Análise das provas das Olimpíadas Brasileiras de Física para realização de tutorias específicas nas escolas parceiras do projeto PIBID no município de Alegre- ES

## Análise das provas das Olimpíadas Brasileiras de Física para realização de tutorias específicas nas escolas parceiras do projeto PIBID no município de Alegre- ES

## João Paulo Casaro Erthal¹, Ramón Giostri Campos², Thays Ferreira Souza³, Juliana de Souza Oliveira 4

- 1 Universidade Federal do Espírito Santo/DQF/jperthal@gmail.com
- 2 Universidade Federal do Espírito Santo/ DQF /ramon.campos@ufes.br

## Resumo

Apesar de existirem desde 1999, as Olimpíadas Brasileiras de Física (OBF) ainda não alcançaram muitas regiões do Brasil. Existe a necessidade de criação de uma cultura de participação nesse tipo de competição, de maneira que possam ser providenciadas ações educacionais que auxiliem os estudantes na realização dessas provas e consequentemente na sua formação. Este trabalho apresenta a etapa inicial de uma proposta que visa divulgar, na região sul capixaba, a existência da OBF, e também incentivar os alunos a se prepararem e participarem dessa competição. Para isso foi realizada uma análise das provas para o terceiro ano do ensino médio com a finalidade de conhecer os temas mais incidentes e a partir deles preparar tutorias específicas para estudantes das escolas parceiras do Programa Institucional de Bolsa de Iniciação a Docência (PIBID) no município de Alegre. Os bolsistas já realizaram uma mini olimpíada nas escolas e auxiliaram os professores na inscrição e divulgação da OBF de 2012. Foi possível identificar os diferentes modelos de provas e as áreas da Física mais contempladas pelas questões. Neste momento está sendo iniciado o trabalho de tutorias com grupos selecionados, as quais estão sendo planejadas tendo como base as provas analisadas.

Palavras-chave : Olimpíadas Brasileiras de Física, Tutorias, Análise de provas.

## Introdução

Na última década, várias áreas do conhecimento estão desenvolvendo e aprimorando competências específicas por meio da modalidade de olimpíadas estudantis. Dentre as várias olimpíadas existentes, podemos citar as olimpíadas de Astronomia, Língua Portuguesa, História, Matemática, Química, Ciências Junior, Informática, Biologia e Física.

A gênese das olimpíadas de Física ocorreu em 1960, quando um pequeno grupo de três professores de Física da Europa (C. Scislowski, da Polônia; R. Kostial, da então Tchecoslováquia; e R. Kunfalvi, da Hungria) decidiram organizar uma olimpíada estudantil entre os estudantes de Física com maior destaque em seus países. Por conseguinte, em 1962 foi realizada a primeira Olimpíada Internacional de Física (OIF), que ocorreu em Varsóvia na Polônia (VIANNA et al , 2000).

No Brasil, as primeiras Olimpíadas de Física ocorreram no ano de 1985 no Estado de São Paulo. Estas Olimpíadas foram organizadas pelo professor Shigueo

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Watanabe, então diretor executivo da Academia de Ciências do Estado de São Paulo (MARIN e PINO, 2008). Em 1986, foi realizada a Olimpíada Paranaense de Física, por ação do professor Vicente Roberto Dumke, da Universidade Federal do Paraná. Entretanto, no período de1987 a 1995 ambas deixaram de ser realizadas, por falta de apoio.

De forma independente, em 1994, outros estados, como Ceará, Paraíba e Minas Gerais começaram a realizar Olimpíadas de Física regionais (VIANNA et al , 2000). Em 1995, o Centro de Divulgação Científica e Cultural do Instituto de Física de São Carlos, da Universidade de São Paulo, sob a direção do professor Dietrich Schiel, retomou a realização das Olimpíadas no estado. Em 1998 participaram de forma experimental os estados da Bahia, Goiás, Pará, Pernambuco e Rio de Janeiro.

