INVESTIGANDO CONCEPÇÕES PRÉVIAS DE ALUNOS DO 9º ANO SOBRE AS CAUSAS DO MOVIMENTO

## INVESTIGANDO CONCEPÇÕES PRÉVIAS DE ALUNOS DO 9º ANO SOBRE AS CAUSAS DO MOVIMENTO

Jefferson A. Neves 1,2 , Iraziet C. Charret 1

1 Universidade Federal de Lavras/ Departamento de Ciências Exatas

2 Bolsista CAPES do MNPEF/SBF, Colégio Universitário Professor Canísio Ignácio Lunkes e E. E. P. Israel Batista Carvalho, jeff.a.neves@gmail.com

## Resumo

O trabalho apresenta os resultados obtidos a partir da aplicação de uma atividade desenvolvida com o 9º ano do Ensino Fundamental, e que teve como objetivos verificar as concepções prévias dos alunos em relação ao conceito de força e também, como eles explicam o movimento observado em um conjunto de situações presentes na natureza. Cabe ressaltar que essa atividade faz parte de um conjunto que está sendo desenvolvido com o intuito de mostrar a viabilidade de se estudar Ciências e, em especial, Física no Ensino Fundamental, nono ano, especificamente. A atividade foi realizada a partir de uma apresentação expositiva dialogada, abordando um conjunto de situações-problema que deveriam ser respondidas pelos alunos. Os resultados foram coletados por meio da elaboração de um texto individual, através do qual pode-se verificar as concepções prévias dos alunos em relação ao conceito de movimento e como eles o explicam. Analisando os resultados da aplicação, verificou-se que muito alunos associam o conceito de Força com o de Energia; quase todos apresentam a gravidade como sendo a responsável pelo movimento de queda, porém ninguém compreende a gravidade como sendo uma força de interação entre corpos, devido a presença das massas.

Palavras-chave : Ensino de Física; Ensino Fundamental; Subsunçores; Concepções de Força.

## INTRODUÇÃO

Nos últimos anos, o ensino passou por diversas reformulações, e na física não foi diferente. Atualmente, espera-se que os alunos, ao estudarem física: (i) Questionem e reflitam sobre aspectos humanistas e natural; (ii) Interajam com a natureza, pois o objetivo básico das ciências naturais é explorar e compreender os fenômenos da natureza; e (iii) Sejam cidadãos do mundo, compreendendo os fenômenos da globalização, o funcionamento de aparelhos eletrônicos e todos os recursos tecnológicos a sua disposição.

Preocupados em regulamentar e orientar o ensino, tanto o Governo Federal quanto os governos estaduais desenvolveram Diretrizes Curriculares específicas. Nessas diretrizes, são reforçados os pontos citados anteriormente, e é apresentada a necessidade de um Ensino de Física contextualizado e com conceitos atualizados, admitindo a importância das atividades experimentais, já que a Física é uma ciência experimental.

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Na literatura, é possível verificar a existência de muitos estudos que apresentam diversas possibilidades para o Ensino de Física, em sua maioria, voltados para o Ensino Médio - EM. Ao analisar os documentos que regulamentam o Ensino Fundamental - EF - é evidente a presença de diversos conceitos de Física. Porém, a forma como esses conceitos são trabalhados neste nível de ensino, ainda é uma questão pouco investigada.

Durante o EM, em muito casos, esse primeiro contato com a Física no EF é negligenciado, e esses conceitos são apresentados como novidades. Em Brasil (1998), documento que regulamenta o ensino de Ciências no EF, verifica-se a presença de conceitos como, por exemplo Força, Calor e Ondas Eletromagnéticas.

Ensinar Física não é uma tarefa fácil, e na tentativa de atrair os alunos para o estudo das Ciências, está sendo desenvolvido um amplo projeto, cujo objetivo é apresentar possibilidades para o Ensino de Física no EF. O presente trabalho é uma parte desse projeto.

Para desenvolver uma aprendizagem que seja significativa, Ausubel (2000), destaca que: ' o fator isolado mais importante que influencia a aprendizagem é aquilo que o aluno já sabe: descubra isso e ensine-o de acordo'. Conhecendo a Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel, o presente trabalho foi desenvolvido para verificar as concepções prévias de alunos do 9º ano do EF sobre o conceito de Força, possibilitando com isso o desenvolvimento de uma aprendizagem significativa.

