O ENSINO DE FÍSICA NO INÍCIO DO ENSINO FUNDAMENTAL ORIENTADO PELA TEORIA DA APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA

## O ENSINO DE FÍSICA NO INÍCIO DO ENSINO FUNDAMENTAL ORIENTADO PELA TEORIA DA APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA

Thayse Adineia Pacheco¹, Felipe Damasio²

¹ Bolsista de Iniciação Científica / CNPq / IF-SC, campus Araranguá / thayse.pacheco@gmail.com ² Professor do IF-SC, campus Araranguá / felipedamasio@ifsc.edu.br

## RESUMO

Mesmo sem a previsão da Física na Proposta Curricular Nacional (PCN) e nos Parâmetros Curriculares de Santa Catarina (PCSC), acredita-se que sua inserção deva acontecer desde os primeiros anos do Ensino Fundamental. O presente trabalho teve como ponto inicial um projeto de extensão que foi aplicado ao primeiro ano do Ensino Fundamental de uma escola da Rede Estadual de Ensino da cidade de Araranguá, SC. A partir do projeto de extensão se desenvolveu uma Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS) que aborda diversos temas de óptica, com foco nas explicações das cores do céu e do arco-íris. O enfoque do projeto de extensão se baseou na Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel, que expressa a importância do professor conhecer os conceitos que os alunos já têm. Nessa abordagem não há apenas a memorização dos conceitos, pois aquilo que é apresentado deve ter significado de acordo com o contexto social, cultural, político e econômico do aluno. Para tanto, a Física não deve ser apresentada aos alunos sem contextualização e sem propor questionamentos, pois para que a aprendizagem significativa aconteça é preciso relacionar conhecimentos prévios aos novos de maneira não literal e não arbitrária. Dessa forma, espera-se que os alunos questionem sobre a ciência e sobre o mundo que os rodeia. Assim, quando chegarem ao Ensino Médio, possuirão mais facilidade ao buscar as soluções dos problemas de Física.

Palavras-chave: Aprendizagem Significativa, Ensino de Física, Séries iniciais.

## Introdução

Mesmo sem sua previsão no Parâmetro Curricular Nacional (PCN) e na Proposta Curricular de Santa Catarina (PCSC), acreditamos que a inserção temas interdisciplinares a partir de aulas de Física deva acontecer desde os primeiros anos do Ensino Fundamental. Dessa forma, espera-se que os alunos estejam habituados a questionar sobre a ciência e sobre o mundo que os rodeia. Assim, quando chegarem ao Ensino Médio, poderão ter maior pré-disposição em aprender e os conceitos presentes em sua estrutura cognitiva servirão de âncora para os novos conceitos e permitirão que a aprendizagem significativa ocorra (MOREIRA, 2000).

É necessário que o aprendizado seja construído pelos alunos para que os conceitos possuam significado para eles. De acordo com Moreira apud Damasio e Steffani (2009), um erro seria ensinar Física para cientistas, pois os estudantes 'serão cidadãos e, como tal, a Física que lhes for ensinada deve servir para a vida, possibilitando-lhes melhor compreensão do mundo e da tecnologia'.

A Física não deve ser apresentada aos alunos como uma ciência acabada sem contextualização e sem propor questionamentos, pois é preciso saber que os professores são os primeiros contribuidores com o conhecimento formal dos alunos sobre ciência. Desse modo, haverá mais facilidade para o professor desconstruir juntamente aos alunos as rupturas já existentes no ensino (VIANA; LIMA, 1994).

Julgamos que a relevância deste projeto se enquadra na perspectiva do ensino de Física para a formação do cidadão, sendo possível por meio da formação

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20 a 25 de janeiro de 2013

da sua criticidade. Isso é concretizado mostrando a Física por meio de perguntas, pois, a partir disso o sujeito pode se tornar critico em relação a tudo que o rodeia.

