PROPOSTA PARA O ENSINO DE UNIDADE E MEDIDAS ATRAVÉS DE ATIVIDADES INVESTIGATIVAS SEGUNDO O ENFOQUE CIÊNCIA, SOCIEDADE E TECNOLOGIA.

## PROPOSTA PARA O ENSINO DE UNIDADE E MEDIDAS ATRAVÉS DE ATIVIDADES INVESTIGATIVAS SEGUNDO O ENFOQUE CIÊNCIA, SOCIEDADE E TECNOLOGIA.

## Eros dos Santos Ramos 1 , Deise Miranda Vianna 2

- 1 Universidade Federal do Rio de Janeiro/Instituto de Física, erosdsramos@hotmail.com 2 Universidade Federal do Rio de Janeiro/Instituto de Física, deisemv@if.ufrj.br

## Resumo

Neste trabalho apresentamos um material didático sobre Unidades e Medidas que segue as orientações curriculares do Ensino Médio. Com referencia ao enfoque de ensino em Ciência, Sociedade e Tecnologia (CTS), fazendo uso de uma metodologia de ensino em atividades investigativas, com a incorporação do lúdico através de um Role Play Game pedagógico. O produto didático apresentando é constituído de seis unidades de aplicação seqüencial, com diferentes níveis de atuação e dificuldades. A primeira unidade envolve um debate sobre os órgãos reguladores das Unidades e Medidas presentes em nosso cotidiano. A segunda unidade faz um tratamento do ato de medir como uma forma de comparação, relacionado à definição de um padrão de medida. A terceira unidade apresenta ao aluno toda uma diversidade de medidas e a necessidade eminente de estabelecer suas conversões. A quarta unidade trabalha com a utilização de múltiplos e frações de um padrão convencionado. A quinta unidade faz um apanhado histórico dos conceitos trabalhos nas unidades anteriores e discute alguns aspectos sobre erros de medição. A sexta e ultima unidade promove um debate sobre a necessidade de se restabelecer novas definições para os padrões de medidas já definidos. Este material, já elaborado, poderá ser aplicado em turmas regulares do Ensino Médio.

Palavras-chave : CTS, RPG, Lúdico, Material Didático

## Introdução

Este trabalho apresenta uma proposta para o ensino de Unidades e Medidas, enfatizando o Sistema Internacional de Unidades e a evolução do Metro, em um projeto didático formulado segundo as orientações curriculares do Ensino Médio e fundamentado no enfoque Ciência, Sociedade e Tecnologia, utilizando uma metodologia de ensino em atividades investigativas com a implementação de um Role Play Game pedagógico.

A necessidade de uma proposta de ensino para este tema é observada em Melo (2009), no qual foi realizado um levantamento estatístico sobre o entendimento dos alunos acerca do sentido da utilização de unidades em Física. Neste, Melo (2009) indica que 43% dos alunos de uma turma de 9º ano (antiga 8ª série) e 75% dos alunos de uma turma de 3° ano do Ensino Médio não possuíam compreensão sobre o sentido e a importância do uso de unidades no estudo da Física, por conseqüência, em nosso cotidiano.

- '... pode-se perceber através das respostas dos alunos que os professores de física não estão fazendo uma interpretação da unidade que é dada em sala de aula, ou seja, após explicar a grandeza, os mesmos falam a respectiva unidade que deve ser colocada ao lado dela sempre que esta for calculada. E isso faz com que os alunos aprendam a decorar a unidade sem fazer uma devida interpretação.' (MELO, 2009)

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Outro autor destaca a preocupação com freqüente forma de abordagem do tema em livros didáticos:

- '...o que se observa é que, geralmente, os livros didáticos introduzem o tema grandezas e unidades de medida sem muita historicidade ou, quando não, apresentam uma história hagiográfica a partir da qual o aluno é levado a memorizar as unidades de medida e fazer as conversões corretas. Acreditamos que tal procedimento pode vir a estimular o estudante ao desinteresse pelas aulas e, ainda, impossibilitar que ele desenvolva a sensibilidade para observar e reconhecer a importância, no dia-a-dia, dos padrões de medida comumente utilizados em nossa sociedade.'(GODOI & FIGUEIRÔA, 2008)

Ambos os autores fazem sugestões quanto à abordagem deste tema. Em especial, Godoi & Figueirôa (2008) aponta para uma abordagem vinculada a questões históricas e filosóficas, considerando as relações sociais, políticas e tecnológicas envolvidas na própria evolução do Sistema Métrico e do Sistema Internacional de Unidades, sem mencionar diretamente o enfoque de ensino em Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS). Ainda nas Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais é feito um destaque sobre a importância da aprendizagem deste tema:

'Conhecer as unidades e as relações entre as unidades de uma mesma grandeza Física para fazer traduções entre elas e utilizá-las adequadamente' (BRASIL, 2002).

