INSTRUMENTAÇÃO NO ENSINO DE FÍSICA: A IMPORTÂNCIA DO LABORATÓRIO DE FÍSICA NO PROCESSO DE ENSINO APRENDIZAGEM DE ALUNOS DE ENSINO MÉDIO

## INSTRUMENTAÇÃO NO ENSINO DE FÍSICA: A IMPORTÂNCIA DO LABORATÓRIO DE FÍSICA NO PROCESSO ENSINO-APRENDIZAGEM DE ALUNOS DE ENSINO MÉDIO

## Manoel Leonardo da Silva Neto , Nórlia Nabuco Parente , João Batista do 1 2 Amaral³

1 IFCE - Campus Sobral/Licenciando em Física, mldneto@hotmail.com 2 IFCE - Campus Sobral/Docente da Licenciatura em Física , norliapibid@gmail.com 3 IFCE - Campus Sobral/Docente da Licenciatura em Física, jb.amaral@uol.com.br

## Resumo

O ensino de Física praticado em muitas escolas continua centrado na teoria, com pouca ou nenhuma aula prática. Esse tipo de metodologia, considerada tradicional, acaba causando o desinteresse dos alunos pela disciplina. Contudo, a ausência de aulas práticas nem sempre é uma opção do professor. Percebe-se que a falta de um espaço apropriado, equipado com instrumentos para este fim, acaba deixando o docente sem alternativa para desenvolver atividades experimentais que tornem suas aulas mais interessantes, e o aluno, por sua vez, entediado com as aulas exclusivamente teóricas, o que pode causar um impacto negativo no seu desempenho nesta disciplina. Isso foi observado na pesquisa desenvolvida durante a atuação de bolsistas do Programa de Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência PIBID/CAPES/2011. A pesquisa compara o desempenho de alunos de uma escola onde há atividades experimentais com o desempenho daqueles que estudam em outra escola onde não há esta prática, por não existir laboratório. Para tanto, duzentos alunos do ensino médio de duas escolas públicas do interior do Ceará foram sondados sobre o seu desempenho em Física e sobre a sua percepção acerca da disciplina. Os resultados dessa sondagem foram tabulados e analisados para uma melhor compreensão do fenômeno. Este trabalho visa mostrar como a experimentação pode influenciar a aprendizagem dos conteúdos de Física e apresentar a construção de experimentos com materiais de baixo custo como uma alternativa didática para os professores que não dispõem de laboratório devidamente equipado, a fim de complementarem suas aulas teóricas de forma criativa, sem grandes custos, tornando-as mais atraentes.

Palavras-chave : Ensino de Física, laboratório, experimentos de baixo custo, rendimento.

## 1. INTRODUÇÃO

O uso do laboratório no ensino de Física é de suma importância na formação dos alunos de ensino médio, pois as atividades desenvolvidas nele podem desenvolver o pensamento científico e crítico, além de aproximar o aluno dos fenômenos e das teorias físicas, pois 'através dos trabalhos práticos e das atividades experimentais, o aluno se dá conta de que para desvendar um fenômeno é necessária uma teoria (SÉRÉ, COELHO, NUNES, 2003, p.30).

Pensando nisso, surgiu o interesse em pesquisar a importância do laboratório no ensino de Física durante a atuação de bolsistas do Programa de Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência - PIBID/CAPES/2011. Observando as aulas do professor supervisor do PIBID, percebeu-se que, quando bem planejadas e bem orientadas, as aulas práticas despertam o interesse dos alunos pela Física, que passam a compreender melhor as teorias e a alcançar melhores

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20 a 25 de janeiro de 2013

resultados de aprendizagem. Ou seja, a hipótese aqui levantada é: a experimentação bem planejada, realizada no laboratório de Física com o auxílio de materiais de baixo custo facilita a compreensão das teorias, motiva os alunos e melhora os resultados de aprendizagem.

Para confirmar essa hipótese de pesquisa, foram observadas as realidades de duas escolas públicas do interior do estado do Ceará: uma escola (Escola A) onde não há laboratório de ciências nem atividade de experimentação e outra escola (Escola B) onde possui este espaço pedagógico, a fim de investigar a relação entre as atividades de laboratório e a eficácia na aprendizagem dos conteúdos de Física.

