UMA PROPOSTA DE ENSINO E VERIFICAÇÃO DA APRENDIZAGEM DE HIDROSTÁTICA POR MEIO DO ENSINO INVESTIGATIVO A PARTIR DAS ‘AULAS DE MARIE CURIE’

## UMA PROPOSTA DE ENSINO E VERIFICAÇÃO DA APRENDIZAGEM DE HIDROSTÁTICA POR MEIO DO ENSINO INVESTIGATIVO A PARTIR DAS 'AULAS DE MARIE CURIE'

Francarlos M. Carvalho 1,3 , Midori H. Camelo 2,3

¹Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia - IFRN, francarlos.martins@ifrn.edu.br ²Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN, mh-camelo@uol.com.br ³Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências Naturais e Matemática - PPGECNM

## Resumo

O presente trabalho busca refletir acerca da utilização de atividades na perspectiva investigativa no ensino de física como instrumento de verificação da aprendizagem. Nesta perspectiva, levam-se em conta aspectos importantes do processo de ensino-aprendizagem que não costumam ser contemplados nos processos de 'avaliação' ditas tradicionais e que consideramos ser essenciais para o desenvolvimento tanto da educação científica quanto social do aluno. Estes aspectos estão relacionados à aquisição conceitual, aprimoramento de técnicas e habilidades inerentes à atividade científica e ao desenvolvimento de atitudes por parte dos alunos, tais como: trabalho em equipe, participação, arguição oral, poder de argumentação, desenvolvimento da escrita e dissertação, entre outros. A principal motivação para este trabalho veio da análise da obra intitulada 'Aulas de Marie Curie' (LANGEVIN, 2007) que consiste em anotações de uma aluna, Isabelle Chavannes, em suas aulas de Física na 'Cooperativa de Ensino'.

Palavras-chave : ensino por investigação, verificação da aprendizagem, ensino-aprendizagem, Marie Curie.

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## 1. Introdução

A presente pesquisa considerou as preocupações e reflexões do professor de Física do Instituto Federal do Rio Grande do Norte (IFRN) que desenvolve a 'pesquisa-ação' (THIOLLENT, 2005) como parte da pesquisa do seu mestrado profissional em andamento ( work in progress ) no Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências Naturais e Matemática (PPGECNM). As principais preocupações dizem respeito ao processo de avaliação e as consequências desta no ensinoaprendizagem a partir da metodologia dita tradicional. A 'avaliação' tradicional se desenvolve de forma repetitiva e pontual, ocorrendo em momentos específicos do processo de ensino-aprendizagem, muitas vezes determinados pela instituição de ensino e configura-se como um momento em que os alunos reproduzem, de forma mais exata possível, os produtos finais de uma situação arbitrária em forma de problemas, exercícios ou questões. A aferição da aprendizagem se dá na análise dos resultados obtidos nestas 'avaliações' (provas escritas, testes, listas de exercício e/ou afins) quantificando as respostas certas, ou seja, aquelas que se assemelham com o padrão de respostas previamente estabelecidos pelos professores, e, em seguida, transformando-as em pontos ou conceitos o que permitirá retratar a situação do aluno quanto à possibilidade de aprovação ou reprovação. Incomodado com tal procedimento, o presente trabalho propõem o desenvolvimento de atividades na perspectiva investigativa e o processo de verificação da aprendizagem coerente com tal proposta. As atividades desenvolvidas tiveram como inspiração a leitura do livro 'Aulas de Marie Curie' (LANGEVIN, 2007).

## 2. Avaliação e verificação da aprendizagem

Esta visão a respeito da avaliação é totalmente distorcida daquela defendida por pesquisadores da área. Para estes, a avaliação não pode ser entendida apenas como um (ou poucos) momento do processo de ensino-aprendizagem e sim como um instrumento deste que se faz presente ao longo de toda a sua plenitude. Para eles (DARSIE, 1996 e LUCKESI, 2006), o simples fato de medir, quantificar e tabelar a aprendizagem do aluno não se caracteriza como sendo uma 'avaliação', no sentido pleno da palavra, mas sim uma 'verificação' da aprendizagem. A avaliação deve ir além da verificação da aprendizagem, permitindo ao professor (ou a instituição de ensino) extrair informações a respeito do processo que possibilite uma intervenção no mesmo de modo a suprimir dificuldades muitas vezes pontuais e invisíveis aos olhos da avaliação tradicional, proporcionando a cada um dos personagens envolvidos no processo de ensino-aprendizagem o acompanhamento necessário não para a obtenção de uma nota/conceito necessária para a sua devida aprovação na disciplina, mas sim para continuar avançando no processo de construção da própria aprendizagem. Segundo Darsie (1996):

