudes durante a aula experimental, pode-se concluir que os resultados esperados foram satisfatórios, pois colaboraram para uma melhor compreensão das questões relacionadas a circuitos elétricos, despertando também maior interesse dos alunos pela aula. Este trabalho pôde proporcionar também aos estudantes uma aprendizagem sobre circuitos simples sem a necessidade de se fazer cálculos e com a participação ativa deles na construção do material didático, que neste caso, foi o próprio circuito de lâmpadas construído por eles próprios.

## Referências

- [1] AZEREDO, S. R. Interdiciplinaridade entre a Física e a Biologia para alunos do Nível Fundamental em um experimento , Monografia, Curso de licenciatura em Física UERJ, Rio de Janeiro, Brasil, Dezembro, 2007.
- [2] BRASIL. Ministério da Educação. Orientações Curriculares do Ensino Médio , Brasília: MEC/SEB, 2006.
- [3] BRASIL, Secretaria de Educação Básica. PCN+ Ensino Médio: Orientações Educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais - Ciências da Natureza, Matemática e suas tecnologias . Brasília: Ministério da Educação/Secretaria de Educação Média e Tecnológica, 2002.
- [4] FERRACIOLI, L. Aspectos da construção do conhecimento e da aprendizagem na obra de Piaget . Caderno Catarinense de Ensino de Física. Volume 19, Número 2. Agosto, 1999.
- [5] MARTINS, J. C. Vygotsky e o papel das interações sociais na sala de aula: reconhecer e desvendar o mundo . Série Idéias n. 28, São Paulo: FDE, 1997. p. 111-122.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

- [6] NANNI, R. Natureza do conhecimento científico e a experimentação no ensino de ciências . Revista eletrônica de ciências. São Carlos - SP, n. 24, 26 de maio de 2004.
- [7] LIMA, V. A. de. Atividades Experimentais no ensino médio: reflexão de um grupo de professores a partir do tema eletroquímica . Dissertação de Mestrado - USP: São Paulo. 2004.
- [8] SERÉ, M. G. O papel da experimentação no ensino da Física , Caderno Brasileiro de Ensino de Física, p. 30-42, 2003.
- [9] PETERSEM, M. N. S. Investigação da aprendizagem com o uso de experimentos em eletrostática aplicados ao ensino médio. Monografia, Curso de licenciatura em Física UERJ, Rio de Janeiro, Brasil, Fevereiro, 2007.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_