## OBJETIVOS

O presente estudo foi desenvolvido com os objetivos de: (i) desenvolver um mecanismo que possibilite investigar as concepções prévias, de alunos do 9º ano do EF, em relação ao conceito de Força; e (ii) analisar a linguagem utilizada por alunos ao escrever e explicar alguns fenômenos observados no dia-a-dia.

## REFERENCIAL TEÓRICO

Sobre a aprendizagem, é de senso comum a existência de, pelo menos três formas em que ela pode ocorrer: a cognitiva, a afetiva e a psicomotora. (AUSUBEL, 2000). O objeto de estudo de Ausubel é a aprendizagem cognitiva, que ele subdivide em dois tipos: (i) a aprendizagem significativa, nas quais novas ideias e informações, ao serem apreendidas e retidas, são ancoradas em conceitos existentes na estrutura cognitiva do indivíduo, chamados subsunçores; e (ii) a aprendizagem mecânica, que é o processo pelo qual os conceitos são absorvidos sem serem ancorados a nenhum subsunçor, sendo esquecido com o passar do tempo.

Para que a aprendizagem seja significativa, Ausubel (2000) apresenta duas condições essenciais: (i) materiais potencialmente significativos, ou seja, materiais com significado lógico, relacionados com a estrutura cognitiva dos alunos; (ii) predisposição para aprender. Para Moreira (1999), a aprendizagem será significativa quando os novos conceitos passarem a significar algo para o aprendiz, por meio de

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um processo de interação cognitiva, no qual os conceitos novos e prévios se modificam. (MOREIRA, 2008)

Assim, a aprendizagem ocorrerá quando estudantes e professores compartilharem significados, por meio de materiais, buscando a congruência. O professor insere significados ao material e o aluno, predisposto a aprender, se manifesta intencionalmente para captar o significado do material, devendo devolver ao professor o significado captado. (MOREIRA, 2008). Em síntese, a aprendizagem ocorre quando o significado do material que o aluno adquire é o mesmo que o professor aplicou ao material, assim cabe ao aluno evidenciar este significado para o professor (NOVAK, 1996).

## METODOLOGIA

A atividade desenvolvida foi fundamentada de acordo com os pressupostos teóricos acerca da aprendizagem, desenvolvidos por: David Ausubel e Joseph Donald Novak. Na literatura, constatou-se a existência de diversas referências sobre os estudos desenvolvidos pelos teóricos em questão, como por exemplo: (AUSUBEL, 2000), (NOVAK, 1996) e (MOREIRA, 2008, 1999, 2011, 2011) . Por esse motivo, as discussões teóricas serão omitidas do texto e poderão ser verificadas nas referências citadas e ao longo do texto.

Com o objetivo de desenvolver uma Aprendizagem Significativa, em especial dos conceitos que serão estudados na dinâmica, é necessário: (i) i dentificar a estrutura conceitual e proposicional da matéria de ensino, isto é, identificar os conceitos e princípios unificadores; (ii) i dentificar quais os subsunçores relevantes à aprendizagem do conteúdo a ser ensinado; (iii) diagnosticar aquilo que o aluno já sabe; determinar, dentre os subsunçores especificamente relevantes, quais os que estão disponíveis na estrutura cognitiva do aluno; e (iv) e nsinar utilizando recursos e princípios que facilitem a aquisição da estrutura conceitual da matéria de ensino de uma maneira significativa. (MOREIRA, 2008, 1999, 2011, 2011)

De acordo com as etapas supracitadas, a atividade aqui relatada foi desenvolvida com o objetivo de cumprir a terceira etapa, ou seja, verificar os subsunçores existentes na estrutura cognitiva dos alunos. O subsunçor que será verificado é o conceito de Força, pois esse conceito servirá de ancora para os novos conceitos que serão construídos durante o estudo da dinâmica.

A atividade foi desenvolvida com o intuito de investigar como os alunos explicam diversos fenômenos e situações presenciadas por eles no dia a dia, ou seja, queríamos analisar suas concepções prévias em relação ao conceito de Força, pois '... o fator isolado mais importante que influencia a aprendizagem é aquilo que o aluno já sabe: descubra isso e ensine-o de acordo' (AUSUBEL, 2000).

