A GESTÃO DA MATÉRIA NO ENSINO DE FÍSICA MODERNA E A FORMAÇÃO DE PROFESSORES

## A GESTÃO DA MATÉRIA NO ENSINO DE FÍSICA MODERNA E A FORMAÇÃO DE PROFESSORES

## Thomas Barbosa Fejolo 1 , Sergio de Mello Arruda 2

- 1 Universidade Estadual de Londrina/ Programa de Pós-graduação em Ensino de Ciências e Educação Matemática/ fejolo18@gmail.com

## Resumo

Este trabalho relata uma pesquisa sobre o ensino de Física Moderna no Ensino Médio que faz parte de uma dissertação de mestrado em andamento. A pesquisa focalizou um grupo do PIBID (Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência) formado por dois estudantes de licenciatura em Física e um professor de Física da Rede Estadual de Ensino. Buscou-se identificar como o grupo realizou a Gestão da Matéria tendo em vista operações que influem no movimento do 'saber a ensinar' ao 'saber ensinado'. O instrumento de organização e interpretação das informações foram os procedimentos da Análise de Conteúdo. Utilizou-se como plataforma de interpretação das comunicações do grupo, seis elementos presentes na teoria de Clermont Gauthier (et al.) relativos ao 'Planejamento da Gestão da Matéria'. A pesquisa traz uma descrição da sequência de aulas (com seus objetivos e atividades) planejadas pelos integrantes do grupo no decorrer do programa. Como resultado da pesquisa, averígua-se que a gestão do grupo contemplou com destaque o planejamento dos conteúdos e o planejamento das atividades a serem realizadas em sala de aula para obtenção do objetivo estabelecido: o ensino da difração da luz, a compreensão das linhas espectrais provenientes de lâmpadas compostas por diferentes elementos químicos e as relações destes fenômenos físicos da luz com o modelo de átomo de Niels Bohr.

Palavras-chave : PIBID; Gestão da matéria; Ensino de Física Moderna; Planejamento.

## Introdução

O ensino de física moderna na escola tem sido justificado por diversos autores da área da pesquisa em ensino de ciências. A pesquisa intitulada de ' Uma revisão bibliográfica sobre a área de pesquisa: Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio' reúne uma série de resultados de pesquisas e experiências neste campo. A fonte da revisão foram os 'artigos em revistas, livros didáticos, dissertações, teses, projetos e navegações pela internet, que abordam a questão' (OSTERMAN e MOREIRA, 2000). Além de apresentar justificativas para o ensino da Física Moderna esta revisão direciona algumas reflexões sobre os problemas e as dificuldades que envolvem tal empreendimento, como por exemplo:

Uma questão desafiadora é a escolha de quais tópicos de FMC deveriam ser ensinados nas escolas ou, o que dá no mesmo, de quais temas de FMC deveriam ser objeto de especial atenção na formação de professores de Física com vistas a uma adequada transposição didática para o ensino médio (OSTERMAN e MOREIRA, 2000).

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- A formação de professores é um fator relevante na problemática do ensino de Física Moderna na escola média. Nossa pesquisa se insere neste contexto para investigar quais os possíveis processos de co-formação (que acontece concomitantemente com a formação acadêmica) dos futuros professores de física, por meio do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência (PIBID).
- O grupo investigado foi composto por integrantes do PIBID (um supervisor e dois estudantes de licenciatura) que tinham como objetivo o planejamento e a ministração de uma série de aulas no Ensino Médio sobre: refração e difração da luz, linhas espectrais, estudo das lâmpadas compostas por diferentes elementos químicos (e seus espectros) e as relações entre estes fenômenos físicos da luz e o átomo do modelo de Niels Bohr.

## Problema de pesquisa

O PIBID é um projeto financiado pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). Ele foi lançado em edital nacional pelo Ministério da Educação no ano de 2007 com finalidade de conceder bolsas de estudo e pesquisa distribuídas em cinco modalidades: coordenação institucional, coordenação de área, coordenação de área de gestão de processos educacionais, supervisão, iniciação à docência. O programa tem como objetivo:

Fomentar a iniciação à docência de estudantes das instituições federais de educação superior e preparar a formação de docentes em nível superior, em cursos de licenciatura presencial plena, para atuar na educação básica pública (MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO, 2008).

