Pesquisas sobre concepções prévias no ensino de Física: uma revisão de periódicos brasileiros (1980-2011).

## Pesquisas sobre concepções prévias no ensino de Física: uma revisão de periódicos brasileiros (1980-2011).

## *Guilherme Stecca Marcom 1 , Jorge Megid Neto 2

1 UNICAMP / Instituto de Física Gleb Watagin, gui.marcom@gmail.com 2 UNICAMP / Faculdade de Educação, megid@unicamp.br

## Resumo

No âmbito da pesquisa brasileira em Educação em Ciências, estudos na área de concepções prévias (espontâneas, intuitivas, alternativas entre outras denominações) vêm se desenvolvendo desde a década de 1970, tornando-se umas das principais linhas de pesquisa nesse campo. Essa pesquisa teve como objetivo identificar as principais concepções prévias encontradas no contexto do ensino de Física. Foram consultados cinco periódicos brasileiros: Ciência & Educação; Investigações em Ensino de Ciências; Caderno Brasileiro/Catarinense de Ensino de Física; Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências; e Revista Brasileira de Ensino de Física. De um universo de aproximadamente 300 números de periódicos, foram selecionados 35 artigos que abordaram concepções prévias em Física. Para a identificação das concepções prévias os artigos selecionados foram fichados a partir de um conjunto de descritores a fim de proporcionar uma melhor análise dos resultados. Notamos um conjunto diversificado de conteúdos investigados sobre Física, principalmente de Mecânica, Eletricidade e Óptica. As principais concepções prévias encontradas estão associadas a problemas do cotidiano das pessoas, por exemplo, a associação de força e movimento na Mecânica; ou à inexistência de diferença entre calor e temperatura na termodinâmica; ou que o feixe de luz percorre uma distância finita em óptica; ou ainda que a corrente elétrica não se conserva em eletricidade.

Palavras-chave : Concepções Prévias, Ensino de Física, Estado da Arte, Periódicos Científicos.

## Introdução

Este trabalho teve como base uma pesquisa do tipo estado da arte, com o objetivo de identificar quais as principais concepções prévias no ensino de Física apresentadas em artigos publicados em revistas científicas nacionais da área de Ensino de Ciências/Física no período de 1980 a 2011. Os artigos selecionados são analisados quanto ao ano de publicação, as áreas e conteúdos da Física envolvidos, os métodos e técnicas de diagnóstico das concepções na população estudada e o nível escolar dessa população. Com os resultados pretende-se contribuir para processos de formação de professores.

## Concepções Prévias

A pesquisa acadêmica sobre concepções prévias (espontâneas, alternativas, intuitivas) na área do ensino de Ciências da Natureza, e particularmente em ensino 1 de Física, vem se desenvolvendo no Brasil desde final dos anos de 1970, tornandose uma das principais linhas de pesquisa no campo da Educação em Ciências/Física (MEGID NETO, 2007). As concepções prévias de estudantes e professores são

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20 a 25 de janeiro de 2013

tratadas pelos autores como fruto do senso comum, das experiências cotidianas das pessoas, ou mesmo de seu processo de escolarização. São utilizadas pelos indivíduos para explicar os fenômenos da natureza, e em boa parte das vezes essas concepções não estão de acordo com os conceitos científicos vigentes. Diversas teorias foram formuladas para explicar o processo de desenvolvimento dessas concepções no decorrer do ensino-aprendizagem escolar. Dentre elas, a Teoria da Mudança Conceitual proposta por Posner e colaboradores (1982) nos anos 1980 propunha estimular por parte do aprendiz a percepção de suas concepções alternativas e, a partir de diversos procedimentos didáticos, conduzi-lo à superação dessas concepções, abandonando-as conscientemente e incorporando as formulações assumidas pela comunidade científica, consideradas mais corretas ou mais evoluídas.

Outros autores trabalham com a ideia de que tais concepções alternativas não podem ser simplesmente abandonadas pelos aprendizes e educadores. Segundo Mortimer (1996), as ideias prévias desempenham um papel importante no processo de aprendizagem, sendo trabalhadas de várias maneiras. Nesse caso, as concepções devam ser mantidas no processo de ensino-aprendizagem e de formação dos indivíduos e novas ideias possam ser adquiridas a fim de que as concepções presentes no pensamento do estudante possam se aproximar dos conceitos científicos. Assim, as duas formulações (concepção prévia e conceito científico) poderiam ser utilizadas pelo estudante de acordo com a situação que se lhe apresentar, sem haver necessidade do abandono das concepções de senso comum e sem hierarquizar uma concepção em relação à outra. Esse processo é conhecido como a Noção de Perfil Conceitual (Mortimer, 1995).

