ENSINANDO TERMODINÂMICA NO ENSINO MÉDIO A PARTIR DOS CONHECIMENTOS ESPONTÂNEOS DOS ALUNOS

## ENSINANDO TERMODINÂMICA NO ENSINO MÉDIO A PARTIR DOS CONHECIMENTOS ESPONTÂNEOS DOS ALUNOS

Adilson Ornelas Franca , Adriana Gomes Dickman a,b a

a Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais/Licenciatura em Física, adorne15@yahoo.com.br b Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais/Mestrado em Ensino de Ciências e Matemática, adickman@pucminas.br

## Resumo

Neste trabalho apresentamos um estudo baseado na análise dos conhecimentos prévios dos alunos, com ênfase em termodinâmica. Pesquisamos e analisamos os conhecimentos prévios de estudantes do Ensino médio com o objetivo de contribuir para melhoria do processo de ensino/aprendizagem nas escolas. Neste sentido, elaboramos e aplicamos um questionário para alunos do primeiro ano do Ensino Médio de uma escola pública e outra particular. As respostas dos alunos ao questionário nos possibilitaram identificar seus conhecimentos prévios sobre calor e temperatura, tópicos tratados pela termodinâmica do Ensino Médio. A partir da análise dos dados obtidos, elaboramos uma proposta de ensino composta por uma sequencia de atividades para introduzir o assunto em sala de aula, explorando as concepções alternativas identificadas. A análise dos nossos dados sugere que alguns estudantes, tanto da escola pública, quanto da escola particular, mesmo não possuindo conhecimentos científicos a respeito do assunto abordado, conseguiram se aproximar dos modelos cientificamente aceitos. Isso reafirma que o conhecimento prévio do aluno precisa ser levado em consideração, pois este aluno não vem para a sala de aula com a mente vazia, e o professor como mediador precisa saber aproveitar esse potencial do aluno, para facilitar a sua aprendizagem.

Palavras-chave: Ensino de Física; Conhecimentos espontâneos; Ensino Médio; Termodinâmica.

## Introdução

- O ensino tradicional, ou seja, aquele baseado no quadro e giz, tem sido apontado como uma das causas do grande desinteresse e desmotivação mostrados pelos alunos do Ensino Médio, em geral. Documentos como os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNEM) sugerem a adoção de novas estratégias de ensino que incentivem a contextualização do conteúdo, sua relação com o cotidiano e aparatos tecnológicos, e que levem em consideração os conhecimentos prévios dos alunos. Segundo o PCNEM, a nossa tradição escolar
- (...) impõe ao conjunto dos alunos uma atitude de passividade, tanto em função dos métodos adotados quanto da configuração física dos espaços e das condições de aprendizado que, em parte, refletem a pouca participação do aluno ou mesmo do professor na definição das atividades formativas. (BRASIL, 2002, p.4)

Nossa área de preocupação é a Física, pois sabemos que o seu ensino em alguns casos chega a ser dramático nas escolas de nível médio. Observa-se, de um modo geral, o pouco da física compreendida pelos alunos e, o que é pior, eles aprendem a não gostar dela (BONADIMAN e NONENMACHER, 2007). Assim, podemos apontar algumas atitudes, relacionadas ao processo de ensinoaprendizagem atual, que justifiquem a necessidade de mudanças no ensino de Física, como é exposto por Oliveira (2003):

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

Professores de ciências se vêem obrigados a cumprir uma carga-horária para o vestibular lançando mão da aprendizagem memorística (mecânica), ou seja, fazem com o que os alunos decorem fórmulas e mais fórmulas matemáticas, que muitas vezes parecem não fazer sentido para eles, por não estarem os mesmos sendo estimulados a construir uma aprendizagem significativa e socialmente construtiva que levem em conta os conhecimentos prévios do seu cotidiano. (OLIVEIRA, 2003, p.2)

Diante deste fato, professores, pesquisadores e estudantes, buscam formas alternativas de ensino-aprendizagem com o intuito de reverter essa situação.

