O ENSINO DE CIÊNCIAS FÍSICA NAS SÉRIES INICIAIS: O EXPERIMENTO COMO FATOR ESTIMULANTE NA APRENDIZAGEM

## O ENSINO DE CIÊNCIAS FÍSICA NAS SÉRIES INICIAIS: O EXPERIMENTO COMO FATOR ESTIMULANTE NA APRENDIZAGEM

## Marcia Regina Santana Pereira , Geovane da Silva Bayerl , Timóteo Ricardo 1 2 Campos de Farias 3

- 1 Universidade Federal do Espírito Santo-CEUNES/DECH, marciapereira@ceunes.ufes.br
- 2 Universidade Federal do Espírito Santo-CEUNES/DECH, bayerl2008@hotmail.com

## Resumo

Este trabalho apresenta o relato sucinto de uma pesquisa qualitativa desenvolvida com crianças de faixa etária entre nove e onze anos, às quais foi oferecida a oportunidade de conhecer alguns conceitos fundamentais da Física através de atividades lúdicas com características experimentais. Esta pesquisa foi desenvolvida na Escola Estadual do Ensino Fundamental 'Córrego do Cedro', que funciona em caráter de alternância, localizada no interior do município de Conceição da Barra - ES. Os resultados obtidos mostraram que as crianças envolvidas na pesquisa apresentaram as capacidades de observar fenômenos e propor teorias baseadas em suas observações. Além disso, percebemos o entusiasmo das crianças, em sua tentativa de compreender a Física como algo divertido, dinâmico e próximo da sua realidade. Os dados foram coletados através do registro em vídeo de todas as intervenções com os educandos. Ao final foram analisados cinco 'Episódios de Ensino' buscando evidências do entendimento e da possível interpretação dos conhecimentos científicos apresentados.

Palavras-chave : Física para crianças, Experimentação e Episódios de Ensino.

## Introdução

Este trabalho se dedica a questão do Ensino de Física nas Séries Iniciais do Ensino Fundamental. O grande desafio é desmistificar a Ciência como algo apenas para adultos ou para cientistas. É necessário transformar a imagem atual da Física, em outra mais agradável e acessível, desde os primeiros anos de escolarização. De acordo com Barbosa-Lima (2003), o ensino de Ciências hoje em dia não abrange temas da Física, pelo menos o quanto se acredita que deveria abranger. Os conteúdos abordados frequentemente estão aquém das prescrições curriculares governamentais.

Segundo Vygotsky (1989), o ambiente escolar é visto como o lugar social privilegiado para o desenvolvimento dos conceitos científicos, já que, por intermédio das diversas interações escolares, a criança cursando os anos iniciais, a partir de uma postura ativa nas atividades de ensino, pode confrontar suas experiências imediatas e conhecimentos adquiridos de forma espontânea com o conhecimento sistematizado e acumulado historicamente pela humanidade, ocorrendo então, gradativamente, a elaboração de diversos níveis de abstrações e generalizações. Neste contexto, ensinar Ciências Físicas para crianças é assegurar a oportunidade da compreensão do mundo em que vivem. De compreender numa lógica aceitável

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20 a 25 de janeiro de 2013

os acontecimentos do cotidiano e a resolução de problemas práticos. A infância é o período ideal para o desenvolvimento da ciência, pois a curiosidade da criança está aguçada e o interesse de descobrir 'as coisas' é muito maior. W. Harlen (1989) afirma:

'As idéias infantis e as formas de pensamento a respeito do mundo se modificam e se transformam em função da qualidade das experiências e problemas em que se vê envolvido o aluno e da possibilidade de uma reflexão crítica adequada'.

Neste ponto de vista, Schroeder (2007) afirma que as atividades experimentais bem planejadas e executadas, que não se destinem somente para demonstrar aos alunos as leis e teorias, mas que se dediquem também a propiciar uma situação de investigação constitui momentos extremamente ricos no processo de ensino-aprendizagem. Não tem mais sentido pensar em aprender ciências através de aulas meramente descritivas, ligadas a memorização, sem relação com a prática diária do aluno. O papel da experimentação não é associado às necessidades cognitivas intrínsecas da criança, sendo muitas vezes associado apenas aos fatores motivadores. Martins (1997) afirma que quando motivados os alunos entram no 'canal interativo', envolve-se nas discussões, sente-se estimulados e querem participar, pois internamente estão mobilizados por estratégias externas - ferramentas sedutoras que o professor deve usar para mobilizar sua classe. Não é mais novidade que a experimentação desperta um forte interesse entre aluno de diversos níveis de escolarização, pois, afinal de conta, é admirável aprender ciências vendo-a em ação.

