Pesquisas envolvendo atividades experimentais no ensino de Física: uma análise

## PESQUISAS ENVOLVENDO ATIVIDADES EXPERIMENTAIS NO ENSINO DE FÍSICA: UMA ANÁLISE 1

## Waldemir de Paula Silveira , Odete Pacubi Baierl Teixeira 1 2

1 UNESP/Programa de Pós-graduação em Educação para a Ciência, waldemir@fc.unesp.br 2 UNESP/Programa de Pós-graduação em Educação para a Ciência, opbt@terra.com.br

## Resumo

Discussões sobre o uso de atividades experimentais (AE) no ensino das Ciências são levantadas por pesquisadores da área e situações de ensino com o uso delas são investigadas. Considerando esse tipo de investigação que contempla o ensino de Física, este trabalho relata uma pesquisa de cunho bibliográfico que teve como objetivo analisar e discutir a finalidade do uso das AE em investigações publicadas em periódicos nacionais voltados para a área de Ensino. Para isso, analisaram-se os objetivos dessas pesquisas considerando algumas orientações da 'Análise de Conteúdo' de Bardin (2011). A partir da análise desses trabalhos, as pesquisas puderam ser agrupadas em três frentes: a atuação docente, a atuação discente e as abordagens consideradas no desenvolvimento das AE. Na primeira e segunda frentes, investigaram-se alguns aspectos da atuação docente e discente, respectivamente. Na terceira, foi considerada a abordagem experimental de forma que as AE foram propostas e realizadas com vistas à análise da validade de uma determinada abordagem no processo educativo. Os resultados mostraram que a maioria dessas investigações privilegia a abordagem experimental o que evidencia as várias possiblidades didáticas que podem ser empregadas no processo de educação em Física através do uso de AE.

Palavras-chave : periódicos nacionais, atividades experimentais, ensino de Física.

## Introdução

A realização de atividades experimentais (AE) no processo educativo é considerada como um meio de tornar o ensino mais atraente e de facilitar o aprendizado de conteúdos trabalhados em sala de aula, além de poder propiciar o desenvolvimento de habilidades essenciais para a formação dos educandos. Nesse sentido, as AE podem se transformar em importantes aliadas do professor no desenvolvimento de trabalhos educativos voltados para o ensino dos conteúdos científicos (ARAÚJO e ABIB, 2003; BORGES, 2002; BORGES e GOMES, 2005; LABURU, 2006; MARINELI e PACCA, 2006; SÉRÉ et al., 2003).

Se por um lado as práticas experimentais são consideradas relevantes para a formação do educando, elas também podem comprometer seu aprendizado se não forem devidamente abordadas (CARRASCOSA et al., 2006; GRANDINI e GRANDINI, 2004; QUIRINO e LAVARDA, 2001; ROSA, 2003). Carrascosa et al. (2006), por exemplo, consideram a atividade experimental como um dos aspectos chaves no processo de ensino e aprendizagem de Ciências. Entretanto, eles

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23 a 27 de janeiro de 2017

salientam que geralmente alguns equívocos são cometidos no uso delas, como levar os alunos a terem uma visão distorcida e empobrecida da atividade científica.

A respeito dos problemas que envolvem o uso do trabalho experimental no ensino de Ciências, Matos e Moraes (2004) apontam que esses problemas 'não residem tanto na quantidade do trabalho experimental realizado, mas são muito mais uma questão de qualidade, de natureza, de contexto e de objetivos' (p. 5).

Neste contexto, situações de ensino com o uso de AE são investigadas. Sendo assim, o que se pretende investigar quando as AE são empregadas em situações de ensino nas instâncias educativas? Considerando o ensino de Física, este trabalho tem como objetivo analisar e discutir o que se pretende investigar em trabalhos presentes em artigos publicados em periódicos nacionais voltados para a área de Ensino. Para isso, analisaram-se os objetivos das pesquisas que constituem o corpus documental deste trabalho.