O ensino de ciências naturais para a educação básica, como indicam as pesquisas na área, deve levar em conta as concepções dos estudantes, ou seja, é necessário considerar o que eles já conhecem e a maneira como entendem o mundo (PINHEIRO e FILHO, 2006). Estas concepções estão ligadas ao conhecimento prévio do aluno, pois este adquire os seus primeiros conhecimentos com as coisas do cotidiano, ou seja, conhecimentos adquiridos no dia-a-dia, por meio do contato com a família, amigos, jornais, revistas, TV etc.

Todos nós, crianças, jovens e adultos temos ideias, lembranças, valores, conceitos, imagens mentais de experiências vividas, de lições aprendidas ou não. O que são então, conhecimentos prévios ou conhecimentos pessoais dos alunos e qual sua importância? Segundo Villani et al (1982) noções espontâneas são estruturas conceituais identificadas nos alunos, independentes do ensino formal, e que são tão arraigadas que muitas vezes sobrevivem ao ensino. A noção espontânea dos alunos pode ser explorada a partir da sua limitação na capacidade de previsão de fenômenos, ou conflitos com as teorias físicas, podendo servir como ponto de partida para discussões. É importante ter em mente que as noções espontâneas são 'teorias' elaboradas pelos alunos, e que, portanto, devem ser corrigidas com respeito, evitando-se inibir nos alunos o surgimento de novas ideias. (Villani et al , 1982). De acordo com Villani et al ,

Neste sentido, não é produtivo ignorar a bagagem cultural do aluno e todo o conjunto de 'noções espontâneas' que ele carrega ao se deparar com o ensino formal na escola. Se não se cuidar adequadamente da 'física espontânea' dos alunos sobrarão duas estruturas superpostas, entre as quais os alunos escolherão uma dependendo do contexto; em geral, quando o problema envolver muitos elementos formais usarão a aprendizagem formal; quando a aprendizagem envolver elementos do dia-a-dia e com características bem figurativas ou capazes de estimular a percepção, usarão o esquema espontâneo. (VILLANI et al; 1982, p.30)

Tradicionalmente, as aulas de física têm sido desenvolvidas a partir da própria disciplina ao invés de considerar as experiências dos alunos (PÉREZ e GOMEZ, Apud GARCIA, HIGA, GARCIA, 2007). Esse modelo de ensino e aprendizagem se estrutura independentemente dos conteúdos culturais dos alunos e prevalece a ideia de que o conhecimento é algo a ser transmitido e aceito de forma hegemônica (GARCIA & HIGA, 2007). Podemos notar então, que os conteúdos de física são ensinados, como se os alunos não tivessem nenhuma ideia a respeito daquilo que será tratado, como se não soubessem nada sobre o assunto e como se não fossem capazes de levantar hipóteses. Isso é como se a mente do aluno fosse uma caixa vazia em que os conhecimentos seriam depositados.

Os Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio - área de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias, PCNEM (Brasil, 1999) recomendam que as competências e habilidades devam ser buscadas por meio de

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

atividades com significado para o educando. Ao chegar à escola aos seis ou sete anos, o aluno traz consigo uma série de experiências de sua vivência, ou seja, seus conhecimentos prévios. À medida que progride em sua escolaridade, essa rede de conhecimentos se torna cada vez mais complexa, mais plena de possibilidades, para que o professor possa explorar esses conhecimentos. Atualmente, acredita-se que uma das tarefas importantes no trabalho do professor é exatamente saber reconhecer e identificar esses conhecimentos prévios lembrando que o desenvolvimento de alguma ideia nova, se faz apoiado em ideias conhecidas.

