UMA ATIVIDADE EXPERIMENTAL SOBRE CIRCUITOS RESISTIVOS COM O DIAGRAMA V COMO RECURSO DE ORIENTAÇÃO E AVALIAÇÃO

## UMA ATIVIDADE EXPERIMENTAL SOBRE CIRCUITOS RESISTIVOS COM O DIAGRAMA V COMO RECURSO DE ORIENTAÇÃO E AVALIAÇÃO

*Ramon Teodoro do Prado¹, Laercio Ferracioli 2

1 EEEFM Clovis Borges Miguel/SEDU-ES/MNPEF-SBF/Faculdade UCL/teodororp@yahoo.com.br 2 UFES/Modelab/ MNPEF-SBF /laercio.ufes@gmail.com

## Resumo

Este trabalho apresenta resultados de um estudo com a utilização do Diagrama V em uma atividade experimental sobre circuitos resistivos utilizando lâmpadas incandescentes realizada em sala de aula de 3 Ano do Ensino Médio. É descrito o o desenvolvimento da atividade bem como a forma como os estudantes foram avaliados. O instrumento de coleta de dados e de avaliação dos estudantes foi o Diagrama V construído quando esses utilizaram essa ferramenta pela primeira vez na realização do experimento. Foi feita uma adaptação do Vê epistemológico de Gowin, necessária para a atividade experimental realizada, sendo possível fazer uma abordagem fenomenológica. Os Diagramas V construídos pelos estudantes foram analisados a partir de critérios quantitativos e os resultados revelaram um desempenho adequado visto o rigor da avaliação realizada e o fato de ter sido a primeira vez que os estudantes utilizaram esse diagrama em uma atividade experimental. A atividade foi realizada em uma escola estadual da rede pública da região metropolitana da Grande Vitória no Espírito Santo.

Palavras-chave : Diagrama V, Ensino de Física e Atividade Experimental.

## 1. Introdução

O ensino de ciências tem sido tema de discussão por especialistas da área nos últimos anos a partir da observação de um baixo rendimento dos estudantes. Alternativas têm sido discutidas visando a melhoria do aproveitamento no Ensino de Ciências (e.g. PACCA ET AL, 2003). A realização de atividades experimentais aparece como alternativa na tentativa melhorar o desempenho dos estudantes (BORGES, 2002), embora 91% das escolas públicas e privadas do Brasil não possuem laboratórios de Ciências (RIBEIRO, 2013). Assim, via de regra, atividades experimentais são realizadas em sala de aula e/ou em espaços, tais como, pátio, quadra de esporte, em busca do experimento para além do laboratório (FERRACIOLI, 2005). Nessas ocasiões, os materiais para a realização dos experimentos, na maioria das vezes, são solicitados aos estudantes, visto que as escolas, por não possuírem laboratórios, não solicitam este tipo de material.

Outro ponto importante nessas situações é prover orientação adequada aos estudantes sobre o Que e Como fazer. Nesta linha, buscou-se uma ferramenta que norteasse os estudantes em atividades experimentais, sendo escolhido o Diagrama V que possibilita 'desempacotar' o conhecimento (GOWIN, 1981). Assim, foi realizado um estudo com a utilização de uma adaptação do Diagrama V na realização de atividades experimentais em sala de aula com estudantes de Ensino Médio. Resultados de análise qualitativa apontam que o Diagrama V foi bem aceito pelo estudantes, além de permitir mapear concepções alternativas dos estudantes (PRADO & FERRACIOLI, 2014). O presente artigo relata resultados de análise com enfoque quantitativo.

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26 a 30 de janeiro de 2015

## 2. Referencial Teórico

Estudos apontam para o engajamento de estudantes de ciências quando estes trabalham com atividades experimentais, colaborando para melhoria do resultado acadêmico de estudantes desde que seja adequadamente planejada e executadas de forma que a atividade leve o estudante a entender o fenômeno físico abordado (BORGES, 2002; RIBEIRO, 2013). Assim, faz-se necessário buscar abordagens alternativas para se trabalhar o experimento em ciências de forma a levar os estudantes a atribuir um real significado de conhecimento a essa atividade. Nesse contexto, a utilização do Diagrama V dentro de sala de aula tem o objetivo de orientar os estudantes no entendimento e articulação entre o pensar domínio conceitual e o fazer domínio metodológico do experimento planejado.

