O USO DO PLURALISMO METODOLÓGICO NAS AULAS DE FÍSICA E O DESENVOLVIMENTO DA ARGUMENTAÇÃO DOS ALUNOS

## O USO DO PLURALISMO METODOLÓGICO NAS AULAS DE FÍSICA E O DESENVOLVIMENTO DA ARGUMENTAÇÃO DOS ALUNOS

Idmaura Calderaro Martins Galvão , Isabel Cristina de Castro Monteiro , 1 2 Marco Aurélio Alvarenga Monteiro 3

1 Universidade de São Paulo- EEL/ Mestranda Programa de Pós-Graduação em Projetos Educacionais em Ciências/ idmaura@ig.com.br

- 2 Universidade Estadual Paulista/ Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá/ monteiro@feg.unesp.br
- 3 Universidade Estadual Paulista/ Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá / marco.aurelio@feg.unesp.br

## Resumo

Este trabalho apresenta alguns resultados iniciais de uma pesquisa sobre o uso do pluralismo metodológico nas aulas de Física e a argumentação científica dos alunos. As atividades foram realizadas com alunos do Ensino Médio de uma escola do interior do estado de São Paulo. A pesquisa investiga a contribuição do uso de metodologias de ensino diversificadas para o aprimoramento da argumentação científica dos alunos. No desenvolvimento da pesquisa foram utilizadas as seguintes metodologias de ensino em sala de aula com os alunos: atividades experimentais e de demonstração, atividades com o uso das tecnologias de informação e comunicação e atividade extracurricular como estratégia de resolução de problema. Foram realizadas entrevistas com um grupo de alunos para levantamento de suas argumentações prévias e sobre conceitos físicos estudados por meio das metodologias mencionadas anteriormente. Para a análise das argumentações dos alunos demos ênfase aos elementos constitutivos do padrão de Toulmin (2006). Os primeiros resultados desta pesquisa, referentes às atividades experimentais de demonstração e ao uso de softwares, mostraram indícios da formação de habilidades argumentativas pelos alunos.

Palavras-chave : Ensino de Física, pluralismo metodológico, argumentação científica.

## Introdução

Pesquisas em ensino de Ciências propõem o uso de metodologias diversificadas em busca da construção do conhecimento científico (LABURÚ e CARVALHO, 2001; LABURÚ et al ., 2003; BASTOS e NARDI, 2009). A hipótese básica sobre o pluralismo metodológico relaciona-se com a diversidade do corpo discente e destaca a necessidade da utilização de vários recursos para que os alunos sejam motivados e participem ativamente do processo de ensino e aprendizagem. O pluralismo metodológico para o ensino de Ciências considera as diferenças individuais do aluno quanto ao estilo e motivação para aprender (LABURÚ e CARVALHO, 2001).

Silva et al . (2014) referem-se à diversidade dos estudantes em sala de aula com relação aos aspectos ou modo de aprender, com habilidades mentais diferentes

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26 a 30 de janeiro de 2015

e específicas. Segundo os autores, para trabalhar com a diversidade dos alunos é importante que o professor adote várias metodologias de ensino, pois esse pluralismo pode auxiliar o atendimento a realidades diversificadas dos alunos.

O uso das atividades experimentais, de demonstração, bem como o uso das tecnologias de informação e comunicação (TIC) e estratégias de resolução de problemas, representam diferentes metodologias dentro do ensino de ciências e, nessa perspectiva, podem proporcionar aos alunos uma melhor compreensão dos conceitos estudados e desenvolver competências e habilidades, como a argumentação.

- O processo de argumentação dos alunos em aulas das Ciências tem sido investigado por diversos autores (SARDÁ e SANMARTÍ, 2000; MONTEIRO, 2002; COSTA, 2008; SASSERON e CARVALHO, 2011). Costa (2008) afirma que o discurso da Ciência é argumentativo e, portanto, o desenvolvimento das competências próprias da argumentação é um objetivo pedagógico prioritário para o ensino e aprendizagem das Ciências. Discorre também que há a necessidade que as escolas investirem a favor da capacitação dos alunos para atuarem de maneira ativa e construtiva no desenvolvimento da sociedade, tornando-os capazes de argumentar com justificativas.