Antes de iniciar a atividade foi realizada uma problematização expositiva e dialogada, levando os alunos a refletirem sobre a seguinte questão: 'O que causa o movimento dos corpos? Como explicá-lo? É possível realizar alguma previsão sobre esses movimentos?'. A atividade consistia em analisar diversas situações nas quais

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os estudantes deveriam explicar, baseados em seus conhecimentos prévios, as causas de vários movimentos.

Na atividade escrita, os alunos deveriam responder os seguintes questionamentos: (i) Como podemos explicar o movimento realizado por uma pedra ao arremessá-la verticalmente para cima?; (ii) No topo de um prédio é solta uma pedra; como explicar a queda da pedra?; (iii) Ao lançarmos uma flecha, como podemos explicar o seu movimento?; (iv) A cada 29 dias as fases da Lua se repetem. Como podemos explicar o movimento da Lua ao redor da Terra?; (v) E por fim, será que existe um único conceito que poderá ser utilizado para explicar todos esses fenômenos?. As respostas para essas questões foram solicitadas na forma de um texto, ou seja, os alunos deveriam produzir um texto relacionando os diferentes movimentos e explicando cada um deles.

Os dados foram coletados por meio de análise dos textos produzidos e de envolvimento dos alunos durante a realização da atividade. Nos textos foram , verificados a linguagem utilizada para explicar as situações solicitadas e o grau de formação dos conceitos apresentados.

## DESCRIÇÃO DO CONTEXTO E DA AÇÃO

A atividade foi realizada em duas turmas do 9º ano do EF, totalizando 56 alunos, do Colégio Universitário Professor Canísio Ignácio Lunkes Colégio Unilavras - que está localizado na cidade de Lavras, no sul do estado de Minas , Gerais. O Colégio é uma instituição de ensino particular que possui, entre outras virtudes, uma infraestrutura considerada como ideal para o processo de ensino e aprendizagem. A instituição conta com: salas de informática, com computadores disponíveis para cada aluno e técnicos de apoio; e laboratórios didáticos para as disciplinas de física, química e biologia, com total suporte técnico, entre outros recursos.

A realização da atividade aqui relatada ocorreu posteriormente aos seguintes eventos educacionais: 1 - Debate sobre a necessidade e motivos pelos quais estudamos Ciências, em especial a Física; 2 - Apresentação da necessidade de realizar medidas e compreender o conceito de medir; e 3 - Construção do conceito de velocidade, concluindo que o movimento é relativo em relação a um referencial. Em todos os eventos, ocorreu a conceituação e a matematização necessária para a compreensão dos conceitos envolvidos.

## RESULTADOS

A atividade foi realizada em uma aula de 50 minutos, sendo que nos 5 , minutos iniciais foi feita a apresentação da atividade, expondo seus objetivos. , Posteriormente, passou-se ao processo de indagação, motivando os alunos a tentarem responder aos questionamentos propostos.

Com os textos produzidos tentou-se investigar as concepções dos alunos , sobre o movimento dos corpos, sejam aqueles que ocorrem na Terra, sejam os que ocorrem no espaço. Vale ressaltar que 5 textos foram excluídos da análise pelo fato

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de conterem explicações que não estão relacionadas ao conhecimento científico ou por não apresentarem nenhum sentido com o que foi solicitado.

Em uma primeira análise tentou-se verificar a presença de todos os , nomes de conceitos físicos presentes nos textos, sem verificar se estavam de acordo com a definição aceita pela comunidade científica. Constatou-se a presença das seguintes expressões: 'Atração Magnética', 'Energia', 'Força', 'Gravidade' e 'Pressão Atmosférica'.

Em uma segunda análise, verificou-se em que contexto as expressões aparecem e como os alunos as utilizam, ou seja, tentou-se verificar se os conceitos estavam de acordo com aqueles aceitos pela comunidade científica.

Assim, por meio dos textos, foi possível constatar que os alunos fazem as seguintes conexões: (a) o conceito de Força como sendo uma característica dos corpos; (b) Força com o significado de Energia; (c) a 'Gravidade' como responsável por 'puxar' os corpos para a Terra; (d) a Pressão como sendo responsável pelo movimento; e (e) o conceito de Força como interação entre dois corpos, o que pode causar deformação ou variação no estado de movimento.

