ANALISANDO UMA SEQUÊNCIA DE ENSINO A PARTIR DE UMA DEMONSTRAÇÃO EXPERIMENTAL SOBRE O TEMA A COR DO CÉU UTILIZANDO PRESSUPOSTOS DA APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA

## ANALISANDO UMA SEQUÊNCIA DE ENSINO A PARTIR DE UMA DEMONSTRAÇÃO EXPERIMENTAL SOBRE O TEMA A COR DO CÉU UTILIZANDO PRESSUPOSTOS DA APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA

Lucas de Carvalho Dantas 1 , Tiago Nery Ribeiro , Samuel Gomes de Mercena 2 3

- 1 Universidade Federal de Sergipe/Departamento de Física/Campus Prof. Alberto Carvalho, lucasdantas143@hotmail.com

## Resumo

Neste trabalho foi realizado um estudo sobre a elaboração e aplicação de uma sequência didática utilizando uma demonstração simples sobre a cor do céu. O referencial teórico foi a Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel. O objetivo da pesquisa foi observar as mudanças conceituais nos discursos dos alunos e os indícios de uma aprendizagem significativa. Utilizamos como metodologia uma prática do tipo qualitativa através da aplicação de questões antes, durante e após a aplicação da sequência didática. O estudo foi realizado em uma turma de trinta alunos do segundo ano do ensino médio de um colégio estadual no município de Malhador/SE, no segundo semestre do ano de 2013. O teste inicial conseguiu identificar conhecimentos prévios dos alunos sobre o tema, auxiliando na elaboração da sequência didática sobre as cores do céu. Durante a aplicação da sequência de ensino e a aplicação de atividades em formas de questionário foi observado a necessidade da intervenção do professor para uma melhor evolução dos conceitos trabalhados. Ao final da sequência aplicamos um teste final, no qual, a partir da coleta das respostas dos alunos, foi possível identificar uma evolução conceitual e indícios de uma aprendizagem significativa.

Palavras-chave : Aprendizagem Significativa, Cor do Céu, sequência de ensino, Ensino de Física

## Introdução

O ensino de Física precisa se afastar da simples memorização de fórmulas ou repetição de procedimentos como resoluções de problemas envolvendo situações abstratas, passando a ter um novo significado para o aluno. No entanto, para isso se faz necessário a modificação, sobretudo, das estratégias de ensino adotadas pelos professores nas salas de aula. Porém, os professores têm encontrado dificuldades em relação aos instrumentos necessários ou mesmo como modificar a sua forma de trabalhar a Física. Esse tipo de dificuldade surge com preocupações do tipo: até que ponto se deve desenvolver o formalismo da Física? O que fazer com pêndulos, molas e planos inclinados? Que temas devem ser

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privilegiados? É possível 'abrir mão' do tratamento de alguns tópicos como, por exemplo, a Cinemática? (PCN, 1999).

- O desafio hoje é, portanto, encontrar meios que possibilitem a modificação das metodologias tradicionais utilizadas pelos professores, modificando assim, o ensino de física dentro da realidade escolar hoje existente no país.

Nessa perspectiva o objetivo desse trabalho foi a elaboração e aplicação de uma sequência de ensino utilizando uma demonstração experimental sobre a cor do céu como ferramenta de ensino segundo pressupostos da Teoria de Aprendizagem Significativa de David Ausubel, em uma turma do segundo ano do ensino médio durante o estudo de óptica geométrica. Dessa forma, pretende-se observar as mudanças de concepções dos alunos e os indícios de uma aprendizagem significativa.

## Referencial teórico

O presente trabalho encontra-se fundamentado acerca da teoria descrita por David Ausubel relacionada à aprendizagem. Para ele, isto nada mais é que o processo pelo qual uma nova informação se relaciona a um aspecto relevante préexistente na estrutura cognitiva de um determinado indivíduo. Isso simplesmente implica em uma das ideias centrais de sua teoria, isto é, a ideia de que é necessário conhecer o que o indivíduo já sabe para assim ensiná-lo de acordo (NOVAK, 1981).