Diante disto, elaboramos esta proposta com um material destinado ao aluno, acompanhado de orientações metodológicas de aplicação para uso do professor, sendo o produto didático constituído de seis unidades arquitetadas para uma aplicação seqüencial. A seguir, faremos um levantamento do referencial teórico e uma exposição das unidades deste material didático.

## Levantamento do Referencial Teórico

## O Currículo em Ciência, Sociedade e Tecnologia (CTS).

Constantes melhorias no bem-estar social e o desenvolvimento econômico resultantes do avanço Científico e Tecnológico favoreceram a crença de que o avanço científico seria suficiente para resolver os problemas sociais e econômicos da humanidade 1 . Contudo, durante as décadas de 1950 e 1960 a constante associação deste desenvolvimento à viabilização de novas tecnologias de guerra e a degradação do meio ambiente resultaram em uma politização da atividade científica enfatizando o pensamento crítico sobre o mito cientificista (PAULA, 2005) reforçando as denúncias sobre as conseqüências negativas da ciência e da tecnologia sobre a sociedade.

Desenvolveu-se na educação uma preocupação em promover uma forma de 'alfabetização científica' buscando dar ao cidadão comum uma oportunidade de conhecer a linguagem científica, passando a atuar de forma crítica e significativa. Este movimento passou a tratar o ensino de ciências como algo fundamental e indispensável produzindo desdobramentos nos currículos de ensino médio, dentre eles o enfoque de ensino em CTS para o ensino de ciências (BERNARDO, 2008).

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Entende-se por CTS o estabelecimento do ensino de ciências de forma que compreenda as múltiplas relações entre ciência, tecnologia e sociedade, que aborda as implicações sociais, econômicas e políticas do desenvolvimento científico e tecnológico. Segundo Mortimer e Santos, podemos perceber de forma clara os pressupostos do enfoque CTS:

'CTS pode ser caracterizado como o ensino do conteúdo de ciências no contexto autêntico do seu meio tecnológico e social, no qual os estudantes integram o conhecimento científico com a tecnologia e o mundo social de suas experiências do dia-a-dia. A proposta curricular de CTS corresponderia, portanto, a uma integração entre educação científica, tecnológica e social, em que os conteúdos científicos e tecnológicos são estudados juntamente com a discussão de seus aspectos históricos, éticos, políticos e sócio-econômicos.' (MORTIMER e SANTOS, 2000)

As múltiplas relações entre Ciência, Sociedade e Tecnologia estão esquematizadas no diagrama abaixo.

Figura 1: Diagrama em CTS. Neste diagrama é possível observar a essência do ensino no enfoque CTS. (PENHA, 2006)

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Podemos destacar os três objetivos gerais de uma abordagem de ensino no enfoque CTS: a aquisição de conhecimento, a utilização de habilidades e o desenvolvimento de valores. Observa-se que a principal preocupação do enfoque CTS é a formação do cidadão, capacitando o indivíduo de tomar decisões públicas junto à sociedade em que vive de forma crítica e consciente. Neste sentido observamos uma relação direta entre a abordagem curricular no enfoque CTS e as orientações para o ensino de ciências indicadas nas Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio, PCN+ (BRASIL, 2002):

- 'A presença do conhecimento de Física na escola média ganhou um novo sentido a partir das diretrizes apresentadas nos PCN. Trata-se 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.' (BRASIL, 2002).

'A Física deve apresentar-se, portanto, como um conjunto de competências específicas que permitam perceber e lidar com os fenômenos naturais e tecnológicos, ...Ao mesmo tempo, a Física deve vir a ser reconhecida como um processo cuja construção ocorreu ao longo da história da humanidade,

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impregnado de contribuições culturais, econômicas e sociais, que vem resultando no desenvolvimento de diferentes tecnologias e, por sua vez, por elas impulsionado.' (BRASIL, 2002) .

