A Física no Ar e na Água: Oficina para Professores do Ensino Fundamental

## A Física no Ar e na Água: Oficina para Professores do Ensino Fundamental

## Alexandre Leite dos Santos Silva , Silvia Martins 2 1

1 Universidade Federal de Uberlândia/Instituto de Física, alexandreleite@fis.ufu.br 2 Universidade Federal de Uberlândia/Instituto de Física, smartins@gmail.com.br

## Resumo

O primeiro contato com a Física, que se dá no ensino fundamental, feito com qualidade e de forma motivadora, pode não apenas promover as esperadas mudanças conceituais, mas contribuir para um maior interesse do aluno pela Física e demais ciências, mesmo após ter concluído o ensino fundamental. No entanto, olhando o professor de ciências no ensino fundamental, que é responsável por ensinar a física (integrados aos conteúdos de química e biologia), observam-se lacunas na sua formação inicial, uma vez que, na maior parte, não são formados em Física e não contaram com um aprendizado aprofundado dos principais conceitos Físicos, nem em como abordá-los de forma didática no ensino fundamental.

Nesse cenário, esse trabalho apresenta uma oficina sobre "A Física no Ar e na Água" elaborada e implementada pelo Museu Dica, para um grupo de professores de quinze professores ciências da rede municipal de ensino de Uberlândia. No primeiro contato, foi possível perceber que devido à sua formação em ciências biológicas, os professores-alunos dessa oficina apresentam dificuldades na compreensão de conceitos de Física, fazendo com que eles se sentissem inseguros em suas práticas e, portanto, despreparados para ensinar Física. Assim, essa oficina, seguindo um modelo prático-reflexivo de formação continuada de professores, valorizou as experiências positivas e negativas dos professores e contribuiu muito para identificar as suas reais dificuldades no processo de ensino-aprendizagem de Física e traçar ações objetivas para a melhoria da qualidade de ensino.

Palavras-chave : Formação continuada de professores. Ensino Fundamental. Museu de Ciências. Ensino de Física.

## A FÍSICA E O ENSINO FUNDAMENTAL

Existem diversos fatores que tornam a Física no ensino fundamental importante, justificando pesquisas e ações voltadas para esta área. Um destes fatores é o fato de que este período concentra a maior parte da população estudantil brasileira (BRASIL, 2010). Até que este quadro seja alterado, o único contato que boa parte da população brasileira terá com a Física num ambiente formal se dará no ensino fundamental, já que, infelizmente, muitos não entrarão no ensino médio.

O primeiro contato com a Física, que se dá no ensino fundamental, feito com qualidade e de forma motivadora, pode não apenas promover as esperadas mudanças conceituais, mas contribuir para um maior interesse do aluno pela Física e demais ciências, mesmo após ter concluído o ensino fundamental (CARVALHO el al, 1998; ROSA; PEREZ; DRUM, 2007).

Todavia, quando olhamos para o professor de ciências no ensino fundamental, que é responsável por ensinar a física (integrados aos conteúdos de química e biologia), observam-se lacunas na própria formação inicial dos professores, que, na maior parte, não são formados em Física e não contaram com um aprendizado aprofundado dos principais conceitos Físicos, nem em como

abordá-los de forma didática no ensino fundamental (WAISELFISZ, 2009; MARTINS, 2005; PORTELA; HIGA, 2007; ROSA; PEREZ; DRUM, 2007).

Nesse cenário, o Museu Dica (Diversão com Ciência e Arte) realiza, desde 2011, um trabalho de formação continuada de professores, voltado para a Física no ensino fundamental.

Nesse contexto, este trabalho, apresenta uma oficina sobre "A Física no Ar e na Água" elaborada e implementada pelo Museu Dica, para um grupo de professores de ciências da rede municipal de ensino de Uberlândia.

## PROCEDIMENTOS E ESTRATÉGIAS A escolha do Tema e a Estrutura da Oficina

A oficina aqui apresentada constiui-se como uma ação piloto para a elaboração de uma proposta de formação continuada de professores no Museu Dica. Nesse cenário, buscou-se levantar uma discussão acerca da atuação dos professores de ciências do ensino fundamental. Assim, para o desenvolvimento desse trabalho, foi considerado o modelo prático-reflexivo de formação continuada de professores (PERRENOUD, 2002; JACOBUCCI, 2009), levando em conta suas experiências em sala de aula para nortear a elaboração da oficina. Além disso, a estrutura da oficina seguiu um formato fundamentado no método de ensino como investigação (referências).