## Procedimentos Metodológicos

Para atingir o objetivo proposto nesse trabalho foram analisados artigos publicados no período de 2005 a 2015 em revistas da área de Ensino, mais especificamente na Área 46 da CAPES que estavam classificadas no ano de 2014 na base Qualis A1, A2 e B1. Estas revistas são: Revista Brasileira de Ensino de Física (RBEF); Caderno Brasileiro de Ensino de Física (CBEF); Alexandria: Revista de Educação em Ciências e Tecnologias (AL); Ciência & Educação (CEd); Investigações em Ensino de Ciências (IEC); Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências (EPEC); Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências (RBPEC); Acta Scientiae (AS); Ciência & Ensino (CEn); Experiências em Ensino de Ciências (EEC); Revista Brasileira de Ensino de Ciência e Tecnologia (RBECT).

É válido ressaltar que, dentre essas, a RBEF e o CBEF se constituem, conforme assinalam Moraes e Barbosa (2011), nas duas principais revistas brasileiras do campo do Ensino de Física. E, ainda, conforme expresso por Araújo e Abib (2003), esses periódicos trazem artigos procedentes de importantes instituições de ensino -daí sua expressividade -de diferentes estados e de diversos pesquisadores. Além disso, os artigos são de fácil acesso, permitindo, dessa forma, um mapeamento mais amplo dos trabalhos que estão sendo desenvolvidos na área de Ensino de Física.

Visando a análise dos dados, foram adotadas algumas orientações da 'Análise de Conteúdo' (BARDIN, 2011) que pode ser realizada a partir de duas práticas: a linguística e as técnicas documentais. No caso da presente pesquisa que tem por objeto de estudo trabalhos apresentados em periódicos da área de Ensino, entende-se que ela esteja relacionada às técnicas documentais.

A análise se organizou a partir de três etapas: pré-análise; exploração do material e o tratamento dos resultados; a inferência e a interpretação. A pré-análise realizou-se a partir de leituras flutuantes que possibilitaram a construção do corpus documental da investigação. Esta se deu a partir das seguintes etapas: 1 - leitura dos títulos e dos resumos dos artigos apresentados nas revistas para separar aqueles envolvendo temas relacionados à experimentação no ensino de Física; 2 na segunda etapa, realizou-se uma leitura flutuante dos artigos selecionados na primeira etapa para avaliar aqueles que apresentam investigações envolvendo o uso de AE.

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## Análise e Discussão

Neste levantamento foram encontradas dezoito investigações que consideram o uso de AE. A Tabela 1 traz o número de investigações por periódico analisado.

Tabela 1 : Número de investigações por periódicos

Conforme se constata na Tabela 1, todos os periódicos analisados trazem esse tipo de pesquisa no período de tempo considerado exceto o CEn e o EPEC. Constata-se também, tanto no CBEF quanto no EEC, que o número de pesquisas é maior em relação aos demais periódicos analisados, perfazendo um total de 5 pesquisas cada um. É valido ressaltar que o periódico EEC abrange outros conteúdos das Ciências, além dos da Física.

A partir da análise desses trabalhos, as pesquisas puderam ser agrupadas em três frentes dependendo do objetivo proposto: 1) a atuação docente; 2) a atuação discente; 3) as abordagens consideradas no desenvolvimento delas. Na primeira frente, a análise se concentra na prática docente durante a realização das AE. Nesse caso, investigaram-se alguns aspectos da atuação docente visando à formação desses profissionais. Na segunda frente, têm-se trabalhos que analisaram alguns aspectos da atuação discente no contexto do laboratório didático ou da sala de aula. Nessa categoria também é incluída a análise dos registros dos alunos durante a prática laboratorial. Por fim, na terceira frente, privilegiou-se a abordagem experimental. Nesse caso, as AE foram propostas e realizadas com vistas à análise da validade de uma determinada abordagem no processo educativo.

A Tabela 2 apresenta o número de trabalhos relacionados com cada frente considerada.

