MOSTRA INTERATIVA PIBID-UFMG: ESTRATÉGIAS DIDÁTICAS UTILIZADAS NO DESENVOLVIMENTO DO TEMA TRANSFORMAÇÕES E CONSERVAÇÃO DE ENERGIA MECÂNICA

## MOSTRA INTERATIVA PIBID-UFMG: ESTRATÉGIAS DIDÁTICAS UTILIZADAS NO DESENVOLVIMENTO DO TEMA TRANSFORMAÇÕES E CONSERVAÇÃO DE ENERGIA MECÂNICA

Vanessa Vale Oliveira , Orlando Aguiar Jr , Carlos Eduardo Porto 1 2 Villani 3 , Leonardo Caetano Soares 4

1 Universidade Federal de Minas Gerais/Departamento de Física, vanessavale16@gmail.com

3 Universidade Federal de Minas Gerais/Colégio Técnico, carlosvillani@ufmg.br

## Resumo

Este trabalho é um relato de experiência didática de equipe de física do PIBIDUFMG em mostras interativas nas escolas parceiras do Projeto. Além de contextualizar a mostra, procuramos destacar as escolhas didático-metodológicas que presidiram sua apresentação com estudantes de ensino médio em duas das escolas do Projeto, nas montagens com o tema "Transformações e Conservação de Energia Mecânica". Tal perspectiva nos permite repensar as metodologias e abordagens deste conteúdo no ensino de Física e, ainda, indicar aspectos de formação docente presentes nesta singular experiência didática. Entre os procedimentos didáticos trabalhados pelos bolsistas na exposição destacamos: o convite / desafio a pensar em situações físicas a partir de situações experimentais e/ou simulações; a problematização em situações do tipo prevejaobserve-explique; a formulação de perguntas que introduzem modos de pensar e conduzem o raciocínio dos estudantes; o uso de analogias; a contextualização e relações das montagens e conceitos físicos com situações familiares. Examinamos a efetividade da mostra como estratégia para os movimentos de ação-reflexão-ação na formação para a docência e, ainda, as diferenças e semelhanças do ambiente de aprendizagem nas mostras com aqueles do ensino formal (salas de aula de física).

Palavras-chave : PIBID, Mostra, Energia.

## Introdução

Este trabalho consiste em mais uma contribuição de pesquisa produzida no contexto do PIBID, criado pela diretoria da Educação Básica da CAPES em 2007 e tem por objetivo descrever as ações de intervenção pedagógicas realizadas pelos integrantes do Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência - PIBID FÍSICA - UFMG em parceria com quatro Escolas da Rede Pública de Belo Horizonte. O projeto conta com a participação de 20 bolsistas, estudantes de Licenciatura em Física, e cinco supervisores, professores das escolas parceiras e um orientador, professor da Faculdade de Educação na área de ensino de física.

Foram realizadas, até o momento, além de outras atividades nas escolas, duas Mostras Interativas de Física. A primeira ocorreu na Escola Estadual Três Poderes e, a segunda, no Instituto de Educação de Minas Gerais. A experiência adquirida em cada mostra nos tem fornecido elementos para aprimorar o

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20 a 25 de janeiro de 2013

funcionamento dessa atividade, que vem sendo ampliada para as outras escolas parceiras do projeto e que, pretendemos que se expanda para toda a rede estadual de ensino. Buscou-se através da realização da Mostra, deixar de lado o método tradicional de ensino, que se baseia quase que exclusivamente em aulas meramente expositivas, e explorar outras abordagens, oferecendo aos alunos um espaço para criarem seus modelos explicativos, sem serem submetidos à pressão de uma formulação correta do ponto de vista científico e de propor a diversificação de atividades no ensino de física através da utilização de metodologias que possibilitem uma maior compreensão e interesse por parte dos alunos a cerca dos fenômenos físicos que os rodeiam. Por não ser algo cotidiano na vida escolar, o evento causa impacto e desperta a curiosidade não só dos alunos, mas de toda a comunidade escolar.

