APRENDIZAGEM E ENSINO DE FÍSICA: FRAGILIDADES, POTENCIALIDADES E INOVAÇÃO.

## APRENDIZAGEM E ENSINO DE FÍSICA: FRAGILIDADES, POTENCIALIDADES E INOVAÇÃO.

## Josianne Catarina Santos , Kaleb dos Santos Times 1 2

1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Espírito Santo, josiannecatarina@hotmail.com

2 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Espírito Santo, kaleb.times@hotmail.com

## Resumo

A física está presente em todo o cotidiano das pessoas, mas mesmo assim é uma disciplina difícil de ser ensinada e compreendida. Sendo assim, este trabalho, tem como objetivo minimizar essa barreira que está presente nessa ciência, por meio de uma pesquisa bibliográfica. Para tal, apontamos algumas fragilidades e potencialidades tanto da aprendizagem quanto do ensino de física e após a análise desses fatores, discutimos como podemos amenizar essas dificuldades e usar os potenciais de ensino-aprendizagem dessa disciplina de modo qualitativo, visando boas estratégias para a educação das ciências da natureza, principalmente a física. Para isso, finalizamos o presente trabalho com métodos e inovações que podem ser benéficos, ajudando o professor a ensinar de uma forma mais clara para seus alunos, estimulando-o a desenvolver novas aptidões, ou seja, aprender física, e com isso poder instigar o gosto pela ciência, principalmente, com os adventos tecnológicos desenvolvidos nos últimos anos, tornando este capaz de intervir em decisões sobre esse progresso e ser um possível contribuir para a ciência moderna.

Palavras-chave : ensino e aprendizagem de física, dificuldades, métodos, inovações.

## Introdução

A física está em todo lugar, no cotidiano das pessoas, mas é uma das disciplinas mais temidas pelos alunos, principalmente do ensino médio, com uma alta dose de frustração, insegurança e resistência ao ensino de física. Além disso, existe '[...] diferenças e aparentes contradições entre o mundo idealizado que a ciência apresenta e o mundo real que o aluno observa.' (POZO E CRESPO, 2009, p. 192).

Devido a isso, o presente trabalho, expõe, por meio de uma pesquisa bibliográfica, algumas fragilidades, potencialidades e inovações para o ensino e a aprendizagem de física com o objetivo de amenizar essas dificuldades e usar os potenciais do ensino de ciências, de modo qualitativo, visando ajudar o professor a ensinar de uma forma mais concreta, estimulando o senso crítico do aluno, fazendoo pensar, tornando-o ativo e interativo e tendo a capacidade de agir e compreender sobre o mundo em sua volta.

## A Física

A física está carregada de estigmas, principalmente '[...] de que é uma matéria que só pessoas inteligentes, conseguem aprender.' (PEREIRA E CRESPO, 1991, p.7). Porém, ela não deve ser vista dessa forma, pois é a ciência que descreve o modo como o mundo funciona.

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26 a 30 de janeiro de 2015

Esses efeitos negativos são reproduzidos há muitos anos e vem sendo transferidos de gerações a gerações, assim como diz Pereira e Gontijo (1991, p.9):

- [...] os efeitos podem ser mais difíceis de a criança suplantar na ciência e na Matemática do que em outras áreas, isso porque a própria formação dos professores, a mídia, e os colegas contribuem para manter este quadro. A verdadeira compreensão pode ser permanentemente bloqueada, como parece ocorrer com frequência nos jovens. Ele pode ser persuadido (como seus professores e pais muitas vezes o foram) de que a Ciência e a Matemática não são nada mais do que a manipulação de fórmulas e signos. Como muitos pais e professores não compreendem Ciência, nem Matemática, chegando até mesmo a confundi-las, não é de se admirar que a verdadeira compreensão não seja um objetivo que as crianças geralmente parecem ser capazes de atingir.

Entretanto, apesar de ser um longo caminho para que isso seja totalmente desconstruídos de nossa cultura, ainda pode-se fazer a diferença e mostrar para o estudante que a física 'resulta de um processo de observação, estudo e tentativa de explicar o ambiente em que vivemos. Ciência é criatividade, é aprender e fazer.' (NICOLAU, 2002, p. 3).

