UMA ESTRATÉGIA EXPERIMENTAL NO ENSINO DE FÍSICA : PROBLEMATIZANDO O TEMA CALOR E TEMPERATURA

## UMA ESTRATÉGIA EXPERIMENTAL NO ENSINO DE FÍSICA:PROBLEMATIZANDO O TEMA CALOR E TEMPERATURA

## Maria das Graças Ferreira Teles Aline Lomanto Couto Baraquízio Braga do 1 2 Nascimento Junior 3 Nemesio Matos de Oliveira-Neto 4

1 UESB/Mestranda Educação Científica e Formação de Professores,telles.graca@hotmail.com 2 UESB/ Mestranda Educação Científica e Formação de Professores,alcm\_qui@hotmail.com 3

UESB/DQE/

baraquizio@gmail.com

4 UESB/DQE/ nmon@uesb.edu.br

## Eixo Temático: Ensino de Física e Matemática

## Resumo:

Os conteúdos estudados em muitas aulas de Física limitam-se apenas a memorização de leis físicas, princípios e fórmulas necessárias apenas à resolução de listas, sem relação alguma com o dia a dia dos estudantes. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo discutir potencialidades da problematização do cotidiano dos alunos no ensino e aprendizagem de Física, através da utilização do assunto 'Calor e Temperatura', levando em conta a proposta pedagógica educacional da sala em estudo. Para tanto, realizou-se uma pesquisa de cunho qualitativo, utilizando para a coleta de dados a aplicação de um questionário para os alunos do 9º Ano do Ensino Fundamental do Colégio Municipal Stela Câmara Dubois no município de Jequié-BA. Os dados também foram obtidos em 'Diário de Campo', elaborados pelos pesquisadores, gravações em vídeo das aulas e questionário. A análise dos dados foi efetuada de forma qualitativa, podendo concluir que é de extrema importância a interação entre professor/aluno e aluno/aluno, interesse e motivação para a aprendizagem de Física, reorganização curricular e associação da Física com o cotidiano e com outras áreas de conhecimento.

Palavras-chave: Ensino de Física. Problematização. Experimentação.

## Introdução

O Ensino de Física na Educação Básica tem sido marcado por aulas em que os alunos são direcionados apenas a memorizar fórmulas e leis para a resolução de exercícios mediante aplicação de equações matemáticas. A utilização dessa metodologia 'tradicional', não tem possibilitado ao aluno uma aprendizagem contextualizada dos conceitos, das leis físicas, sendo difícil para eles estabelecer uma relação entre este conhecimento situações que ocorrem no cotidiano.

Levando em consideração essa preocupação, entendemos que as dificuldades no Ensino de Física podem ser superadas mediante a proposição de estratégias didáticas

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esperimentais que exijam dos alunos uma participação ativa e um esforço de investigar suas próprias respostas, ou seja, questões que os desafiem e os estimulem na construção do seu próprio conhecimento.

A importância na realização deste trabalho teve como objetivo geral analisar a interação entre professor/aluno e aluno/aluno, do interesse e motivação para a aprendizagem de Física, da reorganização curricular, bem como da associação da Física com o cotidiano e com outras áreas de conhecimento. A justificativa está no fato de consolidarmos bons indicadores para o processo de ensino/aprendizagem/avaliação em aulas de Física mediante a abordagem de estratégias didáticas esperimentais baseadas em Questões Prévias que sejam orientadoras da prática problematizadora.

