UM ESTUDO DO CONTEÚDO ESTRUTURANTE MOVIMENTOS POR MEIO DE EXPERIMENTOS COM O TRILHO MULTIFUNCIONAL

## UM ESTUDO DO CONTEÚDO ESTRUTURANTE MOVIMENTOS POR MEIO DE EXPERIMENTOS COM O TRILHO MULTIFUNCIONAL Edson Gonçalves 1 , Sênita Folquenim , Alcides Goya 2 3

1 SEED/Londrina, gonçalvesedson@hotmail.com

2 SEED/Guarapuava, folquenim@gmail.com

3 UTFPR/Física/Londrina, goya@utrpr.edu.br

## Resumo

Este trabalho teve como objetivo descrever os resultados de uma pesquisa que investigou o uso do trilho multifuncional no processo de ensino e aprendizagem do conteúdo estruturante movimentos¨. O público-alvo do nosso estudo foram 19 alunas do terceiro ano do curso de formação de docentes da educação infantil e dos anos iniciais do ensino fundamental, Integrado ao ensino médio modalidade normal. A pesquisa foi feita pela aplicação de duas sequências didáticas, elaboradas no contexto teórico da multimodalidade e múltiplas representações com o uso do trilho multifuncional. A primeira com relação aos movimento uniforme e movimento uniforme variado e a segunda com relação aos lançamentos oblíquo e horizontal. Os dados foram coletados por meio de questionários contendo 5 questões e pelas observações pelo professor em sala de aula. As respostas foram classificadas em quatro categorias, sendo que para cada categoria se atribuiu um valor numérico: zero, um, dois e três. Essa quantificação numérica permitiu calcular o ganho conceitual entre o antes e depois das aplicações das sequências didáticas. Os resultados evidenciaram que as sequências didáticas, com o uso do trilho multifuncional no contexto do conteúdo estruturante movimentos¨, podem ser uma alternativa no processo de ensino e aprendizagem de física para o ensino médio nas escolas públicas.

Palavras-chave : movimentos, trilho multifuncional.

## Introdução

A pesquisa em multimodos e múltiplas representações vêm ultimamente inspirando ações instrucionais na educação científica (LABURÚ, 2011). Lemke (2002) ressalta que o idioma natural de ciência é uma integração sinergética de palavras, diagramas, desenhos, gráficos, mapas, equações, tabelas, esquemas, e outras formas de expressão visual e matemática. Essa interação entre várias modalidades, combinando texto e imagem, atividades e resumo, narrativas e observações não é automática e natural, ela deve ser ensinada e aprendida (LEMKE, 2006) e para tanto, pode contribuir muito as atividades experimentais em sala de aula.

Laburú e Silva (2011) acrescentam que quando o aluno consegue relacionar, converter as formas verbais e matemáticas em outras representações semióticas, como tabelas, diagramas, gráficos, ele dá indícios de que aquelas grandezas físicas representadas de formas diferentes foram significativamente aprendidas. Ao mesmo tempo, acredita-se que alguns aspectos da matemática do ensino fundamental podem ficar reduzidos à aprendizagem mecânica pelo fato da nova informação não se relacionar a conceitos já existentes na estrutura cognitiva (AUSUBEL et al, 1980; NOVAK, 1981; MOREIRA, 2006).

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23 a 27 de janeiro de 2017

Ao utilizar os recursos didático-pedagógicos percebe-se a necessidade proeminente em preencher as lacunas que o ensino tradicional geralmente deixa. Utilizar diferentes recursos didáticos no contexto escolar faz com que os alunos reconheçam a importância do saber científico para sua vida prática (CASTOLDI & POLINARSKI, 2009) e consigam enfrentar o problema com a volição de resolvê-lo (ZÔMPERO e LABURÚ, 2011). No entanto, as pesquisas mostram que os laboratórios didáticos do ensino médio das escolas públicas apresentam muitos problemas e são poucos utilizados, especialmente pelos professores de física (BULEGON, 2011; LABURÚ, MAMPRIN, & SALVADEGO, 2011).