Com esse cenário positivo, em 1999 teve início a Olimpíada Brasileira de Física, que no ano de 2012 está em sua décima quarta edição, sendo realizada pela Sociedade Brasileira de Física (SBF), com colaboração de vários Institutos e Departamentos de Física de Universidades Federais, Estaduais e dos Institutos Federais.

A OBF espera, por meio dessas competições intelectuais, despertar e incitar o interesse pela Física, tendo como objetivo aprimorar o ensino e incentivar os alunos a seguirem carreiras científicas e tecnológicas, preparando os estudantes para as Olimpíadas Internacionais de Física (OIF) de modo que se possa comparar nosso ensino com o de outros países (VIANNA e SIQUEIRA, 2004).

A OBF é realizada em três fases. Atualmente a primeira fase ocorre no mês de maio na escola do estudante participante. A segunda fase é realizada em agosto em locais determinados pelo Coordenador Estadual e dela participam os estudantes que atingiram o número mínimo de acertos na primeira fase, sendo este definido pela Comissão da Olimpíada Brasileira de Física. Se o número de estudantes classificados for menor que três em alguma série, o sistema de seleção completará este número indicando os alunos com a maior nota abaixo da nota mínima. Participam da terceira fase os estudantes que atingirem na fase anterior a nota mínima estipulada pela comissão organizadora, garantindo-se a cada Estado o número mínimo de um estudante por série. Essa etapa é cumprida em outubro ou novembro sendo realizada na sede da Coordenação Estadual. As questões das provas teóricas da primeira fase são objetivas e as da segunda e terceira fases são discursivas. Cabe salientar que na terceira fase o participante realiza ainda uma prova prática, exceto na prova do terceiro ano do ensino médio (SBF, 2012).

Apesar da ampla divulgação da OBF em diversos meios de comunicação, muitas escolas não se inscrevem para participar, principalmente em cidades interioranas. Pontualmente falando, no município de Alegre, no estado do Espírito Santo, o PIBID da Licenciatura em Física, busca incentivar os alunos das escolas parceiras do projeto a participar das Olimpíadas de Física. Os bolsistas já realizaram uma mini olimpíada de Física nas escolas e estão auxiliando os alunos a participarem da OBF. Além de despertar o interesse dos jovens para a Física, essas ações podem contribuir para a melhoria do ensino.

De acordo com Vianna e Siqueira (2004) em alguns anos a OBF, pode apresentar informações de interesse para o ensino e aprendizagem da Física já que as provas podem ajudar a encontrar as dificuldades dos estudantes. Em vista disso, nesse trabalho foi realizada uma investigação inicial nas provas da OBF para o

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terceiro ano do ensino médio, visto que essas contemplam todo o conteúdo desse nível de ensino, com intuito de conhecer o perfil dessas avaliações e poder elaborar tutorias voltadas para os conteúdos analisados pelos bolsistas de Física do PIBID nas escolas parceiras de Alegre-ES.

## Objetivos

- O objetivo geral deste trabalho é traçar o perfil das provas da OBF aplicadas aos estudantes do terceiro ano do ensino médio por meio de uma análise detalhada das questões, de modo a verificar quais os conteúdos mais contemplados e como esses estão sendo abordados.
- O objetivo específico é utilizar esses dados para orientar o trabalho de tutorias, que está sendo desenvolvido pelos bolsistas do PIBID, com intuito de disseminar a existência dessa modalidade de competição na região sul capixaba, despertar o interesse dos estudantes pela Física e auxiliar no aprendizado dessa disciplina.

## Metodologia

Esse trabalho foi iniciado com a busca por todas as provas da OBF realizadas desde 1999 até o ano de 2011. Na sequencia fez-se a interpretação e análise de cada questão, explicitando o assunto abordado.

- A análise teve como base a divisão dos conteúdos dos livros de ensino médio em seis grandes áreas da Física: mecânica, física térmica, ótica geométrica, ondulatória, eletromagnetismo e física moderna.

Em seguida realizou-se a catalogação das questões, a partir das quais foram gerados gráficos de acordo com características comuns entre as provas. Algumas questões catalogadas foram contabilizadas mais de uma vez, pois abordaram mais de uma área da Física. A seguir serão apresentados e brevemente discutidos os gráficos referidos.

