UTILIZAÇÃO DE EXPERIMENTOS CONFECCIONADOS COM MATERIAIS DE BAIXO CUSTO COMO FERRAMENTA METODOLÓGICA NO ENSINO DE FÍSICA

## UTILIZAÇÃO DE EXPERIMENTOS CONFECCIONADOS COM MATERIAIS DE BAIXO CUSTO COMO FERRAMENTA METODOLÓGICA NO ENSINO DE FÍSICA

Mateus G. Lima 1 , Samuel M. Corrêa , José M. Xavier Sá , Janaina M. S. 2 1 Chaves 1 , Leidson C. G. Lima 1

## Resumo

Buscamos criar um espaço de investigação científico-pedagógica, a fim de promover a inovação e aperfeiçoamento do ensino, com a participação de estudantes de graduação dos cursos de Licenciatura da Universidade Federal do Pará - Campus de Marabá; professores e alunos da Educação Básica da rede pública da região sul e sudeste do estado do Pará e docentes do ensino superior. Proporcionamos oportunidades para que o conhecimento acumulado na área de Física fosse discutido, ampliado e divulgado através de ações de ensino, pesquisa e extensão que foram desenvolvidas visando o fortalecimento do ensino de Física junto à sociedade paraense. As ações tomadas se deram, principalmente, pela realização de ciclos de apresentações e palestras de divulgação científica, junto às escolas da Educação Básica da região, onde a montagem e discussão de experimentos de baixo custo foram utilizadas como recurso metodológico para a melhoria do processo de ensino-aprendizagem de Física. Além disso, introduzimos estudantes dos cursos Licenciatura de Marabá à pesquisa de metodologias de ensino de Ciências que contemplem ambos os aspectos da Ciência: teoria e prática.

Palavras-chave : Metodologias de Ensino, Experimentos de Baixo Custo, Aprendizagem Significativa, Divulgação Científica e Desenvolvimento Humano.

## Introdução

Os conhecimentos de Física são essenciais para o entendimento de situações comuns ao dia-a-dia, assim, o seu estudo está relacionado à própria necessidade humana de conhecer o mundo natural, controlar e reproduzir as forças da natureza em seu benefício. Um ensino adequado de física garante não apenas a formação de indivíduos capazes de produzir novas tecnologias, mas também, capacita o cidadão a compreender e tomar decisões em relação ás implicações que os avanços da tecnologia acarretam [1].

A realidade do ensino, no que concerne à educação científica, e em especial nas escolas públicas, tem-nos mostrado que o desinteresse dos alunos e a desmotivação dos professores decorrem de diversos fatores, dentre os quais: o não aproveitamento de recursos destinados à educação; a escolha por um material didático descontextualizado, muitas vezes, não relacionado às diferenças sócioculturais e até regionais do alunado; uma enorme carência financeira e afetiva no lar e na escola desses estudantes; a insistência em um ensino tradicional que muitas vezes tolhe aquele professor interessado em uma nova proposta de ensino, capaz

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20 a 25 de janeiro de 2013

de despertar o interesse da classe pelo aprendizado, ou melhor, desenvolver as habilidades do aluno no que diz respeito à produção, à construção reflexiva, isto é, faz-se necessário torná-los sujeitos agentes no processo de ensino-aprendizagem [2].

O ensino de Física na Educação Básica brasileira tem deixado de lado uma das bases da Ciência, que é a experimentação [3]. Esse ensino desfragmentado da Física nos levou a repensar em uma maneira - se não nova, ao menos atraente - de trabalhar com tal área do conhecimento. Diz-se desfragmentado , uma vez que as escolas acabam esquecendo-se que a experimentação é parte integrante da Física, assim como de qualquer outra área de cunho científico. Além disso, muitos livros didáticos que apresentam sugestões de experimentos frequentemente relegam-os para o final do capítulo, estando ausente, na maioria das vezes, uma discussão conceitual sobre os mesmos [4]. Este trabalho se deu por meio de experimentos confeccionados com materiais de fácil aquisição, valorizando os conhecimentos prévios dos alunos, assim como, engendrar neles, a priori, ao menos as primeiras noções do que sería a Física e quais as leis que a regem.

A escolha por se trabalhar com experimentos confeccionados com materiais de baixo custo como ferramenta metodológica no ensino de física, como dito anteriormente, reside no fato, de que qualquer pessoa pode ter acesso a esses materiais, bem como, esta ser uma forma de prender a atenção dos discentes, já que a experimentação é um recurso instigante, capaz de promover a sugestionabilidade [5]. Podemos dizer que a adoção dessa metodologia de trabalho nas aulas de Física acarretaria em uma aula mais prazerosa, fugindo, assim, da monotonia, promovendo por sua vez uma compreensão bem mais agradável acerca dos conteúdos apresentados em sala de aula.