- O presente trabalho teve como ponto inicial um projeto de extensão que foi realizado no primeiro ano do Ensino Fundamental de uma escola da Rede Estadual de Ensino da cidade de Araranguá, SC. A partir do projeto de extensão foi desenvolvida uma Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS) sobre o ensino de óptica, com foco nas explicações das cores do céu e do arco-íris. Na construção da UEPS utilizou-se a história da Ciência, Física do dia a dia, experimentos e recurso áudio visual.
- O enfoque deste projeto se baseou na Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel, que expressa a importância do professor conhecer os conceitos que os alunos já têm. Nessa abordagem não há apenas a memorização dos conceitos, pois aquilo que é apresentado deve ter significado de acordo com o contexto social, cultural, político e econômico do aluno (MOREIRA, 2000). Para que a aprendizagem significativa aconteça é preciso relacionar conhecimentos prévios aos novos de maneira não literal e não arbitrária (MOREIRA, 2001).

Uma proposta baseada na epistemologia de Thomas Kuhn e Imre Lakatos foi o modelo publicado por Posner em 1982 e foi amplamente aceito e usado durante a década de oitenta e início da década de noventa. Nesse modelo, deve existir quatro condições necessárias para que haja a mudança conceitual: insatisfação, inteligibilidade, plausibilidade e potencialidade (ARRUDA; VILLANI, 1994). A falha dessa proposta está no fato de supor que o aluno irá fazer uma troca simples entre a concepção alternativa pela cientificamente aceita, porém, as concepções alternativas são altamente significativas e não podem ser simplesmente apagadas e substituídas pelas cientificamente aceitas.

Stephen Toulmin sugere uma analogia ao modelo evolucionista de Darwin e propõe a mudança conceitual através de uma perspectiva gradualista. Para Toulmin, o desenvolvimento do espírito científico se dá de maneira evolucionária, o que está em total desacordo com a visão de Kuhn. O aprendizado acontece de maneira não linear e descartando aos poucos aqueles que não se adaptam às novidades (ARIZA; HARRES, 2002). O modelo de Toulmin é mais adequado que o de Posner pelo fato de o conhecimento cotidiano ser resistente e protegido. Assim, a evolução conceitual deve ocorrer através de micro revoluções, de forma gradual.

A contribuição deste trabalho não é, de forma alguma, promover a mudança conceitual de Posner, mas sim a evolução conceitual de Toulmin. O objetivo deste projeto é tentar alcançar as duas condições imprescindíveis à atualização da Aprendizagem Significativa defendida por Ausubel, a saber: pré-disposição em aprender e material instrucional potencialmente significativo (MOREIRA, 1999).

## Justificativa

A ciência é vista pelas pessoas como 'algo verdadeiro, imutável e provado' (PAULA; BORGES, 2008, p.483) e o cientista é mostrado pela mídia brasileira como 'aquele que tudo sabe' (VIANNA; LIMA, 1994, p.81) e, ainda, a sociedade 'não interfere no desenvolvimento científico' ( op. Cit. , p.81). Essas concepções interferem e podem gerar sérios problemas no processo de ensino-aprendizagem de Ciências,

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dado que a ciência não seja algo fixo e imutável. A ciência, na verdade, é 'um produto não acabado' ( op. Cit ., p.81) e precisa da sociedade para que sua construção aconteça. O ensino de Ciências deve mostrar a Ciência dessa forma: um produto inacabado e em constante construção.

O educador, em seu método de ensino, deve viver juntamente com os estudantes a atividade proposta. Dessa maneira, acredita-se que é necessário 'conhecer o aluno e suas necessidades, passando, assim, a entender melhor a quem ensina (COELHO; TIMM; SANTOS, 2010, p. 551).' Essa prática contribui, significativamente, para o processo de aprendizagem baseado nos pressupostos construtivistas (OSTERMANN; MOREIRA; SILVEIRA, 1992). Nesse sentido, a introdução de conceitos científicos nos primeiros anos do Ensino Fundamental é de grande importância '[…] para a formação de sujeitos críticos e capazes de exercer alguma autonomia intelectual' (PAULA; BORGES, 2008, p. 486), pois a maior preocupação dos cientistas não são as respostas, mas sim os questionamentos. Acreditando que a ciência é movida pelas perguntas, o ensino de Física desde as séries iniciais do Ensino Fundamental tem o objetivo de instigar os alunos a serem críticos, promovendo, assim, seres questionadores de fenômenos naturais e sociais.

