ENSINO DE FÍSICA NAS SÉRIES INICIAIS: UM ESTUDO COM LUZ E SOMBRA

## ENSINO DE FÍSICA E A PESQUISA NAS SÉRIES INICIAIS: UM ESTUDO COM LUZ E SOMBRA

## José Francisco Flores , João Bernardes da Rocha Filho 1 2

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Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Doutorando do PPG em Educação em Ciências e Matemática jose.flores@acad.pucrs.br 2 Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul Docente do PPG em Educação em Ciências e Matemática

jbrfilho@pucrs.br

## Resumo

O presente relato se insere numa perspectiva de formação continuada de professores na área de ensino de ciências e é resultado de investigação realizada junto a um grupo de docentes de séries iniciais. Nossos objetivos foram avaliar como a educação pela pesquisa pode ser utilizada na alfabetização científica de crianças das séries iniciais e, conjuntamente, identificar indícios de como esta metodologia pode tornar-se instrumento pedagógico na formação de professores. Para tanto, analisamos postagens, em ambiente virtual de aprendizagem, de professores que cursavam Licenciatura em Pedagogia pela Universidade Federal di Rio Grande do Sul. No espaço virtual investigado os participantes apresentaram relatórios de atividades nas quais as crianças realizaram estudos referentes aos fenômenos físicos de luz e sombra. Estes relatórios, juntamente com as avaliações de final de semestre compuseram o corpus do material de estudo. A partir das manifestações dos professores realizou-se o método de análise textual discursiva de onde emergiram as seguintes categorias: a) percepções de processos investigativos nas crianças; b) problematização da própria prática; c) novos aprendizados sobre ciências. A metodologia educação pela pesquisa, neste caso, mostrou-se eficiente na qualificação da prática de ensino de ciências e na promoção da alfabetização científica de professores e alunos.

Palavras-chave : educar pela pesquisa; alfabetização científica; ensino de Física; formação de professores.

## 1. Introdução

O presente relato se insere numa perspectiva de formação continuada de professores e é resultado de investigação realizada junto a um grupo de docentes 1 de séries iniciais. Nossos objetivos foram verificar em que medida a metodologia do educar pela pesquisa se caracteriza como ferramenta pedagógica na formação de professores em serviço, e avaliar o quanto esta metodologia pode ser eficiente para a alfabetização científica de crianças das séries iniciais.

Optamos por analisar uma atividade de professores ao desenvolverem estudos com seus alunos a respeito dos conceitos físicos de luz e sombra, como introdução às discussões sobre os ciclos da natureza. Essa proposta de trabalho apresentada aos professores foi parte da disciplina que cursavam, denominada Representação do Mundo pelas Ciências Naturais, do curso de graduação de Licenciatura em Pedagogia, modalidade à distância, desenvolvido pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Tal curso visa à qualificação em nível superior desses professores de escolas públicas da região metropolitana de Porto Alegre.

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26 a 30 de janeiro de 2015

Esta investigação está inserida em um projeto mais amplo, de pesquisa em nível de doutorado que estamos realizando, sobre o tema da formação de professores de ciências, pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul.

## 2. O Educar pela Pesquisa como Princípio Formativo

Consultando literatura a respeito de investigações no ensino de ciências nas séries iniciais encontramos, em artigos científicos, vários relatos que indicam deficiência significativa na formação dos professores (RAMOS; ROSA, 2008; OVIGLI; BERTUCCI, 2009; GATTI, 2010; AZEVEDO; ABIB, 2013). Em pesquisa realizada sobre a formação docente no Brasil, Gatti (2010) constata que na maioria dos cursos de Licenciatura de Pedagogia os conteúdos de ciências são abordados de forma genérica e superficial. Tal circunstância tem sido determinante para que poucas sejam as práticas pedagógicas nesta área de conhecimento, ficando privilegiada a alfabetização e a aritmética (AZEVEDO; ABIB, 2013). O que se tem constatado é que os professores se sentem inseguros para desenvolver um trabalho sistematizado com as crianças, devido à formação inicial precária quanto ao embasamento conceitual e prático para o trabalho com ciências, além de outros fatores (RAMOS; ROSA, 2008).