Pautados na idéia de que a experimentação pode e deve ser vista como espaço de fruição e que por esse motivo é de suma importância nas aulas de Física que haja uma maior preocupação em se trabalhar a integralidade da literatura (conteúdo apresentado aos educandos durante o período letivo), juntamente com o método de comprovação científico (no caso, as experimentações). Buscamos aqui um melhor aproveitamento das aulas, em vistas, também, de um melhor rendimento escolar. Tal aproveitamento se dá, justamente, através dessa integralização do conteúdo disciplinar aos experimentos, já que, o experimento sozinho não é capaz de garantir que os educandos consigam apreender os conceitos científicos necessários à expansão do conhecimento [6].

Visamos com isso, formar alunos com poder de discernimento, indivíduos crítico-reflexivos, preparando-os para a vida em sociedade, capazes de aprender a lidar com o mundo natural e com a constante mudança que vem ocorrendo no meio científico, através da exploração, da observação, de análises crítico-argumentativas dos fenômenos e conceitos físicos. Além disso, buscamos torná-los participantes ativos nas aulas e nas discussões coletivas e, que estes façam do professor não apenas um detentor de saberes, mas um referencial para sua aprendizagem.

## Metodologia

As metodologias de pesquisa aplicadas durante este estudo foram: pesquisa qualitativa e pesquisa-ação [7-9]. Inicialmente, escolhemos uma escola do município de Marabá/PA, E.E.E.M. Dr. Gaspar Vianna, para realizarmos nossas atividades. Lá

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realizamos uma pesquisa qualitativa, a fim de analisar a escola em si, seu quadro funcional e especialmente o perfil dos alunos que compõem as três séries do Ensino Médio, assim como, analisar a concepção que os mesmos têm acerca da Física. Essa atividade diagnóstica se deu através de uma investigação amena e espontânea, isto é, por meio de conversa informal com o alunado, buscando saber com isso, quais os conceitos que se formaram e a ideia que se tem a respeito da Física (tanto como disciplina como conhecimento científico).

Uma vez feito o diagnóstico inicial, utilizamos a pesquisa-ação, uma vez que, atuamos em conjunto com o professor nas aulas da disciplina em questão. Durante o período em que permanecemos na escola como ministrantes, realizamos ciclos de 10 (dez) apresentações, para 2 (duas) turmas de cada série do ensino médio, que abordavam temas de Física interligados entre si.

Os conteúdos das apresentações foram elaborados tendo em vista, projetos alternativos para o ensino de Física que integrassem aspectos conceituais e experimentais da Ciência [10-12]. À medida que as apresentações transcorriam, nos aprofundamos cada vez mais sobre os conteúdos abordados, buscando levar ao conhecimento do alunado as leis que regem a Física, de uma maneira pormenorizada, e, além dos conceitos científicos a serem apresentados aos estudantes, procurávamos sempre demonstrar como os mesmos ocorrem de 'maneira real', através de experimentos simples e de baixo custo.

Nos dias das apresentações, estas foram iniciadas com a entrega para os discentes de um questionário intuitivo composto de 04 (quatro) questões, relativas ao tema da apresentação, contendo 04 (quatro) alternativas de múltipla escolha, sendo que somente uma delas era verdadeira, e, um roteiro para acompanhamento das atividades experimentais. O questionário descrito anteriormente serviu (e ainda servirá) de base para que possamos perceber como anda o relacionamento da turma com a disciplina, tão quanto o conhecimento intrínseco que os discentes possuem sobre o assunto.

Logo após o recolhimento do questionário, iniciamos a apresentação em si, com a mostra de conteúdo. Neste momento nos valemos de recursos tecnológicos como o Data Show , para a apresentação dos conteúdos em slids. Ao mesmo tempo em que a aula era desenvolvida, fomos demonstrando por meio dos experimentos, confeccionados a partir de materiais de baixo custo, como os conceitos podem ser 'materializados', trazidos para 'o mundo real', demonstrando ainda, como aproveitar melhor no dia-a-dia, o conhecimento adquirido, mesmo nas coisas mais triviais do cotidiano de cada ser [13-14].