A análise dos conhecimentos prévios dos alunos, com ênfase em termodinâmica, é o assunto central do nosso trabalho. Neste sentido, elaboramos e aplicamos um questionário para alunos do primeiro ano do Ensino Médio de uma escola pública e outra particular. As respostas dos alunos ao questionário nos possibilitaram identificar seus conhecimentos prévios sobre calor e temperatura, tópicos tratados na termodinâmica do Ensino Médio. A partir da análise dos dados obtidos, elaboramos uma sequencia de atividades para introduzir o assunto em sala de aula, explorando as concepções espontâneas identificadas.

Partindo do pressuposto de que o conhecimento prévio do aluno é realmente importante para o processo de aprendizagem, esperamos contribuir para melhorar o ensino de física. A compreensão da aprendizagem como um processo de reconstrução e não de justaposição de elementos tem sido um dos pontos de confluência e acordo entre os pesquisadores que produzem conhecimento no campo educacional (GARCIA, HIGA e GARCIA, 2007).

## Metodologia

O objetivo da nossa pesquisa é identificar os conhecimentos prévios sobre os conceitos de calor e temperatura dos estudantes de Física, antes de terem estudado formalmente este conteúdo na escola. A partir dos conhecimentos prévios identificados podemos propor um modelo de ensino-aprendizagem, que considere aquele conhecimento, facilitando assim a compreensão de novos conceitos de física.

Inicialmente, pesquisamos alunos de uma escola pública do Ensino Médio. Em seguida, a mesma pesquisa foi realizada em uma escola também de Ensino Médio, mas desta vez, uma escola particular. As duas escolas escolhidas se situam na periferia da Região Metropolitana de Belo Horizonte. A opção por escolas da periferia se justifica por abranger uma área de maior atuação dos professores de física. Ao escolher duas escolas distintas teremos oportunidade de comparar os resultados e identificar possíveis diferenças ou semelhanças dos conhecimentos prévios dos estudantes. Imaginamos previamente que os alunos da escola particular poderiam ter um maior acesso a informações por meio do uso de internet e leitura de revistas de divulgação, assim, trazendo para a escola uma bagagem mais rica de conhecimentos.

A pesquisa foi feita da seguinte maneira: elaboramos um questionário com a utilização de questões discursivas, abordando alguns tópicos da termodinâmica, e o aplicamos a alunos do primeiro ano do Ensino Médio. Assim, levantamos dados sobre os conhecimentos espontâneos dos alunos, pois estes, ainda não tinham tido um contato formal com a referida matéria. Após a coleta dos dados fizemos uma análise comparativa dos resultados obtidos das escolas pública e particular.

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

O questionário é composto por três questões, foi aplicado a 31 alunos da escola pública e a 35 alunos da escola particular. As questões abordam o conceito de temperatura e calor como mostrado no Quadro 1.

## Quadro 1 : Questionário aplicado aos alunos.

- 1. O que você entende por temperatura? Dê exemplos (desenhe ou explique).
- 2. Expresse com suas palavras o conceito de calor. Dê exemplos (desenhe ou explique).
- 3. Procure em sua volta um objeto de madeira e outro metálico, que estejam à mesma temperatura. Tente tocar nos dois e depois responda: Qual a impressão que você teve? Explique por que.

Nas duas primeiras perguntas do questionário, pedimos aos alunos para expressarem com palavras ou diagramas o que eles entendem por temperatura e calor. Na terceira pergunta gostaríamos de identificar o modelo que os alunos usam para explicar a sensação comum de que objetos metálicos são mais frios do que objetos de madeira, ambos colocados no mesmo ambiente. Optamos por utilizar perguntas abertas para garantir que as respostas dos alunos não fossem influenciadas pelas opções dadas em perguntas de múltipla escolha.

A aplicação da pesquisa foi uma experiência interessante, pois possibilitou captar o que os alunos sabem sobre o assunto, antes mesmo de o terem aprendido na escola. Por último, além da comparação dos resultados das duas escolas, apresentamos uma proposta alternativa de ensino-aprendizagem de calor e temperatura, no contexto da Termodinâmica, com base nos resultados obtidos.