## 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

## 2.1. A importância da Experimentação

As atividades realizadas nos laboratórios de ensino de Física têm o papel de permitir o estabelecimento de relações entre o referencial empírico, as teorias e as diferentes linguagens utilizadas em Física (SÉRÉ, COELHO, NUNES, 2003). Por isso, acredita-se que essas atividades favorecem a compreensão dos conteúdos de Física como nenhuma outra, porque elas consideram os três pilares necessários para o entendimento dessa matéria. São as aulas de laboratório que permitem ao aluno uma aproximação com a produção do pensamento científico, complementando as aulas teóricas expositivas. Sobre isso, Nascimento e Prata comentam em seu livro Objetos de Aprendizagem: uma proposta de recurso pedagógico :

Em que pese haver uma boa base de conhecimento cientifico, uma análise mais aprofundada indica que a simples transmissão de conteúdos não é suficiente para dar uma visão mais adequada de ciência, pois não contribui para a compreensão de como a ciência funciona, não favorecendo conseqüentemente, o pensamento científico sobre os fenômenos. (NASCIMENTO E PRATA, 2007, p.29).

Dessa forma, infere-se que as aulas teóricas que visam apenas à transmissão de conteúdos são insuficientes para aprender Física, sendo necessária a adoção de outras estratégias de ensino, como a experimentação. Contudo, o que se percebe na realidade de muitas escolas é que poucos professores levam os alunos para o laboratório, a fim de que tenham contato direto com a experimentação. Esse problema pode estar relacionado à formação inicial de professores, pois esta ainda não aborda uma verdadeira discussão sobre educação científica e sobre os processos de aprendizagem envolvidos na experimentação (SANTOS, PIASSI E FERREIRA, 2004).

Diante disso, acredita-se que a formação docente precisa incentivar o trabalho com a experimentação, pois as novas gerações não se atraem tanto por aulas expositivas e o professor precisa estar preparado para lidar com novos desafios como esses. Delizocoiv, Angotti e Pernambuco (2010) analisam o problema da formação dos docentes e a necessidade de novas maneiras de ensinar Ciências para as novas gerações e ressaltam que 'a formação dos professores também parece não se ter dado conta ainda da mudança ocorrida no perfil dos alunos das escolas, principalmente do ensino fundamental. (DELIZOCOIV, ANGOTTI E PERNAMBUCO, 2010, p.127). Essa mudança ocorrida no perfil dos alunos afeta o trabalho do professor, pois ele deve considerar a necessidade que os alunos de hoje têm de associar o que é ensinado na escola com o seu cotidiano e de desenvolver trabalhos em equipe. Nesse aspecto, o trabalho no laboratório pode suprir essa necessidade, pois nas aulas práticas os alunos podem observar os fenômenos que

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acontecem no cotidiano, trocar experiências entre si e discutir assuntos, desde que a aula seja bem planejada e organizada para que os alunos possam buscar soluções, levantar hipóteses e testá-las, tudo isso através de trabalhos em grupo.

Como se pode perceber, dependendo da forma como o professor planeja e conduz, a aula experimental no laboratório poderá se tornar um campo rico de aprendizagem, discussão, investigação e trabalho coletivo.

## 2.2. Experimentos de baixo custo como alternativa didática

A construção de experimentos com materiais de baixo custo pode ser uma alternativa didática para a experimentação, já que os laboratórios de algumas escolas apresentam escassez de equipamentos ou nem mesmo existe um laboratório. Além disso, a confecção de experimentos com esse tipo de material, que pode se dá com a ajuda de alunos, também irá servir para despertar neles a imaginação, a curiosidade, a criatividade ao criem seus próprios experimentos e sintam-se mais envolvidos e atraídos pela atividade, pois como observam Santos, Piassi e Ferreira (2004, p.7) 'num laboratório, o aluno se sente muito mais envolvido se ele mesmo constrói o experimento'. Sobre essa possibilidade metodológica, também comentam Nascimento e Prata (2007):

Construir, desenvolver e utilizar os materiais em uma perspectiva de construção do conhecimento é valorizar a ação, a reflexão crítica, a curiosidade, o questionamento exigente, a inquietação e a incerteza. Potencializa nos processos de ensino e aprendizagem, o confronto, a análise, a capacidade de compor e recompor dados e argumentação, o que requer um professor que estimule a dúvida. (NASCIMENTO E PRATA, 2007, p.32).