Ao final da aula, reforçamos os conceitos abordados através de mapas conceituais e retomamos o questionário aplicado no início, no intuito de analisar se as respostas continuam as mesmas, e, portanto, se o pensamento a respeito da Física persiste, ou, se houve algum tipo de redirecionamento do pensamento, se este ocorreu no sentido de melhoria para o rendimento escolar, além de saber se o método surtiu algum efeito. Pensou-se em utilizar esse tipo de abordagem com os alunos, por ser dinâmico e até prazeroso, e com o intento, é claro, de que os alunos pudessem estar mais focados nas aulas, para conseguir absorver de maneira mais eficaz os conceitos apresentados.

Podemos então dizer que o conhecimento vai se elaborando e se fortificando na medida em que as atividades forem exercidas e, através de reflexões poderá se perceber o que foi possível apreender.

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## Resultados alcançados

Podemos dizer que neste primeiro momento de atuação junto aos alunos do Ensino Médio da rede de ensino público, os resultados obtidos são bastante satisfatórios, tendo em vista a maior participação dos discentes nas aulas, com exposição de questionamentos a respeito dos assuntos abordados e sugestões de como seriam mais prazerosas as aulas para eles.

Pôde-se perceber ainda que, a socialização entre aluno/aluno e aluno/professor passou a ocorrer com maior frequência, além de perceber um aumento das capacidades críticas ao que concernem pontos de vista diferentes sobre um mesmo tema. Com a utilização desse método 'atraente', diga-se de passagem, aos olhos dos discentes começou a haver a exploração do texto (conteúdo científico) como um todo: as características e críticas presentes no mesmo, com o objetivo de descobrir algo novo que fosse capaz de satisfazer os anseios da classe.

O alunado passou a entender que a Física não serve somente para fins didáticos, mas que ela está relacionada ao cotidiano de cada um, ao desenvolvimento da humanidade. Constatou-se também o forte interesse da classe docente pela ideia de poder utilizar o experimento como um recurso didático no processo ensino-aprendizagem dos alunos, por ser um método instigante, capaz de aguçar a visão dos alunos diante dos conceitos apresentados em sala, bem como, ajudar a desenvolver suas habilidades de percepção, especialmente no que se refere às mudanças ocorridas no meio científico.

Conseguimos, também, capacitar 05 (cinco) discentes do Curso de Licenciatura em Física do Campus de Marabá, a planejar e executar processos de ensino-aprendizagem, a utilizarem a abordagem experimental como recurso didático metodológico, proporcionando-lhes oportunidades de criação e participação em experiências metodológicas, tecnológicas e práticas docentes de caráter inovador e interdisciplinar que buscam a superação de problemas identificados no processo de ensino-aprendizagem, ampliando suas visões de mundo sobre a relação entre Ciência e Desenvolvimento Humano.

Utilizamos os questionários de avaliação para calcularmos o desempenho da turma, através do ganho normalizado. Escolhemos o ganho normalizado para quantificar este desempenho, pelo fato do mesmo ter como principal característica sua invariância para diferentes resultados de questionários aplicados anteriormente e posteriormente a apresentação, dependendo somente do método de instrução utilizado [15]. Ele é definido como:

<!-- formula-not-decoded -->

onde %A e %P correspondem respectivamente ao rendimento do aluno no questionário realizado anteriormente e posteriormente a apresentação dos conteúdos físicos.

Para as duas turmas do 1º ano do ensino médio, temos os seguintes ganhos médios:

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‹g›1A = 0,36,

‹g›1B = 0,37.

Para as duas turmas do 2º ano do ensino médio, temos os seguintes ganhos médios:

‹g›2A = 0,45,

‹g›2B = 0,42.

Para as duas turmas do 3º ano do ensino médio, temos os seguintes ganhos médios:

‹g›3A = 0,38,

‹g›3B = 0,40.

## Considerações Finais

Tendo em vista que os conhecimentos de Física são essenciais para o entendimento de situações corriqueiras, e que o estudo desta está intimamente ligado à necessidade inerente do ser humano que é conhecer o mundo em que vive e as soluções para determinados problemas, podemos considerar que este estudo atende a todas essas especificidades, cujo objetivo está pautado em fazer com que o alunado por intermédio dos experimentos consiga externalizar suas dúvidas, e também o conhecimento empírico (trazidos de fora do ambiente escolar), ou seja, a sua bagagem cultural, seu conhecimento de mundo e corelacionar as experiências vividas em sala de aula com sua realidade.

- O fato dos experimentos desenvolvidos serem baseados na utilização de material de baixo custo e de fácil acesso, como materiais recicláveis e descartáveis, oferece aos discentes a oportunidade de atuar como co-participante das atividades pedagógicas a serem realizadas, assim como, torna possível a possibilidade de que os alunos comecem e/ou passem a produzir seus próprios experimentos, através da análise das situações, bem como do conceito com qual se está trabalhando. Isto facilita o aprendizado e tornar mais agradável o ambiente em sala de aula.