Partindo dessa premissa, o presente estudo teve como objetivo descrever os resultados de uma pesquisa que investigou o uso do trilho multifuncional (GOYA & HALIBI, 2011), no processo de ensino e aprendizagem do conteúdo estruturante movimentos¨. Segundo as Diretrizes Curriculares da Educação Básica (BRASIL, 2008), entende-se por conteúdos estruturantes os conhecimentos e as teorias que hoje compõem os campos de estudo da física e servem de referência para a disciplina escolar. São apresentadas as três grandes sínteses que compunham o quadro conceitual de referência da física no final do século XIX e início do século XX: movimentos, termodinâmica e eletromagnetismo. Portanto, o nosso problema de pesquisa procurou responder como as sequências didáticas sobre o conteúdo estruturante movimentos, elaborada em torno dos experimentos com o trilho multifuncional, contribuíram no processo de ensino e aprendizagem de um grupo de 19 alunas do terceiro ano do Curso de formação de Docentes da Educação Infantil e dos Anos Iniciais do Ensino Fundamental.

## Procedimentos Metodológicos

## Elaboração e aplicação das sequências didáticas

As sequências didáticas foram desenvolvidas buscando sempre a discussão dos alunos sobre os dados levantados com o experimento. Embora que na sua estrutura tivesse os roteiros definidos, o próprio contato do aluno com o trilho multifuncional, tornava a aula um momento investigativo, pois as dúvidas e conceitos iam surgindo nesses momentos de discussão entre alunos-alunos, onde o papel do professor é de mediador entre o ensino à aprendizagem do aluno.

Em torno dos experimentos com o trilho multifuncional explorando os experimentos relacionados com o conteúdo estruturante movimentos: Movimento Uniforme (MU), Movimento Uniforme Variado (MUV), Lançamento Obliquo e Lançamento Horizontal. Os resultados dos testes preliminares mostraram que era possível o uso do equipamento no Ensino Médio, inclusive com alunos da Educação de Jovens e Adultos (EJA) no período noturno. Neste estudo preliminar, antes da elaboração das sequências didáticas, em todas as aulas foi utilizado o trilho multifuncional. Os alunos questionaram conceitos básicos sobre os movimentos como: Qual a diferença entre espaço percorrido e deslocamento? É possível existir tempo negativo? Qual diferença entre velocidade média e velocidade instantânea? Até duvidas trigonométricas, como por exemplo, onde encontramos os catetos e a hipotenusa no trilho multifuncional? O que acontecerá com a velocidade quando aumentarmos ou diminuirmos o ângulo de inclinação do trilho? Essas questões serviram como alicerces para a elaboração das sequências didáticas.

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As sequências didáticas foram aplicadas numa turma de dezenove alunos do terceiro ano do Curso de Formação de Docentes da Educação Infantil e dos Anos Iniciais do Ensino Fundamental, Integrado ao Ensino Médio modalidade Normal, numa escola pública do Paraná. Todas as participantes eram do sexo feminino e a média de suas idades era de 16,4 anos. A escola contava com um laboratório de Ciências, mas não possuía equipamentos para aulas práticas de mecânica na disciplina de Física. De acordo com as Diretrizes Estaduais da Educação Básica de Física (PARANÁ, 2008), as aulas estão distribuídas no 3º ano com três aulas semanais e no 4º ano com duas aulas semanais. A distribuição dos conteúdos de Física é feita de acordo com o Projeto Político Pedagógico da Escola (PPP, 2013) e estão assim distribuídos: no 3º ano Mecânica e Hidrostática e no 4º ano Energia e Eletromagnetismo.

