PROPOSTA DE UMA OFICINA PEDÁGÓGICA COMO RECURSO DIDÁTICO PARA O ENSINO DO TEMA ENERGIA ELÉTRICA PARA OS ALUNOS DO ENSINO FUNDAMENTAL

## PROPOSTA DE UMA OFICINA PEDÁGÓGICA COMO RECURSO DIDÁTICO PARA O ENSINO DO TEMA ENERGIA ELÉTRICA PARA OS ALUNOS DO ENSINO FUNDAMENTAL

Denis Eduardo Peixoto 1 , Fábio de Souza Alves , Roque Brito Magalhães 2 3 Luciano Dias 4

- 1 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS/ PECIM, denis.peixoto@yahoo.com.br
- 2 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO /Faculdade de Educação, proffabiofisica@gmail.com

3 INPE/CPTEC/PGMET, roque.brito@cptec.inpe.br

- 4 FUNDAÇÃO CENTRO DE ESTUDOS DO UNIVERSO, luciano@fundacaoceu.org.br

## Resumo

O ensino do tema energia elétrica tem se apresentado com relativa freqüência na mídia e nos espaços escolares. No entanto, muitos alunos possuem dificuldade para compreensão do tema. Demonstramos nesse trabalho um relato de experiência onde propusemos uma oficina pedagógica que denominamos de 'Caça às Energias' como recurso didático na tentativa de auxiliar a aprendizagem do conceito de Energia para alunos que visitam a Fundação CEU (Centro de Estudos do Universo) em busca da ampliação do conhecimento compartilhado em sala de aula. Dessa forma, decidimos explorar não apenas o conceito, mas também como se dá a obtenção da principal forma de energia utilizada atualmente em nosso cotidiano, à energia elétrica, e, quais os impactos dos diferentes meios geradores desse tipo de Energia através de um estudo social local em ambientes diversificados. Os ambientes foram criados considerando informações como a radiação solar incidente, a velocidade do vento, número de habitantes e a principal fonte de renda de três cidades hipotéticas. Essas cidades foram desenhadas, impressas e adesivadas em chapas de metal de 80x80cm que funcionam em conjunto com um instrumento de conhecido popularmente como imãs de geladeira confeccionados com imagens de diferentes tipos de usinas de energia elétrica, tais como: usina hidroelétrica, usinas termoelétricas, painéis solares e turbinas eólicas e usinas nucleares. Através da filmagem da oficina obtivemos os dados a serem analisados. Para análise utilizamos a Analise Textual Discursiva, no qual pudemos identificar dois eixos principais, o primeiro denominamos de Eixo das Concepções Prévias - CP composto por 4 categorias e o segundo denominamos de Concepções InterativasCI composto por 6 categorias de análise. Consideramos que a oficina proporcionou um espaço importante e satisfatório para estabelecimento das relações da energia elétrica com o cotidiano, pois ofereceu aos alunos a possibilidade de interagir com as variáveis complexas para geração da energia.

Palavras-chave : Energias Renováveis, Ensino de Ciências, Ensino de Física.

## Introdução

- O conceito de Energia é tido como de difícil assimilação e compreensão tanto por parte de alunos como pelos próprios professores que trabalham esse assunto em salas de aula. Segundo Correa & Alves (2008)

Entre os conceitos físicos necessários à compreensão dos alunos da Educação Básica, o de energia pode ser considerado um dos mais complexos, inclusive no que diz respeito ao seu ensino, por diversas razões. Sendo que uma delas pode ser pelo fato de a 'energia' apresentar vasta

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20 a 25 de janeiro de 2013

significação no discurso da população e também porque as diferentes disciplinas escolares fornecem distintos enfoques ao termo. Portanto, conceituá-lo com clareza em Física exige uma boa 'limpeza do terreno'. (CORRÊA, R.C; ALVES, J. A. P; 2008).

Quando vinculado às aulas de Física, o conceito de Energia fica estritamente restrito a capacidade de um corpo de realizar trabalho, nas aulas de Química, associado diretamente com o grau de agitação e interação entre as moléculas do objeto em estudo e, quando relacionado à Biologia o termo é tratado diretamente com a transformação de energia que possibilita as diversas reações químicas capazes de manter um organismo vivo.