A característica central desse processo é justamente a ligação ente o novo conhecimento e os conceitos pré-existentes na estrutura cognitiva do indivíduo. Da importância dessa ligação, Ausubel introduz o conceito de subsunçor. Ele define subsunçores como sendo uma estrutura de conhecimento específica existente na estrutura cognitiva do indivíduo, de modo que durante o processo de aprendizagem significativa, a nova informação é assimilada por subsunçores relevantes existentes na estrutura cognitiva. O papel dos subsunçores durante a aprendizagem significativa é interativo e fornece a ligação entre a nova informação e o conhecimento já adquirido e à medida que essa ligação é estabelecida, tanto o subsunçor quanto o novo conhecimento é modificado (assimilação) (NOVAK, 1981). Assim, uma nova aprendizagem significativa resulta em crescimento ou modificação de um subsunçor já existente, promovendo a construção de uma estrutura cognitiva mais organizada e diferenciada (MOREIRA, 2009).

À medida que a nova informação adquire significados por interação com o conhecimento prévio do aprendiz, este se modifica porque adquire novos significados. A ocorrência deste processo uma ou mais vezes leva ao que Ausubel chama de diferenciação progressiva. Por outro lado, as ideias já estabelecidas na estrutura cognitiva do aprendiz podem ser relacionadas e reorganizadas adquirindo assim novos significados. Essa reorganização de elementos pré-existentes na estrutura cognitiva do aprendiz, é denominada por Ausubel de reconciliação integrativa (MOREIRA, 2009).

Portanto, a aprendizagem significativa evidencia-se por um processo de interação entre conhecimentos prévios relevantes da estrutura cognitiva do aluno e os novos conhecimentos, em busca de um novo significado. Essa interação se faz de forma não arbitrária e não literal. Na forma não arbitrária o próprio material relaciona as ideias relevantes da estrutura cognitiva do aluno. Na forma não literal a tarefa de aprendizagem pode se relacionar com símbolos ou grupos de símbolos

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equivalentes em termos ideários à estrutura cognitiva do aluno, sem alterar o significado de forma significativa (AUSUBEL, 2003, p.75). Ou seja, a nova informação tende a interagir com uma estrutura específica do conhecimento do aluno, com o subsunçor existente na estrutura cognitiva do mesmo.

Em síntese, a teoria de Ausubel é tida como uma "teoria de sala de aula". Pois para ele, a aprendizagem que acontece dentro da sala de aula é tipicamente receptiva e pode ser significativa dependendo do grau de potencialidade significativa dos materiais educativos e da pré-disposição do aluno em aprender, isto é, em relacionar de maneira não arbitrária e não literal tais materiais à sua estrutura cognitiva. Nesse processo, o professor exerce um papel de grande importância, uma vez que cabe a ele "ensinar de acordo", ou seja, diagnosticar e levar em consideração o que o indivíduo já sabe. O que leva à aprendizagem significativa é a interação não arbitrária e substantiva entre o novo conhecimento e aquele especificamente relevante já existente na estrutura cognitiva do aluno, mas a ação mediadora do professor é importante para provocar, favorecer essa interação (MOREIRA, 2009).

## Metodologia

A ideia central deste trabalho está baseada na elaboração e aplicação de uma sequência de ensino utilizando-se de uma demonstração simples sobre a cor do céu como ferramenta de ensino utilizando pressupostos da Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel com o intuito de observar as mudanças das concepções dos alunos e os indícios de aprendizagem significativa.

As atividades foram desenvolvidas durante o segundo semestre de 2013 e aplicadas nas aulas da disciplina de estágio supervisionado em ensino de Física IV em uma turma de 30 alunos do segundo ano do ensino médio de um colégio estadual no município de Malhador/SE. Como se tratava da construção de sequência de ensino para ser aplicada durante o estágio curricular, o tema a cor do céu foi escolhido juntamente com o professor supervisor da disciplina. A pesquisa, numa abordagem qualitativa, foi do tipo explicativa. A coleta dos dados foi realizada por meio de um questionário aplicado antes, durante e depois da demonstração experimental.