## Referencial Teórico

Atividades Problematizadoras buscam proporcionar ao aluno o desenvolvimento de seu espírito investigador, questionador, dando espaço para sua voz e vez, diante da situação proposta e do conteúdo conceitual abordado. Tais atividades investigativas, não precisam ser realizadas, necessariamente, em laboratórios e com materiais de alto custo ou de difícil aquisição, tornando-se, assim, uma importante estratégia no ensino de Ciências. A prática problematizadora da educação tem como ponto de partida a prática cotidiana. Ela baseia-se na realidade dos educandos para definir os conteúdos, por isso é que é uma prática educacional realizada pelo educador com os educandos. Nela 'o educador não é apenas o que educa, mas o que enquanto educa é educado em diálogo com o educando que, ao ser educado também educa' (FREIRE, 1987, p.39). As atividades devem ser acompanhadas de situações problematizadoras, questionadoras levando em consideração os diálogos estabelecidos durante a realização da atividade investigativa proposta.

Na concepção 'Problematização como Gênese do Conhecimento', Delizoicov (2005) baseado na teoria de Bachelard destaca que 'o conhecimento se origina de problemas, ou melhor, na busca para soluções de problemas consistentemente formulados' (DELIZOICOV, 2005, p.128).

Na obra 'A Formação do Espírito Científico' Bachelard (1996) estuda o pensamento humano e a dificuldade que este tem ao deparar-se com descobertas de novos conceitos. Ele afirma que a tarefa primordial do espírito científico é 'delinear os fenômenos e ordenar em série os acontecimentos decisivos de uma experiência' (BACHELARD, 1996,

p.7). Para que isso aconteça, o espírito científico deve passar por três estados para se formar individualmente:

- 1º O estado concreto, em que o espírito se entretém com as primeiras imagens do fenômeno e se apoia numa literatura filosófica que exalta a Natureza, louvando curiosamente ao mesmo tempo a unidade do mundo e sua rica diversidade.
- 2º O estado concreto-abstrato, em que o espírito acrescenta à experiência física esquemas geométricos e se apoia numa filosofia da simplicidade. O espírito ainda está numa situação paradoxal: sente-se tanto mais seguro de sua abstração, quanto mais claramente essa abstração for representada por uma intuição sensível.
- 3º O estado abstrato, em que o espírito adota informações voluntariamente subtraídas à intuição do espaço real, voluntariamente desligadas da experiência imediata e até em polêmica declarada com a realidade primeira, sempre impura, sempre informe (BACHELARD, 1996, p. 11-12).

A experiência científica ao passar por esse processo possibilita, enquanto a experiência, contradizer a experiência comum. A formação do conhecimento verdadeiro nasce do encontro do indivíduo com o mundo: da experimentação e questionamento com o contexto e com o seu próprio existir.

Assim, é possível inferir que o uso do experimento como estratégia didática deverá oportunizar ao estudante a abandonar sua postura passiva frente à aprendizagem. Todavia, faze-se necessário permitir ao mesmo expor suas idéias sobre o aparato experimental, como também inquiri-lo acerca de soluções de problemas. Por isso o presente trabalho propôs uma aula problematizadora para análise dos desafios e possibilidades quanto a aprendizagem significativa do conteúdo de Condução de calor, na realização de uma atividade didática experimental baseada em levantamento de concepções prévias dos educandos a cerca do conteúdo e práticas problematizadoras, buscando contribuir com desenvolvimento do educando e seu espírito investigador e questionador, para promover participação mais ativa dos educando em sala de aula.

## Caminhos Metodológicos

A pesquisa ora apresentada teve como público-alvo 20 alunos do 9º ano no Ensino Fundamental II do Colégio Municipal Stela Câmara Dubois de Jequié-Bahia, em concordância com a direção da escola. Os procedimentos experimentais e metodológicos foram realizados no primeiro semestre de 2012 pelos autores desse trabalho, duraram quatro

horas aulas. Os experimentos tinham como pressuposto básico ser de ordem problematizador, quando o aluno é estimulado a formular perguntas antes e durante os experimentos.