## Categorizações das respostas coletadas pelo questionário

Os dados analisados neste artigo foram as respostas dos alunos ao questionário (apêndice A) aplicado antes e depois dos experimentos com o trilho multifuncional. A primeira questão sobre o tema velocidade média onde o aluno deveria descrever sinteticamente o que ele entendia sobre velocidade média. A segunda, através de figuras, o aluno deveria classificar quais correspondiam ao Movimento Uniforme (MU) e quais seriam do Movimento Uniforme Variado (MUV) e explicasse o motivo da sua classificação. A terceira aborda a relação entre o ângulo de arremesso (chute) e o alcance de um lançamento oblíquo. A quarta refere-se a um lançamento horizontal (avião) e qual a possível trajetória que o objeto realiza. E finalmente a última traz a figura do trilho multifuncional montado para o experimento de lançamento oblíquo onde se pede os catetos oposto e adjacente e a hipotenusa.

Minayo (2007) estabelece que na categorização o investigador procura condensar em categorias as expressões ou palavras significativas em função das quais o conteúdo de uma fala será organizado. Depois, o pesquisador decide as regras de contagem por meio de codificações e índices quantitativos e realiza a classificação e a agregação dos dados, escolhendo as categorias teóricas para um tema específico (BARDIN, 1977). No caso específico deste trabalho, para todas as cinco perguntas dos três questionários utilizados na pesquisa, foram atribuídas uma pontuação para cada resposta dos alunos, numa escala que foi de 0 (zero) a 3 (três), abrindo a possibilidade de se fazer uma análise quantitativa a partir desses valores atribuídos. A título de exemplo, o quadro 1 mostra os critérios adotados para as respostas à questão 1. Para cada questão foram adotados critérios semelhantes ao mostrado no quadro 1.

Quadro 1 - Critérios para a categorização da questão 1 do Questionário

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Nula (N)

Não respondeu ou sua resposta não condiz aos conceitos da pergunta realizada.

0

Um conceito importante que será considerado na análise quantitativa é o ganho conceitual g. Usualmente esse fator é apresentado na forma normatizada (HAKE, 1988; BARROS et al, 2004), definido pela equação (1):

<!-- formula-not-decoded -->

onde ¨ % précorresponde à porcentagens das notas das questões antes da aplicação e ¨ % póscorresponde à porcentagens das notas das questões após a aplicação, no caso deste trabalho, as sequências didáticas.

Finalmente, a título de comparação, foram consideradas, nesta pesquisa, as notas que os alunos atingiram na avaliação feita pelo professor da turma, correspondente ao tema tratado na sequência didática. Essas notas corresponderam a 60% da avaliação bimestral.

## Resultado e Análise de Dados

Os dados coletados neste artigo correspondem às respostas dos alunos ao questionário (apêndice A), aplicado antes e depois das sequências didáticas.

Tabela 1: Tabela geral mostrando para cada aluno os valores atribuídos às questões, as médias antes e depois, o ganho normatizado e a avaliação acadêmica.

Ma: média antes; Md: média depois; g: ganho; A: avaliação acadêmica.

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A tabela 1 mostra, para cada um dos alunos, os valores numéricos atribuídos, segundo os critérios de categorização adotada e exemplificada no quadro 1. Na coluna 1 são numerados os 19 alunos, nas colunas 2 a 6 são apresentados os valores atribuídos às respostas dos alunos às cinco questões, na coluna 7, é apresentada a média das 5 questões atribuídas aos alunos antes da aplicação da sequência didática. Nas colunas 8 a 12 são apresentados os valores atribuídos aos mesmos questionários e na coluna 13 as médias atingidas pelos alunos após a aplicação da sequência didática. Na coluna 14, penúltima, são apresentados os ganhos segundo a equação (1). Finalmente, na última coluna, as notas que os alunos atingiram na avaliação feita pelo professor da turma, correspondente ao tema tratado na sequência didática.

A tabela 2 mostra a correlação entre quatro variáveis: média antes (Ma), média depois (Md) das aplicações das sequências didáticas, ganho (g) e avaliação acadêmica (A). As correlações de Pearson mais altas ficaram entre Md e g, Md e A, e entre g e A.

