PROPOSTA DE PROTOCOLO AVALIATIVO. UM ESTUDO DE CASO PARA O ENSINO DE ELETRICIDADE E MAGNETISMO

## PROPOSTA DE PROTOCOLO AVALIATIVO: UM ESTUDO DE CASO PARA O ENSINO DE ELETRICIDADE E MAGNETISMO

Rafael Rodrigo Garofalo Paranhos¹; Ducinei Garcia²;

Departamento de Física, Universidade Federal de São Carlos 1 e-mail: paranhos@df.ufscar.br 2 e-mail: ducinei@df.ufscar.br

## Resumo

Neste estudo introduziu-se uma proposta de avaliação de aprendizagem significativa dos conceitos de eletricidade e magnetismo através da aplicação e elementos de estatística descritiva e da interpretação destes dados. A oportunidade de realização deste estudo surgiu da participação dos autores um como doutorando e outro como supervisor no programa de estagio supervisionado e capacitação docente (PESCD) do programa pós-graduação do departamento de Física da UFSCar. Tendo em mente este panorama, a proposta geral deste estudo de caso foi levantar informações pertinentes à aprendizagem relacionadas a uma disciplina introdutória de eletricidade e magnetismo, ofertada aos cursos de engenharia da UFSCar. A pesquisa estruturou-se da seguinte maneira: mapa conceitual dos conteúdos abordados para cada questão ao longo da disciplina; levantamento dos conteúdos abordados nas quatro avaliações aplicadas; análise do desempenho dos alunos considerando as notas obtidas nas avaliações. Os resultados foram apresentados a partir de mapas conceituais os quais facilitam a visualização do desempenho dos alunos referente a um determinado conteúdo. A aplicação do protocolo, no caso exemplificado, mostrou-se importante para a identificação de conteúdos nos quais os alunos apontam uma maior dificuldade de absorção do conhecimento e revela novos questionamentos quanto a metodologia de ensino empregada em sala de aula .

Palavras-chave : Avaliação; Ensino de física para engenharias; Análise estatística; Eletricidade; Magnetismo

## Introdução

Discussões sobre os processos avaliativos estão sempre presentes em encontros de profissionais na área de educação, devido, principalmente, a sua abrangência e consequências que deste processo podem ser extraídos. Tais processos talvez sejam a ferramenta educacional que apresente as maiores controvérsias, pois além de ser utilizada para a identificação da efetividade dos processos de ensino-aprendizagem desenvolvidos pelos alunos. A avaliação também descrimina e seleciona os estudantes conforme seu rendimento acadêmico provocando, assim, a ascensão ou fracasso escolar.

Estabelecida a contextualização dos processos avaliativos, e tendo em mente que, os mesmos são carregados de pré-conceitos é necessário alguns apontamentos teóricos sobre este processo. Segundo, Ana Maria Avela Saul, o ato de avaliar pode incidir sobre uma determinada ação ou sobre objetos específicos. Portanto, ela a avaliação se torna útil, quando aplicada a um grupo de alunos, onde se busca identificar, não só o rendimento acadêmico, mas também outros objetos de interesse educacional e também para se obter informações sobre o sistema educacional de um país. No ambiente escolar a avaliação recai, principalmente, sobre o rendimento escolar dos alunos, portanto, ela é constantemente confundida, como um momento exclusivo de atribuição de notas ou o momento para o julgamento de mérito do trabalho desenvolvido pelos alunos. Contudo, deve-se

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20 a 25 de janeiro de 2013

considerar que a avaliação, no ambiente escolar pode e deve estar presente em inúmero outros objetos educacionais. (Saul, Ana Maria Avela)

Focando na avaliação como ferramenta de analise do rendimento escolar dos alunos deve-se lembrar, principalmente, de duas concepções de avaliações. As quantitativas e as qualitativas. Em geral, observa-se, grande questionamento, e até mesmo certo preconceito sobre as avaliações quantitativas, pois, esta é apontada como sendo possuidora de grande artificialidade decorrente de seus pressupostos teóricos e limitações. Além de estabelecer uma relação de causa e efeito dos dados obtidos, através da manipulação de variáveis com a intenção de validar conclusões e por fim, de atribuir aos dados, puramente matemáticos, significados a-histórico, desconsiderando o contexto no qual aquela avaliação foi aplicada. (Franco, Maria Laura P. Barbosa). Ainda, segundo Lino de Macedo, há quem defenda as avaliações quantitativas, quando a mesma vem atrelada a uma posição crítica dos dados obtidos, pois os números extraídos podem, em muitos casos fortalecer argumentos, demonstrar tendências, divergências e/ou proporções existentes.