Esse processo não será fácil, nem para os alunos nem para os professores, mas será uma mudança positiva para a sociedade em geral, pois 'esse novo modelo poderá propiciar a formação de futuros adultos capazes de compreender e modificar a sociedade em que vivem.' (PEREIRA E GONTIJO, 1991, p. 59) Um modelo que torna o aluno ativo e interativo, não só na disciplina de física ou ainda não só na escola, mas em toda sua vida e o professor não será mais o centro do conhecimento, como realmente não é, principalmente com o avanço da tecnologia, mas ele será como facilitador de aprendizagem, àquele que não vai mais explicar e sim perguntar e ajudar o aluno a pensar, para que assim realmente ocorra a aprendizagem.

## O ensino-aprendizagem de física

- O processo de ensino-aprendizagem da física está ligado ao desenvolvimento cognitivo do indivíduo e por isso não pode ser visto apenas como uma cópia ou memorização de fórmulas, o sujeito deve ir muito mais além.

Existem vários estudos e teorias sobre o desenvolvimento cognitivo, mas as ideias de Piaget serão as adotadas nesse trabalho. Uma dessas ideias é sobre os métodos ativos; tornar o estudante ativo e interativo com o ensino de física será a melhor forma de quebrar essa barreira que existe nessa ciência, mas ao contrário do que é pensado '[..] uma escola ativa não é necessariamente uma escola de trabalhos manuais [..]' (MUNARI, 2010, apud PIAGET, 2003, p. 90 ), e ainda mais

Esquece-se, por fim, de que a experiência física, por sua vez, na qual o conhecimento é abstraído dos objetos, consiste em agir sobre estes para transformá-los, para dissociar e fazer variar os fatores etc., e não para deles extrair, simplesmente, uma cópia figurativa. (MUNARI, 2010, apud PIAGET, 2003, p. 93)

- O indivíduo não deve apenas receber as informações, como receitas prontas, ele deve entendê-las, transformá-las e usá-las no mundo que vive, pois é isso que é o objetivo do ensino de ciências, transformar esses jovens em grandes pesquisadores.

Por isso,

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É necessário repensar a prática pedagógica do ensino de Ciências no 1º grau para modificar o conceito tradicional, dando os primeiros passos no sentido de apresentar a Ciências, não só como um conteúdo acabado, mas também como uma maneira peculiar e produzi-los. (PEREIRA E GONTIJO, 1991, p. 58).

Sendo assim, não há um método melhor que descobrir a física por meio de experiências (Munari, 2010, apud PIAGET, 2003). Ou seja, o indivíduo deve conviver realmente com a física, assim como ele sabe manipular o seu dinheiro, pois está o tempo todo com ele em mãos e foi ensinado desde pequeno, este também deve estar com a física 'em mãos', saber manipulá-la e descobrir por si só, desde muito pequeno e não só no último ano do ensino fundamental, como ocorre realmente.

## Algumas dificuldades em aprender física

Muitas vezes o estudante faz uma questão e na verdade não sabe realmente nada sobre aquele assunto, principalmente, porque na maioria das vezes, só houve a memorização das fórmulas do livro estudado. 'O elevado número de reprovações a Física, nos vários níveis de ensino e em vários países, mostra bem as dificuldades que os alunos encontram na aprendizagem dessa ciência.' (FIOLHAIS E TRINDADE, p.1).

Por outro lado, o contato tardio com a física, com muito formalismo e muitas informações para administrar, principalmente para as avaliações, além do '[...] insuficiente desenvolvimento cognitivo, deficiente preparação matemática e préexistência de concepções relacionadas com o senso comum e não a lógica científica.' (FIOLHAIS E TRINDADE, p.1-2), também garante a frustração em aprender física. Além disso, 'a capacidade de abstracção dos estudantes, em especial os mais novos, é reduzida. Em consequência muitos deles não conseguem apreender a ligação da física com a vida real.' (FIOLHAIS E TRINDADE, p.2).

Como percebemos, 'As causas deste problema não estão devidamente esclarecidas; E, por isso, as soluções também o não estão.' (FIOLHAIS E TRINDADE, p.1). Contudo, tentar vencer as dificuldades citadas neste trabalho pode ser um caminho para o sucesso na aprendizagem em física.