A seguir são apresentadas algumas frases, retiradas dos textos, sem perder , o contexto, onde podemos verificar como alguns alunos organizam suas ideias e explicam os fenômenos solicitados. À frente de cada fragmento é identificada a , concepção utilizada pelo aluno. Nos fragmentos, foram mantidas as grafias apresentadas pelos estudantes.

'No ato de lançar a pedra para cima você da 'forças' para a pedra ir contra a gravidade, mas quando acaba a 'força' a gravidade consegue empurrar a pedra de volta e ela cai' - Aluno 10 - (b)

'Eu acho que ela desce, por causa da Força que a gravidade exerce sobre um corpo' - Aluno 45 - (c)

'Ao arremessar uma pedra para cima a ação de um fenômeno que empurra ela para baixo. A pedra sofre uma pressão e é direcionada para baixo fazendo ela acertar o chão' - Aluno 20 - (c)

'Quando lançamos uma pedra usamos nossa força, mas ela cai devido a força maior da gravidade que atrai tudo para o centro da Terra' - Aluno 24 - (c)

Em relação ao movimento da Lua em torno da Terra, um aluno o apresentou como sendo devido à atração magnética, escrevendo o seguinte:

'A lua tem uma atração magnética que a liga na Terra' - Aluno 2 .

Atualmente sua ideia não é aceita mas ela já foi considerada como válida. , , Outro ponto importante é o fato de o aluno acreditar que corpos podem se atrair. Outro aluno acredita que a Lua não se move, conforme o fragmento abaixo:

'Para fala verdade quem mexe não é a lua, e sim a Terra que está girando, a lua não se move, ela esta sempre ali parada, no mesmo lugar e nos quem estamos nos movendo de acordo com a Terra que estão girando' - Aluno 3

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Dos termos apresentados anteriormente o de 'Pressão Atmosférica' não era , esperado, porém muitos alunos o utilizaram. Nos fragmentos abaixo, podemos verificar como os alunos explicam o movimento por meio de tal conceito.

'A pressão exercida no objeto quando lançamos é maior que a pressão atmosférica fazendo ele subir e/ou ir reto, quando a pressão exercida no objeto é menor que a pressão atmosférica ele cairá' - Aluno 2

'Em um lançamento de uma pedra, nós exercemos mais força que a pressão atmosférica e a pedra vai diminuindo sua velocidade e a pressão atmosférica vai ficando maior e faz a pedra descer' - Aluno 5

Devido à grande incidência do termo 'Pressão Atmosférica', sentiu-se a necessidade de investigar o motivo que os levaram a apresentar tal termo. Por meio do texto produzido, extraiu-se o seguinte fragmento:

'Sabemos que a gravidade faz pressão sobre nossos corpos e por isso ficamos presos ao chão. Nada se move antes de receber algum impulso ou algo parecido'

No trecho anterior verifica-se que o aluno apresenta a ideia de força, que foi , nomeada como pressão.

Outra investigação realizada ocorreu por meio de protocolos orais, onde os alunos foram questionados sobre o que eles compreendiam por pressão ou pressão atmosférica. Em geral os alunos apresentaram o termo pressão com o significado , de energia e de força. O termo pressão surgiu devido ao fato de eles terem estudado esse conceito no ano anterior, porém ele não foi apresentado como sendo o resultado da ação de uma força sobre uma área, o que pode ter causado a mistura de interpretações.

Pode-se ressaltar também que alguns alunos apresentaram respostas que podem ser consideradas corretas, tais como:

'Por que a lua não escapa da Terra? Imagino eu que existe uma força chamada gravidade que faz com que a lua fique dando voltas ao redor da Terra, assim como a Terra gira em torno do Sol' - Aluno - 50

'Se eu soltar uma pedra de um prédio ela cairá pois a força sobre ela é para baixo, se fosse para cima tudo que soltasse-mos cairia para cima'

Tentando compreender a resposta apresentada pelo Aluno 50, comprovou-se que ele havia assistido diversos documentários relacionados com Astronomia. Porém, esses alunos não compreendem o conceito de Força como sendo interação entre corpos, e que pode resultar em deformação e variação da velocidade.