Considerando as controvérsias estabelecidas sobre o processo avaliativo. Propõe-se a criação e aplicação de um protocolo avaliativo, baseado em análises estatísticas, cujo principal objetivo é obter informações sobre o processo de ensino aprendizagem através da contextualização dos dados obtidos em avaliações formais, promovendo, assim, a significação de dados puramente matemáticos.

## Protocolo Avaliativo

O protocolo proposto pelos autores tem, como objetivo principal, identificar, contextualizar e avaliar a aprendizagem dos alunos. Para o comprimento dos objetivos a proposta será dividida em três etapas. Na primeira etapa propõe-se que seja realizado o levantamento dos conceitos avaliados em cada questão de avaliação. Assim, é possível ao professor a identificação da abrangência dos conteúdos da avaliação aplicada aos alunos e, consequentemente, uma autoavaliação e um feedback sobre a necessidade e da adequação dos conteúdos.

As avaliações seguiram o seguinte padrão: Cada uma das três avaliações continha quatro questões obrigatórias, cada uma com o mesmo valor de 2,5 pontos, totalizando 10 pontos. Além das questões obrigatórias as provas continham questões substitutivas, que caso resolvidas apresentassem pontuação superior a alguma questão obrigatória, tinham o poder de substituí-las.

- O Segundo passo é o tratamento dos dados obtidos de cada questão. Partindo das notas obtidas por cada aluno é possível identificar os conceitos que obtiveram melhores índices de aprendizagem. Para tal, aplicou-se conceitos básicos de estatística descritiva que consiste em um método onde os dados originais são reduzidos a classes de valores que represente aquela massa de dados originais. Dentro da análise estatística descritiva podemos ter a representação tabular pela análise de frequências, e/ou a representação gráfica do tipo histograma. Neste trabalho aplicou-se os conceitos acima da seguinte maneira: cada questão foi dividida em 5 partes iguais, em pontuação, assim temos 5 possíveis classificações,as quais estão representadas na Tabela 1. Escolheu-se trabalhar com estas variações percentuais para facilitar a análise e contextualização dos resultados. Realizado este levantamento, organizou-se estes resultados em gráficos nos quais foram possíveis a visualização da avaliação como um todo. (Gonçalves, Fernando Antônio)

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Tabela 1. Separação das notas obtidas em classes de valores

Por fim, na terceira etapa realizou-se a comparação destes resultados numéricos com os conceitos identificados em cada questão. Com esta comparação foi possível identificar, com facilidade, os conceitos nos quais o alunado apresenta maior facilidade ou maior dificuldade de aprendizado. Uma vez identificados os conceitos, que apresentaram baixo rendimento, independentemente da nota obtida na avaliação como um todo, atividades de reforços e correções poderão ser aplicados a este conteúdo específico. A Fig. 2 apresenta um organograma do protocolo.

Fig. 1 Organograma das três etapas propostas para a aplicação do protocolo avaliativo dos resultados de uma prova formal

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## Contextualização do estudo de caso

A oportunidade de realização deste estudo surgiu da participação dos autores um como doutorando e outro como supervisor no programa de estagio supervisionado e capacitação docente (PESCD) do programa pós-graduação do departamento de Física da UFSCar . A aplicação do protocolo proposto nesse estudo de caso, buscou o levantamento de relevantes informações sobre as relações de ensino-aprendizagem em uma disciplina de física 3, voltada para os cursos de engenharias da UFSCar. O objetivo, principal, da disciplina foi apresentar aos alunos conceitos fundamentais sobre eletricidade e magnetismo de forma clara e concisa. Para tal seguiu-se os métodos, tidos como convencionais de ensino. O formato de avaliação escolhida foi a aplicação de três provas e uma substitutiva.