## O Tema

Para a definição do formato da oficina, com discussões conceituais e prática experimental, bem como a definição de tópicos e conteúdos específicos foi organizada uma reunião prévia com os candidatos a professores-alunos, a equipe do Museu Dica e a coordenação de ciências do Cemepe, onde foram discutidas as principais dificuldades encontradas pelos professores de ciências em relação ao ensino de física. Nesse cenário, um ponto muito comentado pelos professoresalunos foi a falta de conhecimentos sobre os conteúdos e conceitos da Física uma vez que todos eles eram formados em ciências biológicas e não viram com profundidade os conceitos Físicos. Foi possível, então, com a ajuda dos candidatos a professores-alunos selecionar alguns temas da física que foram considerados por eles e pela equipe do Museu Dica, relevantes para a formação de professores.

Desse modo, a escolha do tema da oficina e dos conteúdos a serem trabalhados foi baseada nas propostas PCNs e na análise dos principais livros didáticos utilizados pelos professores-alunos (TRIVELLATO et. al, 2009; BARROS, 2009; FAVALLI et al., 2009; CANTO, 2009) e levou em consideração o diálogo com os professores alunos. Assim, o tema escolhido para a primeira oficina foi ' A Física no Ar e na Água ', comumente trabalhado pelos professores durante o sexto ano do ensino fundamental.

## Estrutura do curso

A metodologia adotada ao longo do curso passou por uma evolução, já que se baseou no modelo prático-reflexivo e procura valorizar a experiência dos professores, suas ideias para a prática de ensino e aproximar a teoria da prática. Assim, antes do encontro inicial com os professores-alunos, a equipe do Museu Dica

pensava em oferecer oficinas de experimentos de baixo custo, acreditando que a habilidade de elaborar kits de experimentos fosse o maior facilitador para motivação dos alunos no ensino fundamental em aprenderem Física.

No entanto, foi identificada a necessidade de elaboração de uma oficina que permitisse, além da elaboração dos kits de experimentos, uma discussão sobre conceitos físicos apresentados nesse tema, segundo as necessidades e pedidos dos professores-alunos, para ajuda-los a lidar com as dificuldades em tratar de temas relacionados à física devido à sua formação em ciências biológicas.

Assim, o planejamento da oficina aqui proposta foi feito de forma que se pudesse abordar as questões conceituais e também trabalhar atividades práticas, a oficina foi organizada pra acontecer em um encontro de quatro horas e dividida em duas sessões.

Na primeira sessão foram apresentados, por meio de slides e num espaço livre para comentários e discussões, os conceitos físicos básicos e sugestões de recursos e metodologias que poderiam ser adotados nas aulas de ciências, sobre o tema do dia.

Na segunda sessão, após um breve intervalo, todos se dirigiam para o laboratório a fim de participarem de uma oficina de experimentos onde foi possível ampliar a discussão conceitual juntamente com as atividades práticas. Tais experimentos foram selecionados em diversos sites (PROJETO, 2011; MINAS GERAIS, 2011; PÍON, 2011) e livros (MANDELL, 1968; TRIVELLATO et. al, 2009; BARROS, 2009; FAVALLI; PESSOA; ÂNGELO, 2009; CANTO, 2009).

Essa estrutura permitiu a realização dessa oficina e também o planejamento de outras oficinas, voltadas para o ensino fundamental, que mais tarde vieram a resultar em um curso de formação continuada para professores e em oficinas temáticas a serem realizadas no Museu Dica.

Para a realização do registro dessas atividades, foi decidido que as declarações dos professores deveriam ser gravadas ou anotadas, com o fim de traçar ações futuras e coletar dados para pesquisa, bem como proporcionar o intercâmbio de experiências.

## A Oficina: Física no Ar e na Água

A oficina sobre a Física no Ar e na Água foi realizada em maio de 2011, nas dependências do CEMEPE (Centro Municipal de Estudos e Projetos), da Secretaria Municipal de Educação de Uberlândia, contando com a presença de cerca de 15 professores da rede municipal de ensino. As atividades desse encontro estão postadas no blog de oficinas do Museu Dica: http://www.oficinadefisicadica.blogspot.com.br/2011\_05\_01\_archive.html.

## Primeira sessão: Discussão Conceitual e Recursos Didáticos

Na primeira metade do encontro, segundo a estrutura definida para essa oficina, foram apresentados slides tratando de conceitos físicos, comuns no 6º ano do ensino fundamental nas escolas dos professores-alunos e que se relacionam diretamente com o tema dessa oficina: pressão, mudança de fases, radiação (figura 1).

