SITUAÇÃO DE ESTUDO: UMA ALTERNATIVA PARA A INSERÇÃO DE CONCEITOS FÍSICOS NO ENSINO FUNDAMENTAL

## SITUAÇÃO DE ESTUDO: UMA ALTERNATIVA PARA A INSERÇÃO DE CONCEITOS FÍSICOS NO ENSINO FUNDAMENTAL

## Aniara Ribeiro Machado 1 , Karine Raquiel Halmenschlager 2

- 1 Universidade Federal de Santa Catarina/Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica/aniara\_m@hotmail.com

## Resumo

O presente artigo tem como objetivo caracterizar como os conceitos de Física são abordados ao longo de uma Situação de Estudo, identificando-se aspectos que podem contribuir na inserção dos conteúdos de Física durante o Ensino Fundamental e não apenas no último ano desse nível de ensino. Metodologicamente, a pesquisa configura uma abordagem qualitativa, em que foi analisado o texto base da SE 'Geração e gerenciamento dos resíduos sólidos provenientes das atividades humanas' elaborada para ser desenvolvida no Ensino Fundamental. A análise dos dados foi realizada com base nos princípios da Análise Textual Discursiva, a partir de dois focos de análise: a) Principais conceitos abordados; e b) Relações estabelecidas entre os conceitos e as atividades experimentais. Sinaliza-se que os conceitos nessa SE são abordados de forma interdisciplinar, e discutidos a partir de alguma atividade prática ou experimental. Porém, enfatizam-se os conceitos de Biologia e de Química, em detrimento a conceitos da Física. Desse modo, a partir das atividades sugeridas pela SE, aponta-se algumas possibilidades de como inserir alguns conceitos de Física de uma maneira mais sistemática.

Palavras-chave : Situação de Estudo, Ensino de Física, Ensino Fundamental.

## Introdução

Pesquisas realizadas no âmbito do ensino de Ciências apontam para a preocupação, cada vez mais crescente, com a significação dos conteúdos escolares (MALDANER; ZANON, 2010). Isso implica, entretanto, na incorporação de alguns aspectos aos currículos, a exemplo de questões relacionadas ao contexto vivencial do aluno, socioambientais e das relações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS).

No Brasil, iniciativas educacionais que buscam atender aspectos relacionados ao contexto sociocultural do aluno se intensificaram com a elaboração e apresentação dos parâmetros curriculares para o ensino básico (BRASIL; 1998; 2002). Esses documentos sugerem o desenvolvimento de um ensino menos linear e fragmentado, que promova a articulação entre conhecimento escolar e conhecimento cotidiano. Para isso, sugere-se a abordagem de Temas Transversais e Eixos Temáticos no ensino fundamental e de Temas Estruturadores e Unidades Temáticas no ensino médio.

No contexto do ensino de Ciências, estão sendo desenvolvidas e investigadas perspectivas que contemplam as orientações contidas nos documentos oficiais. Como exemplo é possível citar as Unidades de Aprendizagem (GALIAZZI, PINHEIRO JUNIOR e MEDEIROS, 2009), proposta balizada nos princípios do Educar pela Pesquisa; as propostas de ensino que enfatizam a abordagem de aspectos sociocientíficos (SANTOS e MORTIMER, 2009); propostas que buscam

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20 a 25 de janeiro de 2013

uma articulação entre a concepção freiriana de educação e os pressupostos do movimento CTS (MUENCHEN e AULER, 2007); e a Situação de Estudo (SE), modalidade curricular organizada com aporte na abordagem histórico-cultural (MALDANER, 2007), e que será objeto de discussão neste trabalho.

O presente artigo busca discutir a inserção dos conteúdos e conceitos da Física no ensino de Ciências no Ensino Fundamental (EF), a partir do desenvolvimento de SE. Para isso, caracterizam-se como os conceitos estudados são abordados ao longo do desenvolvimento de uma SE, denominada 'Geração e gerenciamento dos resíduos sólidos provenientes das atividades humanas' (GIPEC, 2003), identificando-se aspectos que podem contribuir no processo de inserção da Física no EF. Essa SE foi pensada a partir das ações de professores do ensino superior, integrantes do Gipec, nos cursos de Licenciatura em Biologia Química, na Unijuí.

