PROBLEMAS E EXERCÍCIOS NO ENSINO DE FÍSICA: O QUE PENSAM OS PROFESSORES

## PROBLEMAS E EXERCÍCIOS NO ENSINO DE FÍSICA: O QUE PENSAM OS PROFESSORES

## Daniel Garcia de Oliveira , Camila Cardoso Moreira , Cristiane Muenchen 1 2 3

1 Universidade Federal de Itajubá, daniel.of@unifei.edu.br

2 Universidade Federal de Itajubá, mila\_cardoso.fisica@yahoo.com.br

3 Universidade Federal de Itajubá/Instituto de Ciências Exatas/Departamento de Física e Química, cristianem@unifei.edu.br

## Resumo

É de fácil constatação que no Ensino de Física, ou de Ciências em geral, boa parte da carga horária é dedicada à Resolução de Problemas, no entanto, várias pesquisas apontam para um grande fracasso destas atividades quando conduzidas de maneira tradicional. Vale ressaltar também que muitas pesquisas na área determinam haver diferenças entre problemas e exercícios. A partir das concepções de que um problema não apresenta dados e, ainda, apresenta-se como uma situação sem uma resposta definitiva em sua resolução; no caso de exercícios, o que vemos é a utilização de uma rotina - passos automáticos; e que dada situação possa ser considerada para um sujeito como um problema enquanto para outro possa ser considerada um exercício. Nesse sentido, nosso trabalho tem como objetivo, através da categorização e análise feita, por meio de entrevistas semi-estruturadas, buscar concepções de professores de Física do município de Itajubá MG, quanto as diferenças entre essas duas modalidades.

Palavras-chave : Resolução de Problemas, Exercícios, Ensino de Física, Concepções de Professores

## Introdução

O Ensino de Física se vê atrelado cada vez mais à resolução de exercícios, devido à demanda das escolas em preparar os alunos para exames futuros, como os vestibulares. Estes exercícios, geralmente de cunho matemático e de resolução direta, visam à fixação do conteúdo ensinado por meio da repetição de métodos de resolução e, assim, grande parte do conteúdo fixado é definido por fórmulas e regras matemáticas que descrevem as leis e fenômenos físicos estudados. Entretanto, algumas pesquisas vinculadas à linha de pesquisa 'Resolução de Problemas' (PEDUZZI e PEDUZZI, 2001, GIL-PÉREZ et al.,1992; ECHEVERRÍA e POZO, 1998) tem surgido questionando a validade desses exercícios quando em um processo de ensino-aprendizagem de qualidade. Enquanto os exercícios focam o aspecto matemático da Física, muito se perde do conteúdo teórico que valida tais aspectos, isto é, o aluno solucionador de exercícios se torna capaz de repetir com eficácia métodos matemáticos de resolução, mas muitas vezes não os associa a tópicos da Física e tampouco os submete às leis dessa mesma ciência para justificar algum cálculo específico.

A resolução de problemas propõe então uma abordagem diferente daquela vista nos exercícios, uma vez que valoriza a construção do raciocínio do aluno enquanto formula hipóteses que o levem a uma solução para o problema - não a

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30 de janeiro a 04 de fevereiro de 2011

uma única solução correta, como um valor pré-determinado ou uma expressão padronizada de grandezas. A solução de um problema sempre abrange respostas diversas, a partir das hipóteses e justificativas que a acompanham. Devido ao caráter mais expansivo e exploratório dos problemas, a aprendizagem da Física, em seu aspecto matemático e também teórico, se dá de forma mais completa e sólida.

Neste contexto, o presente trabalho procura analisar concepções de professores de Física quanto à relação entre problemas e exercícios, uma vez que são eles os responsáveis pelo desenvolvimento destes em sala de aula. Além disso, buscamos conhecer os principais aspectos considerados pelos professores ao optar por problemas e/ou exercícios em suas práticas de ensino.

## Encaminhamento Teórico-Metodológico da Pesquisa

Sobre a resolução de problemas baseamo-nos em Bachelard, que em seu trabalho 'A Formação do Espírito Científico' (Bachelard, 1978) ressaltou a importância dos problemas como geradores e articuladores do conhecimento científico. Buscar soluções para problemas complexos é a essência primeira do conhecimento científico:

'Para um espírito científico, todo conhecimento é resposta a uma dada questão. Se não houver questão, não pode haver conhecimento científico.' (BACHELARD, 1978, p. 72)

Um melhor entendimento sobre a formulação de problemas é explicitado a seguir:

problemas que devem ter o potencial de gerar no aluno a necessidade de apropriação de um conhecimento que ele ainda não tem e que ainda não foi apresentado pelo professor. É preciso que o problema formulado tenha uma significação para o estudante, de modo a conscientizá-lo de que a sua solução exige um conhecimento que, para ele, é inédito (DELIZOICOV, 2001, p. 132-133).