## Dados da escola pública

Relatamos nesta seção os dados obtidos na aplicação do questionário na escola pública.

Na primeira questão, 18 alunos (~58%) relacionaram a temperatura de um corpo com a sensação deste estar mais frio ou mais quente, sete alunos (~23%) responderam que ' temperatura é algo muito quente '. Para três alunos (~10%) temperatura está relacionada com as massas de ar. Para os três alunos restantes (~10%), um respondeu que ' temperatura é a condição climática ', outro que ' é um medidor de pressão dos raios solares ' e o último respondeu que nada sabia sobre assunto.

Somente 16 alunos (~53%) deram exemplos de temperatura, mostramos os resultados no Quadro 2 abaixo. Nós classificamos os exemplos dados pelos alunos em categorias pré-definidas segundo o modelo fechado de categorização analítica (LAVILLE & DIONE, 1999; apud SILVA et al, 2005). Segundo Bardin (1977),

Categorização é uma operação de classificação de elementos constitutivos de um conjunto, por diferenciação (...) ou reagrupamento (...) segundo o gênero (....) com critérios previamente definidos. As categorias são rubricas ou classes, as quais reúnem um grupo de elementos (unidades de registro) sob um título genérico, agrupamento esse efetuado em razão dos caracteres comuns destes elementos. (BARDIN, 1977, p.117).

Assim, obtemos três categorias em função das respostas relacionadas ao mesmo tipo de fenômeno: Condições climáticas, características e efeitos, incluindo os exemplos: Clima, ambiente, rotação da Terra, estações do ano, massas de ar,

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

claramente, esses alunos relacionam o conceito de temperatura com condições climáticas; Fontes de calor e objetos quentes, abrangendo: Sol, fogão, água fervendo e febre alta; esses alunos identificam temperatura com situações de alta temperatura ou fontes de calor; e por último, Instrumentos de medição: termômetro, na qual temperatura é exemplificada pelo instrumento usado para medi-la.

Quadro 2: Respostas dadas pelos alunos da escola pública para exemplificar o conceito de temperatura.

Para a segunda questão, 27 alunos (~ 87%) responderam que ' calor é algo muito quente, que tem temperatura alta '. Os exemplos citados foram o Sol e o fogo. O restante, cerca de (~13%), relacionaram calor com condições climáticas e nenhum deles deu exemplos. Uma comparação das respostas às duas primeiras perguntas do questionário indica que os alunos confundem calor com temperatura.

Quando nos referimos à terceira questão, 21 alunos (~ 67%) responderam que o metal parece estar mais frio do que a madeira. Dentre esses, apenas quatro alunos (~13%) deram uma explicação para o fenômeno: dois disseram que ' o metal absorve mais o calor ', um disse que ' a madeira vem da mata e o metal não ' e outro disse que ' os dois estão absorvendo o mesmo calor '. Podemos ver através dessas explicações que pelo menos dois alunos estão na direção do modelo aceito cientificamente, pois responderam que o metal absorve mais o calor que a madeira, e nós sabemos que isso acontece porque o metal é melhor condutor de calor.

- O que chamou a atenção foram quatro alunos (~13%) que deram uma resposta exatamente ao contrário das anteriores: o metal parece estar mais quente que a madeira. As explicações foram diversas: ' isso acontece por que a madeira é mais leve que o metal ', ' a madeira é feita de um tronco de árvore ' e ' o metal se aquece mais facilmente '.

Dos seis alunos restantes (~20%), dois responderam que o metal e a madeira pareciam realmente estar à mesma temperatura, sem darem explicação para o fato. Um aluno respondeu apenas que os objetos tocados não pareciam ter a mesma temperatura. Um aluno se referiu somente ao peso dos objetos (' metal mais pesado que a madeira '), sem fazer alusão às temperaturas de ambos. E dois alunos não souberam responder a questão.