O objetivo do questionário inicial foi identificar os conhecimentos prévios dos estudantes referente as cores do céu para servir como ponto de partida para a elaboração das atividades da sequência de ensino, seguindo um dos pressupostos da teoria da aprendizagem significativa de Ausubel, pois segundo este, deve-se primeiramente saber o que o aluno já conhece e então ensiná-lo de acordo (AUSUBEL, 2003).

Após a análise dos resultados obtidos no questionário inicial, um segundo questionário foi elaborado diretamente relacionado com a demonstração experimental utilizada, a qual simula a cor azul do céu diurno e o vermelho alaranjado do pôr do sol.

Por último foi aplicado um questionário final com o objetivo de identificar uma possível evolução conceitual e indícios de aprendizagem significativa.

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## Apresentação e discussão dos dados

O teste inicial foi realizado por meio de um questionário composto por três questões abertas citadas no quadro 1. Essas questões foram retiradas de Rocha et al. (2010), com situações que pode gerar discussões que o aluno até então não havia parado para refletir. É nesse momento que surge, então, a curiosidade sobre ao tema abordado.

## Quadro 01: Questionário inicial

- 1). Olhamos para o céu, em um dia sem nuvens, e percebemos uma intensa cor azul. Mas porque o céu diurno é azul?
- 2). Em certos momentos, vemos um entardecer e agora a cor é diferente. O azul é substituído por tons vermelhos e alaranjados. Qual o motivo dessa mudança de cores?
- 3) O que faz o céu possuir essas duas cores em momentos distintos do dia? Aliás, por que essas cores e não outras? O céu poderia ser verde ou amarelo...?

Para a primeira questão, 24 alunos responderam que a cor azul do céu está relacionada à reflexão dos raios solares na água do mar, como observada em algumas respostas transcritas.

Aluno 4: Devido a grande quantidade de água de nosso planeta.

Aluno 10: O azul do céu pode ser devido ao reflexo da luz no mar.

Aluno 22: Porque a superfície do planeta é coberta de água e em contato com a luz deixa o céu azul.

Isso pode evidenciar que os alunos acreditam que a água possui uma coloração azul e essa é a explicação para o azul celeste. Dois alunos responderam que a cor azul do céu está relacionada ao movimento da terra e dois apresentaram uma concepção teológica. Apenas dois alunos responderam citando a composição da atmosfera terrestre.

Na segunda questão, que trata da mudança de cor do céu em dois momentos distintos do dia. Como pôde ser coletado a partir das respostas analisadas, 18 alunos atribuíram tal fenômeno ao giro da terra e os outros 12 associaram apenas ao fato de que a noite vai se aproximando.

Aluno 22: Essa mudança corre devido ao horário, pois a noite se aproxima.

Aluno 28: Por cauda do movimento que a Terra faz ao redor do Sol .

A terceira questão trata o porquê da mudança de cores do céu em diferentes momentos do dia e o porquê da cor azul e o vermelho com tons alaranjados ou mesmo se poderia ser outras cores (verde, rosa, roxo, etc.). Nesta questão 15 alunos nada responderam, 13 alunos apresentaram uma concepção teológica e dois alunos responderam que seria devido à atmosfera terrestre.

Aluno 15: O céu possui essas cores em momentos distintos porque assim Deus escolheu.

Sendo isto posto, de acordo com os resultados obtidos na aplicação do questionário inicial, observou-se que os alunos possuem concepções equivocadas e alternativas sobre o tema proposto. Além disso, observa-se também a presença de uma forte concepção teológica, onde eles afirmam que as cores do céu são essas porque Deus as quis assim.

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Após a análise dos resultados obtidos no questionário inicial, um segundo questionário foi elaborado durante a aplicação da demonstração experimental da sequência de ensino.

A demonstração que foi utilizada simula a cor azul do céu diurno e o vermelho alaranjado do pôr do sol e pode ser confeccionada com materiais de baixo custo. No nosso caso utilizamos um pequeno aquário de vidro, leite desnatado, água limpa, uma lanterna e uma colher. A demonstração experimental consiste em: Despejar a água limpa no aquário de forma a preencher aproximadamente ¾ do seu volume. Na verdade, esse volume de água dependerá da largura do feixe de luz da lanterna utilizada. Em seguida utiliza-se a lanterna para iluminar a água contida no aquário como mostra a figura 1.a. Nessa situação, o aquário com água representará a atmosfera terrestre e a lanterna o sol.