Durante a apresentação, os professores-alunos de ciências presentes se sentiram à vontade para expressar suas opiniões, suas sugestões, suas dificuldades

e suas dúvidas quanto ao ensino de Física no ensino fundamental. As discussões ampliaram-se não restringindo-se aos conceitos propostos pela equipe e incluindo outras questões levantadas pelos alunos.

Dentre os comentários, além das dúvidas conceituais, alguns professores alunos ressaltaram a dificuldade de abordar todo conteúdo programático durante o ano e que, por isso, muitas vezes "pulam" alguns temas e, por não terem conhecimento aprofundado da Física, a decisão dos "cortes" é feita aleatoriamente ou por dificuldade com determinado conteúdo; ou, então, devido a pressões da escola, eles abordam todo o conteúdo de maneira superficial e sem atividades inovadoras.

Figura 1: Apresentação de Slides e discussão dos conceitos a serem trabalhados no tema da oficina "A Física do Ar e da Água"

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Nesse sentido, em seu comentário uma professora-aluna disse que depende da escola se haverá uma pressão ou não para abranger todo o conteúdo programado. Há escolas que dão certa liberdade para o professor trabalhar o conteúdo que quiser, podendo abordar menos conteúdo com mais profundidade.

A equipe aproveitou para mostrar a importância de se trabalhar alguns conceitos prévios antes de abordar determinados conceitos, como, por exemplo, antes de tratar da teoria cinética na mudança de fases é necessário que os alunos entendam o significado de velocidade para que a abordagem seja realmente significativa.

Além disso, foi feito um alerta para o uso da linguagem, pois muitas vezes, buscando um discurso didático é possível simplificar demais um conteúdo e incorrer em erros conceituais. Assim, o uso de analogias e de um vocabulário dentro do universo da criança pode ser de ajuda, mas deve ser utilizado com cuidado.

Foi feita a revisão de alguns conceitos importantes como pressão e radiação. Alguns professores-alunos revelaram dúvidas sobre a composição da radiação solar e sobre as características ondulatórias da radiação eletromagnética. Esses conceitos foram discutidos e esclarecidos pela equipe.

Aproveitando a abordagem do tema de radiação, uma professora-aluna expressou sua dificuldade ao tratar da radiação e da radioatividade, solicitando ajuda à equipe para a elaboração de um projeto para participar da feira científica Ciência Viva que ocorreria em outubro de 2011, em Uberlândia, e abordaria esse tema. Nesse caso, o tema foi brevemente discutido durante a oficina e, devido ao curto tempo disponível, a professora foi encaminhada para a coordenação do museu, que designou monitores para esclarecer todas as dúvidas da sobre o tema.

Outro professor-aluno revelou que não entendia a relação entre frequência e comprimento de onda da radiação eletromagnética, o que foi explanado na ocasião. Além da explicação desses assuntos foi mostrado também que a radiação eletromagnética é um dos meios pelo qual a temperatura dos corpos aumenta.

Os professores-alunos receberam a sugestão de fazerem uso dos atuais recursos tecnológicos disponíveis, como sites na internet com simulações e jogos, por exemplo, sobre a transformação de energia e o funcionamento de usinas hidrelétricas e nucleares (aproveitando o tema abordado pela feira Ciência Viva 2011, cujo tema foi "Vida e Radiação" e o desafio proposto pela feira, sobre usina nuclear, disponível em www.ciencia-viva2011.blogspot.com).

Foram dadas sugestões de alguns sites confiáveis, como os desenvolvidos pela Eletrobrás (FURNAS, 2012; ELETRONUCLEAR, 2012), que contêm materiais, inclusive vídeos e jogos, com fins educativos. Alguns professores-alunos comentaram que têm condições de recorrer a diversas mídias, pois algumas escolas municipais possuem tais recursos, como datashow , salas com computadores etc.

Também foi discutida a qualidade dos livros utilizados, já que na apresentação organizada pela equipe do Museu Dica, ficaram evidentes alguns erros conceituais dos livros didáticos usados. Chegou-se à conclusão de que não há livro perfeito. Cabe ao professor filtrar o conteúdo abordado no livro, retendo e utilizando aquilo que é bom, correto e didático. Foi dada a sugestão de utilizar mais de uma coleção, bem como outras fontes de consulta.