## 2.1 Diagrama V Utilizado na Atividade Experimental

Para a utilização do Diagrama V no contexto do ensino médio faz-se necessário adaptá-lo para a realidade dos estudantes, uma vez que desconhecem tanto a terminologia quanto a estrutura pensar-fazer proposta por Gowin (1981). Dessa forma, para a realização deste estudo, foi feita uma adaptação do Diagrama V apresentado na Figura 01. A principal adaptação foi em relação ao item Evento que foi ampliado em três caixas, a saber: Montagem , O que foi feito e O que foi encontrado . O objetivo é levar o estudante a explicitar o passo-a-passo do experimento realizado em sala de aula e proporcionar uma visão fenomenológica. Dessa forma, as caixas tiveram os objetivos descritos na sequência.

Montagem : solicitar que os estudantes construíssem o circuito.

- · O que foi feito : levar o estudante descrever os procedimentos realizados para responder à Questão-Foco.
- · O que foi encontrado : levar o estudante a descrever o observado a partir da caixa O que foi feito para a explicitar o resultado encontrado na manipulação do circuito.

Outra adaptação foi a exploração da previsão do comportamento esperado pelo estudante antes da realização do experimento e a verificação do comportamento descrito após a sua realização (BATISTELLA, 2007). Essa adaptação foi traduzida com a inclusão de duas novas caixas com os objetivos:

- · O que você espera como resultado desse experimento? Levantamento do conhecimento prévio (NOVAK & GOWIN, 1994) dos estudantes sobre o evento antes da realização do experimento
- · O resultado encontrado coincide com o que você esperava? levar o estudante a explicitar se o comportamento esperado foi verificado, explicando as possíveis diferenças e através de levantamento de hipóteses para justificá-las.
- A caixa Conclusões e Justificativas representa a articulação dos itens Resultados , Interpretação e Asserções de Conhecimento na busca de uma linguagem adequada aos estudantes de Ensino Médio. Assim como a caixa Registros/Dados representa a articulação dos itens Registros do Evento e Fatos .
- O item Teoria foi fornecido previamente pelo professor aos alunos visando levar os grupos a se concentrarem nos demais itens do Diagrama V. A QuestãoFoco foi de inteira responsabilidade dos grupos, tendo o professor orientado para que fosse preenchido de forma atrelada diretamente ao objetivo do experimento.

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Figura 01 : O Diagrama V adaptado para a realização do presente estudo

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## 3. Metodologia

## 3.1 Contexto do Estudo

Seguindo a tendência nacional, a escola onde foi realizado esse estudo não possui laboratório de Física e, por esse motivo, os experimentos são desenvolvidos em sala de aula. Via de regra, no formato demonstrativo, os estudantes são meros expectadores. Os estudantes providenciam os materiais para a atividade, assim como ocorreu neste estudo.

## 3.2 O Experimento do Estudo: Circuitos Elétricos

O experimento incluiu a construção e estudo de um circuito elétrico resistivo, tema constituinte do tópico de Eletrodinâmica. Os esquemas dos circuitos estudados foram disponibilizados pelo professor e são apresentados na Figura 02.

Figura 02 : Circuitos Elétricos estudados pelos estudantes do 3o Série do Ensino Médio

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## 3.3 Os Sujeitos da Pesquisa

- O estudo foi realizado na EEEFM Clovis Borges Miguel, Serra-ES. Os sujeitos foram estudantes da 3ª Série do Ensino Médio do turno matutino, em sua grande maioria, adolescentes na faixa dos 17 anos de idade. O estudo foi realizado com 3 turmas, cada uma dividida em grupos de 5 alunos.

## 3.4 Instrumento de Coleta de Dados

- O Diagrama V da Figura 01 foi utilizado como guia de orientação para a realização do experimento e instrumento de avaliação dos alunos. Os grupos foram solicitados a preencher o Diagrama V ao longo de três momentos conforme descrito no Quadro 01. O conjunto dos diagramas preenchidos pelos estudantes foi a base de dados do estudo.

## 3.5 Descrição do Estudo

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O Quadro 01 apresenta o planejamento do estudo.

Quadro 01 : Planejamento da Atividade Experimental com o Diagrama V

## 4. Análise e Discussão dos Dados

Os Diagramas V produzidos pelos estudantes foram submetidos a análise quantitativa baseado nos critérios de Maciel Junior (2010) que atribui maiores notas a diagramas que explicitam o maior número de inter-relações entre os quesitos do Diagrama V.

## 4.1 Questão-Foco

A avaliação do critério Questão-Foco apresenta notas que variam de 0 a 3 dependendo do que o grupo apresentou no Diagrama V produzido. Os resultados apresentados são relativos às três turmas que participaram do estudo e revelam que nenhum grupo obteve nota 0, o que nos leva a concluir que todos os grupos, de alguma forma, abordaram a Questão-Foco . A maior parte dos grupos obteve nota igual a 2 que corresponde a ter uma Questão-Foco , mas deixa de articulá-la, seja com o Evento OU o Domínio Conceitual OU ainda os principais Conceitos . Do total de 27 grupos, apenas 3 obtiveram a nota máxima. Considerando que esta foi uma primeira experiência de utilização do Diagrama V por parte desses grupos, esse resultado revela um bom desempenho nesse quesito.