No intuito de buscar propostas transformadoras desta realidade, pesquisadores têm sugerido a investigação como princípio formativo. É o que Pedro Demo (2002) chama de Educar pela Pesquisa. Este enfoque educativo tem sido considerado por vários investigadores como tendo possibilidades de reorientar o ensino, passando de um modelo transmissivo tradicional, pautado numa racionalidade técnica, para um modelo que atenda as demandas educativas da sociedade, incentivando a perguntas e hipóteses, ações interativas e reflexivas. A pesquisa promove processos colaborativos e solidários (DEMO, 2002).

De acordo com alguns pesquisadores que desenvolveram estudos sobre as instituições formadoras de Licenciados em Ciências e Pedagogia, a inserção da pesquisa na formação têm se apresentado como uma opção metodológica consistente e capaz de oferecer resultados práticos significativos, trazendo respostas animadoras (AZEVEDO; ABIB, 2013; SILVA, 2006). Além disso, nas Diretrizes Curriculares Nacionais (2013, p. 163) encontramos posicionamento que incentiva a atitude investigativa dos professores, quando sustenta que 'a transformação necessária pode ser traduzida pela adoção da pesquisa como princípio pedagógico' na formação docente tanto inicial quanto continuada.

Reforça-se o papel do professor no sentido de orientar seus alunos a desenvolverem visão crítica a respeito do conhecimento, incentivando-os a duvidar, perguntar, elaborar hipóteses, tirar conclusões. No entanto, para que o professor exerça este papel de forma competente é necessário que ele mesmo tenha passado pelo processo de alfabetização científica (CHASSOT, 2002). Sendo assim, a seguir faremos algumas considerações a respeito da alfabetização científica nas séries iniciais e, com isso, estaremos evidenciando a necessidade da qualificação da formação docente na área de ciências.

## 3. Alfabetização Científica

A cultura científica nas séries iniciais deve proporcionar vivências a fim de que as crianças compreendam o mundo a partir de indagações próprias, testando

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ideias, elaborando conclusões, desenvolvendo habilidades interpretativas e críticas sobre os vínculos da pesquisa científica com a sociedade e o meio ambiente (SASSERON, 2008). Buscando um termo que caracterize este conjunto de ações, vários autores têm utilizado a expressão 'alfabetização científica' (CHASSOT, 2002; SASSERON; CARVALHO, 2011). Outras expressões podem ser encontradas de acordo com o enfoque de cada pesquisador, no entanto não é nosso objetivo neste trabalho esta discussão. Optamos por acompanhar Sasseron e Carvalho (2011, p. 64) em sua escolha pelo termo 'alfabetização científica', definindo-o como 'uma sequência de ações que incentivem os alunos a interagirem com uma nova cultura, com uma nova forma de ver o mundo e seus acontecimentos, modificando-os e a si mesmos, desenvolvendo saberes e habilidades associadas ao fazer científico'.

Também é conveniente observar que não devemos reforçar uma visão de mundo que supervalorize o pensamento científico em detrimento de outras formas de saber e conhecer, conforme afirma Zanetic (2006). De acordo com o que propõem as Diretrizes Curriculares Nacionais (2013) deve-se propor uma ideia de ciência que dialoga e é influenciada por outras formas de conhecimento, para que os próprios educandos reinventem o conhecimento e criem e recriem cultura. A alfabetização científica, de acordo com Chassot (2002), deve estar presente em todos os níveis de ensino. Também vamos encontrar esta opinião em Sasseron (2008, p.7) quando sustenta a importância do ensino de ciências para a formação integral do estudante 'cujas habilidades relacionadas devem ser trabalhadas no ensino de Ciências em qualquer nível escolar'.

Acreditamos, em consonância com outros pesquisadores (SCHROEDER, 2006; SASSERON, 2008), que o estudo dos fenômenos físicos pode contribuir para a alfabetização científica, pois permite que as crianças realizem ações sobre materiais e fenômenos, aprendam a observar resultados, manifestem suas percepções e crenças a partir destes fatos e expressem suas conclusões.

Passamos a seguir à descrição da pesquisa.

## 4. Atividade Desenvolvida

A atividade proposta aos alunos-professores foi inspirada no artigo: As Atividades de Conhecimento Físico: um Exemplo Relativo à Sombra (GONÇALVES; CARVALHO, 1995). Foi sugerida a seguinte atividade para realizarem com seus alunos.

