Abordagem temática e ensino por investigação: uma proposta de trabalho com o Ensino de Física no Ensino Fundamental.

## Introdução do conceito de luz e sombra através de uma Sequência de Ensino Investigativa (SEI): uma proposta de trabalho com o Ensino de Física no Ensino Fundamental.

## Cecília Borges Moreto , Adriana Aparecida da Silva 1 2

1 Universidade Federal de Juiz de Fora, ceciliaborgesmoreto@gmail.com

## Resumo

Este trabalho teve como finalidade a análise e discussão de uma atividade relacionada ao Ensino de Física. Esta foi realizada em uma turma do 5° ano do Ensino Fundamental, em uma escola estadual situada no município de Juiz de Fora - MG, no ano de 2016. Foi trabalhado o conceito de luz e sombra através de uma Sequência de Ensino Investigativo SEI, tendo em vista a Alfabetização Científica dos estudantes. O tratamento do material empírico produzido com a atividade foi feito de acordo com a metodologia de Análise de Conteúdo que, por sua vez, indicaram a possibilidade de mudança conceitual e a contribuição para a aprendizagem dos alunos em questão. Compreende-se que a SEI colaborou para um processo de reflexão, interpretação, compreensão do conteúdo abordado. Também se destaca a construção da participação do estudante no processo de construção do conhecimento, juntamente com a consciência de trabalho em equipe na estruturação da resolução de problemas propostos.

Palavras-chave : Alfabetização Científica; Ensino de Física; Ensino Fundamental; Sequência de Ensino Investigativo - SEI.

## Alfabetização Científica

Chassot (2004) considera alfabetizar o 'resultado da ação de ensinar ou aprender a ler e escrever: o estado ou a condição que adquire o grupo social ou indivíduo como consequência de ter se apropriado da escrita' (p. 59). Analogamente, ao referir-se à Alfabetização Cientifica (AC), refere-se às pessoas que têm um

conjunto de conhecimentos que facilitam aos homens e mulheres fazer uma leitura do mundo onde vivem. (...) seria desejável que os alfabetizados cientificamente não apenas tivessem facilitada a leitura do mundo em que vivem, mas entendesse as necessidades de transforma-lo, e transformá-lo para melhor (p.62).

- O valor dessa definição é verificado quando, ao perguntar às pessoas que não são ligadas à área de Ciências da Natureza questões como, segundo Chassot (2004): 'o fato de o leite derramar ao ferver e a água não; por que o sabão remove a sujeira ou por que este não faz espuma em água salobra, por que uma pedra é atraída para a Terra de maneira diferente de uma pluma (...)' (p.64).
- O autor esclarece que o desconhecimento sobre esses assuntos não vão os incapacitar de executar as atividades, mas quando se tem um pouco de conhecimento, entende-se melhor o mundo e, consequentemente, tende a facilitar algumas vivências do cotidiano. Os conceitos trabalhados em sala teriam aplicação direta em seu dia a dia caso o ensino empregado fosse de fato uma AC.

## Ensino de Física no Ensino Fundamental

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Habitualmente, ao se pensar na organização didática nos anos iniciais, evidencia-se que a prioridade está concentrada na alfabetização e nas operações aritméticas fundamentais, dando ao ensino de ciências naturais um caráter secundário como apontado por Abib (2008). Outro fator que contribui para que o Ensino de Ciências ter esse papel secundário é o fato de estar intimamente ligados à prática de organizar das aulas tradicionais, como, por exemplo, tratar em sala de aula temas como: Biologia, Ecologia e Meio Ambiente, alguns da Geologia e da Astronomia e muito pouco assunto de Física (ABIB, 2008).

Mesmo com essas dificuldades relacionadas à construção didática do Ensino de Ciências no Ensino Fundamental, pode-se afirmar que é possível ensinar Física nos anos iniciais. Ao observar os fenômenos cotidianos como: a formação das cores em um prisma; do arco íris no céu, por exemplo, verifica-se grande potencial para o desenvolvimento de trabalho em sala de aula, posto que os fenômenos estão presentes no dia-a-dia e, ao discutir em sala, supri a curiosidade em torno dos mesmos. Através desta proposta, se vê a possibilidade da ruptura com os modelos até hoje trabalhados, voltados para a observação de fenômenos que consistem na tentativa da concretização de conceitos científicos (MARQUES, 2015). Na proposta de adequação do ensino, revela-se a construção de conhecimentos físicos: como o pensamento hipotético-dedutivo (ABIB, 2008), o raciocínio proporcional, desenvolvimento de atitudes de autonomia moral e o estimulo para a produção da linguagem escrita. Segundo Abib (2008): 'A proposta organizada visa proporcionar situações próximas às do desenvolvimento da Ciência, que avança por problematizações, interpretações, sistematizações e revisão constante das ideias formadas (p.126).'.

O experimento auxilia no processo de ensino e aprendizagem, ao despertar o interesse do aluno. No Ensino Fundamental, esse recurso deve ser utilizado no intuito motivador, promovendo a consolidação conceitual e impulsionar debates, levando à evolução das ideias dos estudantes e não ser apenas transmissões de certezas.