A SE configura uma alternativa curricular discutida, principalmente, pelo Grupo Interdepartamental de Pesquisa sobre Educação nas Ciências da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul (Gipec-Unijuí). Essa proposta de ensino busca a contextualização dos conteúdos escolares por meio da abordagem de temas que permitem inserir ao currículo escolar aspectos da vivência dos alunos, da comunidade escolar, da ciência e da tecnologia. Em outras palavras, a proposta analisada neste trabalho configura uma perspectiva pedagógica e curricular, superando o enfoque unicamente metodológico, sendo que a socialização de iniciativas desta natureza pode contribuir para a implementação de práticas pedagógicas que visam uma maior significação do conhecimento escolar no EF.

Cabe ressaltar que o material didático que é elaborado a partir da SE, a exemplo deste analisado no presente estudo, não configura um livro didático, assim como não tem a pretensão de substituí-lo. Esse material tem como objetivo dar subsídios para o professor da educação básica trabalhar com um determinado tema nos diferentes contextos escolares, tendo em vista a articulação entre o conhecimento cotidiano dos estudantes e o conhecimento científico (MALDANER, 2007). Sendo a SE uma proposta de reorganização curricular que permite ao docente ser autor de seu currículo, desenvolvendo o trabalho pedagógico com maior autonomia, o livro didático não é principal orientador das práticas implementadas. Assim, o material analisado neste artigo e o livro didático adotado se complementam no processo de desenvolvimento da SE em sala de aula.

## O ensino de Física no contexto do Ensino Fundamental

Pesquisas que têm como propósito discutir, de forma crítica, a inserção dos conteúdos e conceitos de Física apenas no último ano do Ensino Fundamental (EF) sinalizam que isso contribui na visão que os alunos constroem sobre a Física, assim como da Química, ou seja, de que ambas são mais uma matematização da Ciência, um amontoado de regras (MILARÉ e ALVES-FILHO, 2010).

Historicamente o primeiro contato mais formal dos estudantes com os conceitos de Física e Química acontece, geralmente, no último ano do EF, porém vem se buscando alternativas para minimizar essa problemática, seja por meio de livros didáticos que tenham como objetivo trabalhar com os conteúdos de forma integrada ao longo do referido nível de ensino, como também propostas de reorganização curricular, a exemplo da SE. Entretanto, vale ressaltar que muito do que está nos documentos oficiais, como em LD que possuem uma abordagem integradora, não chegam nas salas de aula efetivamente (MILARÉ, 2008).

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Assim, essas questões merecem atenção no âmbito do ensino de Ciências, pois como destacam alguns estudos, é importante a abordagem de conteúdos de Física desde as séries iniciais do EF. Nesse sentido, Longhini, Nunes e Grillo (2011), ao investigarem situações de ensino e aprendizagem com estudantes das séries iniciais, a partir do estudo do tema 'flutuação dos corpos', destacam que os alunos, apesar da pouca idade, conseguiram ter um aproveitamento relevante, sendo que eles passaram a agir de forma mais autônoma nas demais atividades.

Schroeder (2007) sinaliza que, para além do desenvolvimento cognitivo dos estudantes, trabalhar conceitos de Ciências da Natureza (Física, Química e Biologia) nas séries iniciais contribui também no desenvolvimento da autoestima e capacidade de aprender-a-aprender. Isso segundo autor refletirá nas séries finais do EF, ou seja, os estudantes aos poucos podem ir se apropriando da linguagem da Ciência, que é complexa em sua essência.

Almeida e Mozena (2000) destacam que, no âmbito das séries finais do EF, a inserção dos conceitos que perfazem a radiação eletromagnética, através do estudo da história da ciência e leitura, contribui no processo de aprendizagem, bem como na desmistificação da Física. Corroborando com essa mesma ideia, Gonçalves (2009) coloca que outra maneira de desmistificar o ensino de Física e tornar a aprendizagem mais significativa é através de experimentos de baixo custo em todos os níveis de ensino. Porém, cabe ressaltar que trabalhar com atividades experimentais, não é tarefa simples, exige muito estudo tanto do aluno, como do professor (GONÇALVES, 2009).

No presente trabalho, compreende-se que a SE representa uma alternativa para a inserção dos conteúdos e conceitos de Física ao longo do EF. A seleção e organização dos conteúdos a serem estudados estão relacionadas a uma temática, ou seja, uma situação real que de alguma forma se faz presente no contexto dos alunos (MALDANER e ZANON, 2001), o que pode potencializar o processo de ensino e aprendizagem.