Atividade

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- 1- Recorte em cartolina branca e preta as figuras, de acordo com esquema acima, nas medidas indicadas.
- 2 - Deixe os alunos livres no pátio para 'brincar' com as sombras das figuras recortadas no chão ou na parede.
- 3 - Solicite aos alunos associar duas ou mais figuras diferentes para formar outras sombras, criando novas imagens.
- 4 - Proponha algumas questões para o debate com os alunos:
- Para haver sombra, é necessário haver luz? Sombra é o mesmo que escuro? O claro e o escuro modificam nossas
- atividades diárias? Há atividades que só são feitas no claro? E no escuro? Quais?
- Dê exemplos de fenômenos da natureza que ocorrem no claro e no escuro?
- Qual a importância das sombras na natureza? Cite alguns fenômenos em que se percebe essa importância.
- A sombra de uma árvore é igual durante todo o dia? Por quê?

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- 5 - Em aula, construir coletivamente um conceito para sombra.
- 6 - Apresentar relato avaliando a estratégia desenvolvida e a construção do conceito de sombra.
- 7 - Este estudo servirá como introdução às pesquisas que seguirão sobre os ciclos da natureza.

Após realizarem esta atividade os alunos-professores deveriam enviar relatório para o webfólio da disciplina no ambiente de aprendizagem ROODA . 2 3

## 5. Metodologia de Análise

Selecionamos 25 professores cujos relatos foram postados no webfólio da plataforma ROODA do curso. Utilizamos números de 1 a 25 para indicarmos cada um deles, e a expressão AP (Alunos-Professores) seguida do seu número (AP1 até AP25). Assim, preservamos suas identidades.

Além dos registros coletados das postagens realizadas pelos alunosprofessores no webfólio da disciplina também foram analisadas suas postagens na avaliação final da disciplina. A fim de melhor visualização montamos uma tabela com os textos, comparando-os e buscando aproximações conceituais.

A pesquisa caracterizou-se metodologicamente como sendo de cunho qualitativo (MORAES, 2003). A interpretação das manifestações apoiou-se nos fundamentos da análise textual discursiva proposta por Moraes (2003). Para estudo do material escrito procedemos à seqüência recursiva, em seus três passos: desconstrução dos textos do corpus, a unitarização e a categorização (MORAES, 2003).

A partir das análises procuramos identificar nos relatos aspectos que poderiam nos revelar se as atividades realizadas pelas crianças caracterizavam processos de inicio de alfabetização científica. Para tanto utilizamos como indicadores ações que denotam presença, ainda que de forma simplificada, de investigação científica: observação, perguntas, hipóteses, experiências e conclusões. Também nos interessava avaliar em que medida estas atividades motivavam os alunos-professores para reflexões sobre sua atividade docente. Assim, perseguindo nossos objetivos, identificamos três categorias: a) percepções de processos investigativos nas crianças; b) problematização da própria prática; c) novos aprendizados sobre ciências. A seguir, analisamos cada uma delas.

## 6. Percepções de processos investigativos nas crianças

Um dos aspectos que se revelou nas manifestações dos alunos-professores foi o fato de perceberem que poderiam obter compreensões a respeito de atitudes de seus alunos e aprender sobre seus processos de construção de conhecimento. Ao permitir-se ser surpreendido a respeito destes aprendizados um dos alunosprofessores escreve:

AP23 - Parece tão simples, mas isso foi mágico para mim, passei a atribuir um outro valor ao ensino das ciências. Possibilitar aos nossos alunos e alunas perceber o que acontece no seu entorno, como acontece, por que acontece,...

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Estas conclusões geram no professor novas motivações para planejar as atividades por meio das quais poderá continuar a incentivar seus alunos nesta atitude investigativa. Estará mais atento a cada aula, observando seus alunos em ação e podendo avaliar em que medida a estratégia proposta conduz a resultados na motivação e envolvimento deles, como construtores de seus próprios conhecimentos. Estes momentos suscitam a necessidade de aprofundar seus embasamentos teóricos sobre como ocorrem os processos de aprendizagens nos seus alunos. O aluno-professor AP4 (II ciclo, Educ. Especial) revela sua satisfação:

Fiquei observando os comentários que os alunos faziam e percebi que não tiveram dificuldades para identificar as formas que estavam manipulando. Fiquei surpresa com as descobertas que eles foram fazendo posicionando as figuras de diversas maneiras.