Nosso trabalho investiga a utilização de metodologias diversificadas no ensino de Física, como contribuição capaz de gerar oportunidades aos alunos de participarem das atividades em sala de aula e desenvolverem potencialidades para argumentar cientificamente.

Os argumentos produzidos pelos alunos, a partir do uso metodologias pluralistas, foram analisados com referência no padrão de Toulmin, com ênfase nos elementos constitutivos: dados (D), conclusão (C), garantia (W), fundamentos ou conhecimento básico (B), qualificadores modais (Q) e refutação (R). Carmo e Carvalho (2012, p.213) apresentam o modelo Toulmin (2006) da seguinte forma:

Figura 01: Modelo de Toulmin

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O modelo de Toulmin foi utilizado nesta pesquisa como metodologia de análise da argumentação dos alunos, com o intuito de avaliarmos com que frequência o aluno é capaz de apresentar dados e conclusões e ainda, a presença de outros elementos constitutivos, importantes da argumentação, como a garantia, os fundamentos, os qualificadores modais e a refutação. O elemento garantia permite a passagem dos dados para a conclusão, o qualificador modal apresenta condições para que a garantia seja válida e o elemento de refutação apresenta condições para que a garantia não seja válida.

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## A pesquisa

- O fator motivador para o nosso estudo sobre o pluralismo metodológico e a argumentação dos alunos foi resultado do levantamento sobre as percepções dos alunos com relação aos estudos e às aulas de Física, realizado no ano de 2012. A partir disso, começamos a planejar a pesquisa acerca do uso do pluralismo metodológico nas aulas de Física e a argumentação dos alunos, que está sendo realizada durante o ano de 2014.

A coleta de dados, sobre as percepções dos alunos, o uso do pluralismo metodológico e a argumentação, foi realizada em uma mesma escola estadual do interior de São Paulo, localizada em um município especialmente voltado a agricultura e agropecuária.

Primeiramente analisamos um questionário, realizado em 2012, com uma amostra de 54 alunos do Ensino Médio que regularmente participavam de aulas em que a professora utilizava diferentes metodologias para o ensino de Física. O questionário foi composto de seis questões. Para a nossa análise, ressaltamos duas questões, que estão transcritas abaixo:

- 1Você acha que estratégias diferentes, como aulas experimentais, projetos, aulas com utilização de data-show, com vídeos e imagens, entre outras, ajudam você a aprender melhor? Justifique.
- 2Você consegue identificar alguma relação entre os conteúdos que você aprende em física e a realidade que você vive em seu cotidiano?

No ano de 2013, com o ingresso da docente no Mestrado Profissional, destacou-se seu interesse por investigar o uso das atividades diversificadas no ensino de Física para promover o desenvolvimento da argumentação científica dos alunos. Com esse objetivo, planejou-se um conjunto de diferentes atividades que foram trabalhadas com os alunos no primeiro semestre de 2014. Apresentamos em seguida, alguns dados e uma análise inicial dos resultados desta pesquisa. Os dados foram coletados por meio de entrevistas da professora-pesquisadora com um grupo de alunos a respeito das atividades realizadas em sala de aula.

## Análise dos dados

- Ao analisarmos os questionários aplicados, percebemos que aproximadamente 98% dos alunos responderam que as atividades diversificadas de ensino os ajudam a aprenderem melhor os conceitos de Física.
- A segunda questão, sobre a capacidade de identificar alguma relação entre os conteúdos aprendidos na física e seu cotidiano:
- - 79,6% dos alunos responderam que há relação da Física em suas vidas, mas não argumentaram sobre nenhuma;
- - 14,8% dos alunos deram algum exemplo de aplicação da Física com o cotidiano;

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- - 5,6% dos alunos responderam que não conseguem identificar nenhuma situação que relacione a Física com o cotidiano.