Uma análise das respostas dos alunos à terceira questão mostra que apenas uma pequena parcela (dois alunos) entende que o metal é um melhor condutor do que a madeira, embora não tenham utilizado estes termos para descrever a situação dada. Podemos ver também que alguns alunos pensam que o fato da madeira e o metal terem densidades diferentes poderia influenciar no seu comportamento como condutores de calor. É interessante notar que alguns alunos confundem 'objetos pesados' com 'objetos mais densos', ou seja, peso com densidade, assunto que pode ser trabalhado em outra aula. Outra curiosidade é o fato de alguns alunos relacionarem a diferença entre a condutividade térmica do

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

metal e da madeira com a maneira que estes são produzidos. Seria interessante aprofundar a investigação para entender como estes alunos relacionam um produto natural com suas propriedades térmicas.

## Dados da escola particular

Relatamos nesta seção os dados obtidos na aplicação do questionário na escola particular.

Na primeira questão, 18 alunos (~51%) relacionaram a temperatura de um corpo com a sensação deste estar mais frio ou mais quente, 12 alunos (~34%), responderam que ' temperatura é a medida de calor de um corpo '. E para os cinco alunos restantes (~15%), dois consideraram a temperatura como ' a quantidade de energia existente nos corpos ', dois se referiram a ela como ' uma medida em graus Celsius de alguma coisa ou substância '. Apenas um aluno respondeu que ' temperatura é o estado que se encontra a matéria ou objeto '.

Somente 20 alunos deram exemplos de temperatura, mostramos os resultados no Quadro 3. Assim como na escola pública, nós classificamos as respostas dadas pelos alunos em categorias definidas em função das respostas relacionadas ao mesmo tipo de fenômeno. Obtemos três categorias: Instrumentos de medição, como o termômetro, na qual temperatura é exemplificada pelo instrumento usado para medi-la; Fontes de calor como o fogo; esses alunos identificam temperatura com situações de alta temperatura; e por último, condições climáticas, envolvendo respostas como: ambiente e estações do ano.

Quadro 3 : Respostas dadas pelos alunos da escola particular para exemplificar o conceito de temperatura.

Para a segunda questão, 25 alunos (~71%) responderam que ' calor significa altas temperaturas ', três alunos (~ 9%) disseram ' ser a sensação térmica dos corpos ', um aluno considerou o calor como ' uma movimentação das moléculas de um corpo ' e outro disse que é ' uma mistura de raios UV em contato com a pele 1 '. O destaque para esta questão foram cinco alunos (~14%) que se referiram ao calor como ' uma forma de energia ', mas somente um definiu ' calor como uma energia em trânsito '.

Com referência aos exemplos, 21 alunos (~ 60%) citaram o Sol e o fogo como fontes de calor, e um aluno (3%) referiu apenas a ' um corpo quente e um corpo frio ', como exemplo. Os 13 alunos restantes (~ 37%) não deram exemplo algum. Vemos que a exemplo da escola pública, quando comparamos as respostas das duas primeiras perguntas, estes alunos também confundem calor com temperatura.

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

Analisando a terceira questão vimos que 31 alunos (~ 89%) responderam que o metal dá a impressão de estar mais frio que a madeira. Dos quatro alunos restantes (~11%), dois alunos afirmaram não terem a impressão de temperatura diferentes nos dois objetos, um disse que tinha a impressão dos objetos estarem com temperaturas diferentes, sem afirmar, no entanto, qual deles supostamente estaria mais frio ou mais quente. Neste caso, apenas um aluno afirmou que o objeto metálico estava mais quente do que o de madeira.

Quanto às explicações, 19 alunos (~ 54%) consideraram o metal mais frio porque absorve mais o calor. Para três alunos (~ 9%), o metal é mais frio ' porque é feito de material diferente '. Outros dois, (6%) disseram que isso acontece porque ' o metal absorve menos o calor que a madeira '. Os 11 alunos restantes (~31%) não deram explicações para o fenômeno.