A publicação das diretrizes curriculares para o ensino de engenharia, em 2002, busca atender as novas necessidades profissionais destes alunos, criando um ciclo básico fixo de 50% da carga horária disponível. (Brasil, resolução CNE/CSE n°11). Os conteúdos de física inserem-se neste ciclo básico, e é apontado por diversos autores como um dos alicerces fundamentais para a formação dos novos engenheiros. Aponta-se que tais conteúdos básicos de física são dificilmente absorvidos, por alunos em inicio de curso, cujas causas para tal fato são diversas: parti-se do mito criado sobre os conteúdos de física, culminando nas relações de ensino-aprendizagem, e metodologias aplicadas no ensino de física para estudantes de engenharia. (RIBEIRO, Luis Roberto de Camargo)

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## Aplicação e discussões

Primeiramente, o mapa conceitual, referente a disciplina F3 foi levantado, partindo de informações obtidas através do plano de ensino. Levantado os conteúdos abordados ao longo de toda a disciplina, a próxima etapa do protocolo proposto é a análise das avaliações formais aplicadas aos alunos.

A Primeira foi uma avaliação diagnóstica, cuja intenção foi de levantar as concepções pré-existentes dos alunos. A avaliação ocorreu durante a 1° semana de aula e constituiu de 5 questões alternativas. O diagrama representado na Fig. 3 apresenta os conceitos envolvidos em cada questão.

Fig. 2. Organograma dos conteúdos abordados na avaliação diagnóstica.

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A Fig. 4 apresenta os resultados obtidos desta avaliação. Ressalta-se que pelo fato de se tratar de uma avaliação objetiva contendo questões do tipo alternativa houve resposta incorretas/sem resposta ou 100% corretas. Da análise do gráfico possível pode-se notar uma maior dificuldade na questão de número 1 que segundo da Fig. 3 discute o conceito de discretização da carga elétrica e de sua conservação. Por outro lado, observou-se que os conceitos de processos de eletrificação, força elétrica e campo elétrico tiveram um grande número de acertos, aproximadamente, 100% questões 2,3,4 e 5 respectivamente.

Fig. 3. Histograma dos erros e acertos calculados a partir da conversão de dados proposta e aplicada a avaliação diagnóstica

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Após o levantamento diagnóstico iniciou-se a aplicações dos conteúdos em sala de aula, previsto pelo plano de ensino. Os conceitos discutidos na primeira

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avaliação estão apresentados no organograma, Fig. 5. O principal conceito envolvido na avaliação foi o campo elétrico, contudo diversos tópicos pertinentes a este conceito foram discutidos ao longo da avaliação.

Fig. 4. Organograma dos conteúdos abordados na 1ª avaliação.

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Os resultados obtidos estão apresentados na Fig. 6. Observa-se claramente um aumento significativo na quantidade de questões erradas ou sem resposta. O tópico que apresentou maior dificuldade foi o campo elétrico em cargas puntiformes o qual envolvia, ao mesmo tempo, conceitos de campo, simetria e fluxo de campo elétrico e, consequentemente, a lei de Gauss, questão 3. Contudo, houve dois conceitos cuja nota obtida encontra-se no quarto de maior acerto, o campo elétrico em dipolos elétricos (questão 2) e o comportamento do campo elétrico em planos carregados (questão 5), sendo que este último foi uma questão de livre escolha onde os alunos deviam propor e resolver uma questão sobre o campo elétrico em planos carregados.

Fig. 5. Histograma dos erros e acertos calculados a partir da conversão de dados proposta e aplicada a 1ª avaliação

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A pesquisa segue com a aplicação da segunda avaliação formal do curso. A avaliação foi constituída de 6 questões, sendo que destas, 4 questões foram de solução obrigatória, e 2 questões extras. Levantou-se os conceitos e tópicos envolvidos em cada questão seguindo o protocolo proposto. O resultado deste levantamento está representado na Fig. 7.

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Fig. 6. Organograma dos conceitos abordados na 2ª avaliação.