## A Sequência de Ensino Investigativa (SEI)

Quando é feita a opção por essa abordagem, a figura do professor se torna cada vez mais importante, sendo fundamental uma postura diferenciada nos aspectos relacionados às seguintes esferas: a autonomia do aluno; a concepção entre os alunos; o papel do erro na construção do conhecimento; a avaliação; a interação professor-aluno (CARVALHO, 2014). Assim, segundo Carvalho (2011),

- (...) problemas a serem resolvidos, que irão gerar ideias que, sendo discutidas, permitirão a ampliação dos conhecimentos prévios; promove oportunidades para reflexão, indo além das atividades puramente práticas; estabelecer métodos de trabalho colaborativo e um ambiente na sala de aula em que todas as ideias são respeitadas (p.36).

À luz dessas concepções, foi desenvolvida uma atividade com 13 crianças do 5° ano do Ensino Fundamental de uma escola estadual da cidade de Juiz de Fora - MG. A estrutura da atividade foi baseada na teoria de Ensino por Investigação tal como proposta por Carvalho (1998). As etapas dessa atividade estão descritas a seguir:

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- 1. Problematização inicial: foi proposta uma situação problema cuja resposta era desconhecida para os estudantes - 'o que é uma sombra?' e utilizado um fragmento da animação Peter Pan (1953); 1
- 2. A partir da situação problema, as questões motivadoras foram demandadas aos estudantes, com o objetivo de estimular a criação das hipóteses: (1) O que é necessário para ter uma sombra?, (2) Como é o formato de uma sombra? e (3) Como é o tamanho de uma sombra? Essa etapa visa diagnosticar as concepções anteriores dos estudantes. Tais hipóteses foram registradas individualmente pelos estudantes através de escrita textual e/ou de desenhos.
- 3. Descrição de soluções: Considerando que essa etapa se dá pelo desenvolvimento de uma atividade proposta pelo professor de acordo com a natureza da situação problema, com o objetivo de chegar à(s) resposta(s), foi utilizado um experimento composto pelos seguintes materiais: (1) Uma luminária; (2) Um anteparo com orifício para a passagem da luz; (3) Um papel formato A4 branco para projetar as sombras e (4) Figuras: dois círculos grandes (um preto e um branco) e dois pequenos (um preto e um branco), dois quadrados grandes (um preto e um branco) e dois pequenos (um preto e um branco), dois retângulos grandes, um preto e um branco. Foi pedido para que eles se agrupassem em grupos de 03 ou 04 alunos e se encaminhassem para onde os experimentos estivessem montados. A pergunta realizada aos grupos foi: Como é possível produzir sombras iguais entre si com dois recortes diferentes? A partir dessa questão, foram utilizadas questões motivadoras com o objetivo de estimular a escrita coletiva da solução da situação problema: (1) O que vocês observaram? (2) O que está acontecendo? e (3) Por que está acontecendo? Novamente, as respostas foram registradas pelos estudantes através de escrita textual e/ou de desenhos, mas agora em grupo.
- 4. Discussão das observações, resultados e interpretações obtidos. Nesse momento: (1) os estudantes podem relacionar os resultados alcançados na experimentação com as hipóteses levantadas no início do procedimento investigativo e (2) o professor avaliar a compreensão do tema pelos estudantes e reestruturar o trabalho a partir dessa avaliação.
- A partir de tais objetivos, todos se reuniram em roda e discutiram as soluções encontradas, retornando-se à problematização inicial: 'O que é uma sombra?'. Foram utilizadas outras questões para a discussão: (1) O que vocês

Distribuidor: DISNEY / BUENA VISTA

Ano de produção: 1953

Tipo de filme: longa-metragem

Idioma original: Inglês

Cor: Colorido

Disponível em http://www.adorocinema.com/filmes/filme-1554/ Acesso em 11jul2016.

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pensavam antes do experimento? (2) O que vocês pensam de diferente/igual agora? (3) O que vocês aprenderam? (4) O que vocês não entenderam?

A seguir, os alunos fizeram um registro escrito, individualmente, através de linguagem verbal ou imagética, para um novo diagnóstico da aprendizagem dos conteúdos estudados nessa atividade.

## Iluminando os conceitos de luz e sombra: analise dos achados da pesquisa

Os dados gerados na pesquisa e apresentados nesse trabalho tiveram análise de cunho qualitativo e a análise do corpus de pesquisa foi realizada a partir da Análise de Conteúdo (BARDIN, 1997). A Análise de Conteúdo é compreendida como um conjunto de técnicas de análises das comunicações, dos significados a qual busca realçar os sentidos que estão no segundo plano, buscando os significados de ordem psicológica, sociológica, política, histórica, etc.