Avaliar é uma atividade intrínseca e indissociável a qualquer tipo de ação que vise provocar mudanças. Nesse sentido a avaliação é uma atividade constituinte da ação educativa, quer nos refiramos à avaliação do projeto educativo, avaliação do ensino ou à avaliação de aprendizagem (DARSIE, 1996, p 48).

No entanto, mesmo reconhecendo o papel da verificação da aprendizagem como um processo importante para a avaliação da aprendizagem, reconhecemos que a mera verificação da aprendizagem por métodos tradicionais desconsideram alguns elementos que são essenciais no processo de ensino-aprendizagem.

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Dentre estes elementos encontram-se, primeiramente, as concepções alternativas, que, em uma prova escrita tradicionalmente aplicada, não encontram espaços para se manifestar e transformar-se em um aliado ao processo de construção de conhecimento, na perspectiva construtivista de ensino. Assim, elas ficam suprimidas, ausentes do processo de ensino-aprendizagem, fazendo com que, na verificação tradicional, o aluno apenas repita que lhe foi apresentado durante as aulas. Mas, ao término da mesma, não consegue fazer o elo existente entre as suas concepções prévias e os conceitos específicos que deveriam ter sido aprendidos, permitindo que essas continuem prevalecendo em detrimento destes. Podemos constatar, ainda, que este modelo de verificação não permite analisar capacidades que estão relacionadas ao desenvolvimento de técnicas e habilidades próprias das atividades científicas que são essenciais para a educação em ciências ou, para alguns autores (CARVALHO e SASSERON, 2011), alfabetização científica. Dentre estas capacidades estão: motora, raciocínio lógico, poder de argumentação, desenvolvimento da escrita, habilidades para manuseio de instrumentos, coletas e análise de dados, construção de gráficos e tabelas e operacionalização matemática. Aspectos relacionados ao desenvolvimento de atitudes, tais como: participação, trabalho em equipe, colaboração, dedicação, e respeito. Esses fatores, que são essenciais para o amadurecimento do jovem enquanto ser social que está constantemente mantendo relações com outras pessoas tanto no âmbito acadêmico, como no social ou profissional, não encontram seu lugar na configuração tradicional de verificação de aprendizagens. Desse modo, têm se constatado que os aspectos contemplados por uma verificação da aprendizagem tradicional estão relacionados apenas à aquisição conceitual, ou seja, a apropriação de conceitos físicos específicos de maneira fechada e autoritária, privilegiando a capacidade de memorização.

Assim, constatamos ser necessário instituir no seio escolar práticas pedagógicas que nos permitam inserir outros elementos que possibilitem intervenções adequadas no processo de ensino-aprendizagem. Propomos, na presente pesquisa, desenvolver sequências didáticas e possibilidades de avaliação para o ensino de Física, através da proposta investigativa, tomando como ponto de partida a leitura do livro 'As aulas de Marie Curie'.

## 3. As aulas de Marie Curie e o Ensino de Física por Investigação:

A principal motivação para o desenvolvimento desta pesquisa surgiu após a leitura e reflexão do livro 'As aulas de Marie Curie'. Leituras complementares (DEROSSI, 2012 e TONETTO, 2013) sobre a sua trajetória até tornar-se docente da Universidade de Sorbonne, na França, e o contexto para criação da 'cooperativa de ensino' também foram importantes para o desenvolvimento da presente pesquisa.

Ao longo de toda a sua trajetória, a jovem Polonesa sempre demonstrou uma preocupação muito grande com o ensino de ciências. Ela sempre considerou as atividades experimentais como sendo de extrema importância em sua formação universitária. Esta preocupação tornou-se ainda mais evidente durante o período em que ela começou a lecionar Física na Escola de Sèvres, onde os alunos relatavam suas surpresas ao se depararem com atividades práticas nunca antes presenciadas.