Ainda nessa perspectiva, concordamos com Muenchen (2010) que, ao diferenciar problematização de pergunta, destaca a importância de se trabalhar com problemas abertos e reais ao invés de problemas idealizados, desvinculados de contextos sociais/reais e com resposta fechada/exata.

É de fácil constatação que no Ensino de Física, ou de Ciências em geral, boa parte da carga horária é dedicada à Resolução de Problemas, no entanto, várias pesquisas apontam para um grande fracasso destas atividades quando conduzidas de maneira tradicional (Gil Pérez, Martinez Torregrosa e Senent 1988; Pozo, 1 Crespo 1998; Peduzzi 1997; Escudero 1995; entre outros).

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Ao se questionar professores, a maioria justifica tal fracasso em decorrência da falta de conhecimentos teóricos e reduzido aparato matemático por parte dos alunos (Gil Pérez, et al., 1988).

No cenário atual, o que acontece, na maioria das vezes, é que os alunos não aprendem a resolver problemas, apenas memorizam resoluções apoiadas em aplicações de fórmulas, que lhes são apresentadas pelos professores como simples exercícios. Podemos também ressaltar o fato de que, apesar de muito professores afirmarem trabalhar com problemas em suas práticas didático-pedagógicas, o que realmente fazem é a resolução de simples exercícios. Aqui vemos como necessária uma distinção concreta entre o que podemos considerar um problema e o que se apresenta como um simples exercício. (CLEMENT, 2003).

Generalizando, podemos afirmar que dada situação pode ser considerada um problema quando um indivíduo, ao tentar resolvê-la, não chega a uma solução imediata ou automática. Nesta situação, o solucionador se vê diante da necessidade de toda uma reflexão e tomada de decisões para que, assim, chegue numa sequência adequada de passos para iniciar seu desenvolvimento. Ao tratarmos da resolução de exercícios, o que vemos é a utilização de uma rotina passos automáticos -, ou seja, são situações já conhecidas pelo solucionador. (CLEMENT, 2003).

Todavia, vale ressaltar que esta distinção entre problemas e exercícios é relativa, não devendo ser especificada em termos absolutos (Peduzzi, 1997). Enquanto para uma pessoa dada situação pode ser considerada um problema, para outra, a mesma situação pode ser considerada um mero exercício, implicando no fato de que esta distinção dependerá do indivíduo, levando em conta seu conhecimento, suas experiências e a situação proposta.

- O trabalho com problemas no Ensino de Física é, portanto, de grande importância na formação dos alunos devido ao seu caráter mais abrangente. Entretanto, grande parte dos professores, na tentativa de utilizar problemas em sala de aula, comente um equívoco muito comum - advindo da sutil diferença entre problemas e exercícios: ao propor problemas aos alunos, o professor continua a abordá-los como simples exercícios de aplicação, restringindo-os quanto à diversidade de soluções e omitindo dos alunos a oportunidade de discutir e analisar as diferentes hipóteses e idéias que permeiam a solução de um problema.

Considerando tais aspectos, realizamos uma pesquisa na tentativa de buscar as concepções de professores de Física sobre as relações entre problemas e exercícios . A análise dos dados, obtidos a partir de entrevista semi-estruturada e áudio-gravada, foi realizada através da sistematização destes em categorias que nos forneceram fundamentos para a discussão.

Dados os objetivos da pesquisa, os procedimentos vinculados à abordagem qualitativa se mostram mais adequados para esse estudo. Entre os diversos aspectos que fundamentam o paradigma das pesquisas qualitativas, segundo Cohen, Manion & Morrison (2001), destacamos o fato de estas buscarem a compreensão da subjetividade das experiências humanas e privilegiarem os procedimentos indutivos no processo de análise e interpretação dos dados.

Como procedimento de coleta de dados utilizamos entrevistas semiestruturadas, com gravações em áudio. Para Cohen et al. (2001), a entrevista possibilita uma análise mais aprofundada do ponto de vista do sujeito em relação a

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determinado aspecto da realidade e, desse modo, possibilita a coleta de dados que os questionários, por exemplo, não permitem.

Destacamos que, nesse trabalho, consideramos a apresentação de excertos como ponto importante do procedimento de análise, uma vez que os mesmos foram utilizados para a criação das categorias afins. Após a apresentação dos mesmos são realizados os comentários e justificativas pertinentes.