Tabela 2 : Índice de correlação de Pearson r (com os respectivos grau de confiança p) entre as médias, ganho e desempenho acadêmico.

## Considerações Finais

Este trabalho surgiu ao constatar que nas escolas públicas havia pouco ou nenhum equipamento para os professores trabalharem nas aulas práticas de física o conteúdo movimentos, conteúdo esse que faz parte do curso introdutório de física na maioria das escolas do ensino médio. E mesmo nessas escolas que haviam instrumentos adequados, poucos professores faziam uso deles em suas aulas, alegando falta de outras condições (LABURÚ, MAMPRIN, &amp; SALVADEGO, 2011). Refletindo sobre essa problemática, foi proposto nesse trabalho, um estudo sobre o conteúdo estruturante movimentospor meio do uso do Trilho Multifuncional. Após testes iniciais dentro dos laboratórios da universidade, foram elaboradas duas sequências didáticas nas quais foram desenvolvidos os conteúdos de movimento uniforme, movimento uniformemente variado, lançamentos horizontal e oblíquo.

Os resultados apresentados nas tabelas 1 e 2 poderiam ser complementados pelos comentários feitos pelos alunos que não foram inseridas neste artigo por falta de espaço. No entanto, os dados mostrados nas tabelas 1 e 2 são suficientes para mostrar que a aplicação das duas sequências didáticas atingiram seus objetivos. O ganho conceitual g, para a maioria dos alunos, ficou bem acima do ensino tradicional, que normalmente fica abaixo de 0,25 ((HAKE, 1988; BARROS et al, 2004). Além disso, as altas correlações mostradas na tabela 2, especialmente entre o ganho conceitual e a avaliação acadêmica, esta última feita pelo professor da turma de uma forma totalmente independente dos dados coletados pela pesquisa, indicam que as sequências didáticas, com o uso do trilho multifuncional no contexto do conteúdo estruturante movimentos¨, podem ser uma

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alternativa no processo de ensino e aprendizagem de física para o ensino médio nas escolas públicas.

## Referências Bibliográficas

AUSUBEL, David P.; NOVAK Joseph D; HANESIAN, Helen. Psicologia Educacional . Rio de Janeiro: Interamericana, 1980.

BARDIN, L. Análise de conteúdo (L. de A. Rego &amp; A. Pinheiro, Trads.). Lisboa: Edições 70, 2006. (Obra original publicada em 1977).

BARROS, J. A., SILVA, G. S. F., TAGLIATI, J. R., REMOLD, J. Engajamento Interativo no curso de Física da UFJF . Revista Brasileira de Ensino de Física, São Paulo, v 26, n.1, p. 63-69, 2004.

BRASIL. Secretaria de Educação Fundamental. Parâmetros curriculares nacionais : linguagens, códigos e suas tecnologias. Brasília, 1998.

BULEGON, A. M. Contribuições dos Objetos de Aprendizagem no ensino de Física , para o desenvolvimento do Pensamento Crítico e da Aprendizagem Significativa. 2011. 156 f. Tese (Doutorado) - Curso de Programa de Pós-graduação em Informatica na Educação, Centro Interdisciplinar de Novas Tecnologias na Educação, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2011.

GOYA, Alcides.; HALABI, Samir El. Trilho Multifuncional para Ensino de Mecânica . In: IV Simpósio Latino Americano e Caribenho de Educação em Ciências do International Council of Associations for Science Education (ICASE), 2011, Londrina. V EREBIO (Encontro Regional de Ensino de Biologia), 2011.

LABURÚ, Carlos Eduardo; SILVA, Osmar Henrique Moura da. O Laboratório Didático a partir da perspectiva da multimodalidade representacional. Ciência &amp; Educação, v. 17, n. 3, p. 721-734, 2011.

LABURÚ, C. A., MAMPRIN, M.I. de L. L e SALVADEGO, W. N. C., Professor das ciências naturais e a prática de atividades experimentais no ensino médio -uma análise segundo Charlot.. Londrina: Eduel, 2011.