Em 1907, ela e um grupo de cientistas de Paris decidiram se reunir e criar a chamada 'Cooperativa de Ensino'. Nesta cooperativa, cada um dos cientistas dava a sua contribuição ensinando a seus filhos e aos filhos dos demais cientistas as

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disciplinas que eram do seu domínio. Marie Curie ficou encarregada de lecionar a disciplina de Física e foi aí que começou um curto, porém inesquecível, ciclo de aulas experimentais que muito se assemelhavam à perspectiva investigativa.

As aulas na Cooperativa de Ensino tiveram duração de dois anos e Madame Curie pôde trabalhar de uma forma diferenciada alguns conceitos Físicos relacionados ao conteúdo de hidrostática. Percebe-se claramente, a partir dos relatos de Isabelle Chavannes que a condução das aulas de Marie Curie foge daquela perspectiva de ensino experimental que se apresenta como ilustração/comprovação de teorias. A proposta de ensino de ciências que encontramos nas notas de Chavannes corrobora com a proposta de ensino por investigação, ao qual esta pesquisa se afilia. Nesta perspectiva, as aulas de ciências assemelham-se a investigações científicas onde os alunos terão a oportunidade de vivenciar atividades que irão proporcioná-los mais do que conceitos e conteúdos específicos, mas também o desenvolvimento de atitudes e procedimentos.

Pode-se identificar o momento de sensibilização, onde os alunos irão se deparar com uma situação aparentemente simples, porém, não trivial de ser resolvida. A intenção é a de despertar o espírito investigativo, a curiosidade, causar conflitos cognitivos e, com isso, garantir que os mesmo estejam motivados a dar sequência em outras investigações. A partir de então, a atividade a ser investigada é lançada aos alunos por meio do que chamamos de questão problema . Em pequenos grupos, eles irão se reunir, discutir, argumentar, levantar hipóteses, testá-las, coletar dados, analisar resultados, refazer e testar novas hipóteses e, por fim, chegar a uma conclusão.

Outro aspecto importante de uma atividade nesta perspectiva é o de que o professor e o aluno devem assumir papéis diferentes do que estão acostumados. O professor já não é mais o protagonista das aulas e sim o mediador das atividades. Ele terá como função estimular e orientar os alunos na busca de soluções aos problemas que foram lançados, não por meio da indicação de procedimentos a serem tomados, mas através de mais questionamentos que faça com que eles reflitam cada vez mais sobre a sua prática. Já os alunos não serão mais meros espectadores a espera de informações provenientes do professor. Em uma aula investigativa eles assumirão o papel principal da atividade refletindo sobre os questionamentos que forem sendo lançados pelo professor e organizando a prática conforme as suas hipóteses a fim de se chegar a uma solução para o problema inicial. Nas palavras de Azevedo (2004):

(...) muito mais do que saber a matéria que está ensinando, o professor que se propuser a fazer de sua atividade didática uma atividade investigativa deve tornar-se um professor questionador, que argumente, saiba conduzir perguntas, estimular, propor desafios, ou seja, passa de simples expositor a orientador do processo de ensino (AZEVEDO, 2004, p. 25).

Nas aulas da Cooperativa de Ensino, Marie Curie conduz os experimentos de uma forma que favorecesse o raciocínio por parte dos alunos, evitando antecipar os resultados, estimulando a tomada de decisão por parte destes, sempre os incentivando e encorajando-os. Ao longo das dez aulas que são relatadas no livro, Marie Curie trabalhou com os conceitos relacionados ao conteúdo de Hidrostática. O conceito de vácuo, densidade, pressão, peso e o Princípio de Arquimedes, além de aulas essencialmente de pesos e medidas, foram desenvolvidos de uma maneira diferenciada no próprio laboratório em que Marie Curie realizava as suas pesquisas

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de ponta. Os momentos de discussão, argumentação e reflexão coletiva eram essenciais ao longo do processo evidenciando o caráter social de uma atividade científica.