Os dados indicam que a maioria dos alunos consegue identificar a Física presente em suas vidas, mas não há indicação de argumentos que relacionem a vida cotidiana com os conceitos físicos.

Perante esses resultados planejamos e iniciamos a pesquisa sobre o pluralismo metodológico e a argumentação científica dos alunos. Trabalhamos em sala de aula durante um semestre e coletamos dados por meio de quatro entrevistas (com grupos de 8 a 11 alunos) realizadas fora do horário regular das aulas, vídeo gravadas e as quais estão sendo transcritas. Apresentaremos a seguir trechos de algumas transcrições, que julgamos mais relevantes ao presente estudo. Os números iniciais representam o turno do diálogo desenvolvido ao longo da entrevista. A mediadora é a professora-pesquisadora, uma das autoras deste trabalho, e os alunos são identificados pela letra "A" seguida de um número que o identifica somente como sujeito da pesquisa, mas não são caracterizados por seus nomes.

Os trechos abaixo apresentam algumas argumentações construídas pelos alunos durante a primeira entrevista, realizada com dez alunos e que visou levantar as concepções prévias dos alunos a respeito de conceitos relacionados à eletricidade. Essa primeira entrevista foi realizada no início do ano letivo, antes dos alunos terem participado de qualquer aula sobre o conteúdo de eletricidade:

252) Mediadora: Se você fosse comprar uma lâmpada para colocar em sua residência, o que vocês olhariam para escolher?

253) A 3: Os kilowatts da lâmpada

254) Mediadora: Os kilowatts da lâmpada. E vocês? Olhariam mais alguma coisa ou só iriam pegando lá?

255) A 6: O tipo da lâmpada, se ela é incandescente ou fluorescente

257) A 8: Eu chego e pego, por que eu não entendo desses negócios

[...]

260) A 8: Chego lá e compro

261) A 5: Minha mãe fala se é de 80 ou de 90

[...]

264) A8: Pega a marca que você mais conhece.

[...]

266) Mediadora: Tem uma lá que é de 60 e outra que é de 100. Qual delas vocês pegariam?

267) A 5: a de 100 porque ilumina mais

[...]

343) Mediadora: Agora, vou fazer uma última pergunta para vocês: vamos supor que vocês fossem montar a casa de vocês, vocês prefeririam a sua instalação a 110 V ou 220 V?

344) A: eu acho que a maioria seria 110 V

345) Mediadora: Por que será?

346) A 10: Por que a maioria dos objetos funciona a 110 V

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347) Mediadora: Os objetos funcionam a 110 V 348) A 5: Eu acho que é mais fácil você achar um objeto a 110 do que a 220 349) A 10: E consome menos energia também, no 110V 350) Mediadora: E consome menos energia

No turno 252 a mediadora questiona os alunos sobre os critérios que os alunos adotariam na compra de uma lâmpada. Os alunos inserem dados (D) ao diálogo como: os kilowatts da lâmpada, o tipo da lâmpada. No turno 261 o aluno 5 insere outro dado ' Minha mãe fala se é de 80 ou de 90 ', mas não apresenta conclusão (C). No turno 266 a mediadora aproveita o momento para retomar à situação descrita pelo aluno 5 e questiona os alunos inserindo outro dado (D): ' Tem uma lá que é de 60 e outra que é de 100. Qual delas vocês pegariam?'. Percebe-se que o aluno 5 no turno 267 elabora um argumento com conclusão (C) ' a de 100 ' e garantia (W) 'porque ilumina mais'.

No turno 343 a mediadora questiona os alunos com relação a preferência entre as instalações de 110 V e 220V. Percebemos que os alunos possuem ideias prévias interessantes e conseguiram contextualizar a situação. No entanto não há um conhecimento científico correto com relação ao assunto. Por exemplo, no turno 349 o aluno expressa que a instalação 110V influencia no menor consumo de energia elétrica.