A intervenção deu-se através de uma aula experimental problematizadora, em um levantamento prévio e informal os alunos relataram sobre sua relação pessoal com a disciplina e suas expectativas sobre a atividade proposta. A aula foi registrada em vídeo e por anotações, em um 'diário'. Utilizaram-se também questionários respondidos e a observação dos experimentos realizados pelos estudantes durante as aulas e da postura dos mesmos, frente a essa nova metodologia. De acordo com Lüdke e André (2007, p. 32) a vantagem da observação é que ela possibilita ao pesquisador o contato direto e estreito com o ambiente e os sujeitos estudados.

A atividade proposta - Uma estratégia Experimental Problematizando o tema Calor e Temperatura -aplicando procedimentos práticos e metodológicos foi dividida nas seguintes etapas:

## 1ª Etapa:- Levantamento das ideias prévias

As professoras-pesquisadoras em ação conjunta com a Docente-regente introduziram a aula apresentando 3 questionamentos do cotidiano dos estudantes, referentes à calor, temperatura e condução térmica, para que os mesmo discutissem em grupo, a fim do levantamento das concepções prévias sobre o tema, cujos os questionamentos iniciais foram: 1-'Calor e Temperatura são a mesma coisa? Explique:' 2- 'Por que os cabos das panelas são, normalmente, de um material diferente do que são feitas as próprias panelas?' 3- 'Por que usamos agasalhos, principalmente no inverno'? Após a discussão do grupo foi aberta a plenária para posicionamento das ideias dos grupos. Observando o surgimento de novos questionamentos, e anotando possíveis concepções erradas, para retomá-las após aplicação do experimento;

## 2ª Etapa: Motivação

Propomos aos educandos fazer verificações das sensações térmicas em objetos da classe: Primeiramente alguns representantes dos grupos verificaram as sensações térmicas colocando os pés no chão e em um tapete, para identificar a diferença entre eles. Depois utilizaram termômetro para medir a temperatura da madeira e metal nas carteiras (que são os meios materiais utilizados na introdução do assunto). Em seguida foi aberta uma discussão.

## 3ª Etapa: Montagem e Aplicação do experimento

Os estudantes divididos em 4 grupos receberam os materiais selecionados, que foram dois tijolos, uma barra de ferro, quatro botões, uma porção de margarina para pôr nos botões e velas em quantidade variada, e as orientações necessárias para realização. Os

experimentos foram realizados pelos alunos, tendo como objetivo a condução térmica e diferenciação entre calor e temperatura usando materiais de baixo custo e de fácil aquisição.

O procedimento experimental consistiu em: Colocar sobre os dois tijolos a barra de ferro, que serviu como condutor de calor, aquecido pelas velas distribuídas em quantidades diferenciadas para cada grupo (3 velas; 2 velas e 1 vela), para que ocorresse o derretimento da margarina, progressivamente nos botões. Em seguida foi solicitado aos estudantes que cronometrassem o tempo e fizessem previsão sobre o que iria acontecer (levantamento das suas hipóteses). Concluído o experimento, promoveram-se debates em grupo e verificações de soluções para as possíveis concepções erradas, apresentadas anteriormente. Em seguida realizaram uma discussão coletiva, através da qual chegaram a um consenso, que foi submetido à análise dos professores-pesquisadores que junto aos educandos elaboraram as conclusões finais e a avaliação da atividade.

Após a realização dos experimentos os alunos responderam a um questionário semiestruturado onde as questões eram discursivas e objetivas visando à percepção de como o aluno sentiu-se diante da aula desenvolvida, utilizando-os como instrumentos para coleta de dados. Bem como, anotações, análise das gravações em áudio e a observação dos pesquisadores durante todo o processo de desenvolvimento da atividade.

## Análise e Discussão dos Resultados

Na realização da 1ª etapa foi possível perceber que dois (2) dos quatros grupos consideravam inicialmente que calor e temperatura eram a mesma coisa e os outros dois consideravam que eram diferentes.