Na sequência, acrescenta-se uma pequena quantidade do leite a água do aquário e mexer com a colher para uma mais rápida homogeneização. Nesse caso, as partículas contidas no leite desnatado representam as partículas presentes na atmosfera. Se observarmos perpendicularmente a direção do feixe de luz da lanterna iremos notar um tom azulado próximo ao azul celeste à medida que se acrescenta o leite desnatado na água (Figura 2.b). No entanto, o lado oposto à lanterna podemos perceber um tom mais avermelhado misturado com um tom laranja semelhante ao pôr do sol. Isso está relacionado com o fato de que nessa direção à luz já percorreu uma certa quantidade de agua com leite dissolvido fazendo com que o comprimento de onda da luz azul fosse espalhada, por refração, restando apenas a luz com comprimento de onda na faixa do vermelho (Figura 2) (Rocha et al, 2010).

Figura 01: Esquema da montagem experimental (a) temos a situação antes da adição do leite desnatado, em (b) temos a situação após a dição de uma pequena quantidade de leite. Retirada de Rocha et al. (2010).

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Figura 02: Observação feita na direção oposta a lanterna. Nota-se que com o aumento da concentração de leite na água temos uma mudança de um tom inicial amarelo (a) para um tom mais alaranjado (b) e posteriormente um tom mais avermelhado (c), semelhante ao pôr do sol. Retirada de Rocha et al. (2010).

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O questionário foi aplicado simultaneamente à demonstração experimental e consistia nas perguntas do quadro 2.

Quadro 02: Questionário durante a demonstração experimental

- 1). Qual cor é observada à medida que se adiciona leite a água do aquário?
- 2). Observe o aquário na direção oposta ao feixe de luz proveniente da lanterna, qual é a
- cor que você observa?
- 3). Você acha que isso pode estar relacionado com a cor do céu? Justifique sua resposta.

As duas primeiras perguntas estão diretamente relacionadas às observações provenientes da demonstração, vale ressaltar que durante cada etapa da demonstração era dado um determinado tempo para que os alunos pudessem responder cada questão. No entanto a terceira pergunta possui um caráter mais abstrato, isto é, o aluno necessita abstrair um pouco mais daquilo que está sendo observado, precisa ir mais além da simples demonstração para conseguir relacionar a simulação ao real.

Nas questões 1 e 2, todos os alunos responderam corretamente as cores observadas. Na questão 3, 7 alunos responderam que havia relação a demonstração com o fenômeno da cor do céu, porém nada justificaram, 20 alunos responderam que nada tinha a ver e 3 alunos não responderam.

Observamos que a demonstração experimental sozinha não foi capaz de modificar as concepções dos alunos, assim, corroboramos com Novak quando cita que a ideia de aprendizagem significativa é o próprio fundamento da teoria da educação apresentada. Embora quem aprende deva escolher a aprendizagem significativa, o professor pode fazer muito para a encorajar e facilitar (NOVAK, 2000), ou seja, o gestor eficaz que poderá ajudar a desenvolver um contexto que irá maximizar a eficácia do processo de ensino e aprendizagem.

Após a demonstração e a intervenção do professor tivemos então a aplicação de um questionário final. Este, retoma as questões do questionário inicial, porém com maior dificuldade conceitual, apresentando uma maior objetividade e especificidade do tema trabalhado e que tinham respostas que exigiram uma maior interpretação física. As questões que foram trabalhadas estão expressas no quadro 3.