## A metodologia em atividades investigativas.

O Ensino de Ciências é descaracterizado ao ser apresentado sob a forma de leis baseadas na manipulação de fórmulas repletas de significados rígidos e imutáveis, enquanto a prática em que se constrói um conceito científico está repleta de articulações, na resolução de problemas menos definidos, examinando modelos e gerando significados negociáveis que passam a resultar em uma compreensão da Ciência socialmente construída (MUNFORD e LIMA, 2007). Desta forma, ao aproximar o ensino de ciências do contexto do processo de construção do conhecimento científico valorizamos a formação de habilidades e competências, da capacidade crítica e investigativa e de sua habilidade de negociação, levantando pontos favoráveis a sua perspectiva e procurando por pontos contrários às demais soluções propostas. Neste sentido, ressaltamos o valor das práticas de grupos, assim como orientado pelo PCN+:

'... para desenvolver competências que requerem o sentido crítico será necessário privilegiar espaços de discussão, tanto na escola como na sala de aula.' (BRASIL, 2002)

Como mencionado, as propostas indicadas no PCN+ (BRASIL, 2002) apontam para a valorização da formação de habilidades e competências essenciais para formação do cidadão, além da aquisição de conhecimentos. Segundo Azevedo (2004):

'Outro objetivo na resolução de problemas é proporcionar a participação do aluno de modo que ele comece a produzir seu conhecimento por meio da interação entre pensar, sentir e fazer. A solução de problemas pode ser, portanto, um instrumento importante no desenvolvimento de habilidades e capacidades, como: raciocínio, flexibilidade, astúcia, argumentação e ação. Além do conhecimento de fatos e conceitos, adquiridos nesse processo, há a aprendizagem de outros conteúdos: atitudes, valores e normas que favorecem a aprendizagem de fatos e conceitos. Não podemos esquecer que, se pretendemos a construção de um conhecimento, o processo é tão importante quanto o produto.' (AZEVEDO, 2004)

onde podemos observar muitos aspectos favoráveis à formação de um cidadão através de um ensino fundamentado, problematizado e investigativo. Introduzindo esta prática de ensino valorizamos a participação do aluno no processo de construção do conhecimento e transformamos a postura do professor, passando a atuar como um agente reflexivo dentro de sua prática de ensino (ZEICHNER, 2003). Nesta postura, podemos atribuir ao professor um papel de orientador, que deve ser capaz de levantar questões que estimulem o desenvolvimento da atividade.

Segundo Gehlen et al. (2008) 2 , assim como para Azevedo (2004), um problema proposto, com base nos conhecimentos prévios do aluno, deve ser capaz de despertar o interesse, estimulando sua participação de forma a gerar discussões e questões capazes de levar o aluno a participar das diversas etapas que envolvem

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o processo de resolução do problema. Embora não seja esperado que o aluno venha a participar de todas as etapas envolvidas na resolução da situação-problema de forma autônoma.

Mas, segundo Gil e Castro (1996) in Azevedo (2004), podem ser apontados alguns aspectos a serem considerados em uma atividade investigativa devendo o aluno: refletir, discutir, explicar e relatar de forma que o seu trabalho passa a assumir características de uma atividade científica.

## Role Play Game e o Lúdico, como uma ferramenta de aplicação

Apesar de termos a concepção de um currículo em CTS e de metodologia de ensino investigativa, ainda temos que considerar a necessidade de reter a atenção e interesse dos alunos nestas modalidades de atividades Para esta questão, em determinado momento, adotamos uma tática de ação voltada para uma concepção lúdica. Primeiramente temos que observar que o lúdico não está somente relacionado com jogos, brincadeiras ou atividades de lazer. Podendo ser pensado como uma forma de interação subjetiva com o mundo, onde o sujeito tem a oportunidade de adquirir conhecimento através de desafios, da reflexão, de interações e ações (RAMOS e FERREIRA, 1998).

Os mesmos autores ainda levantam questões sobre o jogo de xadrez ser capaz de ensinar uma quantidade considerável de estratégias de pensamento sem mencionar ao sujeito sobre o ato de aprender. Observamos, desta forma, que o lúdico está relacionado ao fato de resolver problemas e desafios de um cotidiano próximo e vivenciado com 'prazer' tendo uma estreita relação com uma metodologia em atividades investigativas e pode ser facilmente colocada a serviço de um currículo em CTS. Como observado por Amaral(2008):

'Seguindo essa linha de pensamento, podemos entender, então, na tentativa de buscar um Ensino de Ciências que motive a participação ativa dos alunos na sala de aula, é preciso encontrar meios de tornar esse aprendizado prazeroso, e um dos caminhos possíveis seria a partir de atividades que tenham um sentido especial mediante a resolução de situações-problema.' (AMARAL, 2008).