No caso do ensino do conceito de Energia, esta abordagem (tradicional) assume certo 'reducionismo conceitual ' ao apresentá-lo como uma idéia abstrata, inventada pelos cientistas para que lhes ajudasse na investigação quantitativa dos fenômenos (BUCUSSI 2007, apud Hierrezuelo y Molina, 1990, p.23). Ainda assim, esse tradicionalismo pode gerar mais dúvidas e, o que é mais grave, resultar numa absorção errônea do verdadeiro significado desse conceito.

Para estudar esse tema com maior profundidade devemos voltar no tempo e analisar um pouco do seu contexto histórico. Segundo Bucussi (2007):

Energia, em grego, significa 'trabalho' (do grego enérgeia e do latim energia) e, inicialmente, foi usado para se referir a muitos dos fenômenos explicados através dos termos: 'vis viva' (ou 'força viva') e 'calórico'. A palavra energia apareceu pela primeira vez em 1807, sugerida pelo médico e físico inglês Thomas Young. A opção de Young pelo termo energia está diretamente relacionada com a concepção que ele tinha de que a energia informa a capacidade de um corpo realizar algum tipo de trabalho mecânico (Wilson, 1968) (BUCUSSI, A. A, 2007).

Cientistas como Galileu Galilei, Leibniz, Lagrange, Carnot, dentre outros, influenciaram e contribuíram para o conceito de energia e conservação de energia que conhecemos hoje. Ainda segundo Bucussi:

Galileu Galilei (1564-1642) em seu livro 'Duas Novas Ciências' já descrevia experiências em que entendia se conservaria o que ele chamava de ímpeto. Christian Huygens (1629-1695) ao estudar a colisão dos corpos identificava algum significado especial na multiplicação da massa pela velocidade ao quadrado dos corpos. Mas foi só em 1683, na sua obra 'Discurso de Metafísica', que o matemático, filósofo, político e historiador alemão Gottfried Leibniz (1646-1716) introduziu o termo latino 'vis viva', que significa 'força viva' de forma a dar maior sentido a esta relação. Ele confrontava seu conceito com o de 'quantidade de movimento' defendido anos antes por René Descartes (1596-1650), de forma que vis viva (matematicamente representada pela relação m.v ) 2 e quantidade de movimento (representada por m.v) passaram a disputar a 'verdadeira medida do movimento e da força de um corpo' (Rocha, 2002 e Ponczec, 2000). (BUCUSSI, A. A, 2007),

Em virtude a atual demanda energética impulsionada principalmente pelos avanços tecnológicos e o aumento populacional de nossa época, o tema Energia assume papel relevante e merece atenção. A discussão sobre a eminente escassez dos combustíveis fósseis e sua substituição gradativa por fontes de energia alternativa tem sido abordada constantemente nos diferentes meios de comunicação e por pesquisadores da área energética (físicos, economistas, ecólogos, climatologistas, engenheiros etc.).

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A escola deve incorporar essas informações no desenvolvimento curricular para que, efetivamente, o aluno possa desenvolver-se como cidadão crítico e atuante no meio em que vive. (CORRÊA, R.C; ALVES, J. A. P; 2008).

Mediante tal dificuldade encontrada no ensino e aprendizagem desse conceito, elaboramos uma oficina pedagógica intitulada 'Caça às Energias' tendo como objetivos principais, entender quais as concepções que alunos do Ensino Fundamental possuem sobre o tema e, ainda, analisar a compreensão dos mesmos com relação a temas CTS (Ciência, Tecnologia e Sociedade) que, segundo Vianna, Pinto e Duarte (2009):

... pode proporcionar um ensino que transpõe as metas de aprendizagem de conceitos e teorias relacionadas com conteúdos engessados buscando um ensino que tenha uma contribuição cultural e social. Acreditamos que isso seja possível porque as atividades didáticas questionadoras, com problemas e/ou questões a serem resolvidos, controvérsias nos aspectos socioeconômicos de suas aplicações, promovem discussões, reflexões coletivas e busca de soluções. (VIANNA, D. M; PINTO, S. R; DUARTE, F.C; 2009).

Diante dos pressupostos apresentados propusemos uma oficina pedagógica que denominamos de 'Caça às Energias' como um recurso didático para auxiliar a aprendizagem do tema Energia Elétrica para 11 alunos que visitaram a Fundação CEU (Centro de Estudos do Universo) em busca da ampliação do conhecimento construído em 1 sala de aula.