Na busca por um ensino de qualidade e para uma melhoria do processo de ensino-aprendizagem, entendemos que este estudo é apenas o início de nossa tarefa, no que tange o trabalho com atividades experimentais de baixo custo, este deve ser mantido tal qual foi pensado, uma vez que, nota-se uma grande diferença com relação aos alunos, que parecem estar mais interessados nas aulas, tal afirmativa pode ser confirmada através da experimentação em grupo, discussão por grupos pequenos de alunos em sala de aula, das inquirições dos discentes e dos questionários que são aplicados no início e no término das aulas.

A partir dos questionários, calculamos os ganhos normalizados médios das turmas envolvidas neste estudo, onde observamos que em todos os casos o ganho sempre esteve acima de 0,3, que representa um rendimento médio dessas turmas acima de 60%. Além disso, os valores típicos de g apresentados na literatura internacional para métodos tradicionais (aulas puramente expositivas) variam entre 0,1 e 0,2 [15], logo, a metodologia escolhida para este estudo se mostra muito eficaz, quando comparadas aos métodos tradicionais de ensino.

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A articulação entre teoria e prática é extremamente necessária à formação dos futuros docentes e, certamente, as ações didático-pedagógicas tomadas durante este estudo elevam a qualidade das ações acadêmicas no Curso de Licenciatura em Física de Marabá. Assim, poderemos oferecer aos professores que lecionam Física na Educação Básica da região, apoio para seu aperfeiçoamento e sua formação continuada, além de construirmos um canal para a participação de docentes do Campus de Marabá nestes processos.

## Referências

[1] ALMEIDA, R. G. C. de. O papel dos engenheiros e matemáticos na história do ensino de física no Pará (1931-1970) . São Paulo: USP, 2006. Tese (Doutorado) - Programa de Pós-Graduação em História Social, Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006;

[2] VIGOTSKI, L. S., Thought and Language , USA: MIT, 1962;

[3] LABURU, C. E.; BARROS, M. A. e KANBACH, B. G. A relação com o saber profissional do professor de Física e o fracasso da implementação de atividades experimentais no Ensino Médio. Investigações em Ensino de Ciências , vol. 12, p 305-320, 2007;

[4] ÁVILA, A. P. Projeto Melhoria da Qualidade de Ensino: Física: 2º Grau - Caderno de Atividades . Porto Alegre, Secretaria de Estado, 1992;

[5] Brasil. Ministério da Educação. Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Parâmetros Curriculares Nacionais: Orientações Educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais . Brasília. Volume 2, 2002;

[6] OGBORN, J. et al. Explaining Science in The Classroom , USA: Open University Press, 1996;

[7] DELIZOICOV, D.; ANGOTTI, J. A. e PERNAMBUCO, M. M. Ensino de ciências: fundamentos e métodos , São Paulo: Cortez editora, 2003;

[8] PIETROCOLA, M. (org.). Ensino de Física: conteúdo, metodologia e epistemologia numa concepção integradora . Florianópolis: UFSC, 2001;

[9] GALLIANO, A. G. O método científico: teoria e prática . São Paulo: Harbra, 1986;

[10] GREF - Grupo de Reelaboração do Ensino de Física. Física . 5ª ed. São Paulo: EDUSP, Volumes 1, 2 e 3, 2005;

[11] PIRES, A. S. T. Evolução das ideias da Física . 2ª ed. São Paulo: Editora livraria da Física, 2011;

[12] GASPAR, A. Física . 1ª Ed. São Paulo: Editora Ática, Volumes 1, 2 e 3, 2009;

[13] ARAÚJO, M. S. T. de; ABIB, M. L. V. S. Experimentação no ensino médio: novas possibilidades e tendências. In: ABIB, M. L. S. et al. (Eds) ENCONTRO DE PESQUISA EM ENSINO DE FÍSICA, VII, 2000, Florianópolis,

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Atas do evento. São Paulo: Sociedade Brasileira de Física, 2000. (CD-ROM, arquivo: c005-015.pdf);

[14] ARAÚJO, M. S. T.; ABIB, M. L. V. S. Atividades Experimentais no Ensino de Física: Diferentes Enfoques, Diferentes Finalidades. Revista Brasileira de Ensino de Física , vol. 25, p. 176-194, 2003;

[15] Hake, R. American Journal of Physics , vol. 66, p. 6471, 2002.

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