Ao fornecer esta estrutura o programa favorece interações entre estudantes de licenciatura e professores experientes. Nesta configuração acontecem trocas de experiências que poderão ser significativas para os estudantes no processo de vir a ser professor e para os professores que podem compartilhar seus saberes, e também adquirir outros. Sobre este assunto Borges afirma que:

- [...] os professores ressaltam diferentes experiências, algumas préprofissionais, que foram significativas no processo de vir a ser professor. A experiência ocupa, portanto, uma boa parte do discurso dos meus depoentes, a própria formação é parte desta experiência formativa. Ao citar o contato com certos professores formadores, as atividades extracurriculares, a Prática de Ensino, as leituras etc. apontadas como significativas, os professores acrescentam as experiências adquiridas na vida pessoal [...], nas experiências obtidas nas relações de trabalho [...], no contato com os alunos e no exercício da profissão (BORGES, 2006, p.159).
- O programa de iniciação a docência possibilita estas experiências préprofissionais que influem na formação dos estudantes de licenciatura. Isto acontece quando os professores experientes comunicam seu repertório de conhecimentos relacionados ao ensino. Veremos como isso se configura a partir do conceito de sistema didático.
- O sistema didático de Chevallard (2005) é uma estrutura constituída por três lugares, que são ocupados pelo Professor (P), Saber (S) e Estudantes (E). Ele é formado por um mestre em contato com estudantes em torno de um conteúdo conforme a ilustração abaixo:

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Figura 01: Sistema Didático (CHEVALLARD, 2005 )

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Para interpretar as experiências de ensino de física e de co-formação no PIBID elaboramos um esquema de relações inspirado no sistema didático de Ives Chevallard. Ele é composto por três lugares que serão ocupados pelo Supervisor (SP), pelos dois estudantes de licenciatura (E1 e E2) e pelo Saberes da Gestão da Matéria (SGM), que são os saberes que estão em jogo entre os atores durante a preparação de aulas e que eventualmente influem no saber ensinado.

Figura 02: Esquema de relações

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Os elementos neste esquema podem mudar se variarem: os sujeitos que ocupam os lugares e o momento específico da gestão. Como o foco desta pesquisa é analisar o planejamento da gestão da matéria antes da interação em sala de aula, fica definido que os alunos da escola não ocupam lugar no esquema. Dado os sujeitos e o objetivo (ensino de Física Moderna) os saberes que ocupam lugar são aqueles que influem no que efetivamente será feito em sala de aula. O supervisor SP durante o planejamento com os estudantes E1 e E2 insere na relação conhecimentos de sua prática, que é condicionada por uma dupla função: a de gerir a matéria (o conteúdo a ser ensinado) e a de gerir uma classe.

A gestão da matéria 'remete a todos os enunciados relativos ao planejamento, ao ensino e à avaliação de uma aula ou de parte de uma aula. Ela engloba o conjunto das operações de que o mestre lança mão para levar os alunos a aprenderem o conteúdo' (Gauthier, 1998). A gestão pode acontecer em três fases distintas: o planejamento da gestão da matéria , antes do ensino do conteúdo, as gestões no processo de interação com os alunos, que ocorre no momento do ensino e a avaliação da fase de gestão, esta fase engloba avaliação da aprendizagem dos alunos e avaliação do professor sobre a sua própria maneira de ensinar.

Neste trabalho analisa-se como o grupo exerceu o planejamento da gestão da matéria antes da interação com os alunos em sala de aula. O planejamento da gestão da matéria diz respeito a aspectos como:

Finalidades almejadas pelo ensino (o porquê do ensino da matéria), os conteúdos a serem ministrados (o quê do ensino da matéria), as atividades de aprendizagem (os veículos do 'quê'), as estratégias

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de ensino (os meios de tornar o veículo eficaz) e o ambiente educacional (as condições que fazem que esse 'quê' seja veiculado favoravelmente ou não) (GAUTHIER, 1998).

Como foi feita a gestão da matéria pelos estudantes de licenciatura e supervisor com o objetivo de ensino de Física Moderna? Quais saberes do planejamento da gestão da matéria estiveram presentes na comunicação e no planejamento do grupo?

## Objetivo

O objetivo da pesquisa é identificar, interpretar e analisar quais saberes foram mobilizados para o exercício da atividade proposta pelo grupo: o ensino da difração da luz, a compreensão, por parte dos alunos da escola, das linhas espectrais provenientes de lâmpadas compostas por diferentes elementos químicos e as relações destes fenômenos físicos da luz com o modelo de átomo de Niels Bohr.

Para atingir este objetivo foram transcritas as comunicações contidas nas filmagens correspondentes a quatro encontros do grupo. No primeiro encontro o grupo assiste (em vídeo) e analisa as aulas ministradas por eles na semana anterior (a título de preparo), cujo público alvo foi o supervisor e outros colegas do PIBID. No segundo encontro os sujeitos discutirem conceitos físicos e planejam os conteúdos das aulas que serão ministradas na turma do supervisor. No terceiro encontro o grupo reflete sobre a sequência didática das aulas e sobre a organização da turma para o momento da interação em sala de aula. No quarto encontro foram feitas experimentações em laboratório e os estudantes de licenciatura simulam explicações sobre os conteúdos envolvidos para o supervisor.