A análise de conteúdo realizada toma a proposição como unidade de análise, conforme a proposta de Fávero e Trajano (1998). É então utilizada a proposta de Bakthin (1977/1981, em Fávero e Trajano, 1998) que afirma que definições lingüísticas (forma) podem veicular definições ideológicas (conteúdo); no entanto, acessar esse conteúdo a partir da forma lingüística não é possível. Converteremos então este conteúdo em proposições, ou seja, a partir de formas lingüísticas mais complexas (o parágrafo, o período) extrairemos formas linguísticas mais simples, a frase afirmativa. Com isso teremos uma articulação do sentido, agora na sua forma menos complexa e mais objetiva, e também uma estrutura linguística menos complexa e mais objetiva. Elegemos, então, a proposição como unidade de análise (op. cit.).

Desenvolveu-se então o estudo das entrevistas em 2 etapas: na primeira etapa, as proposições foram agrupadas a partir das semelhanças principais nos discursos dos professores. Na etapa seguinte, realizou-se a análise das proposições, de acordo com os objetivos descritos, que resultou nos objetos de discussão que apresentamos a seguir.

## Sistematização de dados e perfil dos sujeitos da pesquisa

Participaram desta pesquisa 05 professores, todos do sexo masculino, sendo 03 da rede particular de ensino e 02 da rede pública de ensino da cidade de Itajubá, Minas Gerais. Os entrevistados tem perfis diversificados e foram escolhidos a partir da disponibilidade de cada um deles e da autorização da escola em que atuam. Segue abaixo o quadro com o perfil de cada professor entrevistado.

Quadro 01 : Perfil dos Professores Entrevistados

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Os professores foram submetidos a uma entrevista semi-estruturada sobre as relações entre problemas e exercícios no Ensino de Física. Todas as entrevistas foram áudio-gravadas e posteriormente transcritas na íntegra.

Feita a transcrição, os trechos mais significativos foram selecionados para a construção de categorias de análise. Alguns excertos foram organizados em quadros comparativos, enquanto outros foram apresentados na íntegra, em forma de citação, de acordo com a necessidade de comentários pertinentes à temática trabalhada.

## Alguns Resultados

Após apresentarem as principais características do seu perfil, os professores foram questionados quanto à preferência de trabalhar com problemas ou exercícios em suas aulas. Dos cinco entrevistados, 03 revelaram que procuram trabalhar com as duas modalidades, a fim de que o processo de aprendizado do aluno seja mais completo. A seguir destacamos a fala de dois deles:

[...] começar a trabalhar o conceito e inserir ali determinados problemas, pra depois sim começar a ter os exercícios como, vamos dizer assim, um retorno do próprio aluno, (...) precisa trabalhar em paralelos isso tudo. (P1)

Normalmente [trabalho] com exercícios de fixação e depois com problemas que exijam maior raciocínio (P4)

Os outros dois professores entrevistados disseram preferir trabalhar exclusivamente com ou problemas ou com exercícios. Pudemos notar que os professores tendem, já nestes primeiros depoimentos, a definir suas concepções de problemas e exercícios.

Em seguida, quando questionados a respeito das diferenças entre problemas e exercícios, se existentes, apenas um dos professores declarou não enxergar diferenças entre as modalidades. Mais tarde, entretanto, pudemos notar que suas falas constantemente apontavam diferenças entre exercícios e problemas. Como já citamos, Clement (2003) alertou para a sutileza dessas diferenças e, de igual modo, para a confusão comumente criada pelos educadores ao tratar os problemas como exercícios.

O quadro a seguir apresenta as falas dos entrevistados quanto às diferenças entre problemas e exercícios, organizadas em categorias.

Quadro 02: Categorias de Análise das Diferenças entre Problemas e Exercícios

Categorias

Fala dos Sujeitos

Análise e Comentários

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Ao analisarmos as respostas dos entrevistados inseridas na categoria 'Regras de Resolução x Evolução do Raciocínio', vemos que estes primam pelo desenvolvimento do raciocínio do aluno ao construir um caminho que o leve à solução do problema, como no processo individual de resolução citado por Peduzzi (1997):

[...] ele [o aluno] precisa interpretar, e em determinadas situações ele nem vai usar o exercício como ponto final, ele precisa apenas observar o problema, desenvolver o que o problema solicita/exige, e chegar a uma conclusão, mesmo que depois ele vá encontrar um valor numérico, expor isso de uma forma mais clara pra quem for analisar/avaliar o que ele fez ali; no entanto, ele precisa ter consciência de que o conceito tem que ser inserido ali naquela situação, tem que deixar claro o que ele utilizou. (P2)

Já os professores que definiram as diferenças entre as atividades como aquelas inseridas na categoria 'Conceito x Fórmulas' veem os problemas como uma simples exceção aos modelos prontos de resolução, como exercícios com maior grau de dificuldade, ou ainda como exercícios enfaticamente teóricos (conceituais). Vemos aqui mais um equívoco comumente presente entre professores - reduzir os problemas a exercícios mais elaborados.