Uma análise das respostas dos alunos à terceira questão mostra, que diferentemente dos alunos da escola pública, uma grande parcela (54%) entende que o metal é um melhor condutor térmico do que a madeira, mas também não utilizaram estes termos para descrever a explicação dada. O interessante foram dois alunos, que mesmo considerando o metal mais frio que a madeira, disseram que este não é melhor condutor, pois absorve menos o calor. Para alguns, no entanto, as temperaturas de ambos os materiais estão diferentes pelo simples fato de serem materiais diferentes.

## Discussão

Após a observação dos dados obtidos nas duas escolas e constatando muitas semelhanças entre as respostas, chegamos à seguinte conclusão: o conceito de temperatura para maioria dos alunos, tanto da escola pública quanto da particular, se resume no fato de um corpo estar mais frio ou mais quente. Isso está próximo do conceito científico propriamente dito, pois segundo Beatriz Alvarenga (1997, p.505), 'temperatura é uma propriedade que está relacionada com o fato de o corpo estar mais quente ou mais frio.' Vemos pelos exemplos citados que a maioria dos alunos relaciona temperatura com condições climáticas, provavelmente influenciados pela previsão do tempo vista nos noticiários da televisão. Muitos alunos relacionam temperatura com fontes de calor.

Vimos também que o conceito de calor, para a grande maioria destes alunos, representa um corpo com alta temperatura. No nosso dia-a-dia é comum nos referirmos a um dia quente dizendo que 'fez muito calor hoje'. Um dado importante nessa análise foi que nenhum aluno da escola pública se referiu ao calor como algum tipo de energia, embora o confundam com energia térmica. Na escola particular isso foi diferente, pois cinco alunos consideraram o calor como energia, sendo que um deles definiu calor como energia em trânsito. Beatriz Alvarenga (1997, p.590) define calor como 'energia que se transfere de um corpo para outro em virtude unicamente de uma diferença de temperatura entre eles'. O Sol e o fogo foram citados como principais exemplos de calor e, isso remete a ideia do senso comum, ou seja, calor é sempre algo quente. Nenhum aluno citou como exemplo a transferência de energia de um objeto para o ambiente quando este esfria.

Quando analisamos a última questão, vimos que a grande maioria dos alunos teve a mesma sensação, isto é, o metal estaria mais frio que a madeira. Nenhum aluno chegou à explicação cientificamente aceita. Beatriz Alvarenga (1997,

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

p.593) afirma que 'sendo o metal um condutor térmico melhor que a madeira, haverá uma maior transferência de calor de nossa mão para a peça metálica do que para a madeira'. Embora alguns tenham percebido que o metal absorve mais calor do que a madeira. É interessante notar, entretanto, que nenhum aluno argumentou que os dois objetos deveriam estar à mesma temperatura, pois estão em equilíbrio térmico à mesma temperatura ambiente. Embora a maioria dos alunos tenha relatado que o metal parecia mais frio do que a madeira, encontramos variadas respostas dos alunos, incluindo respostas divergentes, ou seja, que o metal estaria mais quente do que a madeira, ou que ambos teriam produzido a sensação de que estariam à mesma temperatura. Isto nos leva a considerar que seria importante questionar com os alunos a precisão da medida obtida ao utilizar nossa mão como termômetro.

## Proposta de ensino

Os conhecimentos prévios dos alunos são construídos em suas experiências fora da escola, mas imaginamos também que isso aconteça em suas experiências escolares anteriores, portanto, é importante o professor, levar em consideração esses dois fatores antes de iniciar sua aula.

A aprendizagem não ocorre da mesma forma e no mesmo momento para todos os alunos. Há diferenças individuais, o perfil de cada aluno, a forma como cada um aprende interfere nesse processo e é aí que se coloca a importância do professor como mediador entre o conhecimento e os alunos, por que nesse momento, ele vai percebendo como é que se pode ensinar melhor e seus alunos aprenderem melhor. Partimos do princípio que os alunos não são iguais, cada um vai ter um ponto de vista, e nessa troca eles vão percebendo que as respostas vão surgindo e isso vai contribuindo para a aprendizagem dos conceitos discutidos.