A Figura 03 apresenta os resultados por turma discriminando o desempenho dos grupos. Observa-se que a maioria dos grupos da Turma 3 M10 apresentou um desempenho mais uniforme em relação as demais: 8 dos 9 grupos obtiveram notas 2, embora nenhum grupo tenha obtido nota máxima. Nas duas outras turmas alguns grupos obtiveram nota máxima, embora tenha havido uma distribuição de notas menos uniforme, porém uma distribuição de notas semelhante.

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Figura 04 : Resultados para o Critério de Avaliação - Eventos por Turma

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(a) Turma 3 M08

(b) Turma 3 M09

(c) Turma 3 M10

Figura 03 : Resultados para o Critério de Avaliação - Questão-Foco por Turma

## 4.2 Eventos

Apenas um grupo obteve nota 0 (zero) nesse quesito, que corresponde 'Sem Eventos identificados'. A maior parte dos grupos obteve nota 2, que significa 'Evento identificado, consistente com a Questão-Foco, mas sem a indicação dos possíveis Registros'. Apenas 1 grupo conseguiu obter nota máxima nesse quesito, fazendo uma interação completa entre Questão-Foco , Evento e Registros . Analisando os Diagramas V produzidos pelos estudantes percebemos que muitos alunos ficaram preocupados em escrever o Evento sugerindo principalmente os Registros , mas sem fazer a ligação com a Questão-Foco .

A Figura 04 mostra que a maior parte dos grupos, incluindo as três turmas atingiram uma nota 2 no quesito Eventos. Apenas na turma do 3 M08 houve uma pequena dispersão, porém foi a única turma no qual um grupo obteve nota máxima.

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(a) Turma 3 M08

(c) Turma 3 M10

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## 4.3 Domínio Conceitual

Nesse item a maior parte dos grupos obteve nota 2 que corresponde 'a presença dos principais Conceitos E dos Princípios , coerentes entre si, mas inconsistentes com a Questão Foco OU com os Eventos '. Muitos grupos não conseguiram fazer essa conexão dos Conceitos e Questão Foco OU com o Evento . Apenas uma pequena porcentagem (4 grupos) tiraram nota superior a 2, o que nos leva a concluir que uma pequena parte soube unir os dois lados do V, (o Domínio Conceitual com o Domínio Metodológico). Esse resultado não nos deixa surpreso visto que os grupos escreveram o Diagrama V em várias etapas e não se atentaram para essa ligação. Isso foi umas das principais falhas cometida pelos grupos.

A Figura 05 mostra que em nenhuma turma obteve nota zero no Domínio Conceitual e que a maior parte obteve nota 2, principalmente o 3 M08 e apenas o 3

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M10 obteve nota 4. No entanto a melhor média foi da turma 3 M09 onde as notas ficaram entre 2 e 3.

Figura 06 : Resultados para o Critério de Avaliação - Registros e Transformações por Turma

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(a) Turma 3 M08

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(c) Turma 3 M10

Figura 05 : Resultados para o Critério de Avaliação - Domínio Conceitual por Turma

## 4.4 Registros/Transformações

Nesse item uma das três turmas obteve um desempenho superior às outras duas turmas, onde todos os grupos desta turma obtiveram nota 3 ( Presença dos principais Registros E das Transformações , coerentes entre si, consistentes com a Questão Foco E com os Eventos, mas ausência das Interpretações (justificativas pertinentes). Para as outras duas turmas, a média foi 2 ( Presença dos principais Registros E das Transformações , coerentes entre si, mas inconsistentes com a Questão Foco OU com os Eventos ), muitos alunos dessas outras duas turmas, mais uma vez não ligaram todos os itens do Diagrama V, muitos tinham os Registros e Transformações sem conexão nenhuma principalmente com Questão Foco e alguns com o Evento . Nenhum grupo atingiu nota superior a 3. Apesar de ter a presença dos Registros em todos os Diagramas apresentados, muitos grupos apresentam Justificativas/Transformações que não eram pertinentes com a Questão-Foco ou eram Justificativas sem 'corpo', ou seja, respostas do tipo: ' Sim, a lâmpada apaga ' sem justificativas do porquê acontecer tão fenômeno.