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## Quadro 03: Questionário final

- 1). Ao olharmos o céu em um dia de sol, sem nuvens, notamos um lindo e forte tom azul como sua cor. Essa coloração está relacionada a:
- a) Reflexão dos raios luminosos provenientes do sol nas águas dos oceanos;
- b) O fato da terra estar girando
- c) A beleza da cor Azul;
- d) Ao espalhamento da luz branca na atmosfera terrestre
- 2). Sabe-se que a luz branca proveniente do sol é constituída de todas as cores, por isso é chamada de luz policromática, no entanto o céu diurno se mostra apenas azul e de não outras cores. O que faz a cor azul ser tão especial?
- a) Dentre todas as cores a azul é a mais bonita;
- b) Apenas a cor azul é refletida pelo mar, as demais cores são absorvidas;
- c) Ao comprimento de onda que é da mesma ordem das substâncias existentes na atmosfera;
- d) A forte tonalidade que supera as demais fazendo com que as outras cores não apareçam.
- 3). Ao entardecer, em geral, vemos uma mudança na cor do céu, é o momento em que o sol vai se pondo. É neste o momento que o céu apresenta uma ilustrativa coloração, em geral um tom vermelho alaranjado, como se estivesse ocorrendo um grande incêndio no horizonte e o céu estivesse refletindo a cor do fogo. O que provoca essa mudança de cor? a) O fato de que durante todo o dia a cor azul estava sendo refletido o que provoca certo desgaste na coloração dando lugar a cor vermelha;
- b) O caminho percorrido pela luz provinda do sol que neste momento encontra-se em um ângulo rasante para chegar aos nossos olhos;
- c) O movimento do sol que vai desaparecendo de um lado da terra dando lugar ao aparecimento da lua;
- d) O movimento da terra que faz com que os raios solares não reflitam mais no mar.

A primeira questão retrata qual o fenômeno físico está relacionado à cor azul do céu e identificamos que todos os alunos responderam a alternativa correta.

- A segunda questão retrata o porquê da cor azul e não de outra cor. Nesse caso, 27 alunos responderam a alternativa correta e 3 alunos nada responderam.

E na terceira, 27 alunos responderam a alternativa correta e 3 alunos nada responderam. Essa questão trabalha a mudança de cores do céu em dois momentos diferentes durante o dia. Para os alunos que nada responderam, possivelmente ainda persistem as dificuldades de interpretação da demonstração experimental.

Identificamos uma evolução entre as respostas obtidas nos questionários, o que pode evidenciar uma evolução no conhecimento dos alunos sobre o tema abordado, graças aquilo que Novak cita, pois, a experiência de ensino demonstrou que quando o aluno e o professor têm êxito na negociação e na partilha do significado de uma unidade de conhecimento, ocorre a aprendizagem significativa (NOVAK, 2000)

## Considerações Finais

Com os dados coletados no questionário inicial foi possível identificar alguns dos conhecimentos prévios dos alunos relacionados ao tema trabalhado, que nos

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auxiliou na elaboração da sequência didática. Com os resultados do segundo questionário identificamos que a experimentação, nesse caso, por si só não conseguiu proporcionar uma significativa modificação nas concepções dos alunos. Para ocorrer uma evolução conceitual foi necessário a intervenção do professor, não como o detentor do conhecimento, mas como facilitador da aprendizagem, evidenciado nos resultados do questionário final aplicado após a intervenção, mostrando assim, seu papel fundamental durante o processo de aprendizagem.

A proposta apresentada neste trabalho mostrou que a elaboração de uma sequência de ensino sobre as cores do céu dentro do conteúdo de óptica geométrica segundo as perspectivas da Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel tem o potencial de proporcionar a evolução dos conceitos nos alunos de forma significativa.

## Referências

AUSUBEL, D. P. Aquisição e retenção de conhecimentos: uma perspectiva cognitiva. Lisboa: Plátano, 2003.

BRASIL. Parâmetros Curriculares Nacionais - Ensino Médio (PCNEM). Brasília: MEC, 1999.

NOVAK J. D., Uma Teoria de Educação. Ed. Pioneira, São Paulo, 1981.

NOVAK J. D. Aprender, criar e utilizar o Conhecimento. Ed. Gabinete Técnico da Plátano, Lisboa, 2000.

MOREIRA, M. A. Subsídios teóricos para Professor Pesquisador em ensino de ciências. 1ª Edição, Porto Alegre, Brasil, 2009.

ROCHA, M. N. et al. O azul do céu e o vermelho do pôr-do-sol. Revista Brasileira de Ensino de Física, São Paulo, n., p.1-3, 17 fev. 2010.

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