Os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) e a Proposta Curricular de Santa Catarina (PCSC) não preveem o ensino de Física, para as séries iniciais da educação básica. Em decorrência disso, a formação dos alunos nas séries iniciais do Ensino Fundamental sempre teve em sua estrutura curricular foco na leitura, na escrita e na realização de cálculos simples, 'relegando o ensino de Ciências para o segundo plano' (MONTEIRO; TEIXEIRA, 2004, p. 66). Mesmo assim, de acordo com Schroeder (2007, p.94) 'o processo para tornar as aulas de física nas quatro primeiras séries a regra e não a exceção nas escolas pode contribuir significativamente na melhora da qualidade do ensino'.

Nessa linha de pesquisa, desenvolvimentos de atividades com crianças 'visam mais desafiá-las a resolver problemas de maneira colaborativa e refletir sobre suas ações do que simplesmente prepará-las para a física do ensino médio ou vestibular (SCHROEDER, 2007, p.89)'. Essa fala se encaixa na perspectiva construtivista do conhecimento, pois é se baseando nisso que o próprio aluno constrói o seu aprendizado, visto que essa abordagem garante as conexões entre a relação do aluno com a sua própria cultura; pois, 'se espera que os conhecimentos adquiridos na escola tenham sua pertinência para além dos muros (RICARDO; CUSTÓDIO; REZENDE, 2007, p. 135)'. Nesse sentido, espera-se que os educadores não impeçam, por meio de sua didática diretiva, esses questionamentos dos estudantes. Esse processo é longo, como nos mostra a evolução conceitual de Toulmin (ARIZA; HARRES, 2002), mas a expectativa aqui é dar um passo inicial para promover essa evolução e de forma alguma acreditamos na possibilidade de promover a mudança conceitual.

## Aprendizagem Significativa de David Ausubel

A Aprendizagem Significativa de David Ausubel foi desenvolvida durante a década de 1960 quando a escola sofria influência comportamentalista. Essa teoria, posteriormente, teve contribuições de importantes educadores como a de Novak, que associou os mapas conceituais à teoria de Ausubel (MOREIRA, 2010), Gowin

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com a implementação dos diagramas V's epistemológicos (MOREIRA, 1990), e mais recentemente Moreira e a introdução da Teoria da Aprendizagem Significativa Crítica (MOREIRA, 2006).

Um campo de conhecimento propõe princípios aplicáveis independente da área de conhecimento. Esses princípios são chamados por ele de: diferenciação progressiva, reconciliação integradora, organização sequencial e consolidação (MOREIRA, 2006). Os dois fatores fundamentais para que a aprendizagem significativa ocorra é a promover no aluno pré disposição a aprender e a utilização de Unidades de Ensino Potencialmente Significativas (MOREIRA, 1999).

A apresentação de materiais introdutórios antes do material instrucional pode ser uma estratégia de organizador prévio, dessa maneira o nível mais alto de generalização e abstração pode servir de ponte cognitiva entre o campo conceitual que se pretende ser aprendido significativamente e o conhecimento prévio (MOREIRA, 2006). Esses são os pontos iniciais de ancoragem quando o aluno não domina os conceitos necessários para a aprendizagem ocorrer significativamente. Eles têm a função de mostrar ao sujeito a relação entre os novos conhecimentos que serão apresentados e os que ele já tem (MOREIRA, 1999). Ausubel considera o conhecimento que o aluno pode esquecer e os organizadores prévios ajudam a resgatar, chamada de assimilação obliteradora.

## Metodologia

A metodologia desse projeto dividiu-se em quatro etapas: (i) revisão dos conceitos envolvidos no projeto; (ii) planejamento por meio de Diagrama V; (iii) construção de materiais; e (iv) aplicação do projeto piloto por meio de curso de extensão. O planejamento (i) e (ii), a construção (iii) e o desenvolvimento (iv) da Unidade de Ensino Potencialmente Significativa será exposta em tópicos a seguir:

## (i) Revisão dos conceitos envolvidos no projeto

Figura 01: Conceitos chaves de óptica.