## Prova do ano de 1999

A prova do ano de 1999 possui uma peculiaridade que a difere de todas as outras, pois foi constituída apenas de duas fases. Neste ano, algumas questões retrataram circunstâncias que são conhecidas pelos estudantes brasileiros, como jogos de futebol, meninos andando de skate, situações vistas em filmes de ficção científica, entre outros. As questões exigiam que os estudantes soubessem trabalhar com formalismos matemáticos e literais, além de analisar gráficos. Foi dada pouca ênfase ao domínio de conceitos físicos. A seguir é apresentado um exemplo de questão que contempla a utilização de formalismos literais:

- A figura seguinte ilustra dois corpos esféricos A e B, de mesmas dimensões, mas massas diferentes, suspensos por fios de mesmo comprimento. A massa do corpo A é nove vezes maior que a massa m do corpo B. Eles são afastados para uma altura h a partir de suas posições de equilíbrio. Soltos, eles se chocam frontalmente, quando suas velocidades são máximas e, após choque, deslocam-se grudados. Em função de g, h e m, obtenha:

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- a) a quantidade de movimento dos corpos após o choque.
- b) a porcentagem da altura final atingida pelos corpos grudados em relação à sua altura inicial.

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(Olimpíada Brasileira de Física, 1999, segunda fase).

No que diz respeito aos conteúdos das provas do ano de 1999, a maior parte das questões abordaram os conteúdos de mecânica. Os conteúdos de eletromagnetismo e ondulatória apareceram razoavelmente nas provas. Conteúdos relacionados à óptica geométrica e física térmica foram menos requisitados e os conhecimentos relacionados à física moderna não foram exigidos (Figura 1).

Figura 1: análise da prova da OBF de 1999.

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A mecânica é uma área extensa da Física, que abrange muitos conteúdos, e é geralmente apresentada no primeiro ano do ensino médio, sendo posteriormente utilizada de diferentes formas em conteúdos do segundo e do terceiro ano. Esse fato pode justificar a maior quantidade de questões de mecânica nessa prova.

## Provas dos anos de 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2008 e 2009

A partir do ano de 2000 a OBF passou a ter a terceira fase e o número de questões também aumentou. Nas provas pode-se observar que é esperado que o aluno saiba analisar gráficos e relacionar grandezas. Muitas questões tiveram enfoque na resolução de problemas com abordagem matemática e aplicação de formalismos enquanto que outras questões exigiam que o aluno tivesse domínio de conceitos físicos.

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Nestes anos os conteúdos de mecânica continuaram predominantes. Os conteúdos de física térmica, óptica geométrica e eletromagnetismo aparecem em boa parcela das questões (Figura 2). Há um aumento no número de questões que abordam mais de um conteúdo de Física exigindo do aluno um conhecimento bastante amplo.

Figura 2: análise das provas da OBF de 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2008 e 2009.

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Conteúdos relacionados à física moderna apareceram apenas nos anos 2000, 2008 e 2009, mesmo assim em número bastante reduzido. Isso mostra que apesar de diversos pesquisadores da área de ensino de Física defenderem a inserção de conteúdos de física moderna nesse nível de ensino, isso provavelmente não vem ocorrendo com frequência nas salas de aula.

## Provas do ano de 2007, 2010 e 2011

As provas de 2007, 2010 e 2011 apresentam características diferentes das provas dos anos anteriores, sendo que ambas possuem um tema específico, a partir dos quais, são exploradas as principais áreas trabalhadas no ensino médio. Em vista disso estas provas formaram um bloco de análise separado.

Pode-se verificar que a prova de 2007 foi a que a mais equilibrada em relação à cobrança dos conteúdos, sem maior destaque a mecânica, como vinha ocorrendo nas outras provas. Em 2007 e 2011 foram exigidos conhecimentos sobre física moderna (Figura 3).

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Figura 3: analise das provas da OBF dos anos de 2007, 2010 e 2011.