## 4. Um módulo didático para o ensino de Hidrostática

A partir da leitura e reflexão deste livro sobre as aulas de Marie Curie na Cooperativa de Ensino e reconhecendo as limitações intrínsecas aos processos de verificação da aprendizagem que são amplamente adotados no ensino básico, surgiu a ideia de propor o ensino investigativo e que este possibilitasse a verificação da aprendizagem de uma forma mais eficiente, contemplando elementos que não podem ser analisados a partir de uma simples prova escrita.

A elaboração do material que constituiu o Módulo Didático de Hidrostática na perspectiva investigativa foi baseado nos registros de uma das alunas da Marie Curie, Isabelle Chavannes, ao longo de suas aulas na Cooperativa de Ensino. Estes registros foram encontrados muitos anos depois pelo neto de Isabelle, Paul Langevin que os transformou no livro 'As aulas de Marie Curie'. Por se tratar de um 'caderno de notas', seu conteúdo é essencialmente descritivo, nada informando em como estas aulas foram planejadas até serem aplicadas com as crianças. Com isso, se fez necessário reconstituir o processo de Transposição Didática utilizado por Marie Curie para poder compreender, mesmo que intuitivamente, como ela pensou as atividades, quais os objetivos esperados ao final de cada aplicação e quais as estratégias de ensino foram utilizadas para contemplar tais objetivos.

Segundo Chevallard ( apud PAIS, 2008) o processo de transposição didática envolve as transformações ocorridas entre três tipos de saberes: o saber científico , o saber a ensinar e o saber ensinado . O saber científico corresponde àquele cultivado nas universidades ou institutos de pesquisas. Obedecem a normas rígidas de legitimação e reconhecimento que são estabelecidas pela comunidade científica. Sua produção é apresentada e difundida por meio de artigos, livros, teses, relatórios e etc. O saber a ensinar constitui em uma reformulação didática do saber científico com a finalidade de apropriá-lo ao aluno. Nesta primeira transformação, não só os conteúdos abordados sofrem modificações, mas os objetivos de sua utilização também são modificados. Diferentemente do saber científico, o saber a ensinar se manifesta nos materiais pedagógicos, como livros didáticos, vídeo-aulas, propostas experimentais e também nos programas de orientação curriculares. Por fim, o saber ensinado é aquele que está presente no processo de ensino, ou seja, é aquele que será registrado no plano de aula. Esta última transformação deverá atender as especificidades do público-alvo do professor e aos objetivos que ele pretende atingir ao final de sua aplicação. Vale destacar que uma Transposição Didática não pode ser compreendida com uma simplificação do saber científico. Nas palavras de Pais (2008):

(...) na prática educativa, o conteúdo não pode ser concebido apenas como uma simplificação do saber científico. Pois, se, de um lado, temos uma metodologia científica com sua especificidade, dou outro, os objetivos educacionais conduzem a uma metodologia de ensino essencialmente diferente (PAIS, 2008, p. 25).

O tema escolhido foi o de Hidrostática, e as atividades foram aplicadas para uma turma do 1º ano do ensino técnico do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte - IFRN ao longo de um mês.

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O módulo didático foi dividido em seis conteúdos específicos que abordavam os conceitos de: densidade; força de empuxo; pressão atmosférica; pressão hidrostática; princípio de Pascal e vasos comunicantes, respectivamente. Cada atividade contava com recursos didáticos apropriados para tal finalidade, porém, em número reduzido. Cada uma delas foi conduzida segundo a perspectiva do Ensino por Investigação, baseado mais especificamente na ideia de Laboratórios Abertos nos quais as atividades se desenvolvem a partir de uma sequência de momentos sem que se caracterize como sendo um processo rígido e fechado. Esses momentos são, em linhas gerais: a problematização inicial, o levantamento de hipóteses, elaboração do plano de trabalho (ação), coleta e análise dos dados, discussão coletiva a respeito dos resultados alcançados e, por fim, a síntese coletiva.

Os objetivos específicos de cada atividade estavam centrados em três eixos: conceitos, atitudes e procedimentos. O eixo dos conceitos contempla a aquisição conceitual por parte dos alunos assim como a relação destes com as tecnologias, sociedade e meio ambiente. Quanto às atitudes, pretendia-se analisar elementos como trabalho em equipe, dedicação às atividades, participação, respeito aos colegas e ao professor, arguição oral, dentre outros. Por fim, em relação aos procedimentos, destacam-se o raciocínio lógico, dissertação, manuseio de instrumentos, coleta e análise de dados, construção de gráficos e tabelas e operacionalização matemática.