Vale ressaltar que construir experimentos com materiais de baixo custo pode ser uma estratégia didática inovadora, diferente do paradigma tradicional do ensino de Física que fragmenta o conhecimento e supervaloriza a visão racional, para atender a coerência lógica nas teorias e a eliminação da imprecisão, da ambiguidade e da contradição dos discursos científicos (BEHRENS e OLIARI, 2007). Esse método tradicional utilizado por professores - por muito tempo e até os dias de hoje -para ensinar Física vem sendo objeto de análise e de crítica dos pesquisadores da área, sobretudo por sua tendência a mecanizar o ensino, a privilegiar as metodologias que se centram em fórmulas matemáticas de difícil compreensão e a criar mecanismos que levam o aluno a apenas reproduzir o conhecimento acumulado e repassado como verdade absoluta (BEHRENS e OLIARI, 2007). Carvalho (2010) também critica a abordagem tradicional de ensinar de Física, voltada para o acúmulo de informações e para o desenvolvimento de habilidades estritamente operacionais, em que, muitas vezes, o formalismo matemático e seus modos simbólicos carecem de contextualização.

Com a proposta de construção de experimentos de baixo custo, pretende-se superar essa metodologia tradicional, apresentado uma alternativa que foge do formalismo matemático e que, se bem planejada e contextualizada pode despertar o interesse e a motivação dos alunos em aprender Física.

## 3. METODOLOGIA

A pesquisa foi desenvolvida em duas escolas de ensino médio do interior do estado do Ceará: uma sem laboratório (Escola A) e outra com laboratório (Escola B). A primeira está situada no município de Pires Ferreira, só possui ensino médio e

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conta com um número menor de alunos que a Escola B . A segunda está situada município de Sobral, possui ensino fundamental (9º ano) e ensino médio completo

Dividiu-se a investigação em duas etapas. Na primeira etapa, foi aplicado um questionário aberto contendo quatro questões : como são as aulas de Física da sua escola? Descreva como é ou como seria uma boa aula de Física? Como você considera o seu rendimento nas aulas de Física? Você considera as aulas de laboratório importantes para a sua aprendizagem dos conteúdos de Física? Justifique . Esse instrumental foi aplicado com a finalidade de investigar a percepção dos alunos sobre as aulas de Física e foi construído a partir das ideias discutidas no referencial teórico deste trabalho. Responderam esse questionário cem alunos do terceiro ano do ensino médio de cada uma das escolas que participaram da pesquisa, totalizando duzentos alunos. Na segunda etapa, foi aplicado um teste de sondagem também nas duas escolas e para os mesmos alunos, a fim de possibilitar as comparações entre os resultados das duas escolas. Esse teste abordou questões relacionadas ao conteúdo que é trabalhado no laboratório de Física (2 questões de Termologia, 1 de Eletricidade e 2 de Mecânica) e teve como objetivo verificar o desempenho dos alunos em relação à aprendizagem desses conteúdos.

Por fim, foram comparados os resultados obtidos através do questionário e do teste de sondagem e pela interpretação dos resultados foi possível verificar se o laboratório faz alguma diferença na aprendizagem dos conteúdos de Física.

## 4. ANÁLISE DOS RESULTADOS

## 4.1 QUESTIONÁRIO

Os dados levantados pela pesquisa foram convertidos em tabelas e gráficos que serão apresentados e analisados a seguir. Também serão analisadas as justificativas apresentadas por quatro alunos sobre a questão: Você considera as aulas de laboratório importantes para a sua aprendizagem dos conteúdos de Física?

A tabela abaixo corresponde ao questionário aplicado na Escola A, onde não existem laboratório nem atividades experimentais. Esta tabela apresenta a opinião dos alunos dessa escola sobre as aulas de Física.

## Tabela 01. ESCOLA A

## 1) Como são as aulas de Física de sua Escola?

Boas

Precisam melhorar

43%

57%

2) Descreva como é ou como seria uma boa aula de Física.

87%

13%

Aulas práticas

Aula explicativa, expositiva.

3) Como você considera seu rendimento nas aulas de Física?