LEMKE, J. L. Ensenar todos los lenguajes de la ciencia: palabras, símbolos, imágenes, y acciones. In: BENLLOCH, M. (Ed.). La educación en ciencias. Paidós, Barcelona, 2002.

LEMKE, J. L. Investigar para el futuro de la educación científica: nuevas formas de aprender, nuevas formas de vivir. Enseñanza de las Ciencias, v. 24, n. 1, p. 5-12, 2006.

MOREIRA, M. A. A teoria da aprendizagem significativa e sua implementação em sala de aula. Brasília, Universidade de Brasília, 2006.

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NOVAK, J. D. Uma Teoria da Educação. São Paulo: Biblioteca Pioneira de Ciências Sociais, 1981.

PARANÁ. Secretaria de Estado da Educação. Diretrizes Curriculares da Educação Básica: Física. Curitiba: SEED/EB, 2008.

## APÊNDICE A: Quadro resumido da Sequência Didática

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- · Mostrar para os alunos a relação entre a aceleração e a aceleração da gravidade, trabalhar com relação ao movimento progressivo, retrógado, acelerado, retardado
- · Dialogar com os alunos a respeito do Movimento Uniforme, citar alguns exemplos, explorar o que o aluno está trazendo como informação ou seja subsunçores. Lembrar também o tanto que é difícil conseguir um movimento uniforme no nosso cotidiano, lembrar que na prática não temos sistema sem perdas.

## Introdução aos Lançamentos

- · O professor por meio da TV ou projetor mostrará figuras de lançamento Obliquo e Lançamento Horizontal. Abrir a discussão para que os alunos consigam agrupar as figuras mostradas nos dois tipos de lançamentos.
- · Apresentar um desenho de um jogador de golfe, neste desenho, mostrar de maneira significativa os conceitos V0, g, Hmax, ∆ X, Vy eVx
- · Montar o trilho multifuncional mostrando o mesmo lançamento através de bola de bilhar e questionando os alunos: Onde está a altura máxima? A bola no início deverá ter uma velocidade inicial? O que a gravidade irá fazer com a bola, quais os tipos de movimentos que teremos na horizontal e na vertical?
- · Mostrar para os alunos um desenho de um objeto sendo solto de um carro em movimento. Mostrar de maneira significativa os conceitos V0, g, H de lançamento, ∆ X (alcance).
- · Através do trilho, montando para o lançamento Horizontal, discutir com os alunos 'o porquê' que a bola cai? Mostrar os valores da velocidade no MU e no MUV.
- · Com o trilho multifuncional, mostrar as relações trigonométricas, através de cálculos conduzir os alunos de maneira que consigam relacionar seno, cosseno e tangente.
- -Aplicação do questionário Individual com questões sobre Movimento Uniforme, Movimento Uniforme Variado, Lançamento Horizontal e Lançamento Obliquo. (* Mesmas questões utilizadas no questionário antes da aplicação da Sequência Didática.

6ª

7ª

8ª

9ª

## APÊNDICE B: Questionário

- Q1) Explique de maneira mais sintética possível o que você entende por velocidade média?

Q2) quais destes movimentos correspondem ao Movimento Uniforme e quais desses corresponde uniforme variado? E por que você classificou assim? (5 desenhos)

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Q3) O jogador A chuta a bola até o jogador B, seguindo o traçado I. Se o mesmo jogador A com a mesmo velocidade que chutou a primeira bola, chutar a segunda, mas em ângulo diferente ou seja seguindo o traçado II, a bola irá parar a direita ou a esquerda do jogador B. Justifique sua

resposta.

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Q4) Um avião em voo horizontal em relação à Terra, abandona um objeto. Qual é a provável trajetória desse objeto em relação a um observador na Terra? Justifique fisicamente

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Q5)No triangulo formado pelo trilho com a mesa. Mostre onde estão: o cateto oposto, o cateto adjacente e a hipotenusa.

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