Neste contexto, é importante que as crianças comecem a construir conceitos físicos desde cedo e consigam, quando já no ensino médio, explorar aspectos mais formais desses conceitos para também aplicá-los à Química e à Biologia. Também é importante que os cidadãos sejam minimamente alfabetizados em Física para poderem compreender e formar sua própria opinião a respeito de temas controversos e relevantes, como o uso de energia nuclear ou o efeito estufa. A Física, neste contexto, é a mais produtiva dos ramos da ciência por possibilitar, mais que os demais, a exploração e manipulação direta dos materiais por parte das crianças (SCHROEDER, 2004). Frente a esta situação, a Física deve ser ensinada com o propósito de contribuir para a para a formação do cidadão crítico e criativo. Estimular a criatividade do aluno é essencial para fluir a aprendizagem. A proposta do experimento oferece ao aluno a possibilidade de entrar em contato com muitos temas ligados à aprendizagem científica e tecnológica.

## A Pesquisa

Este estudo foi realizado na Escola Estadual do Ensino Fundamental 'Córrego do Cedro' que está situada na zona rural, a 35 km da sede do município de Conceição da Barra (ES), no Assentamento Paulo Vinhas. Foi selecionada uma turma da 4ª série (5º ano) composta por 13 alunos, correspondente a faixa etária entre 9 e 11 anos. Por se tratar de uma Escola do Campo e estar situada em uma área de assentamento do Movimento dos Trabalhadores Rurais Sem Terra (MST), a escola adota uma pedagogia não convencional, na qual o diferencial está na valorização da identidade camponesa e na formação do sujeito consciente e crítico a partir da sua realidade.

As atividades desenvolvidas foram selecionadas de acordo com as áreas da Física Clássica, adotando experimentos nas áreas da Mecânica, Termologia, Óptica e Eletromagnetismo. As intervenções foram realizadas durante duas semanas, nas

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segundas e sextas-feiras, no período das 13 às 16 horas, totalizando quatro encontros. Em cada encontro as atividades foram desenvolvidas pelas crianças com o auxilio do professor e dos pesquisadores. Para facilitar a descrição posterior dos acontecimentos, todas as atividades foram gravadas em vídeo.

## As Atividades Experimentais

As atividades desenvolvidas foram selecionadas de acordo com as áreas da Física Clássica, adotando experimentos nas áreas da Mecânica, Termologia, Óptica e Eletromagnetismo. As intervenções foram realizadas durante duas semanas, nas segundas e sextas-feiras, no período das 13 às 16 horas, totalizando quatro encontros.

No primeiro encontro a turma foi organizada em três grupos de trabalho, onde, tais grupos participavam dos experimentos, referentes a área de Termologia, e ao final das atividades, produziam os relatórios. O experimento denominado Calor e Temperatura tinha como objetivo a verificação da imprecisão do tato nas medidas de temperatura e a aprendizagem da utilização do termômetro. Sobre as mesas foram colocadas três termômetros e três bacias: uma com água gelada, outra com a água morna, uma terceira com água à temperatura ambiente.

Figura 01. Material utilizado na atividade Calor e Temperatura .

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Alguns alunos foram solicitados a mergulhar as mãos na água das bacias. Primeiro uma das mãos na bacia com água gelada e a outra mão na bacia com água morna, e após, as duas mãos, simultaneamente, na bacia com a água à temperatura ambiente. Em cada momento os alunos eram questionados sobre a temperatura da água, no que se refere a irregularidade do tato e a necessidade da utilização de um termômetro para medição de temperatura.

Na sequência do primeiro encontro, após o intervalo do recreio, iniciamos o segundo experimento cujo objetivo era reconhecer e compreender condutores e isolantes térmicos. A prática experimental consistiu na medição da variação da temperatura da água contida no interior de três recipientes diferentes (um copo de plástico, uma latinha de refrigerante e um copo de isopor), identificando materiais condutores e isolantes térmicos por meio da medição da variação da temperatura ao longo do tempo.

As práticas realizadas no segundo encontro estavam relacionadas à utilização de unidades de medida de comprimento, tempo e massa e à discussão preliminar sobre o conceito de velocidade. O objetivo era abordar as três principais unidades de medida físicas existente e a noção preliminar de velocidade.