## A mostra interativa de física nas escolas

Foram utilizados recursos diversificados com o objetivo de tentar explorar aspectos centrais de um determinado conceito ou modelo científico. A intenção que dirigiu o planejamento de cada uma das montagens da mostra foi o de trabalhar com fenômeno, linguagem e conceito de modo integrado. Para isso, recorremos sempre à experimentação combinada com simulações e teoria em conjunto, de modo que um recurso seja capaz de amenizar/suprir aquilo que o outro não consegue prover. Desse modo, em lugar de optar por um ou outro recurso (simulação ou experimento? Experimento ou teoria?), tentamos utilizá-los de modo complementar e coordenado.

Os integrantes do PIBID-UFMG estabeleceram como objetivos para as Mostras: (1) permitir uma ação coletiva em ambiente de aprendizagem favorável com estratégia de formação da equipe (planejar juntos, realizar e refletir em ciclos de ação-reflexão-ação); (2) permitir um envolvimento maior com a comunidade escolar, especialmente os demais professores de física das escolas conveniadas; (3) examinar, na prática, as relações entre fenômenos (por meio de experimentação), teorias / conceitos e representações (por meio de simulações) em situações de ensino e aprendizagem em física.

A primeira Mostra Interativa foi formada por cinco bancadas, cada uma delas composta por experimentos e simulações relativos aos seguintes temas: fenômenos relacionados à (1) Conservação e Transformação de Energia Mecânica; (2) Circuitos Elétricos; (3) Comportamentos dos Gases; (4) Funcionamento de Motores e Geradores; (5) Imagens Formadas por Diferentes Tipos de Lentes.

A segunda Mostra contou com os mesmos recursos utilizados na primeira, entretanto, contamos também com a participação dos integrantes do PIBID da área de Química e da Matemática. Houve ainda a participação de vários grupos de alunos da própria escola, que haviam desenvolvido, nas aulas de física, e sob orientação da Professora Daniela Freitas e bolsistas do projeto, seus próprios experimentos que foram apresentados durante a Mostra. Além desses, o professor Alfonso Chincaro, supervisor da Escola, montou e apresentou com bolsistas do projeto uma mostra da 'Física dos Brinquedos', inspirada em trabalhos semelhantes desenvolvidos pela Professora Beatriz Alvarenga, a quem homenageou no evento.

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## A bancada de energia mecânica: materiais e desafios

Os autores deste trabalho foram responsáveis pela bancada onde eram abordados os fenômenos de Conservação e Transformação de Energia, que contava com os quatro experimentos que serão detalhados a seguir:

- 1. Canhão de Gauss: Consiste em um experimento que mostra a transferência de energia de uma bolinha para outra através de colisão. O equipamento contava com ímãs que eram responsáveis em acelerar a bolinha que se chocaria com a próxima, e assim sucessivamente. A última bolinha saía do cano do canhão em alta velocidade provocando espanto nos visitantes da Mostra. A montagem do canhão de Gauss pode ser vista através do endereço: http://pontociencia.org.br/gerarpdf/index.php?experiencia=153
- 2. Rampa estilo Montanha-Russa: Tem por objetivo mostrar as transformações de energia mecânica - potencial gravitacional e cinética - e discutir as condições de Conservação de Energia no processo. São abandonadas esferas de mesma massa em alturas diferentes, em seguida, são abandonadas esferas de diferentes massas da mesma altura. Uma das possibilidades é mostrar, por exemplo, que se um objeto for abandonado em uma determinada altura, não conseguirá alcançar uma altura maior do que aquela de lançamento devido à conservação de energia. Verificar, ainda que, reduzindo o atrito, as alturas inicial e final se aproximam, sugerindo a existência de uma situação limite (idealizada) em que a energia mecânica se conserva. Indicar, de maneira geral, a hipótese de que a energia mecânica 'perdida' foi dissipada na forma de calor pelo atrito.
- 3. Rampa com diferentes perfis: Esse experimento tem por objetivo mostrar as transformações e o princípio de conservação de energia em rampas com diferentes perfis. São abandonadas, simultaneamente, duas bolinhas maciças idênticas, de uma mesma altura, nos dois perfis, mostrados na Figura 01. Aos alunos é solicitado que sejam feitas previsões à respeito do tempo gasto para percorrer os dois percursos, através da seguinte pergunta: 'Qual das duas bolinhas chega primeiro ao fim da rampa? Por quê? Apesar da experiência destacar que o tempo do percurso só depende da forma dos perfis, os alunos tendem a associá-lo a massa das bolinhas.