Excelente/ Ótimo

Bom

Regular

Ruim

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Tabela 02. ESCOLA B

## 4) Você considera as aulas de laboratório importantes para a sua aprendizagem dos conteúdos de Física? Justifique.

As justificativas dadas pelos alunos na quarta questão mostraram a percepção desses alunos sobre a importância do laboratório. Selecionamos as declarações de dois alunos que representam os relatos mais citados:

Sim a falta dele, muitas vezes nos priva de ter aulas mais proveitosas, e mais satisfatórias. (Aluno A)

Sim. Por que é muito cansativo ouvir o professor só falar, e a falta dele nos prejudicam muito, pois não temos uma clareza melhor no assunto. (Aluno B)

Através desses depoimentos percebe-se que os alunos sentem falta de um laboratório, onde eles possam praticar a experimentação. Em outros relatos coletados pelo questionário, eles afirmaram serem cansativas as aulas teóricas e apontam para a carência de clareza que permita o entendimento do conteúdo, confirmando o que a pesquisa bibliográfica revelou.

Comparando as informações coletadas através dos questionários aplicados nas duas escolas, percebe-se uma diferença entre as porcentagens, revelando as visões divergentes dos alunos sobre as aulas de Física, pois na segunda escola, ao serem questionados sobre como percebem as aulas de Física, os resultados revelam uma visão mais positiva dos alunos desta escola em relação a essas aulas. Esses resultados podem ser visualizados e interpretados a partir da tabela a seguir.

## 1) Como são as aulas de Física de sua Escola?

## 2) Descreva como é ou como seria uma boa aula de Física.

## 3) Como você considera seu rendimento nas aulas de Física?

- 4) Você considera as aulas de laboratório importantes para a sua aprendizagem dos conteúdos de Física? Justifique.

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Com base nesses dados, selecionamos duas declarações de dois alunos desta escola que refletem a opinião da maioria:

As aulas de laboratório é fundamental para uma boa aprendizagem pois lá ensina coisas que nós não vemos em sala de aula. (Aluno A) nós

Sim. Adoro o laboratório lá na minha opinião é mais fácil de compreendermos a matéria. (Aluno B)

Ao analisar as tabelas, observa-se que a maioria dos alunos que participaram da pesquisa na Escola B considera as aulas de Física boas, diferentemente dos alunos que participaram da pesquisa na Escola A, onde menos da metade gosta das aulas de Física.

Na segunda pergunta, a porcentagem foi quase a mesma para as duas escolas: 87% (Escola A) e 84% (Escola B) dos alunos pesquisados disseram que uma boa aula de Física é a que envolve atividades de laboratório ou aulas práticas.

Na terceira pergunta, quando comparamos os alunos das duas escolas, já vemos uma diferença entre o número de alunos que responderam se seu rendimento é excelente/ótimo, bom, regular ou ruim. Comparando os resultados, percebe-se que na Escola A apenas 12% dos alunos consideram excelente/ótimo o seu desempenho na disciplina, contrastando com os 57% dos alunos da Escola B que consideram seu desempenho em Física excelente/ótimo. As percepções negativas sobre o seu desempenho em Física se revelam através dos resultados: na Escola A 12% dos alunos investigados consideram seu desempenho ruim, contra 4% dos alunos investigados na Escola B sobre a mesma pergunta. O gráfico a seguir mostra a diferença.

Gráfico 01. Respostas da questão 3

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Sobre a quarta pergunta, a maioria dos alunos que foram pesquisados nas duas escolas considera que a o laboratório é um dos principais fatores que influencia

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em seu rendimento. Esse resultado mostra o quanto os alunos da Escola A gostariam de ter um laboratório para trabalhar as aulas práticas e o quanto os alunos da Escola B estão satisfeitos com as aulas práticas e com o fato de o professor leválos para o laboratório.

## 4.2 TESTE DE SONDAGEM

Através desse teste foi possível verificar o desempenho dos alunos em relação à aprendizagem dos conteúdos de Física. Foram comparados os resultados das duas escolas e, com os dados coletados, foi possível analisar se há alguma relação entre esses resultados e a existência de um laboratório como espaço de apoio ao aprendizado de Física.

A média que usamos como referência para este teste é a média padronizada para avaliação de desempenho escolar adotada pelos colégios da rede pública cearense, que corresponde a 6,0 (seis).