Tabela 2 : Número de investigações por frente considerada

A Tabela 2 mostra que a maioria dos trabalhos considera a abordagem experimental e também mostra o número reduzido de pesquisas que privilegiam a prática docente no desenvolvimento das AE.

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Em relação à atuação docente, as duas pesquisas encontradas são do CBEF. O Quadro 1 mostra os objetivos dessas pesquisas relativas à atuação docente.

Quadro 1 : Atuação docente

Nessas pesquisas tem-se em vista o aprimoramento da prática docente. Segundo Barolli e Franzoni (2008),

Parece-nos que as pesquisas na área da Educação e, em particular, da Educação em Ciências Naturais, adquirem significado na medida em que buscam, no ato educativo, investigar e conhecer os elementos que contribuem para que os sujeitos realizem uma experiência de aprendizagem.

Em relação ao uso de AE, Coelho, Nunes e Wiehe (2008) pontuam que 'De um ponto de vista didático, a postura do professor frente à experimentação e suas escolhas relacionam-se com sua própria concepção de ciência' (p.12).

Nesse sentido, se o uso de AE pode reforçar uma visão distorcida do fazer ciência, por outro lado, pode proporcionar o confronto de tais concepções, levando os envolvidos a uma visão mais apropriada da atividade científica. Sendo assim, Carrascosa et al. (2006) consideram a AE como um dos aspectos chaves no processo de ensino e aprendizagem de Ciências.

Quanto à atuação discente, as pesquisas envolvem alunos dos níveis básico e superior de ensino. Além disso, elas consideram o contexto de sala de aula e do laboratório didático. O Quadro 2 apresenta os objetivos dessas pesquisas relativas à atuação discente.

Quadro 2 : Atuação discente

No laboratório didático os estudantes podem ter várias possibilidades de atuação dependendo da forma com que as atividades são estruturadas. Sendo assim, estas podem envolver desde a observação do fenômeno apenas até uma

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atuação mais ativa. A respeito dessa última atuação, Marineli e Pacca (2006) assinalam que:

(...) no laboratório os estudantes podem ter a oportunidade de interagir mais intensamente entre si e com o professor, discutir diferentes pontos de vista, propor estratégias de ação, manipular instrumentos, formular hipóteses, prever resultados, confrontar previsões com resultados experimentais etc., e, ora uns ora outros desses aspectos, podem ser valorizados nas atividades. (p. 468)

Atividades de caráter lúdico podem ser empregadas no ensino fundamental de forma que atuação do aluno também seja explorada. Segundo Silva e Serra (2013) esse tipo de atividade 'além de proporcionar prazer e envolvimento dos estudantes, pode conduzir à resignificação dos conhecimentos prévios e propiciar a apreensão de conceitos científicos' (p. 12).

Quanto aos trabalhos que enfocam a abordagem experimental, destacam-se a revista EEC que contribui com quatro trabalhos e o CBEF com três trabalhos. Estes e os demais envolvem o uso de: AE em conjunto com atividades computacionais (MENDES, COSTA e SOUSA, 2012; DORNELES, ARAÚJO e VEIT, 2012); experiências de cátedra (ARRIGONE e MUTTI, 2011); projeto pedagógico com experimentos históricos (RINALDI e GUERRA, 2011); História da Ciência (SANTOS, VOELZKE e ARAÚJO, 2012); atividades de demonstração (GASPAR e MONTEIRO, 2005); aulas dialógicas e problematizadas (PIRES, FERRARI e QUEIROZ, 2013); experimentação e interatividade oficinas (IMBERNON et al., 2009); investigação multimodal representacional (GOYA e LABURÚ, 2014); experimento investigativo (WESENDONK e PRADO, 2015); experimento de caráter problematizado (SILVA, MOURA e DEL PINO, 2015). O Quatro 3 apresenta os objetivos dessas investigações relativas à abordagem experimental considerada.