## Metodologia

## Construção, condução e coleta de dados da Oficina de Energias.

Para a elaboração da oficina de energias criamos elementos que pudessem contribuir com o manuseio dos alunos e possuíssem relativa interatividade para execução. A atividade teve duração de 50 minutos, a coleta dos dados foi feita através da filmagem desde o inicio da atividade para registros dos dados.

Assim, criamos três cidades hipotéticas, nos quais compunham as seguintes características e os cenários apresentados no quadro 1.

Quadro 1 - Cenários e características das cidadesGrupo 1

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Grupo 2

Grupo 3

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População: 180.000 habitantes Atividades econômicas: Portuária, pesca. Vento: Forte na litoral. Radiação Solar: Forte no litoral, médio a alta na zona urbana. Vegetação: Nativa

População: 500.000 habitantes Atividades econômicas: Zona rural influente, minas de carvão, algumas poucas indústrias de grande porte. Vento: Fraco na zona urbana, Médio nos montes. Radiação Solar: Média no total. Vegetação: Rural

População: 1.500.000 de Habitantes Atividades econômicas: Pólo industrial, cidade de grande porte Vento: fraco na zona urbana, médio no litoral. Radiação Solar: Fraco a médio. Vegetação: Pouca.

Grupo 1

Grupo 2

Grupo 3

Estas cidades possuem uma medida de 80x80cm e foram feitas em material adesivo sendo fixadas em chapas de metal de baixo custo, leve e fácil acesso nas lojas do ramo. Para o uso destes painéis foram confeccionados objetos de interatividade de material imantado popularmente conhecido como imãs de geladeira, foram feitos jogos com algumas usinas energéticas tais como apresentadas no quadro 2 a seguir:

Quadro. 2 - Imãs com as Usinas Energéticas.

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Fig 2 d - Usina de Energia Nuclear

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Fig 2 a - Usina de Energia eólica

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Fig 2 b - Usina de Energia Hidrelétrica

Fig 2 c - Usina de Energia termolétrica

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Fig 2 d - Usina de Energia solar

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Na primeira etapa da oficina dividimos os grupos com máximo 7 alunos, cada grupo recebeu uma cidade e 5 jogos de imãs com os tipos de usinas energéticas, pois é permitido escolher mais que uma usina ou mais usinas em relação a determinada cidade. Para proposta em questão tivemos 3 grupos sendo dois com 4 alunos e um grupo com 3 alunos com idade média de 11 anos. Utilizamos as letras do alfabeto para se referir a cada um dos participantes.

Antes do manuseio da oficina é apresentada uma introdução com cerca de 23 (vinte e três) slides elaborados em Microsoft - PowerPoint versão 2010. Nesta apresentação questionamos sobre as formas e fontes de energia que os alunos compreendem estimulando a resposta e a participação, enunciando perguntas tais como: O que é Energia? Há Energia ao nosso redor? Aonde? E o nosso corpo, não possui Energia ?. E as plantas? Como elas sobrevivem?. Também do ponto de vista tecnológico contextualizado pergunta-se: Com o avanço da tecnologia passamos a utilizar outro tipo de energia com maior frequência. Qual?. A seguir apresentamos as Usinas e fontes de energia para obtenção de Energia Elétrica.

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Na segunda etapa apresentamos uma ficha de coleta de dados que deve ser respondida individualmente e coletivamente. A construção das respostas finais deve ser feitas em conjunto dessa forma há um debate sobre as estratégias escolhidas. Nesta ficha há perguntas como: Quais as fontes de energia que o seu grupo escolheu? Você acha que as escolhas que vocês tomaram terão conseqüências, boas ou ruins para população que ali vive? Quais? E por fim, quais os motivos pelas escolhas das usinas energéticas? Sugerimos aos alunos que colassem os imãs nas referidas cidades para que eles pudessem obter energia elétrica para a população, mas que deveriam fazê-lo seguindo o contexto dos dados de cada cidade.

Deixamos os alunos trabalhando por cerca de vinte minutos, colando os imãs e respondendo as questões contidas na ficha do aluno. Decorrido esse tempo, pedimos para que cada grupo apresentasse sua cidade e suas decisões com a ficha de coleta de dados para os outros grupos, com a intenção de gerarmos uma discussão acerca do tema.