Perceberam que dependendo da posição da figura em relação à luz, a sombra toma tamanhos e formas diferentes (mais inclinado ou menos inclinado) podendo assim se transformar, como o círculo, ficar oval, um quadrado se tornar um retângulo e vice-versa.

As verificações dão conta de que a criança possui capacidade de agir sobre os fenômenos, observar e dar opiniões quando lhe é apresentado um desafio que esteja de acordo com sua bagagem de experiências e possibilidades teóricas. Todos os alunos-professores relataram a participação e interesse dos seus alunos em dar opiniões e em realizar a atividade no pátio, concentradas em suas investigações sobre as sombras dos cartões no solo. As crianças demonstraram animação quando desafiadas em sua criatividade ao comporem com as sombras figuras das mais diversas formas. Ao sentirem-se capazes de emitir opiniões e serem ouvidas em suas falas, mobilizaram-se para o trabalho proposto. O professor, por sua vez, se compraz em ouvir seus alunos e senti-los interessados. Vejamos o que o alunoprofessor AP15 (3° ano) relatou:

Todos queriam falar ao mesmo tempo, pois a atividade estava interessante para eles. Vejam o que responderam:

- - A sombra é o desenho de alguma coisa.
- - As sombras dos desenhos pretos e dos brancos são a mesma coisa.
- - A sombra da figueira, quando a gente chega à escola, ela está bem pequena, agora já está bem grande.
- - Quando estou vindo para a escola às vezes fico olhando a minha sombra, acho engraçado.
- - Professora, a sombra andou.

Outro respondeu: não foi à sombra que andou, é o Sol que mudou de lugar. Um terceiro fala: vocês não lembram que a professora falou que a Terra gira em volta do Sol?

Outro aluno-professor não esconde seu encantamento enquanto contempla e anota o que seus alunos dizem:

AP16 (4° ano) - Fiquei por longo espaço de tempo circulando por entre os grupos, fazendo anotações e observando o trabalho minucioso, a espontaneidade e criatividade de uns e a dificuldade de outros.

O aluno-professor AP18 (2° ano) relatou a sua intervenção, evidenciando a importância da orientação associada com liberdade aos alunos e o processo colaborativo nas construções que vão elaborando:

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AP18 - Após praticarem um pouco os orientei para que obtivessem sombras iguais com figuras diferentes, e depois para que associassem duas figuras diferentes para formar outras sombras. Eles perceberam que a movimentação e a distância das figuras era o que dava o efeito desejado. O interessante foi que quando um grupo descobria uma figura os outros também queriam fazer e essa interação proporcionou muita descontração. Eles procuravam fazer a sombra se movimentar como se estivesse andando de verdade como o carro e o robô, mas para isso o grupo precisava estar em sintonia.

Ao darem liberdade para as crianças realizarem as experiências, permitindo que se manifestassem em suas hipóteses e conclusões os alunos-professores surpreendem-se com a capacidade criativa delas. Constata-se que, enquanto desenvolvem sua aula apoiados na metodologia do educar pela pesquisa, estão propiciando a seus alunos darem alguns passos na direção da alfabetização científica. Assim foi possível perceber nas ações das crianças, indicadores de inicio de alfabetização científica, pois realizaram observações, manifestaram dúvidas, elaboraram hipóteses, fizeram experimentos e construíram algumas conclusões.

As observações e anotações feitas poderão servir para o professor analisar suas próprias compreensões de como as crianças aprendem. Enquanto motiva seus alunos através da estratégia da investigação, tem a possibilidade de pesquisar sua própria prática e problematizá-la, criando novas teorias. Estes processos serão analisados na próxima categoria.

## 7. Problematização da Própria Prática

O fato de terem de registrar a atividade para posterior postagem na página da disciplina proporcionou a realização de reflexão sobre a ação. Ao deixarem as crianças livres para exercerem suas investigações juntamente com os colegas os alunos-professores poderiam anotar as expressões por eles usadas nos diálogos para descrever o fenômeno em estudo. Em seguida, ao terem de organizar estas observações para posterior relatório, puderam relembrar os momentos da aula e seus procedimentos, e com isso refletir sobre o que as crianças fizeram e sobre as dúvidas que manifestaram. As narrativas a seguir ilustram este movimento de autoanálise:

AP22 - Diante destas indagações que possibilitam inúmeras e profundas reflexões podemos provocar mudanças e transformar as nossas aulas de ciências.