Figura 01: Rampa com diferentes perfis

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- 4. Revólver com Mola: O equipamento era formado por um cano de PVC e uma mola acoplada que pode ser comprimida e presa através de uma trava. Ao soltar a trava, percebe-se a transformação de energia potencial elástica em energia cinética e, esta em energia potencial gravitacional. O experimento permite, ainda,

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estabelecer uma relação entre a deformação da mola e a quantidade de energia armazenada. Exploramos o experimento destacando a história das transformações de energia, desde a deformação da mola, passando pelo disparo do gatilho, o movimento ascendente e depois descendente da bolinha. A ideia central é de que a energia não pode ser criada do nada e que toda manifestação de energia decorre de uma outra forma de energia já existente.

É importante destacar que os experimentos foram apresentados aos alunos como desafios, dessa maneira, eles teriam a oportunidade de testar e discutir seus modelos explicativos com os pares e o bolsista responsável pela bancada, através de uma abordagem dialógica, sem pressioná-los a chegar a uma resposta 'esperada'.

## Estratégias de ensino desenvolvidas na bancada de energia mecânica

O ambiente criado pela Mostra, dificilmente seria obtido em uma aula meramente expositiva, devido à riqueza de metodologias, ao engajamento e ao interesse por parte dos alunos. As discussões que ocorrem espontaneamente entre os alunos, é algo que é incomum, na maioria dos casos, em sala de aula. Houve uma fala que nos chamou atenção, uma aluna disse: 'ah, essa física sim é interessante!'. Dessa maneira, ficou bastante evidente que o uso exclusivo do modelo tradicional de ensino adotado nas escolas, popularmente conhecido como o velho 'cuspe e giz', além de não gerar um aprendizado satisfatório é completamente desestimulante, já que a ciência é vista como algo pronto e acabado, baseada em descobertas isoladas, que tem por finalidade resolver problemas matemáticos.

A ideia era tentar aproximar a situação apresentada com situações familiares aos alunos, por meio do uso de analogias, contextualização e exemplificação. Outro aspecto importante da metodologia de ensino utilizada na Mostra era a proposição de perguntas feitas de modo a direcionar o raciocínio dos estudantes para a elaboração de modelos causais mais coerentes e próximos aos modelos da física escolar. Ao fazê-lo, os bolsistas perceberam como esse não é um processo fácil, pois exige um planejamento mais detalhado da atividade, o estabelecimento de metas e objetivos claros, a disposição a escuta das dificuldades e demandas dos estudantes, e o ajuste da explicação ao perfil dos estudantes (com diferentes perfis acadêmicos e interesse no assunto).

Dentre os diversos aspectos mencionados acima, consideramos o uso de analogias como uma estratégia de ensino eficiente, quando o objetivo é discutir fenômenos que exigem grande abstração por parte do aluno. Nesse sentido, uma analogia pode ser definida como uma comparação entre dois conceitos/fenômenos/assuntos que mantém uma certa relação de semelhança entre ambos. Sendo assim, os elementos que constituem uma analogia são: o análogo (representa o conhecimento já familiar), o alvo (representa o conhecimento menos familiar) e as relações analógicas (conjunto de relações que se estabelecem, sejam elas de semelhança ou de diferença) permitindo a compreensão/entendimento do alvo (SILVA e TERRAZAN, 2005).

Buscamos, durante a apresentação dos experimentos, aproximar os fenômenos à realidade dos alunos, fazendo adequações e utilizando analogias. Com o objetivo de explicar a transferência de energia no canhão de Gauss, por exemplo,

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utilizamos como analogia um jogo de sinuca, onde o taco é o responsável por produzir a aceleração. 'Numa mesa de sinuca, imagine uma bola branca e uma vermelha, ambas em repouso. Quando você dá uma tacada na branca, ela é acelerada e entra em movimento. Ao colidir com a vermelha, a branca transfere energia para a vermelha, que entra em movimento. No caso do canhão de Gauss, os ímãs fazem o papel do taco, já que estes aceleram as bolinhas devido ao campo magnético criado por eles. No choque, há transferência de energia'. Essa analogia foi útil por aproximar o conceito científico de algo que a maioria já vivenciou, seja jogando ou apenas assistindo. Foi uma estratégia bastante eficaz nesse contexto, os alunos ficaram bastante entusiasmados por serem capazes de relacionar um fenômeno físico com uma situação cotidiana.