## Análise dos dados

De posse dos dados da pesquisa utilizamos a análise textual discursiva, de acordo com Moraes e Galiuzi, (2006):

... análise textual discursiva é descrita como um processo que se inicia com uma unitarização em que os textos são separados em unidades de significado. Estas unidades por si mesmas podem gerar outros conjuntos de unidades oriundas da interlocução empírica, da interlocução teórica e das interpretações feitas pelo pesquisador. Neste movimento de interpretação do significado atribuído pelo autor exercita-se a apropriação das palavras de outras vozes para compreender melhor o texto. Depois da realização desta unitarização, que precisas ser feita com intensidade e profundidade, passa-se a fazer a articulação de significados semelhantes em um processo denominado de categorização. Neste processo reúnem-se as unidades de significado semelhantes, podendo gerar vários níveis de categorias de análise. A análise textual discursiva tem no exercício da escrita seu fundamento enquanto ferramenta mediadora na produção de significados e por isso, em processos recursivos, a análise se desloca do empírico para a abstração teórica, que só pode ser alcançada se o pesquisador fizer um movimento intenso de interpretação e produção de argumentos. Este processo todo gera meta-textos analíticos que irão compor os textos interpretativos (MORAES E GALIUZI, 2006, p.12).

Na análise da filmagem recortamos os discursos dos alunos e utilizamos da Análise Textual Discursiva organizando os dados e interpretando-os, reunindo as unidades de significado e categorias de análise.

## Resultados e Discussão

Os resultados obtidos foram organizados em dois eixos:

- Eixo 1 - Concepções prévias que se referem à discussão antes do uso dos materiais da oficina;
- Eixo 2 -Concepções por interatividade , que se referem aos elementos observados após a explicação inicial.

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## EIXO 1- CONCEPÇÕES PRÉVIAS - CP

Categoria 1 Concepção de energia e a presença da energia no cotidiano :

Nesta categoria engloba as falas dos alunos em relação a uma parte das perguntas feitas aos alunos sobre o que é energia e de onde ela vem? Esta categoria apresenta falas relacionadas a produtos tecnológicos, fenômenos naturais e ao corpo humano. Caracterizadas pelas seguintes falas:

'A energia vem do sol' Aluno B :

'A energia vem dos alimentos' Aluno C :

'Vem do ar' Aluno D:

'O nosso Corpo tem energia'Aluno E :

'Celular' Aluno F:

'Ar condicionado' Aluno G :

## Categoria 2 - Armazenamento da energia

Nesta categoria agrupa a fala dos alunos em relação à preocupação em relação ao armazenamento de energia. Quando questionado sobre a energia nas plantas um aluno pergunta:

'a energia que quando o sol manda a energia para planta ela essa energia fica acumulada? dá pra pegar essa energia da planta?' Aluno A

## Categoria 3- Geração e Tipo de energia

Categoria que engloba a fala dos alunos em relação a associação do conceito de energia a energia elétrica e do sentido de utilidade da hidrelétrica como fundamental para geração dessa energia.

Quando se explicou os tipos de energia a manifestação foi imediata através das seguintes falas:

Energia Elétrica?

'é por isso que serve as usinas hidrelétricas? Eu queria saber como é que eu consigo essa energia? ' Aluno B :

## EIXO 2 - CONCEPÇÕES POR INTERATIVIDADE - CI

## Categoria 1 - Estratégias para alocação das usinas

Nesta categoria observamos que os três grupos tiveram dificuldades iniciais de posicionar os imãs. Atribuímos esta dificuldade pela quantidade de variáveis a serem analisadas que obrigatoriamente deveria ser estudada por cada membro e decidido coletivamente qual estratégia deve ser tomada.

Observamos que durante a atividade o grupo 1 teve menor interação o grupo 2 com menos alunos discutiam mais sobre onde e porque colocar as usinas e o grupo 3 tinha uma interação intermediária mas possuía um líder no grupo.

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## Categoria 2 -Escolha das usinas e alocação mediante fatores ambientais

Nesta categoria percebemos que os alunos demonstram uma preocupação com a questão ambiental, as escolhas na totalidade se referiam a alocação por meio do menor impacto ambiental possível.

## Categoria 3- Energia Nuclear como fonte de energia elétrica

Dos três grupos apenas o grupo 3 escolheu a energia nuclear como fonte de energia elétrica, a justificativa foi usar algo diferente e também em função da grande população que dispunha a cidade a alocação da usina foi colocada de uma forma não adequada onde havia pouca água e antes da cidade, ou seja toda a água que alimenta a usina seria despejada novamente no rio e passaria por toda a cidade.