Seja qual for à perspectiva que se adota, deve-se atentar que as concepções são constituídas em um processo social que tem, na escola, um de seus focos (Silva e Mazzotti, 2009). Para esses autores, as concepções espontâneas se originam no meio onde os indivíduos estão inseridos, até mesmo nas escolas.

## Procedimentos metodológicos do trabalho

Este trabalho consiste de uma pesquisa do tipo 'estado da arte' (MEGID NETO, 1999; FERREIRA, 2002) e teve por objetivo identificar as concepções de estudantes, professores ou população não escolar com respeito a temas e conteúdos de Física tratadas em pesquisas publicadas em periódicos brasileiros da área de Educação em Ciências. A partir dessa identificação, interessou-nos investigar a seguinte questão: quais as características dessas concepções e como tem sido tratadas pelas pesquisas em processos de ensino-aprendizagem?

O critério de seleção dos periódicos e artigos foi, num primeiro momento, a possibilidade de download gratuito do texto completo dos artigos. Os números dos periódicos selecionados foram aqueles produzidos a partir de 1981 até 2011, ou os que tiveram a primeira publicação nesse período. Com base nesses critérios, os periódicos selecionados foram: Ciência & Educação (C&E), Investigações em Ensino de Ciências (IENCI), Caderno Brasileiro/Catarinense de Ensino de Física (CBEF), Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências (RBPEC) e Revista Brasileira de Ensino de Física (RBEF).

Optamos, para uma maior segurança na coleta de dados, em não realizar busca bibliográfica por intermédio de palavras-chave, e sim ler os títulos dos artigos nos sumários de cada número de periódico. A partir disso, identificar se o trabalho

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abrangia estudos sobre concepções prévias (espontâneas, alternativas, intuitivas entre outras denominações) de estudantes, professores ou público não escolares relacionadas a temas e conteúdos do campo da física. Quando necessário, líamos também o resumo do artigo para dirimir alguma dúvida. Após a seleção dos artigos, os textos completos dos artigos foram lidos e fichados a partir dos seguintes descritores: Nome do Artigo, Ano de Publicação, Autores, Objetivos do Trabalho, Metodologia Aplicada, População Envolvida, Instrumentos de Coleta de Dados, Concepções Prévias Identificadas e Conclusões do Trabalho.

## Dados e Resultados:

Foram analisados cerca de 300 números publicados pelas cinco revistas selecionadas, no período de 32 anos entre 1980 e 2011. Identificamos 35 artigos sobre concepções prévias no campo da Física. Observamos na Tabela 01 a quantidade de artigos selecionados por periódico, o número total de volumes verificados, além do primeiro ano em que um artigo sobre concepções prévias foi localizado em cada periódico.

Tabela 01: Artigos sobre concepções prévias em Física publicados em periódicos brasileiros entre 1980 e 2011.

Os primeiros artigos publicados foram na década de 1980, período no qual as pesquisas sobre concepções prévias se iniciaram no Brasil, após desenvolvimento na Europa em meados da década de 1970. Essas pesquisas sobre concepções espontâneas perduram até os dias de hoje no país e fora dele, pois dos artigos selecionados encontramos pesquisas realizadas em universidades da Argentina, Espanha e Portugal.

Observamos também uma concentração maior de artigos publicados no Caderno Brasileiro de Ensino de Física e Investigações em Ensino de Ciências, proporcionalmente ao total de números consultados em cada periódico. Mesmo sendo um periódico de grande importância no país, a revista Ciência & Educação, apresentou apenas 3 artigos sobre o tema concepções prévias no âmbito da Física. Em contrapartida esse periódico publicou diversos artigos sobre o tema, mas nas áreas de Biologia, Química e Matemática.

Outra tendência observada está relacionada ao período no qual as pesquisas sobre concepções prévias se intensificaram nos periódicos estudados Na década de 1980 localizamos 6 artigos; na década de 1990, 9 artigos; e na de 2000, 20 artigos. Notamos, assim, um considerável aumento da produção nesse campo, indicativo de que, embora várias outras temáticas de pesquisa tenham surgido nas décadas de 1990 e 2000, a linha de pesquisa sobre 'concepções espontâneas' ainda continua com forte crescimento.

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Seguindo com os resultados obtidos na análise dos artigos, observamos que dentre os 35 artigos encontrados os conteúdos físicos pesquisados pelos autores incidiram nas áreas de Mecânica, Eletricidade, Termodinâmica, Óptica, Física Moderna, Astronomia, Ciências Gerais, Geociências e Estrutura da Matéria. O gráfico a seguir mostra a disposição desses conteúdos nos artigos selecionados.

Gráfico 01: Número de artigos selecionados por conteúdo físico.