Ao abordar em sala de aula situações já conhecidas dos alunos, há a possibilidade de os mesmos interagirem intensamente com o objeto de estudo, com seus pares e com o professor, o que, na concepção defendida na abordagem histórico-cultural, favorece a aprendizagem (MALDANER, 2007). Compreende-se, com base em Vigotski (2001), que as vivências e as relações que o aluno estabelece com seu meio são importantes na construção do conhecimento, pois contribuem para a apropriação do conhecimento científico.

Considerando esses pressupostos, a SE é organizada como um projeto de estudo, com duração de um bimestre ou trimestre. Durante o desenvolvimento da SE são propostas diversas atividades aos alunos, com a finalidade de estimular a criatividade de produção, a exemplo de trabalhos interdisciplinares envolvendo a pesquisa de fenômenos do cotidiano e questões curiosas acerca destes; avaliações interdisciplinares abrangendo situações reais em que os alunos precisam relacionar os estudos das disciplinas envolvidas no desenvolvimento da temática; criação de blogs para divulgação de suas pesquisas e apresentação de trabalhos.

## Procedimentos Metodológicos

A presente pesquisa se caracteriza como uma abordagem qualitativa (LUDKE e ANDRÉ, 1987), em que foi analisado o texto base da SE 'Geração e gerenciamento dos resíduos sólidos provenientes das atividades humanas'. Esse texto tem por finalidade dar subsídios para os professores da educação básica no desenvolvimento da SE em sala de aula, mais especificamente no EF. Por isso, é

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constituído de explicações acerca do conteúdo necessário para o estudo da temática em questão, sugestões de atividades e de experimentos.

Utilizou-se para a análise dos textos os pressupostos da Análise Textual Discursiva (MORAES e GALIAZZI, 2007), perspectiva que tem balizado diversas pesquisas no âmbito do ensino de Ciências (LINDERMAN, et al. 2009; GONÇALVES, 2009).

A leitura sistemática do texto permitiu a identificação de alguns aspectos que podem contribuir para a compreensão de como conceitos da Física são abordados ao longo do desenvolvimento de uma SE no EF, quais sejam: a) Principais conceitos Físicos abordados e b) Relações estabelecidas entre os conceitos e as atividades experimentais. Esses aspectos configuram focos de análise, a partir das quais é apresentada a discussão dos dados.

## Análise e discussão

Discussões acerca da produção excessiva de lixo por parte dos seres humanos passou a ser motivo de preocupação e discussão nos eventos da área das Ciências há algum tempo, porém as reflexões na maioria das vezes estavam direcionadas para o âmbito universitário (BELINASSO; et al., 1998). Nesse sentido, no início da década de 90, o Departamento de Biologia e Química da Unijuí (DBQ/UNIJUÍ) começou a abordar a questão da reciclagem, através de cursos de formação para os professores da Rede Municipal de Ensino de Ciências.

Um grupo de professores do DBQ/UNIJUÍ, percebendo a complexidade do tema, passou a pensar na reciclagem a partir de uma temática mais ampla: 'Os Resíduos Sólidos'. Defende-se que questões relacionadas a esse tema precisam ser abordadas no ensino de Ciências, pois é necessária 'a formação de uma nova consciência ambiental, que vai permitir que as pessoas questionem a realidade na escola ou em outros contextos e passem a participar da solução dos problemas ambientais' (GIPEC, 2003, p.10).

Considerando a necessidade de discussão dessa temática no EF, a SE analisada no presente estudo, intitulada 'Geração e gerenciamento dos resíduos sólidos provenientes das atividades humanas', foi elaborada para ser desenvolvida no EF, contemplando vários aspectos relacionados à produção de resíduos e suas implicações no meio ambiente.

## a) Principais conceitos Físicos abordados

Para discutir sobre os principais conceitos de física/ciência que aparecem na SE, é importante contextualizar que discussões são fundamentadas no movimento do global para o local (GEHLEN, 2009; PANSERA-DE-ARAÚJO, AUTH e MALDANER, 2007). A partir da análise realizada, nota-se que essa questão é recorrente em diversos trechos da SE, pois em distintos momentos percebe-se que a discussão inicial parte de um problema de cunho global, até chegar aos problemas locais, como é expresso no excerto que segue.

A média de lixo úmido no Brasil é de aproximadamente 65% [...] Para termos uma idéia da quantidade de resíduos sólidos gerados e descartados diariamente, vamos tomar a cidade de São Paulo como exemplo, onde cada habitante produz em média 1,0Kg de lixo domiciliar por dia (conforme Pereira Neto 1998). Em termos mais globais, segundo o CEMPRE, a produção per capita é em média 0,6Kg/pessoa/dia. [...] (GIPEC, 2003, p.1415).