AP17 - Com isto melhor trabalhado dentro de mim, terei maior autonomia para abordar com meus alunos assuntos certamente de maneira inversa, sem necessariamente seguir um padrão e uma listagem de conteúdos já estabelecidos que se tornam muitas vezes sem sentido.

AP24 - Com certeza esta disciplina lançou sementes novas, diferentes, abriu outros caminhos na missão e profissão de atuar na área da educação. AP25 - O ensino de ciências nunca mais será visto por nenhum de nós da mesma forma, dado e acabado. Tudo será duvidado, questionado e reconstruído.

São manifestações que indicam um resultado significativo de crítica sobre a própria percepção de ciências e seu ensino. Os alunos-professores evidenciaram processos reflexivos sobre a própria prática ao se depararem com o envolvimento de

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seus alunos. A pesquisa se insere como aperfeiçoamento profissional. As ações dos alunos motivam novos aprendizados aos professores, como veremos a seguir.

## 8. Novos Aprendizados sobre Ciências

A pesquisa incentiva os professores à necessidade de aprender mais a respeito das áreas de conhecimento que desejam trabalhar com seus alunos. A atitude do professor será caracterizada pela humildade, reconhecendo que não sabe tudo, mas pode e deve aprender com seus alunos. As afirmações a seguir sugerem isso.

AP13 - Ao iniciar a atividade descrita acima, confesso não estar tão confiante nas respostas de meus alunos, o que me surpreendeu muito. Até eu mesma fiz a experiência das figuras no Sol antes de chegar à escola, AP5 - Venho ressaltar que o saber do professor não merece privilégios a ponto de ser entendido como único. Falo isso porque antes mesmo de realizar esta atividade com as crianças tive muitas dúvidas e fui logo ver o AP9 - Agora sei que devemos cada vez mais buscar juntos com nossos

pensando na possibilidade daquela sombra ser diferente do que conhecia. que acontecia de diferente na sombra através de figuras brancas e pretas. alunos as aprendizagens. AP24 - Os temas abordados foram interessantes, precisei estudar, refletir, pesquisar para realizar algumas atividades, iam surgindo dúvidas.

Numa metodologia de educação pela pesquisa o professor se posiciona também como ser que aprende. Nunca deixando de exercer seu papel de professor, propõe aos seus alunos que deixem de ser objetos de ensino para serem companheiros de trabalho (DEMO, 2003). A relação passa a ser de sujeitos colaborativos e participativos. Tais aspectos demonstram que a metodologia utilizada motiva e provoca, também no professor, a curiosidade e a necessidade de fazer perguntas e buscar respostas.

## 9. Considerações finais

Pode-se constatar que o processo de educar pela pesquisa contribui para a alfabetização científica e o desenvolvimento integral da criança, auxiliando-a a ampliar suas percepções de mundo. Enquanto vai se familiarizando com a linguagem científica a criança desenvolve autonomia percebendo-se capaz de propor hipóteses e realizar descobertas.

Ao trazermos estes breves relatos e interpretações, queremos demonstrar as potencialidades de uma metodologia capaz de oferecer ao professor das séries iniciais, no ensino de ciências, situações efetivas de ressignificação de sua prática. As análises apresentadas de forma breve confirmam a necessidade de investigações na formação de professores de ciências, cada vez mais aprofundadas, nesta modalidade metodológica da pesquisa como princípio.

Fica manifesta, além disso, nossa posição em favor da qualificação da educação científica, embasada no educar pela pesquisa, nos programas de formação docente das Licenciaturas em Ciências e Pedagogia, a fim de que os conceitos da Física sejam incluídos de maneira mais profunda e abrangente, vinculando-os com outros saberes científicos e culturais. Também temos convicção que estudos a respeito da história da ciência agregarão significativas compreensões

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dos professores a respeito da construção desta área de conhecimento inspirando novas possibilidades de atividades científicas com as crianças.

Desenvolvendo nossas percepções de como as crianças aprendem enquanto pesquisam, estaremos, junto com elas, aprendendo a realizar investigações, problematizando nossa prática docente e ampliando suas capacidades de pensamento crítico nas relações entre ciência e sociedade.

## Bibliografia

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