## Algumas dificuldades em ensinar física

Existem vários obstáculos encontrados pelos docentes, entre elas estão os baixos salários, a condição baixa de trabalho e a falta de equipamentos necessários para os experimentos, o que causa desânimo e faz com o que o professor não traga novos métodos para as aulas ou interaja mais com seus alunos, pois isso precisaria de mais tempo e esforço do profissional.

## Segundo MAYER (2013, p. 231):

A aplicação das matérias, como a de ciências naturais em muitos lugares ainda é transmitida de forma diminuída, o modelo de interação aluno/conteúdo, não é totalmente aceito por alguns professores devido a fatores, como: maior ocupação do seu tempo e maior dedicação do mesmo com novos métodos didáticos.

Dessa forma uma das dificuldades encontradas pelos professores é ensinar física ligando a disciplina com o cotidiano do aluno. De forma que o aluno aprenda e aplique diretamente no mundo ao seu redor. Sendo assim, 'é importante que o

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professor de ciências naturais traga métodos alternativos para que haja maior interação do aluno com as aulas [...]'. (MAYER, 2013, p. 232).

Assim como diz o professor Orlando Aguiar Junior, no programa ENSINO DE FÍSICA:

Uma aula com mais mediação didática exige muito mais do professor, exige muito mais preparação e tempo, uma certa adequação de materiais, que por mais simples que sejam, precisam ser separados e preparados com antecedência. [...] O salário do professor evidentemente é um fator determinante do processo porque por essa via que nós temos mais gente talentosa disposta a se dedicar a essa tarefa tão instigante que é a sala de aula, que é a educação, e vemos ao contrário, vemos as políticas educacionais em uma direção que desestimula os professores a seguirem esse caminho.

Entretanto, mesmo em meio a todas essas dificuldades o professor ainda é capaz de tornar os alunos conhecedores das ciências.

## Potencialidades do ensino-aprendizagem de física

Muitas vezes o professor de física é questionado pelo aluno com perguntas como 'por que tenho que estudar física?', ou 'qual a utilidade da física em minha vida?', é claro que a disciplina é vista a todo o momento em nosso cotidiano, mas não é o que os alunos enxergam. Para eles isso é algo totalmente desvinculado com a realidade.

Geralmente a resposta dada ao aluno que questiona o professor quanto ao papel da física na sociedade é ligada aos avanços tecnológicos. Segundo Fernandes e Filgueira (2009, apud GLEISER, 2000, p. 4):

Gleiser (2000) apresenta quatro argumentos em seu artigo intitulado 'por que ensinar física?'. O primeiro ele denomina 'questionamento metafísico', que é a característica que a ciência tem de responder a questões que estão presentes na cabeça de todas as pessoas. Por exemplo, questões envolvendo de onde viemos, para onde vamos, se somos as únicas formas de vida no universo, entre outras. O segundo relaciona-se à 'integração com a natureza'. Aprender ciência nos aproxima da natureza, uma vez que é objetivo desta explorar e compreender os fenômenos naturais. O terceiro argumento relaciona-se à globalização e à integração do mundo através dos meios de comunicação e pela internet. [...] Por último, a 'paixão pela descoberta' em que, segundo o autor, o ensino de ciência deve traduzir a paixão pela descoberta e o aluno deve participar desse processo durante a aula ao invés de apenas receber a informação pronta.

O ensino da física faz parte da educação básica na formação do cidadão e deve atender tanto aquelas pessoas que darão continuidade aos seus estudos, quanto àquelas que depois do ensino médio não terão mais contato escolar com essa disciplina (FERNANDES E FILGUEIRA, 2009). Um aluno que teve um bom aprendizado em física poderá solucionar melhor os problemas encontrados no futuro, já que saberá relacionar os conceitos com as dificuldades encontradas no dia-a-dia, mesmo que não esteja atuando em uma área que faça parte das ciências da natureza.

## Métodos e inovações

Além das dificuldades existentes na compreensão da física, o uso de métodos equivocados enfatizam ainda mais esse problema e isso faz com que sejam criadas novas metodologias de ensino para amenizar o insucesso escolar.

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Assim, baseado em novas metodologias desenvolvidas por pesquisadores de Harvard University o professor Vagner Oliveira, em sua pesquisa de mestrado, do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Sul-Rio-Grandense aplica um método inovador em uma turma de ensino médio. Um dos métodos em que o Oliveira se baseia chama-se 'Peer Instruction' ou 'Instrução pelos Colegas', criado pelo professor Erick Mazur, Chefe do Departamento de Física Aplicada e Professor de Física e Física Aplicada em Harvard University.