A introdução da discussão a partir de dados referentes à produção de lixo úmido na cidade de São Paulo indica a preocupação em trazer a dimensão social na

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abordagem do tema em estudo. Porém, os estudantes podem não sentir-se instigados a pensar sobre isso, pois São Paulo está distante da realidade deles. Por isso, iniciativas que remetem para o contexto próximo ao aluno, para o próprio município, podem ser mais interessantes, a exemplo do que é sugerido na sequência, que enfoca 'Resíduos Sólidos produzidos e coletados em seu município'. Essa atividade consiste em uma pesquisa inicial sobre a produção de lixo, no contexto local do aluno.

Nesse contexto, dois conceitos são bem discutidos nessa SE: temperatura e calor . Sendo que os mesmos são abordados no âmbito da Química e da Física, em que a preocupação não está em defini-los, mas sim torná-los significativos para os estudantes (MALDANER, 2007).

Ressalta-se que esses conceitos estão diretamente relacionados às discussões acerca dos tipos de Energia, como por exemplo, 'o metabolismo dos microorganismos está diretamente relacionado ao fator energético. Além de utilizar energia para seu ciclo vital, eles também liberam energia, aumentando a temperatura da compostagem' (GIPEC, 2003, p.41).

Este excerto indica a possibilidade de se trabalhar com o conceito Energia, a partir das diferentes temperaturas que a composteira vai produzindo, em função da decomposição do lixo úmido. Por exemplo, entendemos que se pode solicitar que os alunos façam o controle semanal da variação da temperatura. Isso ajudará explicitar que a Energia é algo que está em constante movimento, assim como em transformação.

O professor pode partir das relações existentes entre temperatura e calor, tendo em vista os seguintes aspectos/questionamentos: (i) quando aproximamos as mãos da composteira e sentimos que ela está aquecida, estamos percebendo o calor ou a temperatura? Ou os dois? Com base nesses dois questionamentos o professor sinaliza pontos importantes acerca dos conceitos citados, tendo em vista as convergências e divergências que são estabelecidas entre os mesmos.

## b) Relações estabelecidas entre os conceitos e as atividades experimentais

As relações estabelecidas entre os conceitos nessa SE, de maneira geral, estão ligadas ao desenvolvimento de alguma atividade experimental, ou visita de campo, pesquisa, entre outras atividades. Desse modo, a partir da análise é possível afirmar que a SE dos resíduos sólidos é de cunho interdisciplinar, o que por vezes dificulta a identificação dos conceitos de Física de forma isolada. Desse modo, destaca-se que o conceito Energia poderia ser central na inserção dos demais conceitos físicos que perpassam a discussão proposta no material. O conceito de Energia Térmica é abordado a partir da atividade da Compostagem e do Biodigestor, ou seja, os professores juntamente com os seus alunos irão montar uma composteira e dar dicas de como fazer um biodigestor caseiro, isso tudo a partir de discussões conceituais e a preocupação com o meio ambiente.

A compostagem e a biodigestão são técnicas de tratamento de lixo úmido que consistem em transformações controladas, a primeira aeróbica (com aeração) e a segunda anaeróbica (deve evitar maior contanto com o ar). Na compostagem pode-se obter húmus que visa ser reaproveitado na adubação orgânica; na biodigestão pode-se obter o gás natural, o metano, que pode ser utilizado como fonte de energia, além do resíduo ou lodo, que pode ser usado como adubo (GIPEC, 2003, p17).

Essa atividade pode ser desenvolvida em qualquer nível de ensino, por exemplo, nos anos iniciais ao montar uma composteira pode ser discutido com

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alunos sobre a produção de energia. Ou seja, enfatizar alguns aspectos acerca da energia que eles utilizam em suas casas, questionando da onde ela vem? Como ela é produzida? Será que a energia proveniente de biodigestores pode produzir eletricidade? De modo geral, parecem ser questões simples, porém elas apresentam alguns indicativos importantes para a compreensão da produção de energia. Outro aspecto que pode ser problematizado está relacionado diretamente à construção de um biodigestor caseiro, os professores podem construir minibiodigestores com seus 1 estudantes.