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O Gráfico 01 mostra que, dentre os 35 artigos selecionados, os conteúdos mais estudados são os de Mecânica (13 artigos), Eletricidade (6 artigos) e Óptica (4 artigos). Tal tendência nas pesquisas sobre esses conteúdos podem estar associados à origem das concepções prévias, que tem como uma de suas fontes as experiências do cotidiano e o senso comum. Assim a vivência dos movimentos se torna mais corriqueira e facilmente perceptível e observável pela população em geral, do que fenômenos eletromagnéticos, ópticos ou ondulatórios, cujos conceitos e modelos envolvidos são bem mais abstratos.

Identificamos também quais os principais instrumentos utilizados para o levantamento das concepções dos sujeitos investigados, o que está representado pelo Gráfico 02.

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Gráfico 02: Tipos de instrumentos utilizados no levantamento das concepções prévias.

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Observamos que o instrumento mais utilizado é o questionário. A larga utilização desse instrumento está associada às facilidades quando se trabalha com grandes populações, como foi o caso de muitas das pesquisas selecionadas. Embora os questionários sejam utilizados na maior parte dos artigos, algumas pesquisas traziam como instrumento de identificação as entrevistas, esse instrumento foi utilizado em conjunto com os testes de 'lápis e papel' para complementar a investigação.

Outro dado que chamou a atenção está relacionado às populações investigadas nas pesquisas. Notamos que a população envolvida está presente em todos os níveis de ensino, desde o fundamental até o nível de pós-graduação incluindo professores formados e em formação. Esses dados podem ser vistos no gráfico abaixo:

Gráfico 03: Número de artigos sobre concepções prévias por nível de ensino da população diagnosticada

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O gráfico traz um dado importante que está associado à quantidade de pesquisas com alunos da graduação, o que inclui professores em formação, e professores já formados, pesquisas com essas duas populações tiveram um destaque entre os artigos selecionados. Essa tendência é um indicativo da preocupação dos pesquisadores com a qualidade da formação dos professores e tentativa de minimizar suas incompreensões sobre os fenômenos científicos ou suas explicações incorretas ou parcialmente corretas sobre tais fenômenos. Essa preocupação com o desenvolvimento das concepções de professores formados ou em formação se faz necessário já que o primeiro contato que um aluno tem com os conteúdos e conceitos físicos são nas escolas; se os professores mantêm concepções alternativas ou muito diferentes das concepções científicas, eles podem acabar transmitindo para os alunos tais formulações inadequadas, ou até mesmo acabar reforçando-as. O professor deixa também de discutir, no seu processo de formação (inicial ou continuada), formas didáticas e pedagógicas para tratar no processo de ensino-aprendizagem de maneira adequada as concepções alternativas que seus alunos apresentam. Deve-se ressaltar que as pesquisas com os alunos do Ensino Médio tiveram grande participação nos artigos selecionados. As pesquisas não tratavam somente de levantamentos das concepções, mas também traziam experiências, com vários métodos, de se trabalhar com as concepções prévias em Física.

Seguindo com a análise de dados, trazemos agora as principais concepções prévias encontradas. Para fazer tal determinação identificou-se, em princípio, quais foram os conceitos mais estudados dentro de cada conteúdo, o que é mostrado no quadro a seguir.

Quadro 01: Conceitos encontrados por conteúdo pesquisado

Apresentamos a seguir as formulações das principais concepções prévias identificadas nos artigos presentes nas pesquisas:

- · Astronomia: As fases da Lua são formadas a partir da sombra que a Terra faz na lua; O planeta Terra não cai porque o Universo não tem chão.
- · Ciências Gerais: Dois corpos de mesmo volume, mas pesos diferentes irão deslocar massas de água diferentes, logo o de maior peso desloca mais água; A flutuação dos corpos é associada ao peso dos mesmos, sem se importar com o meio onde foram colocados ou com sou densidade.
- · Eletricidade: A corrente elétrica não é conservada, parte dela é consumida ou transformada em energia quando atravessa um resistor; O filamento da lâmpada

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não é tratado como um fio condutor, e sim como um local que de alguma maneira surge luz.