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O primeiro passo foi a revisão de como a óptica é tratada em livros didáticos como Física Conceitual (HEWITT, 2002), Física (GASPAR, 2009) e Curso de Física (MÁXIMO; ALVARENGA, 2006). Essa revisão da literatura foi necessária para uma reorganização do conhecimento sobre óptica, pois esses livros não foram escritos baseados na teoria da Aprendizagem Significativa. Eles não utilizam a diferenciação progressiva de tal modo que iniciam a apresentação partindo dos conceitos mais específicos para os mais gerais. O produto dessa revisão dos conceitos envolvidos no projeto é a confecção de um mapa conceitual (MOREIRA, 2010), de acordo com a Figura 1.

## (ii) Planejamento da aula por meio de Diagrama V

A aplicação das aulas do projeto de extensão se baseou na Teoria da Aprendizagem Significativa. Optou-se pela utilização do Diagrama V o qual foi inspirado no originalmente proposto por Gowin (MOREIRA, 1990) e adaptado para a construção do plano de aula, que pode ser observado na Figura 2.

Figura 02: Plano de aula utilizando Diagrama V adaptado.

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## (iii) Construção de materiais potencialmente significativos

O terceiro passo do trabalho foi a construção de materiais potencialmente significativos, destinados a crianças, que produzam a pré-disposição a aprender. Então foram consultados os livros Experiências de Ciências para o Ensino Fundamental (GASPAR, 2005) e Física mais que divertida (VALADARES , 2000) e sítios, tais como: Seara da Ciência , Experimentos de Física para o Ensino Médio e Fundamental com materiais do dia a dia e Auxílio as pesquisas . Assim, foram selecionados alguns experimentos que utilizavam materiais de baixo custo para a realização em um primeiro momento junto aos alunos. Como organizador prévio foi utilizado um vídeo dos personagens Bananas de Pijamas em que estes estavam

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'perseguindo o arco-íris'. A aula sobre o tema proposto foi elaborada utilizando slides inteiramente com imagens para chamar a atenção delas e como as crianças sabem ler poucas palavras não faria sentido em utilizar textos. A aula foi expositiva dialogada e não dissertativa, ou seja, em todos os momentos houve interação entre os participantes e os alunos sempre se mostraram dispostos a responder as perguntas propostas e fazer questionamentos.

## (iv) Aplicação do projeto piloto por meio de curso de extensão

Na aplicação do projeto piloto optou-se por escolher a escola carente da Rede Estadual de Ensino que fica localizada na zona rural da cidade de Araranguá, Santa Catarina. Além de ser localizada em um bairro onde os moradores vivem em situação de risco, não possuía, até o momento que o projeto se iniciou, nenhum vínculo com o IF-SC, campus Araranguá (atualmente há Programa de Bolsas de Iniciação a Docência - PIBID - no Ensino Médio).

A aproximação com a escola se deu primeiramente com conversa com a direção e núcleo pedagógico, que se manifestam como apoiadores de qualquer forma diferenciada de metodologia de aprendizagem que instigue o aprendizado dos alunos. Na sequência foram direcionadas duas turmas de primeiro ano do Ensino Fundamental para aplicar o projeto (uma com cerca de 22 alunos e outra com 8). A menor turma foi escolhida, pois, supôs-se que seria melhor trabalhar com poucos alunos. O horário foi escolhido de acordo com a disponibilidade dos envolvidos na aplicação e, então, foi decidido que os encontros aconteceriam nas sextas-feiras.

No primeiro encontro, como uma atividade orientada pela Aprendizagem Significativa, foi utilizado um organizador prévio. A projeção do vídeo Bananas de Pijamas desempenhou esse papel. A seguir, iniciou-se as atividades potencialmente significativas com realização dos experimentos do roteiro e questionamentos começaram a ser introduzidos na aplicação.