A Figura 06 mostra os resultados por turma para os Registros e Transformações. O que se pode observar é que as turmas 3 M08 e 3 M09 obtiveram notas que foram em sua maioria 2 e 3, nenhuma dessas duas turmas conseguiram ultrapassar esta nota. Já a 3 M10 conseguiu um melhor desempenho nesse quesito conseguindo com todos os grupos obter nota igual a 3, tendo assim um resultado mais uniforme dos as outras duas turmas mostrando um melhor entendimento do conteúdo estudado.

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(a) Turma 3 M08

(b) Turma 3 M09

(c) Turma 3 M10

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## 4.5 Respostas

Na avaliação desse item, houve uma variação das notas de 1 a 3, sendo que maior parte dos grupos ficaram com nota 2 (Presença da Resposta E da Validação da Resposta, coerentes entre si, mas inconsistentes com as Interpretações (justificativas). Todos os grupos apresentaram alguma Resposta, não tendo nenhum grupo que ficasse com nota 0 (Sem a Presença da Resposta). Nenhum dos grupos ficou com nota acima de 3 seguindo a mesma linha dos itens anteriores onde os estudantes não 'amarraram' todos os campos do Diagrama V.

Na Figura 07 abaixo temos o resultado por turma das respostas, onde podemos observar que a turma 3 M08 teve o pior resultado ficando com notas 1 e 2, sendo a maior parte (5 grupos) com nota 1. O 3 M09 também ficou com notas 1 e 2, porém a maior parte dos grupos ficou com nota 2 (8 grupos) tendo assim uma média melhor do que o 3 M08. O 3 M10 obtiveram notas 2 e 3, tendo uma média melhor do que as duas turmas anteriores, sendo que a maior parte obteve nota 3 (6 grupos).

(a) Turma 3 M08

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Figura 07: Resultados para o Critério de Avaliação - Respostas por Turma

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(c) Turma 3 M10

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## 5. Considerações Finais

Os resultados quantitativos revelaram que os estudantes tiveram uma pontuação considerada adequada na utilização do Diagrama V levando-se em conta o fato de ter sido a primeira experiência dos estudantes na confecção de Diagrama V e o rigor da avaliação que foi baseada no entendimento global e articulado dos quesitos do Diagrama V.

É importante ressaltar que o Diagrama V foi útil e eficaz tanto na coleta de dados quanto nas avaliações, permitindo mapear erros conceituais, usualmente não observados quando o instrumento de avaliação é o relatório tradicional. Muitos desses erros se deve ao pouco tempo que os professores dedicam aos conceitos de corrente e diferença de potencial como afirma Pacca et al (2003) e o Diagrama V pode promover essa abordagem.

Finalizando, a utilização do Diagrama V em atividades experimentais em sala de aula, mostrou ser uma ferramenta adequada para desempacotar o conhecimento e nortear estudantes em direção a construção de um maior significado dessas atividades.

## 6. Referências

BATISTELLA, C.A.R. Atividades de Ótica Exploradas no Ensino Médio através de Reflexões Epistemológicas com o Emprego do V de Gowin .

Dissertação (mestrado em Ensino de Física - Programa de Pós-Graduação em

Ensino de Física- Instituto de Física- UFRGS), Porto Alegre, 2007.

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BORGES, A. T. Novos rumos para o laboratório escolar de ciências. Caderno Brasileiro de Ensino de Física 19(3), 291-313. 2002.

FERRACIOLI, L. O V epistemológico como Instrumento Metodológico para o processo de Investigação. 2005, Revista Didática Sistêmica, Fundação Universidade Federal do Rio Grande.

GOWIN, D.B.(1981) Educating . Ithaca, Cornel University Press.

PACCA, J.L.A et al. Corrente Elétrica e Circuito Elétrico: Algumas Concepções do Senso Comum . Caderno Brasileiro de Ensino de Física 20(2), 151-167. 2003.

MACIEL JUNIOR, P.O. O 'V' de Gowin no Laboratório Estruturado de Física: Um Estudo Exploratório em um Disciplina de Física Experimental da Graduação em Física . Dissertação (mestrado em Física-Pós-Graduação em Física, Universidade Federal do Espírito Santo), Vitória, 2010.

Novak, J.D. and Gowin, D. B. Learning How To Learn . New York: Cambridge University Press. 1994.

PRADO, R.T: FERRACIOLI, L. Utilização do Diagrama V em Experimentos de Física em Sala de Aula de Ensino Médio . 5o Encontro Nacional de Aprendizagem Significativa, Belém do Pará. 2014.

RIBEIRO, M. Só 11 % das Escolas Brasileiras têm Laboratórios de Ciências : O Globo Educação. Disponível em:&lt;http://oglobo.globo.com/educacao/so-11-das-escolas-brasileiras-temlaboratorio-de-ciencias-10804574#ixzz2l0LZgz4m&gt;. Acesso em 04/12/2013.

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