Acreditamos que o professor deve estar sempre pronto para intervir, complementando aquela explicação do aluno e respondendo as prováveis perguntas que irão surgir. É possível ver através disso um processo de construção de conhecimento, que com o auxílio do professor, vai se ampliando e trazendo coisas novas.

A partir da análise dos dados e das considerações anteriores, elaboramos uma proposta de ensino que explora os conhecimentos prévios dos alunos pesquisados. A proposta consiste nas seguintes atividades:

- (1) Apresentar aos alunos os dados obtidos do questionário, anotando no quadro as perguntas e as respostas 'classificadas'. Fazer uma votação para descobrir com quais respostas os alunos concordam e em seguida discutir se houve mudanças de opinião, em relação ao questionário, pedindo exemplos.
- (2) Dividir a turma em pequenos grupos e distribuir sugestões de demonstrações, ou experimentos, e caso não haja disponibilidade de material, distribuir perguntas que desafiem os modelos apresentados pelos alunos. Exemplos de demonstrações 2 que aplicaríamos em nosso caso:

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

- a. Peça aos alunos para relacionar objetos ou situações cuja temperatura esteja abaixo de 10º C. Explicar como esse objeto chega a tal temperatura.
- b. Pergunte aos alunos: A mão é um bom termômetro? Faça a experiência com três copos com água em diferentes temperaturas, morna, quente e fria. Peça para os alunos colocarem as duas mãos no copo com água morna, e em seguida, colocar uma mão no copo com água fria e a outra no copo com água quente. Discutir a sensação experimentada . 3
- c. Peça aos alunos para aquecer um objeto de metal e outro de madeira, usando uma vela. Explicar o que ocorre ao tocá-los.
- d. Peça aos alunos para resfriar um objeto de metal e outro de madeira, usando um balde com gelo. Explicar o que ocorre ao tocá-los.
- e. Peça aos alunos para comentar a frase: Dois objetos colocados no mesmo ambiente fechado estão à mesma temperatura após um intervalo de tempo. Isto é sempre verdade. Por quê?
- f. Peça aos alunos para descreverem o que ocorre após um intervalo de tempo na seguinte situação: Uma xícara de café sobre a mesa.
- (3) Cada grupo deve apresentar suas conclusões. O professor deve instruir os alunos a enunciarem o problema que seu grupo abordou e discutir os resultados obtidos com a turma. Após a apresentação de todos os grupos, sugerimos que as questões do questionário inicial sejam rediscutidas.

Em todos os momentos o professor intermediará as discussões, propondo questões que mostrem aos alunos o limite dos seus modelos. Sugerimos que as novas conclusões sejam anotadas no quadro e comparadas com as antigas, sistematizando os conceitos discutidos.

## Considerações finais

A análise dos nossos dados sugere que alguns estudantes, tanto da escola pública, quanto da escola particular, mesmo não tendo tido contato formal com o assunto abordado, se aproximaram relativamente dos modelos cientificamente aceitos. Em particular, o conceito de temperatura foi respondido corretamente pela maioria dos alunos. As respostas dos alunos também indicam uma grande influência de conhecimentos baseados no senso comum. Estes dois fatos reafirmam que o conhecimento prévio do aluno precisa ser levado em consideração, pois este aluno não chega à sala de aula com a mente vazia sobre a física, e o professor como mediador precisa saber aproveitar esse potencial do aluno, facilitando a aprendizagem do mesmo. (VILLANI et al, 1982; GARCIA, HIGA e GARCIA, 2007)

Não notamos grandes diferenças entre alunos da escola pública e escola particular como era esperado, mas ao contrário, notamos muitas semelhanças. Em quase todas as questões isso ficou evidente com respostas bastante similares.