É possível perceber a dificuldade dos alunos em realizar argumentações com justificativas vinculadas a um conhecimento científico, o que era esperado, pois eles não tinham participado de qualquer aula formal sobre o assunto eletricidade. Eles apoiam suas argumentações em eventos do cotidiano.

Quatro semanas depois, os alunos participaram de oito aulas sobre os temas referentes à eletricidade, às especificações dos aparelhos elétricos e ao consumo de energia elétrica, com o uso de atividades de demonstrações. Os trechos abaixo representam transcrições referentes a segunda entrevista, realizada com 8 alunos, logo após o trabalho em sala de aula com o uso de atividades experimentais de demonstração:

125) Mediadora: ... Watts, bem lembrado. Então, já que vocês lembraram dos Watts, vamos discutir sobre as especificações dos aparelhos. Também temos os Volts, os Amperes. Por que é importante para a gente entender essas especificações?

126) A 2: Os Watts é para você ver a quantia que tem para você economizar energia, importante porque para saber economizar energia

127) A 8: è importante também porque se você compra um aparelho para a sua casa que não é adequado você pode estragá-lo e também pode acontecer um aquecimento na rede e pode pegar fogo na casa.

128) Mediadora: Então quando fala sobre prejudicar o aparelho elétrico, qual especificação você está se referindo?

129-130) Alunos: os volts

131) A7: A Tensão

132) Mediadora: Tem mais algum exemplo que vocês querem falar? Pode ser algum exemplo do dia a dia

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133) A 8: Os Watts é bom ver para economizar energia, porque a potência que influencia no consumo.

Percebemos que o dado (D) 'Watts' foi introduzido no discurso por um aluno antes do turno 125, mas permitiu ao aluno 2 formar, como descrito no turno 126, uma conclusão (C) a partir de uma garantia (W) ' para saber economizar energia '. No turno 133 o aluno 8 forma um argumento parecido, ainda que mais completo pois apresenta a conclusão (C) sobre a importância de saber a potência, incluindo um aspecto relacionado à garantia (W) 'para economizar energia ' e ao conhecimento base (B) 'porque a potência que influencia no consumo '.

No turno 127, o aluno 8 também forma um argumento referente aos dados (D) fornecidos anteriormente pela mediadora . Apresenta a conclusão (C) 'é importante', as garantias (W) 'porque se você compra um aparelho para a sua casa que não é adequado você pode estragá-lo' e 'e também pode acontecer um aquecimento na rede e pode pegar fogo na casa'.

Analisamos neste trecho transcrito que a quantidade de momentos argumentativos torna-se mais relevante em intervalos mais próximos dos turnos, isto é, nos oito turnos transcritos (entre os turnos 125 e 133) conseguimos destacar três turnos (turnos 126, 127 e 133) onde são desenvolvidas, pelos alunos, argumentações com garantias e conclusões.

Após mais duas semanas de aulas, foram desenvolvidos com os alunos atividades com o uso de softwares sobre circuitos elétricos, intitulados como 'Física Vivencial: uma aventura do conhecimento', disponível no Banco Internacional de Objetos Educacionais (BIOE). Foram desenvolvidos com os alunos conceitos relacionados aos componentes dos circuitos elétricos e suas funções e também conceitos relacionados aos circuitos elétricos em série e paralelo. As falas a seguir foram transcritas da terceira entrevista, realizada com 7 alunos, cerca de dez dias após o uso do software em sala de aula:

- 32) Mediadora: No laboratório virtual do Software vocês aprenderam conceitos sobre circuitos em série e paralelo, e como estão dispostos os resistores e como que a corrente circula por eles. Primeiro como que a gente monta o circuito em série, como que a gente coloca os resistores ou as lâmpadas por exemplo?
- 33) A 7 : Uma junção
- 34) Mediadora: O que mais?
- 35) A 2: Um seguido do outro
- 36) Mediadora: Como?
- 37) A 2: Um seguido do outro
- 38) Mediadora: E como a corrente elétrica passa por esses resistores?
- 39) A 2: É a mesma em todas
- 40) A3: Se uma não funcionar as outras não funcionam
- 41) Mediadora: As outras não funcionam, por que?
- 42) A 3: Porque elas formam tipo uma... Quando você liga e desliga. Uma chave

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- 43) Mediadora: Isso um chave. Vocês entenderam o que a A2 quis dizer? Que é tipo uma chavinha. Então como alguém disse o que faz com a corrente elétrica quando um queima?
- 44) A 4 - Interrompe [corrente elétrica]

[...]