## Metodologia

Ao filmar as ações do grupo o pesquisador assumiu a postura de observador, não participando das atividades, ou seja, apenas acompanhando e registrando as cenas. Utilizou-se a Análise de Conteúdo para melhor compreender aquilo que estava presente nas comunicações entre os sujeitos da pesquisa no momento do planejamento das aulas de Física Moderna. A Análise de Conteúdo pode ser definida como um conjunto de procedimentos que desenvolve a:

[...] análise das comunicações visando obter, por procedimentos sistemáticos e objectivos, de descrição do conteúdo das mensagens, indicadores (quantitativos ou não) que permitam a inferência de conhecimentos relativos às condições de produção/recepção (variáveis inferidas) destas mensagens (BARDIN, 2004, p37).

O procedimento mais empregado em pesquisas que utilizam a Análise de Conteúdo é a análise categorial que 'funciona por meio de operações de divisões do texto em unidades, em categorias segundo reagrupamentos analógicos' (BARDIN, 2004). A sequência de operações da presente análise seguiu a seguinte ordem: a transcrição das comunicações, a leitura flutuante (processo de imersão do pesquisador no material a ser analisado), a codificação (que consiste em transformar os dados brutos do texto em unidades que representam o conteúdo), e a interpretação (que é o estabelecimento de relações entre as unidades de análise a partir dos referenciais teóricos a priori).

A partir da leitura flutuante e da codificação foi possível descontar das transcrições as unidades de análise (pequenos trechos da comunicação que representam o conteúdo). O critério para este procedimento foram as relações de

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semelhança das unidades com os significantes das categorias estabelecidas a priori (que serão definidas juntamente com os resultados na próxima seção).

## Resultados

- O conjunto de procedimentos da Análise de Conteúdo propiciou a organização das informações e a identificação setenta e seis unidades de análise (retiradas das transcrições das comunicações entre os sujeitos investigados). Tais unidades passaram pelo processo de interpretação, comparação e categorização de acordo com o quadro teórico assumido a priori: os seis elementos principais do 'Planejamento da Gestão da Matéria' de Clermont Gauthier.

Na medida em que foram encontrados fragmentos/trechos de comunicação relacionados com as categorias (e seus significantes) eles foram organizados e se tornaram unidades de análise. Após este procedimento estabeleceu-se o confronto direto e a comparação destas unidades com as seis categorias previamente organizadas. Elas serão definidas e apresentadas a seguir, juntamente com as unidades de análise. Os resultados estão organizados da seguinte maneira: 1º) o código e nome da categoria; 2º) a definição; 3º) os significantes; 4º) exemplos de unidades alocadas naquela categoria. Vejamos:

P01- Planejamento dos Objetivos do Ensino: É a determinação a priori dos fins ou objetivos a serem alcançados pelo ensino. Significantes: objetivo; finalidade; pertinência para os alunos; nível cognitivo; etc.

SP: Esta é uma pergunta que, é a primeira pergunta quando você está preparando uma aula. Eu vou explicar isso aqui pro meu aluno por quê? Eu quero chegar onde? Eu quero que ele entenda o que? No nosso caso específico nós temos que entrar nas ondas eletromagnéticas para falar de difração e refração. Então o foco principal é a onda eletromagnética. E aqui no caso você está dando uma ênfase bastante grande a onda mecânica, aquela coisa se agente tivesse 4, 5, 6 aulas, mas nós teremos uma aula só de 30 minutos para fazer toda esta abordagem, então quem é que vai ser meu carro chefe? Quem que é que eu vou ter que enfatizar? (U24)

SP: Difração, é o nosso foco de trabalho, é um fenômeno pelo qual uma onda contorna um obstáculo. (U49)

Nos exemplos acima o supervisor orienta os licenciandos sobre a definição de objetivos de ensino, tarefa essencial do trabalho docente.

P02- Planejamento dos Conteúdos de Aprendizagem: São as decisões dos professores quanto aos conteúdos a serem ensinados. Significantes: transformar o conteúdo; dificuldade que o conteúdo apresenta para os alunos; conhecer a matéria; seleção de exercícios e tarefas; criação de aulas; satisfação pessoal em ensinar; etc.