Os alunos avaliados através do teste de sondagem aplicado na Escola B apresentaram média superior (7,08), ou seja, acima da média estadual. Contudo, os alunos da Escola A apresentaram um desempenho abaixo da média (5,03). O Gráfico 2 ilustra a comparação entre os desempenhos no teste de sondagem, apresentados pelos alunos das duas escolas.

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## Gráfico 02. Resultado Teste de Sondagem

Pelo gráfico percebe-se que, embora a diferença não seja muito grande, os alunos da Escola B, onde possui laboratório, se saíram melhor no teste de sondagem que os alunos Escola A, onde não possui laboratório. Ou seja, pode-se inferir que a falta de laboratório para a realização da experimentação pode ser considerada como um fator que influencia negativamente o processo ensinoaprendizagem de Física no ensino médio.

Diante desses resultados, sugere-se que a Escola A adote a metodologia de experimentação utilizando materiais de baixo custo para ensinar Física, tendo em vista a ausência de laboratório. Contudo, é importante ressaltar o papel do poder público no sentido de providenciar a construção de um laboratório para essa escola.

## CONCLUSÃO

Os resultados da pesquisa aliados aos estudos realizados no levantamento do referencial teórico deste trabalho mostram que o laboratório tem um papel de grande relevância para o ensino de Física, pois o mesmo é o espaço que o professor tem para estimular a experimentação, para desenvolver o pensamento

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cientifico do aluno e para motivá-lo para aprender Física, tendo em vista o desinteresse dos alunos pelas abordagens tradicionais. Dessa forma, defende-se que as atividades experimentais são uma estratégia adequada para amenizar esse desinteresse desde que a abordagem desse laboratório seja diferente da tradicional (SANTOS, PIASSI, FERREIRA 2004). Contudo, mesmo diante dessa relevância, infelizmente ainda temos escolas que não possuem laboratório, trazendo consequências negativas para o ensino de Física, como se pode observar pelos dados coletados durante a investigação realizada nas escolas do interior do Ceará. A ausência de aulas práticas direcionadas aos alunos do ensino médio poderá ter afetado a aprendizagem e ter impedido a ocorrência de uma formação consistente, que propicie o desenvolvimento de competências e habilidades relacionadas ao saber científico e tecnológico. O que se sugere para o enfrentamento desse problema na Escola A é a construção de experimentos com matérias de baixo custo para o ensino de Física. Como proposta de intervenção futura, os bolsistas PIBID poderão levar protótipos desses experimentos para serem desenvolvidos na Escola A, a exemplo do que vem acontecendo na Escola B, com a colaboração de alunos, professores e bolsistas. Mesmo diante dessa possibilidade, não se descarta a responsabilidade do poder público em prover equipamentos e espaço necessários e adequados para a realização de atividades experimentais.

## AGRADECIMENTOS

O presente trabalho foi realizado com apoio do Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência -PIBID, da CAPES -Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil.

## REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BEHRENS, Marilda Aparecida; OLIARI, Anadir Luiza Thomé. A evolução dos paradigmas na educação: do pensamento cientifico tradicional a complexidade . Diálogo Educa. v.7,n.22, p.53-66. Curitiba, set./dez. 2007.

CARVALHO, Ana Maria Pessoa. Ensino de Física . São Paulo, SP: Cengage Learning, 2010.

DELIZOICOV, Demétrio¹, ANGOTTI, José André², PERNAMBUCO, Marta Maria. Ensino de ciências: fundamentos e métodos . 4 ed. São Paulo, SP: Cortez, 2010.

PRATA, Carmem Lucia &amp; NASCIMENTO, Ana Cristina Aun de Azevedo. Objetos de aprendizagem: uma proposta de recurso pedagógico. Brasília, DF: MECSEED, 2007.

SANTOS, Emerson Izidoro dos; PIASSI, Luis Paulo de Carvalho; FERREIRA, Norberto Cardoso. Atividades experimentais de baixo custo como estratégia de construção da autonomia de professores de física: uma experiência em formação continuada . Trabalho apresentado no IX Encontro Nacional de Pesquisa em Ensino de Física, 2004.

SÉRÉ, Marie-Geneviéve; COELHO, Suzana Maria; NUNES, Antonio Dias. O papel da experimentação no ensino da física. Caderno Brasileiro Ensino de Física. v.20, n.1, p. 30-42, abr. 2003.

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