Nos anos finais do EF é possível ir um pouco além da questão de produção de energia pode-se enfatizar os processos de transformação e interconversão de energia, levando-se em conta os tipos de energia, como por exemplo, energia potencial, cinética, térmica, entre outras. Ou seja, a energia térmica produzida num biodigestor pode ser transformada em elétrica, e que nesse processo de transformação existem outras energias sendo transformadas (isso pode ser problematizado com os alunos). Essa discussão corrobora com os apontamentos realizados por Sasseron e Carvalho (2008), que diz respeito à inserção de atividades que visem a Alfabetização Científica desde as séries iniciais, isso pode ser feito através da área das Ciências. Ou seja, esses apontamentos acerca do conceito Energia podem corroborar nesse desenvolvimento apontado pelas autoras.

As atividades, de forma geral, apresentam uma preocupação de os estudantes estarem atentos aos conceitos da Ciência. Por exemplo, na atividade que traz como proposta o monitoramento do processo de compostagem, os estudantes precisam estar vigilantes à aeração da compostagem e à variação da temperatura. Para ocorrer a aeração os alunos precisam mexer, a cada três dias, o material que está em decomposição, isso segundo estudos, acelera o apodrecimento da matéria orgânica, bem como:

A aeração evita o aumento da temperatura, mantendo as condições de vida aos microorganismos aeróbicos durante o processo. Isso torna-se possível pela evaporação da água, que ocorre, principalmente, no revolvimento dos resíduos. Na aeração, com a diminuição da produção de substancias formadas pela falta de oxigênio, são reduzidos os odores desagradáveis, oriundos dos gases poluentes como a amônia, o gás sulfúrico e a fosfina (GIPEC, 2003, p40).

A variação da temperatura é feita de forma mais sistemática, tendo em vista a qualidade da compostagem. Dependendo das condições térmicas percebidas durante as anotações, pode-se dar início aos estudos, que relacionam a compostagem há produção de energia térmica.

No contexto analisado, portanto, os conceitos físicos são explorados a partir da experiência da compostagem, a exemplo da temperatura. Essa abordagem permite o estabelecimento de relações entre conceitos físicos, químicos e biológicos, uma vez que o controle da temperatura é fundamental na formação da compostagem.

## Considerações Finais

Em sintonia com os pressupostos da Abordagem histórico-cultural, o texto base da SE analisada indica que há preocupação com a significação conceitual.

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Nesse sentido, os diferentes enfoques dados aos conceitos no desenvolvimento da SE, as estratégias didáticas planejadas e as interações assimétricas intencionais estimuladas permitem reflexões acerca de como inserir, de uma maneira mais significativa, alguns conteúdos de Física no decorrer do estudo da temática.

A partir da análise é possível inferir que os conteúdos e conceitos físicos são abordados a partir de alguma atividade prática ou experimental, a exemplo da composteira e do biodigestor. Os conceitos de temperatura e calor são os mais destacados, porém precisa-se estar vigilante em não reduzir as discussões da Física a esses conceitos.

Cabe ressaltar que essa SE pode ser desenvolvida em qualquer ano do EF, pois ela permite desenvolver os conceitos Biológicos, Físicos e Químicos, desde o início desse nível de ensino. Isso pode contribuir em desmistificar a área da Ciência, principalmente a Física, que acaba sendo reduzida a mera matematização.

Porém, para se desenvolver um trabalho como esse se faz necessário tempo e espaço, tanto para as discussões de planejamento, como também para desenvolver as atividades. E isso representa um desafio a ser superado na esfera educacional brasileira.

Um dos pontos a ser aprofundado na discussão acerca dos resíduos sólidos é em relação ao conceito de energia, que pode ser melhor discutido. Esse conceito pode levar a níveis de significação de novos conceitos, ou seja, ir além dos conceitos de temperatura e calor. De forma geral, nota-se a preocupação que essa SE tem em significar alguns conceitos científicos, a partir do tema. Segundo Vigotski (2001) a linguagem e a significação são constitutivas e estruturantes do pensamento, que aqui nesse trabalho se percebe a relevância dada à abordagem conceitual das Ciências. Sinaliza-se a necessidade de estudos mais aprofundados para melhor investigar as potencialidades de propostas da natureza da SE no processo de ensino e aprendizagem dos conceitos físicos no EF.

De maneira geral, na SE 'Geração e gerenciamento dos resíduos sólidos provenientes das atividades humanas', os conceitos são abordados a partir da relevância de se discutir o referido tema, não no sentido de aplicabilidade, mas com a preocupação de formar sujeitos críticos, capazes de intervir na sociedade, em sua vida cotidiana, por meio de suas atitudes e argumentos. Ou seja, o trabalho realizado permite a abordagem dos conceitos físicos como meios para uma melhor compreensão da situação contextual em discussão.

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