Em nossa estratégia de ensino o Role Play Game (RPG) 3 é utilizada como ferramenta de conexão entre a ludicidade e o envolvimento do aluno com as atividades investigativas e o enfoque CTS.

O RPG é um jogo de representação cujo objetivo é a cooperação entre os jogadores - personagens na resolução de problemas propostos pelo jogador mestre responsável por orientar e estabelecer as regras do jogo. Este tipo de jogo 4 possui grande flexibilidade em seus enredos traduzindo possibilidades infinitas de histórias compostas de situações - problema que devem ser solucionadas, através do diálogo e cooperação entre os jogadores (VICENTE, 2006).

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Quadro 1: Sistematização alguns dos fatores levantados por Vicente (2006) como motivadores da utilização do Jogo de RPG como uma prática pedagógica

Amaral (2008) reforça a concepção do RPG como uma boa estratégia lúdica para o ensino de conceitos disciplinares destacando o trabalho em grupo e a resolução de situações-problemas. Além de fornecer ferramentas para a introdução de trabalhos interdisciplinares no contexto das histórias vivenciadas pelos alunos.

## Apresentação do material didático.

A primeira unidade é uma atividade de leitura e interpretação, que deve ser realizada, assim como as demais, com os alunos divididos em grupos e em posse do material. Nesta atividade é valorizado o trabalho com competências ligadas à habilidade leitora e a capacidade crítica (BRASIL, 2002). O primeiro texto destaca a questão que envolve a regulamentação das dimensões dos campos de futebol, no contexto dos estádios brasileiros e o segundo faz referência a ação do INMETRO, na garantia dos direitos do consumidor, na compra de objetos usados no dia a dia. Para ambos os textos sugerimos a implementação de uma estratégia de leitura segundo os levantamentos de Bargalló e Part (2009) sistematizadas no quadro dois e de acordo com uma atuação reflexiva do professor, na perspectiva de atividades investigativas (SCHÖN; ZEIGHNER, 1992; 2003).

Quadro 2: Favorecendo a argumentação na leitura de textos.

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incorporando tarefas que possam reportem a aprendizagem, assim como, à aplicação dos conhecimentos em novas situações.

O objetivo desta atividade é que o aluno reconheça a necessidade de medir e a razão social da existência de órgãos reguladores para as diferentes formas de medidas.

Na segunda unidade, o aluno tem a oportunidade de desvendar as principais características do processo de medição. Observando a ação de medir como uma forma de comparação e participando na construção de um padrão. A primeira atividade desta unidade consiste na medição de objeto comum a todos os grupos sem o auxilio de instrumentos e técnicas convencionais de medida, tendo cada grupo que estabelecer seu próprio padrão de medida. Na segunda atividade, ampliamos a discussão de forma que passamos a ter que definir um padrão comum a toda a turma. Neste processo discutimos a conversão de unidades entre os padrões determinados por cada grupo.

Na terceira unidade é esperado que os alunos sejam capazes de perceber a necessidade de uma diversidade de medidas para materiais de diferentes formas e com diferentes estados físicos e suas conversões. A atividade desenvolvida nesta unidade tem a finalidade de assumir uma função maior do que aquela exposta por seus objetivos principais. Sendo encaminhada uma atividade de orientação interdisciplinar fundamentada nos pressupostos de um RPG na modalidade Live Action , na qual os alunos interagem com o contexto pré-estabelecido e com regras definidas para atingir um objetivo final.

- O objetivo final deste teatro interativo é alcançado quando os alunos conseguirem desenvolver métodos válidos para realizar trocas justas entre materiais de diferentes formas e estados físicos. Estas trocas estão fundamentadas nos princípios básicos de funcionamento de um mercado de trocas feudal, levando em consideração os múltiplos aspectos envolvidos na forma de produção feudal e no valor atribuído as mercadorias. Assim como na ação prática do aluno em estabelecer estas trocas, tendo em mãos uma balança de braços não graduada e alguns recipientes de diferentes formas e tamanhos.
- A sugestão básica de atividade para esta unidade consiste em fornecer a cada grupo de estudantes, o papel de produtor de terminado gênero: grãos, vinhos, tecidos e outros. Como produtores, os alunos devem estar cientes do processo de produção e de seus custos, para que no momento da atividade possam defender os interesses de seu produto dando a este um valor atribuído em função seu custo total de produção. Orientando a atividade neste sentido, temos a introdução de temas ligados a outras disciplinas.

A quarta unidade orienta os alunos ao reconhecimento da funcionalidade e necessidade da utilização de múltiplos e frações dos padrões de medidas convencionados e o reconhecimento da escolha de um sistema decimal de unidades.