## CONCLUSÕES

Partindo do pressuposto ausubeliano para a construção de uma aprendizagem significativa, resumida na seguinte frase: '... o fator isolado mais importante que influencia a aprendizagem é aquilo que o aluno já sabe: descubra isso e ensine-o de acordo' (AUSUBEL, 2000), conclui-se que a realização da investigação possibilitou conhecer como os alunos escrevem sobre Ciência, em

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especial sobre a Física, além de verificar o grau de formação do principal subsunçor que será utilizado para o estudo de dinâmica.

Com a investigação das concepções, foi possível constatar que os alunos do 9º ano apresentam o conceito de Força como sendo uma característica dos corpos ou como o conceito de Energia. O termo Gravidade aparece como responsável por 'puxar' os corpos para a Terra, porém eles não explicam a 'Força Gravitacional', como sendo devido à interação entre corpos que possuem massas.

Durante a investigação, muitos alunos utilizaram o termo 'pressão' para representar, ainda que sedimentado, o conceito de força ou energia. Isso pode ser justificado pelo fato de terem estudado esse conceito no ano anterior, sem a devida formalização conceitual para compreender o conceito de Pressão.

Por meio do presente trabalho, foi diagnosticada a necessidade de realizar mudanças conceituais no subsunçor Força, possibilitando assim, a construção de , uma aprendizagem que possa ser considerada como significativa. Pois, ter conhecimento das concepções prévias e da estrutura dos subsunçores é de extrema importância para o desenvolvimento de materiais potencialmente significativos, ou seja, para o desenvolvimento de novos conceitos. Segundo Ausubel (2000), essa é uma das duas condições necessárias, mas não suficientes, para que ocorra a aprendizagem e que ela seja significativa.

A presente atividade, que investiga a estrutura do subsunçor Força, é fruto de um amplo projeto que busca evidenciar a necessidade do Ensino de Física se iniciar de forma efetiva no 9º ano do EF. Pois, nesse momento, percebemos uma quantidade considerável de alunos interessados em compreender a natureza, sem aquele trauma observado durante o EM. Nossa justificativa é reforçada em um fragmento de texto no qual um aluno justifica o 'não sei' aos questionamentos.

'Talvez ainda não saibamos toda as respostas, mas as perguntas estão esperando para serem respondidas, nossas mentes estão curiosas, ansiando para conhecer um mundo tão desconhecido' - Aluno 26.

Para que a aprendizagem seja significativa, Ausubel (2000) relaciona duas condições essenciais: materiais potencialmente significativos e predisposição para aprender. Assim, a aprendizagem será significativa quando os novos conceitos passarem a significar algo para o aprendiz, por meio de um processo de interação cognitiva, através do qual os conceitos novos e prévios se modifiquem (MOREIRA, 2008). Fica evidente, então, a necessidade de se conhecer a estrutura cognitiva ou os subsunçores que os alunos possuem antes de se abordar conceitos novos. Com este trabalho acreditamos que conseguimos identificar os subsunçores dos estudantes do 9 ano que participaram da atividade, vinculados ao conceito de º Força, de forma a trabalhar na modificação de alguns deles para construir o estudo da dinâmica.

## REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AUSUBEL, D.P. The Acquisition And Retention Of Knowledge: A Cognitive View . Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 212p. 2000.

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Brasil. Secretaria de Educação Fundamental. Parâmetros curriculares nacionais : Ciências Naturais / Secretaria de educação BrasÌlia : MEC / SEF, 1998

MOREIRA, M.A. Negociação de Significados e Aprendizagem Significativa. Ensino, Saúde e Ambiente, v.1, n.2, p 2-13. 2008

MOREIRA, M.A. (2011). Aprendizagem Significativa: a teoria e textos complementares. São Paulo: Editora Livraria da Física. 179p.

MOREIRA, M.A. Teorias de aprendizagem . 2. ed. São Paulo: Editora Pedagógica e Universitária Ltda., 2011. 242p.

MINAS GERAIS - Secretaria de Estado de Educação. CBC Física - Ensinos médio. Disponível em: http://crv.educacao.mg.gov.br/. Acesso em: 20/03/2013.

NOVAK, J.D. e GOWIN, D.B. (1996). Aprender a aprender . Lisboa: Plátano Edições Técnicas.

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