Quadro 3 : Abordagem experimental

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- O enfoque na abordagem permite que diversos objetivos sejam contemplados de forma que várias situações de ensino sejam investigadas e a validade delas nesse processo seja verificada conforme pode ser notado no Quadro 3. Nesse sentido, tais abordagens incluem desde o uso de equipamentos como o computador, até o uso de uma perspectiva mais conceitual como a História da Ciência, por exemplo. Além disso, elas podem ser empregadas em diferentes contextos visando a propósitos diversos que incluem, por exemplo, a capacitação docente e aprendizagem de conceitos físicos.

Em relação à integração entre as AE e atividades computacionais, Dorneles, Araújo e Veit (2012) concluíram que essa integração pode proporcionar 'uma visão epistemológica mais adequada sobre os papéis dos modelos teóricos, do laboratório e do computador, e promover a interatividade e o engajamento dos alunos em seu próprio aprendizado' (p. 118). .

É valido ressaltar a importância de pesquisas que contemplam atividades destinadas a alunos portadores de necessidades especiais. Segundo Camargo, Silva e Barros Filho (2006) as diferenças de percepção entre o deficiente visual e o não deficiente visual são desconsideradas por professores de Física, o que tem contribuído para a perpetuação de uma prática de ensino descontextualizada e mecânica para alunos com deficiência visual.

Fica evidente que as AE podem ser empregadas a partir de diferentes perspectivas, permitindo com que várias possiblidades didáticas sejam desenvolvidas no processo de educação em Física com o uso delas.

A partir da análise de investigações da área de ensino de Física que consideram a experimentação, Araújo e Abib (2003) também constaram que há uma ampla gama de possibilidades de uso das AE. Isso possibilita o alcance de diferentes objetivos educacionais, cabendo, pois, ao professor a escolha da metodologia experimental considerando os objetivos a serem atingidos.

Essa constatação também é apontada por Carlos et al. (2009). Entretanto, esses autores também salientam que tanto no nível básico como no superior as práticas experimentais não contemplam essas diferentes abordagens.

Se por um lado, a diversificação das abordagens possíveis no uso de experimentos no ensino nos parece positiva e demonstra sinais de maturação das pesquisas nessa temática; por outro, a prática da maioria dos professores ainda continua segundo os ditames das abordagens típicas do primeiro período histórico, pois como reconhece Borges (2002),a maioria dos professores das escolas de nível básico e até do superior que atuam no laboratório não têm contato com as ideias mais recentes sobre

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experimentação e ainda permanecem reproduzindo as abordagens que lhes são familiares, na qual foram formados (CARLOS et al, 2009, p. 6).

## Considerações Finais

Neste trabalho apresentou-se uma análise bibliográfica de artigos publicados em periódicos da área de Ensino considerando o objetivo das pesquisas que envolvem o uso de AE no ensino de Física. A partir da análise dos objetivos dessas pesquisas, elas puderam ser agrupadas em três frentes: atuação docente, a atuação discente e as abordagens consideradas no desenvolvimento delas.

Os resultados mostraram que a maioria dessas investigações privilegia a abordagem experimental o que evidencia as várias possiblidades didáticas que podem ser empregadas no processo de educação em Física. Além disso, constatouse um número reduzido de pesquisas que contemplam a prática docente na utilização de AE. Nesse sentido, há a necessidade de mais pesquisas dessa área, pois a falta de preparo do professor se constitui em um argumento para a não realização delas em sala de aula (BORGES, 2002) e, dependendo da forma como forem realizadas, podem comprometer o aprendizado do aluno (CARRASCOSA et al., 2006; SOARES e BORGES, 2010).

Acreditamos, pois que as AE desempenham um relevante papel no processo de ensino e aprendizagem em Física. No uso delas, inúmeras possiblidades didáticas podem ser incorporadas no planejamento das aulas de Física o que poderá acarretar uma formação mais apropriada dos educandos. Afirmamos isso, a partir das pesquisas analisadas neste trabalho.

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