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Os resultados deste levantamento mostrou-se muito interessante, pois houve uma concentração percentual em questões com, pontuação máxima ou com pontuação mínina. Tal comportamento, é esperado para avaliações do tipo objetiva com questões de múltipla escolha, porém apenas a primeira questão da avaliação possuía alternativas de resposta. Tal comportamento indica que houve uma boa compreensão dos tópicos relacionados a cada conceito. Os conceitos envolvidos nas 4 questões obrigatórias , a saber, Potencial elétrico; Diferença de Potencial em meio contínuos; Lei de Ohm; e circuitos elétricos; obtiveram, aproximadamente, 25% de erros apenas, o que indica um ótimo aproveitamento por parte dos alunos. Já o conceito de impedância elétrica obteve, aproximadamente 80% de questões deixadas em branco. Deve-se tomar uma especial atenção nestes resultados, pois, as questões extras, que podiam substituir a nota de qualquer outra questão, bastasse que tivesse uma pontuação maior não foram respondidas pela maioria alunos. Tais questões envolveram conceitos de impedância elétrica e de capacitores.

Fig. 7. Histograma dos erros e acertos calculados a partir da conversão de dados proposta e aplicada a 2ª avaliação.

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Por fim, aplicou-se a 3° avaliação que continha conceitos de magnetismo, seguindo o plano de ensino. A avaliação formal foi constituída de 5 questões, sendo que destas, 4 questões foram de solução obrigatória, e 1 questão extra. A Fig. 9 apresenta o organograma referente a esta avaliação.

Fig. 8. Organograma dos conteúdos abordados na 3ª avaliação.

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A Fig. 10 apresenta os resultados obtidos. Novamente observou-se um comportamento próximo ao esperado para provas que contém apenas questões alternativas, porém, apenas a 1° questão era de múltipla escolha. O conceito que apresentou pior aproveitamento foi a indução magnética e sua representação gráfica, acima de 95% dos alunos deixaram a questão em branco ou erraram. E o conceito com maior aproveitamento por parte dos alunos foi o estudo do campo magnético de um fio infinito com, aproximadamente 85% de acertos.

Fig. 9. Histograma dos erros e acertos calculados a partir da conversão de dados proposta e aplicada a 3ª avaliação.

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Da aplicação do protocolo proposto, pode-se inferir afirmativas sobre o processo avaliativo aplicado aos alunos, e sobre as relações de ensinoaprendizagem. De um panorama geral dos resultados obtidos para as 4 avaliações aplicadas, observa-se um melhor desempenho dos alunos em conceitos que, de

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alguma maneira, já foram discutidos e apresentados a eles, em etapas de ensino anteriores como, por exemplo, conceitos de força elétrica e circuitos elétricos que são apresentados aos alunos durante o ensino médio. Contudo, uma análise mais detalhada deve ser aplicada a este contexto.

## Considerações finais

Entendendo o processo avaliativo como, uma importante ferramenta para a evolução do processo de ensino-aprendizagem, na situação escolar dos mais diferentes níveis, foi proposto um protocolo que partisse de dados quantitativos, e atribuísse a eles muito mais que um contexto, buscou-se atribuir significados aos dados obtidos e analisados. Assim, com as informações quantitativas, contextualizadas e significativas, acredita-se possível promover um melhor entendimento das dificuldades encontradas para o aprendizado de conceitos discutidos em quaisquer tipo avaliação, contendo qualquer tema. Além de promover uma postura crítica do professor e do aluno através do feedback proporcionado.

## Referencias Bibliográficas

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Macedo, Lino de; Para uma avaliação construtivista. Escola em Movimento: Série Argumento, São Paulo: SE/CENP, 1994. p. 123-129. Disponível em http://www.crmariocovas.sp.gov.br; acesso em 30 de jul 2012.

RIBEIRO, Luis Roberto de Camargo. Radiografia de uma aula em engenharia. São Carlos: EdUFSCar, c2007. 138 p

Saul, Ana Maria Avela; A avaliação educacional. Série Idéias n. 22, São Paulo: FDE, 1994. p. 61-68. Disponível em http://www.crmariocovas.sp.gov.br; acesso em 30 de jul 2012.

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