Na sala de aula, tem-se como objetivos: despertar nos alunos a vontade em aprender e, partindo daquilo que eles já sabem, estabelecer uma sistematização dos conceitos, afim de que eles sejam capazes de tornar o conhecimento operatório. Vale ressaltar que, na maioria dos casos, o primeiro é deixado em segundo plano na rotina das aulas. Na Mostra Itinerante, muitas vezes, por não saber a bagagem trazida pelo aluno, fazemos adequações, o que pode soar um pouco simplista/superficial. Porém deve ficar claro, que, por um lado, não é objetivo da Mostra ensinar Ciências, mas despertar o interesse acerca dos fenômenos físicos. Por outro lado, a participação coletiva na atividade nos permitiu, como professores em formação, tematizar e refletir sobre uso de analogias no ensino de física, entre tantos outros aspectos presentes nas estratégias didáticas utilizadas na exposição.

## Considerações Finais

Nesse trabalho, apresentamos uma análise reflexiva sobre a vivência proporcionada por uma atividade específica de intervenção realizada no âmbito do Programa PIBID-FÍSICA/UFMG: A Mostra Itinerante.

Consideramos que esta foi uma experiência bastante enriquecedora, não apenas para nossa formação acadêmica, mas nos inspirou ainda mais a seguir o caminho da educação. O engajamento, a curiosidade e o interesse por parte dos alunos, foi algo completamente novo, quando comparado ao ambiente da sala de aula. Os modelos explicativos criados por eles foram bastante interessantes, já que 'nos colocam pra pensar a respeito de vários aspectos do conceito físico envolvido que sequer havíamos nos dado conta'. Além de nos estimular a compreender melhor a parte conceitual envolvida, é bastante gratificante observar que, quando a física é abordada de maneira dinâmica e extrovertida, sem os papéis pré-estabelecidos (professor como detentor do conhecimento e alunos como meros reprodutores do que lhes é 'ensinado') os resultados são mais satisfatórios, o envolvimento dos alunos é maior. Devemos nos preocupar com o que o aluno pensa a respeito de um dado conceito, dar espaço para que suas ideias sejam expostas, dar importância às tentativas de explicação criadas por eles, mostrando até que ponto seu modelo é eficiente, incentivando a tentar obter um resultado que abarque mais possibilidades, e não apenas uma resposta certa ou errada.

Após a realização dessa atividade de intervenção nas escolas, chegamos à conclusão de que, apesar de se tratar de um processo complexo, é extremamente interessante e possível mesclar atividades como as realizadas durante a Mostra com o conteúdo da sala de aula, de modo que as duas metodologias sejam complementares. Nesse sentido, entendemos que as atividades que vicenciamos no

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PIBID evidenciam novos aspectos do ensino, tais como a necessidade de cativar os alunos e, em simultâneo, estabelecer uma sistematização dos conceitos.

Relatos de alunos como: 'desse jeito eu aprendo', podem gerar uma vontade na escola em adaptar ou agregar esse tipo de atividade. Cabe a cada professor planejar de acordo com o contexto de cada turma, o momento ideal e qual tipo de experimento, simulação ou intervenção utilizar. Isso causará algumas mudanças na metodologia, mas é algo complementar, não é necessário mudar o livro didático ou abandonar os métodos aplicados até então. É só dar espaço a mais um dos recursos que podem ser utilizados para o ensino de física. Quanto maior a diversidade de recursos, maiores serão as chances disponíveis para que os alunos aprendam.

## Referências

SILVA, Leandro; TERRAZAN, Eduardo. O uso de analogias no ensino de modelos atômicos. In: Atas do XVI SNEF. São Paulo: SBF, 2005.

BOZELLI, Fernanda; NARDI, Roberto. Analogias no ensino de física: alguns exemplos em mecância. In: Atas do XVII SNEF. São Paulo: SBF, 2007.

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