- 58) Mediadora: [A mediadora monta um circuito elétrico na lousa]...aqui é a tensão elétrica da fonte, 12 volts, e aqui no resistor 1 que vale 5 ohms e aqui eu vou colocar um resistor 2 que vale 10 ohms, certo entenderam?

Vocês lembram que no 'software' nós montamos um circuito parecido com esse, então o resistor 1 tem 5 ohms e o resistor 2 tem 10 ohms. A fonte vai fornecer energia para as cargas, então vai se estabelecer uma corrente elétrica no fio e essa corrente elétrica vai passar em maior quantidade no resistor 1 de 5 ohms ou no resistor 2 de 10 ohms?

- 59) A 7: no resistor 1
- 60) Mediadora: No resistor 1, por que?
- 61) A 7 e outros alunos: [Respondem juntos] por que oferece menos resistência
- 62) Mediadora: Isso por que oferece menor resistência
- 63) A 6: fica mais fácil para passar a corrente

No turno 32, a mediadora fornece os dados (D) aos alunos 'No laboratório virtual do software vocês aprenderam conceitos sobre circuitos em série e paralelo ' e os questiona sobre a estrutura dos circuitos em série. Os alunos 7, 2 e 3 formam um diálogo que podemos considerar uma argumentação válida, já que apresentam a conclusão (C) ' Uma junção ' , a garantia (W) ' Um seguido do outro' , o apoio (B ) 'É a mesma em todas [ a corrente elétrica ]'.

- O aluno 3 forma um argumento a partir do dado (D) inserido pela mediadora ' Quando a gente monta o circuito em série, como que a gente coloca os resistores ou as lâmpadas, por exemplo? '. O argumento do aluno apresenta conclusão (C) ' Se uma não funcionar as outras não funcionam', a garantia (W) 'porque elas formam...tipo uma chave ' e o aluno 4 completa o argumento com o apoio (B) 'Interrompe [a corrente elétrica]'.

No turno 58 a mediadora monta um circuito elétrico na lousa. Fornece alguns dados: o valor da tensão da fonte e os valores do resistor R1 e do resistor R2. Após contextualizar a situação a mediadora questiona os alunos a respeito do valor da corrente elétrica que passará pelo R1 e R2. No turno 59 o aluno 7 faz um argumento, com conclusão C ' no resistor 1 ' e em seguida, no turno 61, apresenta juntamente com outros alunos uma garantia W ' por que oferece menos resistência'. No turno 63 o aluno 6 apresenta um fundamento B para a conclusão do aluno 7 ' fica mais fácil para passar a corrente '.

Percebemos que as argumentações desenvolvidas pelos alunos apresentaram conclusões e justificativas coerentes, que se complementam com os elementos constitutivos apontados por Toulmin ( opus cit ), apoiadas nos conhecimentos físicos discutidos ao longo das diferentes atividades propostas.

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## Considerações finais

A partir dos resultados da investigação inicial sobre as percepções dos alunos a respeito das aulas de Física, foi possível perceber que há uma visão positiva sobre o uso de metodologias pluralistas. Observamos também que os alunos possuem dificuldades de produzir argumentos sobre a relação da Física com o cotidiano. A investigação inicial sobre trabalho planejado e orientado com o uso do pluralismo metodológico em sala de aula apresenta evidências de que os alunos, a partir de seu envolvimento com metodologias diversificadas de ensino, ampliam suas habilidades de argumentar cientificamente.

## Referências

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