Outros seis encontros foram realizados, sempre as sextas-feiras. Neles foram desenvolvidas aulas expositivas dialogadas sobre o espectro eletromagnético (ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, ultravioleta, raios-x, raios gama e, por fim, luz visível). Vale ressaltar que o foco da aula foi a luz visível, por isso, esse tema foi priorizado, não menosprezando os outros. Nessa etapa temas interdisciplinares como: atmosfera, formação de nuvens, chuvas, moléculas de água, importância do uso de óculos e protetores solares, funcionamento de bandas de rádio AM e FM foram discutidos simultaneamente.

O projeto de extensão teve a participação de oito crianças, sete de cinco à seis anos, que estudam no primeiro ano do Ensino Fundamental e uma de oito anos que está no terceiro ano e faz reforço junto a turma. A aplicação se iniciou em maio de 2012 e teve conclusão em agosto do mesmo ano.

Todas as crianças interagiram muito entre si e a proposta do projeto foi contemplada de maneira positiva, pois surgiram várias dúvidas e os alunos se sentiram muito interessados durante a realização da unidade de ensino potencialmente significativa. A abordagem da aplicação foi realizada utilizando os materiais que foram selecionados e apresentados na seção anterior.

## Avaliação

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Diferente de uma abordagem de alfabetização no Ensino Fundamental, o projeto foi centrado nos alunos e observamos, no tema gerador de Ciências Naturais, que as crianças demonstraram muito interesse pelos assuntos abordados. A proposta foi proporcionar um ambiente pedagógico propício para que os alunos pudessem evoluir conceitualmente e construir a sua aprendizagem sobre a relação que a ciência tem com o mundo que os rodeia (Figura 3). Percebemos, após alguns encontros com as crianças, que aqueles que se sentiam envergonhados no início estavam fazendo questionamentos e contribuindo significativamente para ajudar os colegas a solucionar os problemas sugeridos no decorrer das atividades. O ponto que os autores consideram de maior avanço e relevância no trabalho é aquele em que os alunos se sentiram a vontade e despertaram pré disposição a aprender sobre conceitos científicos dando início a evolução conceitual.

Figura 3: Avaliação do problema central do projeto.

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Quanto ao trabalho de evolução conceitual com os alunos não é possível apresentar dados correspondentes e análise dos mesmos, pois esse processo é lento, gradual e progressivo. Nesse sentido os dados poderão ser extraídos no futuro, de modo que as crianças, na infância, começam a desenvolver sua estrutura cognitiva para um dia dominar conceitos. Assim, promover que os alunos aprendam conceitos complexos de Física já no Ensino Fundamental não é, de forma alguma, a contribuição deste trabalho. Mas sim, preparar a estrutura cognitiva delas para facilitar este aprendizado posteriormente. Ensinando os primeiros conceitos que servirão de subsunçores para a educação posterior.

## Considerações finais

Embasando-nos na Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel e acreditamos que é necessário inserir conceitos científicos desde os primeiros anos da formação escolar. A justificativa para tanto é que toda a aprendizagem dessa área que os estudantes terão nos anos seguintes depende da introdução realizada no início do Ensino Fundamental (MOREIRA, 2000). Com isso, é importante que, mesmo sem a obrigatoriedade no currículo, sejam realizados, ao menos, projetos de extensão que possam inserir conceitos físicos aos alunos para que esses consigam

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construir de maneira contínua um melhor entendimento do mundo que os rodeia. O estudo relatado aqui pretende ser apenas um primeiro passo nessa prática.

Acreditamos que além de ensinar Física, acima de tudo, devemos formar cidadãos críticos. Isso tem importância na formação coletiva da sociedade, pois uma pessoa questionadora não aceita as verdades ditas como naturais pelas pessoas. Esse cidadão vai tentar entender o motivo e o significado das coisas que acontecem no mundo e participar da construção de sua cidadania. Essa é a maior contribuição de qualquer aula de Física e foi a principal motivação do trabalho aqui relatado.

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## Referências

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