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As atividades do dia foram organizadas em quatro partes: A atividade 1, tinha como objetivo, o reconhecimento da unidade de tempo e da importância de um instrumento de medida preciso para esse fim. Em dupla os educandos eram desafiados a relacionar o tempo contado intuitivamente, 'contando de cabeça', e comparar esse tempo com o medido através de um cronômetro. Na segunda parte, foi realizada uma atividade buscando explorar a unidades de massa, a relação entre massa/volume de um objeto e também, a importância de um instrumento preciso para medir o 'peso' das coisas. Na terceira parte, foi abordada a unidade de comprimento. O experimento realizado tinha como objetivo compreender a unidade de comprimento, bem como reconhecer a importância de instrumentos necessários para medir essa grandeza. A quarta atividade do dia explorava o conceito preliminar de velocidade, nela os educandos eram motivados a compreender velocidade como uma relação entre e espaço percorrido por um objeto se move e o tempo gasto no movimento.

Figura 02. Atividade de medida da velocidade.

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No terceiro dia foi abordada a Ótica, e realizadas práticas experimentais sobre cor dos objetos, a mistura das cores, ilusão óptica e luz e calor. A primeira atividade, bastante divertida e lúdica, tinha como foco, a cor de um objeto como resultado da reflexão da luz que nele incide. Para este experimento foram previamente confeccionados os óculos de plástico com lentes coloridas, utilizando papel celofane. Os educandos foram convidados a encher balões coloridos e, a partir daí, colocavam os óculos para visualizar de que cor os balões se apresentavam. Na segunda atividade, exploramos o conceito da composição da luz, a partir da construção de um 'Disco de Newton' utilizando o princípio de funcionamento de um tradicional brinquedo infantil.

Figura 03. Atividade de confecção do Disco de Newton.

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A terceira atividade também tratava-se da construção de um 'brinquedo' cujo funcionamento é baseado numa ilusão ótica, o Traumatoscópio. O brinquedo consiste em um cartão de papelão, preso a um palito, com desenhos em ambos os lados, que se complementam ao girarmos o brinquedo

Figura 04 . Confecção do experimento de ilusão ótica.

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O último experimento do dia, tinha como objetivo relacionar a luz e o calor, através da irradiação térmica. Consistia em demonstrar que os corpos negros absorvem mais calor que outros corpos, pois os mesmos quase não reflete a luz.

Figura 05 . Montagem do experimento de absorção de calor.

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Finalmente no ultimo encontro realizados experimentos de Eletromagnetismo. O primeiro tinha como fundamento, reconhecer os materiais que eram ou não atraídos por imãs. Para isso, foram dispostos objetos diversos, tais como, folha de alumínio, pregos, clipes para papel, fio de cobre, folha de zinco, isopor, plástico, madeira, papel. Antes de testar com o imã, os alunos listaram os objetos que, intuitivamente eram ou não atraídos pelo imã, e, posteriormente, testavam para comprovar a atividade anterior. No segundo momento desta atividade, os educandos foram convidados a brincarem com os imãs, e observarem como um ímã se comporta ao aproximar-se outro ímã, se é atraído ou não. O segundo experimento baseou-se na construção de uma bússola. Seu objetivo era compreender o principio do funcionamento, bem como suas propriedades magnéticas.

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Nesta oportunidade também foram colhidos depoimentos das crianças e da professora. Em cada encontro as atividades foram desenvolvidas pelas crianças com o auxilio do professor e dos pesquisadores. Para facilitar a descrição posterior dos acontecimentos, todas as atividades foram gravadas em vídeo.

## A Análise dos Episódios de Ensino

As gravações das aulas permitiram selecionar sequências que denominamos Episódios de Ensino (CARVALHO et al, 1992). Segundo a autora, Episódio de Ensino é aquele momento em que fica evidente a situação que queremos investigar. Este momento se relaciona com as perguntas do investigador e pode ser, por exemplo: O dos alunos levantando hipóteses num problema aberto; as falas dos alunos após uma pergunta desestruturadora; a discussão de um texto histórico; os tipos de perguntas que os professores fazem para seus alunos; os momentos das discussões em grupo onde os alunos debatem as suas concepções; ou o conjunto de ações que desencadeia os processos de busca da resposta para o problema a ser pesquisado.

Nos episódios de ensino, analisamos, de forma geral, se os objetivos traçados para essa pesquisa foram alcançados e ainda, discutiremos alguns itens necessários como: O conhecimento físico que o aluno já possuíam através do convívio social e dos espaços não-formais; O confronto entre conhecimento intuitivo préestabelecidos e o conhecimento científico, utilizando a metodologia da experimentação; A questão da alfabetização científica e a oportunidade de discutir 'ciências'; A postura do educando frente às práticas experimentais.