Para execução desta unidade, devemos possuir rolos de fita de papel e uma tira de pano, com comprimento de aproximadamente um metro, adotada como o padrão de medida da classe . Primeiramente os alunos são instruídos a medir um 5

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comprimento que representa uma fração de nosso comprimento padrão, em seguida são instruídos a medir comprimentos maiores que o padrão adotado reconhecendo a necessidade das subdivisões e múltiplos de um padrão de medida. Nesta unidade, o professor deve questionar sobre a escolha dos múltiplos e frações do padrão convencionado direcionando o raciocínio para um sistema de medidas de características decimal.

Na quinta unidade é realizada uma sistematização do conteúdo trabalhado nas unidades anteriores, recorrendo à contextualização histórica para apresentar a construção do Sistema Métrico Decimal. No decorrer do texto são oferecidos ao aluno recortes de publicações sobre o tema, assim como textos originais do INMETRO e IPEM 6 , dando a oportunidade de vivenciar a linguagem contida nesta modalidade de trabalho. Neste momento, o professor pode recorrer à utilização de uma apresentação em slides. No entanto, é interessante que a sistematização ocorra através da utilização dos textos oficiais. Após a realização dessa etapa, iniciamos um tratamento básico sobre os possíveis erros de medida envolvidos no ato de medir.

A atividade a ser desenvolvida é novamente a tarefa de medir. No entanto, neste momento orientamos os alunos para que utilizem diferentes réguas . Como 7 sugestão pedimos que cada aluno realize uma média das dimensões de uma folha de papel A4, pois podemos fazer proveito de suas dimensões estabelecidas de fábrica, como incentivo inicial a esta atividade. Questionamos os alunos quanto à veracidade das informações dadas pelo fabricante pedindo que realizem a medida com diferentes réguas com o objetivo de confirmar estas informações.

Após a medida, os alunos em seus grupos devem comparar os valores obtidos procurando justificar seus resultados. Não é esperado dos alunos um tratamento profundo sobre erros de medida. A questão central é deixar evidente que diferentes instrumentos de medidas podem oferecer diferentes medidas, as diferenças entre as medidas podem estar relacionadas com a confecção dos instrumentos e que essas diferenças também podem estar relacionadas com o próprio ato de medir.

Na sexta e ultima unidade é introduzida uma questão quanto à modernização da definição atribuída à unidade padrão de um sistema de medida. Esta unidade produz uma reflexão sobre os temas trabalhados nas unidades anteriores, remontando às questões sócio-políticas de um sistema de unidades.

É interessante ressaltar que ao término de todas as unidades conduzimos o trabalho a uma discussão coletiva das conclusões levantas.

No quadro abaixo, apresentamos uma sistematização das unidades apresentadas, com relação aos referenciais teóricos propostos.

Quadro 3 : Sistematização dos referenciais teóricos por unidade.

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## Considerações finais

Primeiramente é importante ressaltar a importância das muitas possibilidades abertas através da implementação de um projeto didático nas modalidades deste trabalho, tendo o aluno a possibilidade de participar do processo de investigação, assim como a de observar os conteúdos inseridos no contexto social e cotidiano. Além disto, possibilita a introdução de uma atividade em direção a um ensino interdisciplinar acompanhada de uma forma lúdica de ação, que valoriza a participação do aluno e a construção de competências críticas.

Em segundo, é preciso comentar sobre o tempo de aplicação. A quantidade de aulas necessárias para o desenvolvimento das atividades depende do nível de aprofundamento e da dinâmica do público alvo. Sugerimos que os grupos sejam constituídos, no máximo, por de cinco alunos. Assim como a presença de um segundo professor em sala.

Por ultimo, devo observar que existe uma proposta de aplicação a ser realizado no Colégio Pedro II (Rio de Janeiro - RJ), na forma de um curso livre, oferecido aos alunos do Ensino Médio. Esta será uma experiência a ser organizada em três encontros de aproximadamente dois tempos de 50 minutos com uma semana de pausa entre cada encontro. No primeiro encontro, serão aplicadas as unidades um e dois, no segundo encontro a unidade três e, no terceiro encontro, as unidades as unidades quatro, cinco e seis. A estratégia de aplicação foi adaptada segundo o perfil do público alvo e da demanda de tempo. As aulas serão gravadas em áudio e vídeo produzindo dados para a pesquisa em Ensino de Física, que serão apresentadas oportunamente.

## Referências

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