Nesse momento não foi apontado aos alunos se estava certo ou errada sua reposta. Quando os alunos respondem errada uma pergunta, não significava que ele seja desprovido de conhecimento. Como explica Francisco Jr. (2008, p.21):

Tais ideias advêm de um conhecimento trazido por suas experiências pessoais, e que, nessa situação, é importante que seja superado. Tal superação, todavia, não significa a imposição de um saber, no caso do professor, ao outro. A superação acontece no diálogo, mediante o qual os estudantes devem reconhecer a necessidade de superar suas ideias para compreender melhor o tema em questão.

Abrimos o debate para a turma toda e todos os grupos informaram suas opiniões, tentaram dá suas explicações o porquê de suas respostas, provocando um momento de grande confronto das ideias, sendo todas elas anotadas pelas pesquisadoras, para que ao final da aula

após aplicação do experimento retomassem as discussões. Consideramos essa etapa muito pertinente para o desenvolvimento do trabalho e imprescindível para diagnosticar as ideias preliminares dos educando a cerca do tema proposto.

A segunda etapa, realizada foi promover uma motivação com relação às sensações térmicas, para fomentar mais ainda a discussão sobre calor e temperatura. Nesta, os alunos sentiram o chão, o tapete e fizeram medições de temperatura dos objetos da classe, como também de seus corpos, por meio de termômetro. Formularam algumas conclusões nesta etapa.

Em seguida foi à realização do experimento, com participação ativa dos alunos já que os mesmos montaram e realizaram o experimento, levantaram hipóteses sobre o que aconteceria com os botões, questionaram sobre as diferentes quantidades de velas por grupo, e quando o primeiro botão caiu, provocou grande euforia, levando a novas observações a cerca da quantidade de manteiga e o fluxo de calor (maior quantidade de velas, ou menor), e o que estava acontecendo com o calor. Fomentando discussões entre os grupos na realização do experimento.

Após a realização dos experimentos foram propostas novas discussões e os alunos revelaram os resultados observado diagnosticando o conceito de calor, houve o uso da expressão '...o calor foi caminhando por isso a manteiga derretia e os botões caíram. ..', também tiraram suas conclusões a cerca de maior fluxo e menor fluxo de calor, indagaram sobre a demora para cair alguns botões. Em seguida a discussão foi retomada sobre a diferença entre calor e temperatura e os posicionamentos já foram diferentes, eles relataram que compreenderam que são diferentes, expondo suas explicações.

A etapa seguinte foi com relação à avaliação da metodologia proposta, na qual utilizamos questionários individuais para as respostas dos estudantes. Dos alunos envolvidos a totalidade respondeu que a atividade ajudou a compreender o assunto dado e que houve uma aprendizagem mais significativa do conteúdo. Os alunos afirmaram que '... a aula foi motivadora, 'deixando de ser aquela aula chata'; '...interagimos um com o outro e ficou fácil aprender'; 'com experimentos em sala de aula aprendi que as coisas são muito diferentes'. Campanário (2000) por sua vez menciona que o experimento didático possibilita que se resgate o contexto da produção das ideias. Ou seja, neste contexto temos um espaço de investigação e especulação cognitiva. Quando perguntados - sobre se gostaram ou não Do experimento, algumas das respostas foram: '... Gostei e agora sou, capaz de realizar um experimento sozinho'; o que revela a ativa participação do aluno e que o experimento não foi só demonstrativo e sim participante.