E2: Se explicar tudo isso, meu deus! Vai dar um nó na cabeça deles. É uma coisa que nós temos que saber. (U73)

E1: Eu não sei se isso é problema meu, mas eu só sei que fico pensando se eu falei alguma coisa errada conceitualmente. [...] daí sempre quando eu falo alguma coisa, eu não me seguro, daí acaba a apresentação eu volto para casa e olho no livro para ver se tinha alguma coisa errada se não tinha, porque eu não sei, eu tenho isso comigo.

Esta categoria contemplou comunicações do grupo sobre o planejamento dos conteúdos para o ensino. Os participantes eventualmente recorreram aos estudos e

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aos livros para a compreensão dos conteúdos abordados. Nesta fase o grupo realiza a transposição didática.

P03 - Planejamento das Atividades de Aprendizagem: São as decisões dos professores referentes às atividades e às estruturas das atividades. Significantes: Estratégias de ensino; recursos; prever reações dos alunos; identificar necessidades individuais; atividades previstas com antecedência; apresentação clara das atividades; motivação; desafio; provocação; interesse do aluno; etc.

SP: Sim, não é uma coisa de outro mundo, e quando você compara esta onda aqui com a onda da água é uma coisa que remete direto e aí logo em seguida liga o vídeo. Porque no quadro está cheio de lições, você toma o cuidado leva um papel anotadinho: na hora vou ter que escrever isso, isso, isso, definição de tal coisa, definição de tal coisa, disso e disso, porque quando você precisar voltar eles vão ter isso no caderno. Isso é o que você vai escrever. Isso é uma das coisas que eu apanhei muito. (U45)

E1: Eu acho que vai ser bom, deixar as coisas no quadro, quando a gente for explicar pras 10, pro grupinho, deixa todas as paradinhas no quadro, os desenhos e tudo mais, ai faz ... aí você vai falando daqui e mostrando pra eles lá irem visualizando. (U66)

Planejar as atividades que serão levadas em sala de aula é essencial para a organização do trabalho do professor. Algumas comunicações do supervisor neste sentido orientaram E1 e E2 sobre possíveis estratégias de ensino.

P04 - Planejamento das Estratégias de Ensino: São as decisões sobre como dirigir os programas adaptando-os de acordo com os alunos. Significantes: organização coerente das ideias; adaptação de programas; necessidade dos alunos; seleção de sequência de atividades; andamento das lições; etc.

SP: O fechamento é o resumo do que é importante, ou seja, o qual é o objetivo da aula e o que que você queria que eles realmente prestassem a atenção. O que que você queria que eles tivessem aprendido naquele tempo todo? (U19)

SP: Na primeira aula já termina dando gancho para a refração e difração [...] coisas que você puxa e que você não vai trabalhar com aquilo, na outra aula você já trabalha aquilo, se você está tralhando refração você já puxa outras coisas que não são explicadas por refração. (U57)

O supervisor informa E1 e E2 sobre a importância do: sequenciamento das aulas; e do tempo disponível para o ensino. Estes conhecimentos auxiliaram na gestão da matéria realizada por E1 e E2.

P05 - Planejamento das Avaliações: São as escolhas sobre as modalidades de avaliação. Significantes: modo de avaliação; prova; teste; avaliação formativa; avaliação somativa; etc.

E2: Eu coloquei um exercício, eu elaborei porque como um modo de avaliação entendeu, vê se os alunos aprenderam só que se eu fizer isso será que vai dar mais para o lado da matemática? Ou eu posso fazer uma nova forma de avaliação. SP: Dá para fazer avaliação, mas é mudar o foco da avaliação. Se você está querendo saber do fenômeno você tem que fazer uma pergunta fenomenológica. (U30)

Esta categoria abarcou as comunicações do grupo sobre as maneiras de avaliar a aprendizagem dos alunos. Os conteúdos do ensino foram vinculados aos conteúdos da avaliação, mas não às maneiras de avaliar.

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P06 - Planejamento do Ambiente Educativo: É relativo à organização de elementos como o espaço físico, os materiais, as pessoas envolvidas e do tempo previsto. Significantes: Tempo; espaço físico; recursos humanos; materiais; equipamentos; dividir em grupos; etc.

SP: Como nós estaremos em três de inicio dá para dividir em três grupos, são grupos de dez pessoas, aí dá para fazer uma rodinha, E aí cada um fica com uma. (U2)

SP: Qual material eu vou utilizar para fazer em dois três quatro grupos, vou precisar repetir, transportar, para não ficar na dependência dos materiais da universidade, porque este material que eu utilizo hoje, eu posso utilizar numa outra aula, depois e depois. E que eu não gaste muito, então para a refração tanto para a difração. (U3)

Para o ensino das propriedades da luz, o grupo utilizou recursos como experimento, imagens em TV, maquete. O supervisor informa sobre as maneiras de organizar a sala durante a aula; e sobre os materiais para produção de experimentos.