Estes três eixos foram divididos em uma tabela (Tabela 01: Critérios CAP) na qual, além do nome de todos os alunos, continha cinco itens, onde cada um destes pudesse contemplar mais de um desses elementos citados anteriormente. Os itens elencados foram: aquisição conceitual, contemplando todos os aspectos relacionados aos conceitos específicos da atividade; trabalho em equipe, contemplando a cooperação com a atividade e o respeito aos colegas e ao professor; a dedicação, contemplando o empenho com as atividades, a participação nas discussões e o comportamento durante as atividades; a argumentação, contemplando a capacidade de dissertação, sínteses, arguição oral e desenvolvimento da escrita; e as técnicas e habilidades, que compreende os elementos relacionados ao manuseio de instrumentos de laboratórios, operacionalização matemática, coleta e análise de dados e construção de gráficos e tabelas. Para cada um desses itens, os alunos poderiam alcançar três configurações de desempenho: insatisfatório (I), regular (R) e satisfatório (S).

Tabela 01: Critérios CAP

O processo de coleta de dados constitui um dos procedimentos da verificação da aprendizagem. Para auxiliar este processo, a turma foi dividida em pequenos grupos de quatro a cinco componentes. Cada grupo possuía um roteiro da atividade (roteiro coletivo), não com o intuito de definir um direcionamento, mas como um instrumento de orientação quanto ao andamento das atividades. Cada aluno possuía uma folha para os registros individuais, na qual eles poderiam fazer suas anotações pessoais tanto a respeito do conteúdo como também a respeito da atividade em si. Para facilitar o processo de análise das atividades, todas as aulas

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foram filmadas com o intuito de analisar posteriormente o desenvolvimento das atividades.

As aulas na perspectiva investigativa tiveram duração de nove encontros. A cada nova atividade, eram disponibilizados aos alunos novos roteiros da atividade para os grupos e folhas para o registro individual. Ao final de todas as aulas, foram reunidas as filmagens, roteiros coletivos e registros individuais a fim de que se pudessem mensurar individualmente os pontos positivos e negativos em relação aos critérios definidos nos objetivos das atividades, sendo esta etapa caracterizada como sendo uma quantificação dos resultados, inerente ao processo de verificação da aprendizagem.

Como era de se esperar, as atividades investigativas mostraram alguns elementos que dificilmente poderiam ser evidenciados a partir de métodos tradicionais de verificação, como provas, testes, resolução de exercícios e afins. Ao longo das aulas notava-se claramente uma mudança de postura em muitos alunos. Alguns deles, que pouco se manifestavam durante as aulas expositivas, logo assumiam o papel de líder do grupo, conduzindo as discussões entre os colegas, propondo soluções aos problemas que eram lançados e até mesmo comparecendo à frente para expor aos demais grupos as conclusões a que chegaram, em um momento de socialização das ideias. Esse espírito de liderança, onde o respeito às opiniões dos colegas prevalece, podia ser facilmente identificado em cada um dos grupos e configura-se como um elemento importantíssimo a ser avaliado.

Outro fator que foi identificado nos registros individuais está relacionado ao trabalho coletivo. Para alguns alunos, as discussões internas ao grupo, quando não chegavam a um consenso, não favoreciam o aproveitamento da atividade. No entanto, um dos objetivos da atividade é justamente mostrar a dimensão coletiva do trabalho científico e que saber ouvir e respeitar as diferentes opiniões é essencial para que o trabalho possa fluir de maneira harmoniosa.

A análise desses instrumentos também possibilitou evidenciar outros aspectos desejados para uma efetiva verificação da aprendizagem. Os registros individuais e os roteiros coletivos possibilitaram analisar a aquisição conceitual dos conteúdos específicos, a operacionalização matemática, o poder de dissertação e desenvolvimento da escrita, a capacidade de coletar e analisar dados e as técnicas envolvidas na construção de gráficos e tabelas. Os vídeos podem evidenciar aspectos relacionados às habilidades experimentais, como o manuseio de instrumentos específicos e a cautela e precisão com as medidas.