Foi possível perceber nas respostas dificuldade em formular um juízo de valor justificado sobre a atividade realizada, essa dificuldade é entendida, principalmente, devido ao hábito inexistente de os alunos serem questionados ou estimulados a questionar sobre o que eles não conhecem. Na pergunta seguinte: - A utilização da experimentação e as etapas realizadas na aula de hoje, facilitou a compreensão do conteúdo para você? - Dois alunos tiveram dúvidas no início da atividade e passaram a compreender nas etapas finais, dois alunos tiveram fácil compreensão e perceberam logo no início a mudança de uma aula investigativa, os alunos restantes só conseguiram verbalizar que contribui e achou fácil. E com relação a última pergunta - Qual a sua sugestão para melhorar as aulas de Ciências?Foram diversificadas as sugestões : 'Fazer experimentos uma vez por semana'; '...Mais experimentos e menos dever' '...Que a colaboração de todos ajudaria muito a melhorar, as aulas também, como nessa aula'; '...A minha sugestão é experimentos, pois vai testando a nossa aprendizagem e conferindo o que aprendemos sobre o assunto'; '...Que fosse sempre como essa eu sei que fazer atividades é preciso mas todo dia enjoa'; '...Que venha ter mais experiências na sala de aula a gente não aprende só na escrita mas também na prática.';'...Só uma palavra experimentos !'

A ausência das atividades experimentais nas aulas de ciências foi o que ficou mais evidente nas falas dos estudantes, eles reconhecem que a utilização da mesma poderia contribuir mais com sua aprendizagem. Também tem sido citada por professores do ensino fundamental e médio como uma das principais causas da deficiência em relação à aprendizagem das ciências.

No entanto o que se observa atualmente é que, quando realizadas as atividades experimentais, ainda são desenvolvidas de forma tradicional, sem levar em conta que os estudantes já possuem alguma ideia a cerca do tema proposto, sendo assim faz-se necessário o levantamento das ideias prévias dos mesmos, para então promover um diálogo entre o conteúdo proposto e inovações na aplicação da metodologia que norteia a experimentação.

## Considerações Finais

Vimos neste trabalho, que o nível das propostas de atividades experimentais no ensino de Física deve amadurecer com o avanço das tendências no ensino de ciências, passando de uma postura tradicional, rigidamente estruturada, verificacionista e demonstrativa para um paradigma mais problematizador e investigativo. Esses dois paradigmas são bem

marcantes e perceptíveis quando olhamos para a reação de alunos diante de experimentos aparentemente simples. No entanto, ainda notamos que muitas dessas ideias e propostas para o ensino de física ainda não repercutiram amplamente nas práticas de ensino das escolas básicas brasileiras, onde as aulas experimentais ainda têm seguido um viés tradicional uma vez que os professores tem sido reprodutores de abordagens já conhecidas e sedimentadas pelo tempo.

Assim sendo, é fundamental que novas abordagens sejam incorporadas aos programas dos cursos de formação inicial e continuada com o objetivo de se criar uma nova cultura e uma nova visão acerca do papel da experimentação no ensino de física.

## Referências Bibliográficas

BACHELARD, G. A formação do espírito científico . 1ª ed. Rio de Janeiro: Contraponto, 1996.

CAMPANARIO, J. M. El desarrollo de la metacognición en el aprendizaje de las ciencias : Estrategias para el profesor y actividades orientadas al alumno. Enseñanza de Las Ciencias, 2000, 18 (3), 369-380.

DELIZOICOV, Demétrio; ANGOTTI, José André. Metodologia de Ensino de Ciências . São Paulo: Cortez Editora. Coleção Magistério 2º grau (Série formação geral). (1990).

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_, D. Problemas e problematizações. In: Pietrocola, M. (Org.), Ensino de física: conteúdo, metodologia e epistemologia em uma concepção integradora . Florianópolis, Santa Catarina: Editora da UFSC. 2005. p. 125-150.

FRANCISCO JR., Wilmo. E. Uma abordagem problematizadora para o ensino de interações intermoleculares e conceitos afins. Revista Química Nova na Escola, n. 29, 2008. 20-23 p.

FREIRE, Paulo. Educação e Mudança . Trad.: Moacir Gadotti e Lilian Lopes Martin. 14. ed. Rio de Janeiro: Paz e Terra, 1987.

LÜDKE, Menga & ANDRÉ, Marli E. D. A., Pesquisa em Educação: abordagens qualitativas . São Paulo: EPU, 2007.