Com relação às diferenças, a maior surpresa ficou por conta do fato de nenhum aluno da escola pública ter se referido ao calor como algum tipo de energia,

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

enquanto que cinco alunos da escola particular consideraram o calor como uma energia, mas apenas um chegou à resposta mais satisfatória: uma energia em trânsito.

É possível para o professor, através do conhecimento prévio do aluno, fazer uma intervenção melhor na sala de aula, partindo daquele ponto importante que o aluno já conhece. Quando o aluno começa a estabelecer relações entre o que ele já sabia com o novo conhecimento, ele vai percebendo a importância daquilo que sabia. A falta de utilização, por parte dos professores, dos conhecimentos prévios como subsunçores que servirão como âncora para a construção do conhecimento científico nos alunos, deixa-os com concepções alternativas e interpretações errôneas de fenômenos cotidianos. (AUSUBEL, Apud PAULINO et al ., 2007).

Esperamos que a nossa pesquisa, mesmo com algumas limitações, possa contribuir para o processo de ensino-aprendizagem não apenas de Física, mas também de outras ciências.

## Referências

ALVARENGA, B. A. e Máximo, A. Curso de Física - volume 1, 3ª edição. São Paulo: Scipione, 1992.

BARDIN, L. Análise de Conteúdo. Lisboa, Portugal: Edições 70, 1977.

BONADIMAN, H.; NONENMACHER; S. E. B. O gostar e o aprender no Ensino de Física: Uma proposta metodológica. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v.24, n.2, p.194-223, ago. 2007.

BRASIL. Parâmetros Curriculares Nacionais: Ensino Médio. Ministério da Educação, Secretaria da Educação Média e Tecnológica. Brasília: MEC, 1999.

GARCIA, T. M. F. B.; HIGA, I.; GARCIA, N. M. D. Uma boa aula na perspectiva de futuros professores de física. In: XVII SIMPÓSIO NACIONAL DE ENSINO DE FÍSICA, 2007, São Luiz do Maranhão. Anais... São Paulo: SBF, 2007.

OLIVEIRA, A. J. S. Laboratório de Divulgação Científica Ilha Ciência. In: XV SIMPÓSIO NACIONAL DE ENSINO DE FÍSICA, 2003, Curitiba. Anais... São Paulo: SBF, 2003.

PAULINO, A.R., ATAÍDE, A.R., BENTO, E. P., SILVA, V. P. da, SILVEIRA, A.F. Uma análise dos conhecimentos Prévios dos alunos sobre energia. In: XVII SIMPÓSIO NACIONAL DE ENSINO DE FÍSICA, 2007, São Luiz do Maranhão, Anais... São Paulo: SBF. 2007.

PINHEIRO, T.F., FILHO, J.P.A. O que pensam estudantes do Ensino Médio sobre projetos temáticos nas aulas de física. In: X ENCONTRO DE PESQUISA EM ENSINO DE FÍSICA, 2006, Londrina. Anais... São Paulo: SBF, 2006.

QUEIROZ, M.N.A.; DICKMAN, A. G. Inter-relação entre física e biologia: uma abordagem multidisciplinar para o estudo da transmissão de calor. In: VII Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências, 2009, Florianópolis. Anais... Belo Horizonte: Abrapec, 2009. v.1., p.1-12.

SILVA, C.R.; GOBBI, B.C. e SIMÃO, A.A. O Uso da Análise de Conteúdo como uma ferramenta para a Pesquisa Qualitativa: Descrição e Aplicação do Método. Organizações rurais e agroindustriais , Lavras, v.7, n.1, p.70-81, 2005.

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

VILLANI, A., PACCA, J.L.A, KISHINAMI, S.I. e HOSOUME, Y. Analisando o ensino de física: contribuições de pesquisas com enfoques diferentes. Revista Brasileira de Ensino de Física , v.4, n.1, p.23-51, mar. 1982.

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