Por fim, também pôde ser observada a dimensão motivacional proporcionada pelas aulas investigativas. Era recorrente em seus registros individuais o relato de que as aulas estavam sendo interessantes e empolgantes, criando neles uma ansiedade pelas subsequentes. Além disso, as aulas investigativas também assumiram o seu papel de causar conflitos cognitivos nos participantes, uma vez que, em alguns casos, foi identificada nos registros individuais a menção a situações vivenciadas por eles em outro momento de suas vidas, onde uma situação semelhante ao que estava sendo investigado recebeu uma explicação que não condiz com o conhecimento científico.

## 5. Considerações finais

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O presente trabalho veio apresentar uma proposta de verificação da aprendizagem que possa servir como subsídio para a avaliação da aprendizagem de uma maneira diferenciada do que estamos acostumados a presenciar nas escolas. Diferentemente da abordagem tradicional, esta proposta, que se apoia no Ensino de Ciências por Investigação, permite analisar elementos que são fundamentais para o amadurecimento do aluno enquanto ser social e também no seu processo de alfabetização científica.

Por meio das atividades investigativas, é possível contemplar e mensurar aspectos relacionados à aquisição conceitual, técnicas e habilidades laboratoriais e também ao desenvolvimento de atitudes indispensáveis ao processo de ensinoaprendizagem. Com base nos resultados dessas atividades, a equipe técnica pedagógica da escola e o professor responsável, assim como outros professores, terão informações suficientes para poderem avaliar o desenvolvimento dos alunos ao longo do processo de ensino-aprendizagem, levando em consideração os critérios pré-estabelecidos pela escola considerados como sendo o mínimo desejado a ser alcançado.

## 6. Referências

AZEVEDO, M. C. O. S. Ensino por Investigação: Problematizando as Atividades em Sala de Aula. In: CARVALHO, A. M. P. (Org.) Ensino de Ciências: Unindo a Pesquisa e a Prática. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2004, pp.19-33.

CARVALHO, Anna Maria Pessoa; SASSERON, Lúcia Helena. Alfabetização Científica: Um revisão bibliográfica. Investigações em Ensino de Ciências , Porto Alegre, v. 16, n. 1, pp. 59-77, Março de 2011.

DARSIE, M. M. P. Avaliação e Aprendizagem. Cadernos de Pesquisa, São Paulo, n.99, pp.47-59, Novembro de 1996.

DEROSSI, Ingrid Nunes; FREITAS-REIS, Ivoni. A educadora Marie Curie: uma perspectiva diferenciada dessa cientista. In: ENCONTRO DE EDUCAÇÃO QUÍMICA DA BAHIA (X EDUQUI), Salvador, Brasil, 17 a 20 de julho de 2012.

LABURÚ, Carlos Eduardo; SILVA, Dirceu da; VIDOTTO, Luiz Carlos. Avaliação tradicional e alternativa no ensino: um estudo comparativo. Semina: Ciências Sociais e Humanas. Londrina, PR, v. 26, n. 1, pp. 27-42, Setembro de 2005.

LANGEVIN, Rémi. As aulas de Marie Curie : anotadas por Isabelle Chavannes em 1907 São Paulo: Edusp, 2007. .

LUCKESI, C. Carlos. Verificação ou avaliação: o que pratica a escola? In : LUCKESI, C. Carlos (Org.) Avaliação da aprendizagem escolar: estudos e proposições. São Paulo: Cortez Editora, 2006, PP. 85-101.

PAIS, L. Carlos. Transposição didática. In : MACHADO, Silvia (Org.) Educação Matemática - Uma (nova) introdução. São Paulo, EDUC, 2007.

TONETTO, Sonia Regina . Mme Curie: a vida de cientista no final do século XIX e início do século XX . Sem data. Disponível em: <http://www.esocite.org.br/eventos/tecsoc2011/cdanais/arquivos/pdfs/artigos/gt021-mmecurie.pdf>. Acesso em: 02/12/2013.

THIOLLENT, M. Metodologia da pesquisa-ação. 14 ed. Re. E aum. São Paulo, Cortez, 2005.

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