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A prova de 2007 teve como tema o Motor Múltiplo Híbrido que foi lançado pela Toyota em 1997. O estudo sobre o funcionamento desse motor envolve conceitos de mecânica, termodinâmica e eletromagnetismo. A seguir é apresentado um recorte desse texto:

A concepção do modelo PRIUS da Toyota é inovadora. Seu Motor Múltiplo Híbrido, que é uma tradução livre de Hybrid Synergy Drive, sintetiza o conhecimento da Física até o fim do século XIX: a Mecânica Clássica, a Termodinâmica e o Eletromagnetismo. O lançamento desse modelo no mercado ocorre devido a existência de um produto típico do século XX, a central eletrônica computadorizada, que controla o Motor de Combustão Interna (MCI) e dois Motores Eletromagnéticos /Geradores, MEG-1 e MEG-2, os quais podem ser usados, conforme a situação, de forma independente ou simultânea... (Olimpíada Brasileira de Física, 2007, primeira fase).

A prova de 2010 teve como tema central Os Cientistas , e apresentou subtítulos relatando um pouco da vida e obra de alguns deles, em particular cientistas que tiveram grande contribuição para a Física, como Galileu Galilei, Johannes Kepler, Isaac Newton, Ludwig Eduard Boltzmann, James Clerk Maxwell e Enrico Fermi .

A prova de 2011 teve como tema a Física e o corpo humano , onde o estudante demonstra seus conhecimentos físicos a partir de questões envolvendo conceitos sobre o funcionamento do corpo humano, e assim pode relacionar a física aplicada a outras áreas de estudo como a medicina. Na sequencia tem-se um recorte do texto que aborda o tema da prova de 2011:

## O corpo humano e a física

Le Parkour salta do anonimato e cai nas graças dos jovens aventureiros. Se você já viu um sujeito escalando muros ou torres elétricas ele pode não ser um ladrão, um pichador ou simplesmente um maluco que não tem amor à vida. Na verdade esse rapaz pode ser um amante do Le Parkour, a nova febre entre os praticantes de exercícios. Le Parkour significa "O Percurso" e tem esse nome em

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francês porque o seu criador vem de lá. David Belle herdou do pai e do avô bombeiros a paixão por aventura e situações de aparente perigo. A partir daí tornou isso um esporte e um meio de ganhar a vida. Outro pioneiro dessa atividade, Sébastien Foucan, protagonizou uma cena incrível na abertura do filme 007 - Casino Royale, de 2006. Ele foi contratado pela produção para a cena de introdução do longa. A função de seu personagem era fugir do agente James Bond. São seis minutos de pulos, puxões e voos nos quais ele sobe até num guindaste de um arranha-céu em construção. A premissa básica do Le Parkour é esquecer que existem obstáculos à sua frente (Olimpíada Brasileira de Física, 2011, primeira fase).

## O trabalho de tutorias seguindo indicações das provas analisadas

O PIBID da Licenciatura em Física no município de Alegre, no Espírito Santo, utiliza de monitorias e tutorias nas escolas parceiras do projeto, com intuito de facilitar o processo de aprendizagem dos estudantes que, em sua maioria, encontram grandes dificuldades em entender os conteúdos relacionados a essa disciplina.

Essas dificuldades são muitas vezes apresentadas devido: (i) à formação deficiente de alguns professores dessa região, visto que existe apenas um professor de Física no município com a formação exigida para tal; e (ii) ao fato dos estudantes terem em média duas horas de aulas de Física por semana, que não são suficientes para desenvolver e discutir com clareza os conteúdos da disciplina. Sendo assim, em horários diferentes aos das aulas são realizadas as monitorias e tutorias.