- · Estrutura da Matéria: As partículas de um sólido nunca se movimentam; Entre as partículas de um gás e um líquido, existe ar.
- · Física Moderna: Um semicondutor extrínseco é uma variação do semicondutor intrínseco, porque está dopado com impurezas; Associação do processo de dopagem com o aumento da temperatura.
- · Geociências: As pessoas investigadas não concebem o planeta como esférico e nem que se situam no espaço cósmico; não concebem que se encontram no hemisfério sul e estão 'de cabeça pra baixo', com relação aos que moram no hemisfério norte.
- · Mecânica: Existe uma força que atua nos corpos durante os diversos tipos de lançamentos que tem a mesma direção e sentido do movimento, essa força é responsável pelo movimento dos corpos; A força que atua sobre um corpo é diretamente proporcional a sua velocidade, portanto a força depende da velocidade.
- · Óptica: O feixe de luz percorre uma distância finita, que varia de acordo com a potência da lâmpada; A cor de um objeto é a cor da luz que ele absorve.
- · Termodinâmica: Não existe diferença entre calor e temperatura; Calor é uma característica de um corpo quente, não de um corpo frio.

## Considerações Finais

Esse trabalho identificou algumas tendências nas pesquisas sobre concepções prévias publicadas em periódicos nacionais. Observa-se que o Caderno Brasileiro/Catarinense de Ensino de Física traz mais publicações sobre o tema, associamos esse dado ao foco e ao público que esse periódico se direciona. Outra tendência observada é o aumento das publicações sobre o tema concepções prévias nos anos 2000. Isto é um indicativo de que esse campo de pesquisa tem amplo desenvolvimento desde suas origens no Brasil entre final da década de 1970 e início da seguinte e que, muito provavelmente, deve se manter como a principal temática de pesquisa na área de Educação em Ciências / Física.

Identificou-se neste trabalho que as pesquisas sobre concepções prévias estão presente em praticamente todas as áreas da física, desde Mecânica que apresenta o maior número de artigos publicados na área, até conceitos como Astronomia e Geociências. O resultado da pesquisa demonstrou que os conteúdos físicos que mais tiveram trabalhos publicados são: Mecânica, Eletricidade e Magnetismo, Óptica e Termodinâmica, tais dados demonstra a preocupação dos pesquisadores aos conteúdos presentes no ensino de Física, desde a educação básica ao ensino superior. Observa-se que as pesquisas não se preocupam apenas com as concepções prévias dos alunos, mas também se voltaram para os professores.

- O grande número de pesquisas com professores em formação e professores já formados sinaliza para uma preocupação com a manutenção e formação dessas concepções dentro do ambiente escolar. Como a grande maioria dos professores investigados apresentam concepções alternativas, provavelmente também estão reforçando no ensino escolar a permanência dessas concepções ou

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do senso comum em seus alunos, ao invés de propor abordagens pedagógicas que busquem tratar de maneira adequada tais concepções em contraposição aos conceitos científicos. Acreditamos que os resultados das pesquisas sobre concepções prévias devam ser transferidos para os professores da educação básica e alunos de cursos de licenciatura, incentivando o desenvolvimento conceitual dos estudantes sobre modelos de ensino-aprendizagem que trabalhem com as concepções prévias, preferencialmente na perspectiva do modelo de perfil conceitual (MORTIMER, 1996).

## Referências

ARRUDA, S. M.; VILLANI, A. Mudança conceitual no ensino de Ciências. Caderno Catarinense de Ensino de Física, Florianópolis v.11, n.2, p. 88-99, 1994. ,

FERREIRA, N. S. A. As pesquisas denominadas 'Estado da Arte'. Educação &amp; Sociedade , Campinas, n. 79, p. 257-272, 2002.

KUHN, T. S. (1962). A estrutura das revoluções científicas; Tradução: Beatriz Vianna Boeira e Nelson Boeira. São Paulo: Perspectiva, 2009. 264 p.

MATTHEWS, Michael. Construtivismo e o ensino de Ciências: uma avaliação. Caderno Catarinense de Ensino de Física , Florianópolis, v.17, n.3, p.270-294, 2000.

MEGID NETO, Jorge. Três décadas de pesquisa em Educação em Ciências: tendências de teses e dissertações (1972-2003). In: NARDI, Roberto (org.). A pesquisa em Ensino de Ciências no Brasil: alguns recortes. São Paulo: Escrituras, 2007. p.341-355.

MORTIMER, E. F. Construtivismos, Mudança Conceitual e Ensino de Ciências: para onde vamos?. Investigação em Ensino de Ciências , Porto Alegre, v.1, p. 20 - 39, 1996.

MORTIMER, E. F. Linguagem e formação de conceitos no ensino de ciências. Belo Horizonte: UFMG, 2000. 383 p.

POSNER, G.J., STRIKE, K.A., HEWSON, P.W. &amp; GERTZOG, W.A (1982). Accommodation of a scientific conception: Toward a theory of conceptual change. Science Education, v.66, p. 211-227, 1982.

SILVA, A.M.T.B; MAZZOTTI, T.B. A Física pelos professores de física: A Contribuição da Teoria das Representações Sociais, Ciência &amp; Educação, Bauru, v.15, n.3, p.515-528, 2009.

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