## Categoria 4 - Fontes de energia como fator econômico

O Grupo 2 escolheu diversas fontes de energia a cidade era de médio porte mas os alunos montaram uma estratégia de colocar as usinas próximas as suas fontes de matéria prima como as minas de carvão. No entanto, os alunos pensaram em montar um cenário no qual a população local possa crescer e instalaram mais usinas de energia. A justificativa foi que enquanto a cidade não cresce a energia produzida seria vendida para a região, a medida que a cidade cresce poderiam transferir esta venda para o fornecimento da energia a população.

## Categoria 5 - Fontes de energia pelo fator urbano

Nesta categoria encontramos o grupo 2 estabelecendo uma relação entre a geração da energia solar e a urbanização foram colocados todos os imãs referente as usinas solares na parte urbana da cidade, a justificativa foi de que as casas e prédios devem funcionar a partir da energia solar e portanto, o uso sustentável da energia.

## Categoria 6 - Indisciplina

Diante de uma oficina como esta os alunos dispersaram bastante, mas ao mesmo tempo participaram bastante, tendo em vista que era um de apenas 11 alunos. Houve em alguns momentos um relativo de caos com todos falando ao mesmo tempo, isso, portanto, deve ser mediado pelo professor.

## Conclusões e considerações finais

Diante do exposto, percebemos que a oficina como recurso didático para o ensino do tema alcançou seus objetivos, pois os alunos demonstraram claramente em suas discussões uma grande preocupação em obter energia da maneira mais eficiente e com menos impactos ambientais possíveis, assim como com a geração de empregos e a não remoção da população de áreas já habitadas o que nos revela também uma preocupação de caráter social e não apenas econômico e ambiental.

Percebemos que os alunos embora tenham concepções sobre o tema energia, no entanto, quando colocados para a discussão do tema eles possuem dificuldades conforme aponta segundo Vianna, Pinto e Duarte (2009).

Os alunos precisam de elementos para que possam tomar as atitudes e dêem diante da proposta praticada. As justificativas se concentraram quase na

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totalidade sob aspectos ambientais. Atribuímos esta característica talvez pela grande influência da mídia e da internet que constantemente tem vinculado noticias a respeito.

A oficina proporcionou estabelecer uma forma de ensino diferente do ensino tradicional como aponta (BUCUSSI 2007, apud Hierrezuelo y Molina, 1990, p.23) se referindo a um 'reducionismo conceitual', pois possibilitou que os grupos viessem a frente e expusessem suas ideias, havendo um compartilhamento de saberes.

Além disso, percebemos o fator econômico e a importância atribuída nas atitudes dos alunos, na estratégia adotada pelo grupo 2 intuitivamente os membros perceberam a energia como um produto para a economia, esta característica não foi discutida durante a apresentação e foi colocada pelo grupo ao final da apresentação.

A indisciplina também é um fator importante no desenvolvimento de uma atividade como esta. O professor precisa ficar atento para não haver a dispersão dos alunos envolvidos no processo, em muitos momentos os alunos discutiam e perderam o foco da atividade.

Por fim, compreendemos que a oficina pelas suas características possui uma combinação de dados que pode resultar em produtos diferentes a cada grupo estudado sendo um recurso didático que pode ser aplicado inclusive em outras faixas etárias ou séries de ensino.

## Referências Bibliográficas

CORRÊA, R.C; ALVES, J. A. P; Energia e meio ambiente: interface imprescindível no ensino de Física em sala de aula , disponível em http://www.diaadiaeducacao.pr.gov.br/portals/pde/arquivos/40-4.pdf, 2008 Acesso em 24/07/2012

BICUZZI, A,A; Textos de apoio ao professor de Física , Instituto de Física da UFRGS, v. 17, n 3 2006

HIERREZUELO, J. M; MONTERO, A. M. La ciencia de los alumnos: su utilización en la didáctica de la física y química. Barcelona: Ed. Laia, 1988.

MORAES, R.; GALIAZZI, M. C. Análise textual discursiva: processo reconstrutivo de múltiplas faces , Ciência &amp; Educação, v. 12, n. 1, p. 117-128, 2006

VIANNA, D. M; PINTO, S. R; DUARTE, F.C; Relações ciência-tecnologiasociedade na abordagem do tema energia: uma investigação na sala de aula do ensino médio, XXVIII -Simpósio Nacional de Ensino de Física, 2009, disponível em http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xviii/sys/resumos/T0415-1.pdf, acesso 24/07/2012

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