As monitorias, que ocorrem há doze meses, têm o intuito de auxiliar os estudantes, tanto do ensino médio como o ensino fundamental, a sanar suas dúvidas em relação aos conteúdos de Ciências e de Física abordados em sala de aula. As tutorias, que estão sendo iniciadas nesse momento, são direcionadas a grupos de estudantes do ensino médio e focam na interpretação, resolução e discussão de questões de provas da OBF, previamente selecionadas pelos bolsistas que realizam esse trabalho. São três grupos com doze alunos, sendo um de alunos do nono ano do ensino fundamental e os outros de alunos do primeiro e segundo ano do ensino médio. Dessa forma esses grupos estarão aptos e mais preparados para participarem da OBF 2013.

Durante o trabalho nas monitorias, os licenciandos em física que participam como bolsistas do PIBID verificaram que os alunos possuem carências específicas que dificultam o aprendizado de conceitos físicos. Pode-se destacar a falta de conhecimentos matemáticos básicos e a dificuldade na interpretação de textos. Em vista disso as tutorias são realizadas de maneira a ajudar o aluno a construir ou reformular os seus conhecimentos espontâneos.

As tutorias têm como base os tópicos mais recorrentes nas provas da OBF, sendo constituídas por uma discussão e explanação inicial sobre um tema específico. Na sequência são trabalhadas questões selecionadas das provas da OBF de maneira que os estudantes possam ao mesmo tempo aprender Física e serem estimulados a participar das competições. Ao final de toda tutoria é apresentada uma questão ou um texto com caráter desafiador, de modo que os estudantes tenham que pesquisar e relatar sobre o assunto na próxima tutoria.

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## Conclusão

Com a análise das provas da OBF, nessa etapa inicial do trabalho, foi possível verificar que em sua primeira versão, a prova teve enfoque mais matemático. Nos anos de 2000 , 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2008 e 2009 as provas intensificaram a quantidade de questões conceituais e literais sendo que o rigor matemático continuou presente em muitas questões. As questões das provas dos anos de 2007, 2010 e 2011 foram baseadas em temas diferenciados, exigindo dos alunos maior capacidade de interpretação e abstração.

Apesar de não ter sido realizada a análise na prova do ano de 2012, durante a escrita desse texto foi possível ter acesso a essa prova e verificou-se que ela teve a mesma perspectiva das provas de 2007, 2010 e 2011, contendo um tema central que servia de guia para as suas questões. Neste ano o tema foi Olimpíadas de Londres 2012- A Física e os esportes .

As características citadas anteriormente auxiliaram a visualizar os conteúdos que foram enfatizados nas provas da OBF, mas não permitem dizer como será o modelo de prova do próximo ano, mesmo sendo notório que as últimas provas da OBF tem tido um caráter diferenciado em relação aos outros anos, com mais contextualização na formulação das questões.

Em todos os anos, pode-se verificar que existe uma coerência em relação à quantidade de questões. Os conteúdos do primeiro ano, relativos à mecânica, e os do segundo ano referentes à física térmica, óptica geométrica e ondulatória apresentam um quantitativo bem parecido de questões. Os conteúdos do terceiro ano, relativos a eletromagnetismo e física moderna possuem menor quantidade de questões porque a primeira fase da prova acontece no mês de maio, e devido a isso os alunos não tiveram tempo ver todo o conteúdo com o professor.

Espera se que estes resultados iniciais possam contribuir para um trabalho eficiente nas tutorias de Física e que gerem discussões sobre o ensino de Física, no qual as provas da OBF podem colaborar na melhoria do ensino se utilizadas como base para avaliar o desenvolvimento dos estudantes.

## Referências

MARIN, L. R. ; PINO JUNIOR, A. D. Olimpíada Paulista de Física - Questões resolvidas e comentadas . 1 ed. São Paulo, Editora Livraria da Física, 2008.

VIANNA, J. D. M. et al. Olimpíadas de Física. Revista Física na Escola , São Paulo, v.1, n.1, 2000.

VIANNA, J. D. M. ; SIQUEIRA, F. F. Olimpíadas de Física. Revista Física na Escola , São Paulo, v.5, n.2, 2004.

Sociedade Brasileira de Física - Olimpíadas Brasileiras de Física disponível em:

http://www.sbfisica.org.br/v1/olimpiada/ acesso em 10/05/2012

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