O gráfico abaixo reúne o resultado da distribuição das setenta e seis unidades de análise nas categorias da gestão da matéria antes da interação em sala de aula.

Gráfico 01: Saberes do Planejamento da Gestão da Matéria mais presentes na fala dos sujeitos investigados.

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Esta imagem nos informa que as categorias que receberam mais entradas foram: Planejamento dos Conteúdos de Aprendizagem, com trinta e três unidades; Planejamento das Atividades de Aprendizagem, com vinte e oito unidades; Planejamento do Ambiente Educativo, com dezenove unidades.

Isto revela a maior preocupação do grupo em: tornar o conteúdo da Física Moderna mais acessível aos alunos; considerar fatores como tempo de aula, recursos materiais, divisão da turma em grupos, etc. Estas tarefas foram contempladas com destaque na gestão da matéria realizada pelo grupo.

As outras três categorias que receberam menos entradas foram: Planejamento dos Objetivos do Ensino, com cinco unidades; Planejamento das Estratégias de Ensino, sete unidades; Planejamento das Avaliações, com apenas

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uma unidade. Era de se esperar que o planejamento das estratégias de ensino tivesse menos atenção do grupo, pois o objetivo foi produzir apenas quatro aulas e não reorganizar o programa anual de conteúdos daquela turma. O planejamento do grupo quanto às avaliações ocorreu apenas no final das atividades de gestão, o que explica as poucas comunicações alocadas nesta categoria.

- O grupo elaborou quatro aulas compostas por objetivos distintos: (1) a primeira aula sobre os aspectos físicos das ondas com objetivo de formar uma base para os alunos entenderem os fenômenos ondulatórios da luz (nesta aula utilizou-se como estratégia de ensino uma exposição teórica e imagética dos fenômenos ondulatórios); (2) a segunda aula sobre a refração da luz com intuito de diferenciar posteriormente o fenômeno da refração do fenômeno da difração (como estratégia de ensino o grupo escolheu a experimentação em sala para demonstrar o fenômeno); (3) a terceira aula sobre a difração da luz, com experimentação demonstrativa em sala utilizando rede de difração, fenda e obstáculos (como um fio de cabelo); (4) e finalmente a quarta aula sobre os espectros de diferentes lâmpadas e suas relações com o fenômeno da difração da luz e com o átomo de Bohr, para esta aula planejou-se utilizar imagens, exposição e uma maquete para facilitar a visualização do aluno.
- A gestão da matéria é uma tarefa crucial para a inserção da Física Moderna na escola, porque é o momento onde o professor: organiza, estuda e transpõe os conteúdos; escolhe as diferentes estratégias e abordagens de ensino; planeja o ambiente; as avaliações; as atividades; etc.
- A interação entre os licenciandos e o professor mais experiente proporcionou algumas trocas de informações. O supervisor eventualmente orienta e fornece aos licenciandos uma série de conhecimentos, que fazem parte do seu repertório de saberes. Portanto, consideramos que o PIBID favorece a socialização dos saberes docentes, em particular os saberes de gestão da matéria (que estão em jogo no sistema didático entre o supervisor e os licenciandos). Essa experiência préprofissional dos licenciandos é uma possível fonte de saberes docentes. Neste caso particular, a formação dos licenciandos ocorreu na interação com o supervisor durante a realização da gestão da matéria.

## Referências

BARDIN, L . Análise de conteúdo. 3. ed. Lisboa: Edições 70, 2004, 223p.

BORGES, C. M. F. O professor da educação básica e seus saberes profissionais. Araraquara: JM Editora, 2004.

CHEVALLARD, Y . La transposición didáctica: del saber sabio al saber enseñado . Buenos Aires: Aique Grupo Editor, 2005.

COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR. Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência - PIBID . Disponível em: &lt;http://www.capes.gov.br/educacao-basica/capespibid&gt;. Acesso em: 19jun. 2012.

GAUTHIER, C.; MARTINEAU, S.; DESBIENS, J.F.; MALO, A. e SIMARD, D. Por uma teoria da pedagogia: pesquisas contemporâneas sobre o saber docente. Ijuí: UNIJUÍ, 1998, 457p.

OSTERMANN, F. e MOREIRA, M. A. Uma revisão bibliográfica sobre a área de pesquisa "física moderna e contemporânea no ensino médio. Investigações em ensino de ciências , Porto Alegre, vol. 5, n. 1, 2000.

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