No problema você vai ter que fugir um pouco da regrinha que tem pra você resolver o exercício. [...] Vamos dizer assim, no exercício você interpola, no problema você extrapola. (P3)

[...] se for levar os problemas pra esse lado de maior grau de dificuldade [...] (P4)

É importante ressaltar que o Professor 01, por não estabelecer diferenças entre problemas e exercícios, não tem falas incluídas em alguns comentários de perguntas posteriores, já que estas fazem referência à diferenciação das modalidades, como será visto. Nestas situações, será indicado que o Professor 01 não respondeu ao entrevistador, pelos motivos justificados.

As próximas falas dos professores referem-se aos seus objetivos no trabalho com exercícios e problemas em sala de aula. As proposições de cunho semelhante

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foram também organizadas em categorias e se apresentam, com a devida análise, no quadro a seguir.

Quadro 03: Categorias de Análise - Objetivos ao trabalhar Problemas e/ou Exercícios

Após estabelecerem suas principais concepções sobre problemas e exercícios, os professores foram questionados quanto ao aprendizado do aluno nas duas modalidades, e as respostas obtidas confirmaram os objetivos anteriormente apontados por eles ao trabalhar estas atividades. Como exemplo, temos o Professor 03, que foi enfático ao dizer que há maior aprendizado no uso de problemas, pois os alunos desenvolvem aí sua capacidade de abstração. Vemos que isso corrobora com sua opinião exposta no quadro 02, de que seu objetivo é fazer os alunos pensarem. O Professor 01 não respondeu a esta pergunta.

Os demais professores afirmaram entender que o aprendizado se dá de forma completa quando exercícios e problemas são trabalhados em conjunto. Tal opinião

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está de acordo com o estudo de Peduzzi (1997), que afirma que os exercícios ou problemas fechados também tem sua importância no aprendizado do estudante.

Por fim, os professores foram questionados quanto à viabilidade de se trabalhar problemas e/ou exercícios em sala de aula. O Professor 01 não respondeu a pergunta, e os demais tiveram considerações bem particulares, que tem conexão com seus objetivos de trabalho e com o retorno dos alunos.

Portanto, fica evidente que, para os professores entrevistados, o trabalho com problemas está fortemente vinculado aos exercícios e as duas modalidades, apesar de diferentes, são consideradas complementares em suas práticas didáticopedagógicas.

## Considerações Finais

A análise das entrevistas revelou que as concepções de professores de Física sobre problemas e exercícios não são absolutas, apresentando variáveis de acordo com a formação, a experiência em sala de aula e os ideais particulares de cada um. Ao compararmos tais concepções, de modo geral, àquelas que fazem parte das referências deste trabalho, percebemos um distanciamento da maior parte dos professores quanto aos reais significados e funções dos problemas e exercícios. Por isso, apoiando-nos na perspectiva de Delizoicov (2001), pretendemos apresentar a esses professores tais concepções e mostrar-lhes o significado dos problemas e a importância dos mesmos para os estudantes.

Ressaltamos que o Professor 05 foi o que mais se aproximou, em suas falas, da perspectiva defendida quanto a problemas e exercícios, apesar de não utilizar problemas com frequência em sala de aula e primar por exercícios de aprimoramento matemático. O Professor 01, por outro lado, foi aquele que mais se distanciou das definições buscadas em seu discurso.

Estes resultados nos fornecem uma visão parcial do que é trabalhado em sala de aula quanto a problemas e exercícios de Física no município de Itajubá MG. Esta visão revela que os problemas são tratados, em sua maioria, como atividades de cunho teórico, enquanto os exercícios, em papel de complementação, oferecem atividades de fixação de conteúdo em um formato que valoriza os aspectos matemáticos da Física e permite um treinamento para as provas futuras dos estudantes, como o vestibular.

É notável, portanto, a necessidade de um conhecimento mais amplo, por parte dos professores, das relações entre problema e exercício, suas reais definições e principais aplicações no Ensino de Física. Por isso, a intenção dos autores é dar continuidade a esta pesquisa, levando aos professores participantes um mini-curso de extensão sobre a temática tratada, articulando aspectos da vivência dos estudantes e da discussão epistemológica.

## Referências

BACHELARD, G. A Formação do Espírito Científico 1996.

. Ed. Contraponto.

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GIL PÉREZ, Daniel; MARTÍNEZ TORREGROSA, Joaquín; SENENT PÉREZ, F. El fracaso em la resolucion de problemas de física: uma investigación orientada por nuevos supuestos . In: Enseñanza de las Ciencias , Barcelona/Valencia/ESP, UAB/UV, v.6 n.2, p.131-146, 1988.

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MUENCHEN, C. A disseminação dos Três Momentos Pedagógicos: um estudo sobre práticas docentes na região de Santa Maria/RS . Tese (Doutorado em Educação Científica e Tecnológica) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2010.

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