Durante a pesquisa foram escolhidos quatro episódios, cada um referente a um dos encontros. Nesta ocasião descreveremos apenas um deles, devido a limitação na extensão do texto, serão suprimidos também as transcrições que esperamos mostrar no texto completo.

- O episódio em questão ocorreu no último encontro, após a discussão sobre imãs e que tipo de material eles são ou não capazes de atrair. A pesquisadora demonstra experimentalmente como é possível criar um imã temporário induzindo o ordenamento magnético em um material paramagnético a temperatura ambiente como o ferro. Ela magnetiza um prego de ferro e passa a atrair os objetos com o prego, que antes não os atraia. Esse episódio exemplifica o estranhamento dos alunos diante de um acontecimento diferente do esperado:

Pesquisadora: E agora o que aconteceu com o prego? Wemerson: Colocou o imã?! Pesquisadora: Não tem nada! Eu tirei! (Os alunos não acreditam que não há mais imãs permanentes segurando os clips) Não tem! Wallace - Tem um pedaço! Tem um pedaço de imã!(dois alunos se levantam para olhar de perto e insistem) Leonel - Ah!Tem! Olha aí! Wemerson: Tem uai! Pesquisadora: Vô limpar aqui, vô limpar! Tô limpando! Tô limpando! (A pesquisadora limpa o prego na toalha da mesa) Wemerson: Pega esse aqui (procura outro prego) Tá cheio! Tá tudo cheio! (Referindo-se aos pequenos pedaços de imã que estavam grudados no prego) Kevin: Eu já sei por que acontece isso! Pesquisador: Por que acontece isso? Kevin: Aí coloca o imã fica! Fica! (Trecho inaudível) Pesquisadora: Como é que é? Explica pra mim! Pesquisadora: Deixei e aí? Leonel - Tá carregando! (interrompe o colega)

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Kevin: É! Pesquisadora: Tá carregando? Kevin: É! Tá carregando!(A pesquisadora recoloca o imã em contato com o prego) Wallace - Tira o prego, o imã agora! Pesquisadora: Peraí, deixa eu colocar mais coisas. Wallace: Vai carregar mais ainda esses aí! Pesquisadora: Presta atenção! Vou tirar! Tirei! Olha lá Kevin! (Ela retira novamente os imãs permanentes mostrando os clips presos ao prego.) Pesquisador: Olha aí! Não tem mais o imã o ferro se tornou imã!? Leonel - Porque você grudou assim oh! (Sugere que a pesquisadora uniu os imãs) Pesquisadora: Não! Olha aqui Leonel! Leonel: Então tira! Tira um! Pesquisadora: Eles não estão acreditando que o meu prego tá atraindo! (Ela sorri e o aluno pega o prego para tentar repetir o experimento) Agora você coloca assim (encosta no imã) e depois tira! Leonel: Quer ver! Olha a mentirada! O que é isso? (O aluno se espanta com a capacidade

do prego de atrair os clips) Ele virou imã! Isso é imã!

No diálogo vemos que as crianças a princípio pareciam céticas em relação ao fenômeno que estavam observando. Um deles chega a dizer que é uma ' mentirada ', porém eles se surpreendem quando percebem que o que estão vendo é um fenômeno real.

## Considerações Finais

Segundo Barbosa-Lima (2003), Ciência se faz com atividade prática de raciocínio, ou seja, atividades concretas que levem a criança a pensar para poder formular conceitos físicos, e dinamismo. Dessa forma, este estudo corrobora com outras pesquisas na área de Ensino de Ciências que incentivam a inserção de conteúdos científicos para crianças. O impacto causado pela observação dos fenômenos físicos muitas vezes fica marcado na memória das crianças, muitos adultos tem estória destes momentos de estranhamento que os marcaram para sempre. Ensinar ciências para crianças também tem a função de provocar esses momentos.

Através desta pesquisa, constatamos que as atividades experimentais aguçaram a curiosidades dos alunos, provocando a busca de explicações, de descobertas, e, podemos afirmar que, os alunos que participaram desse trabalho sabem mais do que sabiam anteriormente sobre Ciências Físicas. Percebemos também, ao analisarmos a oralidade durante os diálogos que o pesquisador realizava com eles, a evolução de sua própria fala. Isto é, eles acrescentavam mais detalhes a cada resposta dada. Logo podemos afirmar que este trabalho rendeu bons resultados, ou seja, o objetivo foi alcançado, tendo em vista os resultados e a participação dos educandos.

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