## Experimentos com Materiais de Baixo Custo

Após um breve intervalo, o grupo de professores alunos foram levados ao laboratório para a realização de experimentos de baixo custo que poderiam ser utilizados em sala de aula figura 2.

No início da atividade foi apresentada uma lista de experimentos aos professores-alunos, que demonstraram muito interesse em conhecer experimentos novos.

Um dos experimentos, sobre a mudança de fases da água, foi rejeitado, por já ser muito conhecido e utilizado. Por conseguinte, foram feitos cinco experimentos:

- i. Decomposição da luz com espelho e uma bacia de água (PROJETO, 2011);
- ii) Convecção do calor com uma vela e um cata-vento de sucata (figura 10; PROJETO, 2011);
- iii) Pressão atmosférica com funil e garrafa (figura 11; MANDELL, 1968);
- iv) pressão atmosférica numa garrafa furada (OFICINA, 2012) e;
- v) pressão da água numa garrafa (MANDELL, 1968).

Alguns professores-alunos tiraram fotos dos experimentos. Durante a realização destes, houve diversos comentários e sugestões de alternativas aos experimentos utilizados.

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Figura 2: Oficina de experimentos de baixo custo relacionados ao tema "Física no Ar e na Água". (a) Preparação para a montagem dos experimentos; (b) Decomposição da luz com espelho e uma bacia de água; (c) Experimento de convecção do calor com uma vela e um cata-vento de sucata; (d) Experimento de pressão atmosférica com funil e garrafa (MANDELL, 1968).

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Foi muito interessante e bastante significativo para o aprendizado da equipe ouvir que os professores-alunos gostam de levantar questões durante a realização dos experimentos com seus alunos, em vez de imediatamente explanar os conceitos científicos que os explicam. É uma característica do ensino como investigação.

Os professores-alunos ficaram bem à vontade na sessão de experimentos. Alguns permaneceram até mais tempo do que o comum. Solicitaram o endereço do blog e do e-mail do professor-monitor. Também solicitaram cópias dos roteiros de todos os experimentos feitos.

Durante as discussões, o professor-monitor convidou os professores-alunos para contribuir, mesmo que on line , para a elaboração de um catálogo de experimentos, sugerindo experimentos novos que têm utilizado com sucesso em sala de aula.

A Coordenadora de Ciências da rede municipal de educação, que acompanhou este e outros encontros e já realizou inúmeras oficinas com professores de ciências do município de Uberlândia, comentou que alguns

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professores não têm disposição de fazer experimentos para seus alunos, apesar de poderem utilizar materiais de baixo custo.

Além disso, a coordenadora de ciências do município comentou, também, que poucas escolas tinham laboratório, sugerindo que, dentro desse projeto de trabalho, fosse desenvolvido um material para experimentação, uma apostila ou manual de experimentos com conceitos físicos e um kit com materiais, a fim de ser utilizado pelos professores em sala de aula.

## DISCUSSÕES

Esse trabalho permitiu ao professor-monitor e à coordenadora do projeto, autores desse trabalho, perceberem a importância de ações de formação de professores do ensino fundamental em relação aos conteúdos de Física.

No primeiro contato, foi possível perceber que devido à sua formação em ciências biológicas, os professores-alunos dessa oficina apresentam dificuldades na compreensão de conceitos de Física, fazendo com que eles se sentissem inseguros em suas práticas e, portanto, despreparados para ensinar Física.

Nesse sentido, a realização da oficina representou uma experiência bastante motivadora, tanto para os professores-alunos quanto para a equipe do projeto. Por um lado, permitiu que conhecêssemos a realidade do professor e aprendêssemos com sua experiência. Por outro lado, os professores tiveram um espaço para questionar os recursos que vêm utilizando e sentiram-se à vontade para poder dividir suas inseguranças com a equipe, permitindo que eles pudessem se tornar mais confiantes ao tratar de assuntos relacionados à Física envolvendo fenômenos com a água e o ar.

Nesse sentido, essa oficina, desenvolvida pelo Museu Dica, seguindo um modelo prático-reflexivo, valorizou as experiências positivas e negativas dos professores e contribuiu muito para identificar as suas reais dificuldades no processo de ensino-aprendizagem de Física e traçar ações objetivas para a melhoria da qualidade de ensino.

Além disso, segundo o depoimento dos professores, a escolha desse tema foi bastante conveniente, uma vez que os conceitos envolvidos são amplamente utilizados pelos professores durante não apenas o 6º ano, mas em todo o ensino fundamental.

## AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem à Fapemig e ao CNPq pelo apoio financeiro ao projeto.

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