Com o Peer Instruction busca-se tirar o foco do momento da aprendizagem da 'transferência de informação', fazendo com que o aluno busque informações primárias direto da fonte (leitura) e depois no encontro presencial em aula discuta com seus colegas. [...] A fim de resolver esses equívocos sobre a aprendizagem, desenvolvemos um método, Peer Instruction, que envolve os alunos em sua aprendizagem durante a aula e foca sua atenção nos conceitos subjacentes. As 'palestras' são intercaladas com questões conceituais, chamados ConcepTests , destinadas a expor as dificuldades comuns na compreensão do material [...] Os alunos recebem um ou dois minutos para pensar sobre a questão e formular suas próprias respostas, pois eles, em seguida, irão passar de dois a três minutos a discutir suas respostas em grupos de 3 ou 4 alunos, tentando chegar a um consenso sobre a resposta correta. Este processo obriga os alunos a pensar por meio dos argumentos a serem desenvolvidos, e permite a eles (assim como ao instrutor) avaliar a sua compreensão dos conceitos antes mesmo de deixar a sala de aula. (PALHARINI, 2012).

O outro método que Oliveira utiliza é o JiTT - 'Just-in-time Teaching' ou Ensino sob Medida, criado por Gregor Novak, professor de física da Purdue University de Indianápolis.

A metodologia JiTT basicamente consiste em induzir o aluno a se preparar antes da aula, seja por meio de leitura, resumos ou exercícios, dessa forma o professor irá conduzir a aula de maneira adaptada às dúvidas e necessidades dos alunos, formando um ciclo de feedbacks em tempo real. Daí vem o termo (Just in Time), ou seja, toda a preparação extra-classe previamente realizada pelos alunos afetam de maneira fundamental o progresso da aula. (MONTEIRO et. al., 2012 apud NOVAK et. al., 1999, p. 4).

Assim combinando as duas metodologias, Oliveira contribui significativamente para a aprendizagem.

As atividades começam antes de o professor entrar em sala de aula. Por meio de textos e questões conceituais, Oliveira possibilita o contato dos alunos com o tema que será abordado em aula. Assim, o tempo é otimizado e o docente já tem previamente um 'feedback' das principais dúvidas e dificuldades dos alunos. Ao entrar em classe, Oliveira realiza uma breve exposição sobre o tema, e os alunos, por meio de uma votação, discutem e elegem a resposta que julgam mais adequada à questão lançada pelo professor. (INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA SUL-RIO-GRANDENSE).

Outra forma de o professor verificar as principais dúvidas e dificuldades dos alunos é por meio do uso de mapas conceituais, antes e depois da explicação, assim o docente perceberá se houve mudanças no modo de pensar dos alunos, quais mudanças ocorreram e onde ele deve enfatizar na disciplina ministrada.

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## Considerações finais

Como a física descreve os fenômenos da natureza, ela não deve ser vista como uma disciplina que poucas pessoas são capazes de compreender ou que são apenas manipulações de fórmulas e símbolos, mesmo que por muitos anos os alunos vêm sendo persuadidos a isso. Além disso, apesar das dificuldades existentes no aprendizado dessa disciplina, como a linguagem matemática, o contato tardio com a matéria e um déficit na capacidade de abstração, o aluno deve se dispor, permitir e ajudar o professor dessa ciência. Da mesma forma, mesmo com inúmeros obstáculos, como os baixos salários, condições de trabalho desfavoráveis e escassez de equipamentos, o docente precisa ajudar o discente a ser ativo e interativo na sala de aula, além de mostrar a importância da física, para que eles compreendam melhor o que ocorre no mundo.

Sendo assim, um modo de atingir tal objetivo e amenizar esses problemas, é o uso de métodos alternativos como o 'Peer Instruction' e o 'Just-in-time Teaching', e ainda uma possível mudança no sistema de ensino e a possiblidade da criação de um projeto para premiar professores com soluções inovadoras, poderia trazer uma motivação maior para o professor.

Enfim, se a barreira entre ensinar e aprender física for vencida ou ao menos amenizada, haveria a possibilidade da formação de cidadãos capazes de compreenderem a ciência, o que poderá ser benéfico para o futuro de todos, pois esses terão a capacidade de intervir em decisões sobre esse progresso. Resta saber se, de fato, os professores estão sendo sujeitos transformadores que conscientizam seus alunos e criam condições para que eles aprendam e desenvolvam, de forma ativa, inteligível e crítica.

## Referências

ENSINO DE FÍSICA . Sindicato dos professores do estado de Minas Gerais (Sinpro Minas). Aerton Silva, Marco Eliel Santos de Carvalho e Eduardo Gomes (produtor). Minas Gerais: Movimento Comunicações, 16 jun. 2013.

Para fortalecer ainda mais o diálogo com a categoria e com a sociedade sobre a realidade do país, o Sinpro Minas exibe, na TV Bandeirantes, todos os domingos, o Programa Extra-Classe, das 8h25 às 8h45 da manhã.

Reprises na TV Comunitária, toda quarta (11h), sexta (20h) e sábado (16h).

Temas relacionados à educação e assuntos em debate na sociedade estão em foco no programa, que traz também reportagens, entrevistas e dicas de atividades e cursos voltados para a formação dos professores.

Um estudo com

ÉVORA, Cátia Quitério. Ensino da 'Energia' em contexto CTSA. alunos do 7º ano de escolaridade. Disponível em:

<http://repositorio.ul.pt/bitstream/10451/4065/1/ulfpie039494\_tm.pdf> Acesso em: 30 dez. 2013

FERNANDES, Simone Aparecida e FILGUEIRA, Valmária Gomes. Por que ensinar e por que estudar física? O que pensam os futuros professores e os

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estudantes do ensino médio? Disponível em:

<http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=snef&cod=\_porqueensinarepor queestu> Acesso em: 07 jan. 2014.

FIOLHAIS, Carlos e TRINDADE, Jorge. Física no computador: O computador como uma ferramenta no ensino e na aprendizagem das ciências físicas. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/rbef/v25n3/a02v25n3.pdf> Acesso em: 30 dez. 2013

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA SUL-RIOGRANDENSE. Professor implementa método inovador nas aulas de física. Disponível em:

<http://pelotas.ifsul.edu.br/portal/index.php?option=com\_content&view=article&id=14 2:professor-implementa-metodo-inovador-nas-aulas-de-fisica&catid=4:noticias> Acesso em: 17 jan. 2014.

LEITE, Sidnei Quezada Meireles (org.). Práticas experimentais investigativas em ensino de ciências : caderno de experimentos de física, química e biologia espaços de educação não formal - reflexões sobre o ensino de ciências. Vitória: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Espírito Santo, 2012.

MAYER, Kellen Cristina Martins et. al. Dificuldades encontradas na disciplina de ciências naturais por alunos do ensino fundamental de escola pública da cidade de Redenção-PA Disponível em:

<http://periodicos.ufpb.br/ojs2/index.php/rle> Acesso em: 17 jan. 2014.

MONTEIRO, Simone Borges Simão et. al. Metodologias e práticas de ensino aplicadas ao curso de engenharia de produção : Análise da percepção de alunos de projetos de sistemas de produção da Universidade de Brasília. Disponível em: <http://www.abenge.org.br/CobengeAnteriores/2012/artigos/103920.pdf> Acesso em: 21 jan. 2014

MUNARI, Alberto e SAHEB, Daniele (trad. e org.). Jean Piaget (Coleção Educadores). Recife: Fundação Joaquim Nabuco, Editora Massangana, 2010.

NICOLAU, Gilberto Ferraro et. al. Física Ciência e tecnologia: Volume único. São Paulo: Moderna, 2001

PALHARINI, Cristiano. Peer Instruction : Uma metodologia ativa para o processo de ensino e aprendizagem. 2012. Disponível em:

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PEREIRA, José Luiz Vicente e GONTIJO, Leonardo Cabral. As percepções dos alunos da 1ª série da escola técnica federal do Espírito Santo sobre a disciplina de Física . 1991. Trabalho de conclusão de curso (Monografia apresentada ao programa de Pós Graduação em educação). Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 1991.

POZO, Juan Ignácio e CRESPO, Migue Ángel Gómez. A aprendizagem e o ensino de ciências : do conhecimento cotidiano ao conhecimento científico. 5 ed. Porto Alegre: Artmed, 2009.

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