Inicia-se com a "leitura flutuante" das respostas dos estudantes, onde surgem as primeiras impressões e orientações do tratamento das respostas. Após essa leitura, escolhem-se como índices, os temas que se repetiam com muita frequência, que se mostravam significativos marcando as semelhanças entre elas, num procedimento que busca estar de acordo com os interesses na pesquisa e dos seus objetivos. Nesse ponto, escolhem-se as categorias. Elas são classes que reúnem um grupo de unidades de registro em razão de características comuns, permitindo reunir maior número de informações em uma esquematização e assim correlacionar classes de acontecimentos para ordená-los. Com isto procura-se "fornecer, por condensação, uma representação significativa dos dados brutos" (BARDIN, 1979, p. 119), trazendo uma passagem dos dados brutos a dados organizados.

Mediante as respostas às três questões motivadoras, são geradas onze categorias a partir das respostas iniciais (1ª hipótese). Tais categorias são apresentadas a seguir, organizadas segundo a questão apresentada e com a discussão das mudanças conceituais observadas:

## 1ª pergunta: O QUE É NECESSARIO TER UMA SOMBRA?

- 1. Categoria SOL: Contempla as respostas nas quais a sombra foi associada apenas ao Sol. Neste grupo composto 6 estudantes (46%), ocorreu o reconhecimento da luz como proveniente de uma fonte primária, mas não foi citada a formação de sombra a partir de fontes secundárias. Observa-se que a luz solar como elemento constituinte da sombra é oriunda das vivências das crianças, pois não foi abordada na atividade.

Após a realização das etapas seguintes da SEI, observaram-se alterações de compreensão como a seguinte: 1ª hipótese: 'Fique na frente do Sol', em comparação a 2ª hipótese: 'Ficar perto da luz do Sol e de luzes fortes'.

- O percentual de alteração das respostas foi de 67%. Tais estudantes passaram a reconhecer a formação de sombra tanto de por fontes primárias quanto por fontes secundárias de luz.
- 2. Categoria SOL ou LUZ: Apenas um estudante no grupo de 13 que participaram da atividade respondeu à questão motivadora 1 de forma excludente: 1ª hipótese: 'É necessário para ter uma sombra é luz ou Sol '.

Ficaram algumas dúvidas sobre a escrita do estudante: sobre a informação de escrita marcadamente excludente 'luz ou Sol', leva-nos a compreender que a luz

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que gera a sombra é criação de uma fonte secundária e o Sol é uma fonte primária? Reconhece-se que a atividade desenvolvida não permitiu atingir essas respostas e que uma atividade posterior seria fundamental para aprofundar tais questões.

Após a realização das atividades da SEI (2ª hipótese), a resposta desse estudante foi alterada para: 'É necessário figura ou lanterna.'. A resposta mantevese excludente, mas agora influenciada pela atividade desenvolvida. A nova resposta remete de uma nova compreensão ou da necessidade de responder o que o professor quer 'ouvir' e a partir dos materiais manipulados? Tal aspecto ficou em aberto.

- 3. Categoria LUZ: Nessa categoria, composta por 23% do grupo de estudantes, não ficou claro qual a origem dessa luz que forma a sombra. Em contraponto às categorias anteriores, não fica claro se o Sol seria contemplado como uma fonte de luz. Após a realização da SEI, obtiveram-se as seguintes respostas (2a hipótese): 'É necessário a luz do sol , a luz de energia e etc...', 'Ficar perto de uma luz tipo : luz solar , luz e etc.', 'Você tem que estar em um lugar com sol ou luz.'

Na totalidade de estudantes, evidencia-se a modificação de sua resposta, indicando tanto a luz do Sol, quanto as fontes secundárias de luz como elementos necessários para a formação de sombra.

- 4. Categoria OBJETO: As respostas iniciais dos estudantes foram: ' É o nosso corpo' e 'A gente'. Essa categoria composta por 15% do grupo total, não indicaram a luz - seja como fonte primária e/ou secundária, como necessária para a formação da sombra. Após a SEI realizada, um dos estudantes modificou a resposta e passou a reconhecer a necessidade de luz para a obtenção da sombra.
- 5. Categoria NÃO É A LUZ E NEM O OBJETO: Divergindo totalmente das demais categorias, essa trouxe uma explicação não científica: 'É necessário porque a sombra ajuda a gente ver quem está atraz da gente se estiver fazendo álgum ruim'. Seria necessário retomar o diálogo com o estudante para aprofundar a explicação. A resposta após a realização da SEI, 'É necessário por que ajuda a gente ver o nosso tamanho, da outra pessoa', não permite afirmar se houve mudança conceitual, do senso comum ao conhecimento científico e em que medida.

## 2° Pergunta: COMO É O FORMATO DA UMA SOMBRA?

- 6. Categoria FORMATO DO CORPO: Contempla as respostas nas quais o formato da sombra é igual ao formato do corpo. Neste grupo, composto por 9 estudantes (69%) ocorreu o reconhecimento da formação da sombra advinda do formato idêntico ao corpo. Após a realização das etapas da SEI, observam-se alterações de compreensão como a seguinte: 1° Hipótese: 'O formato de uma sombra é igual a gente.', em comparação a 2° Hipótese: 'O formato é depende dos objetos ou de ser humano.'.
- O percentual de alteração das respostas foi de 33%. Tais estudantes passaram a reconhecer que não somente o corpo formava sombra, mas outros objetos.
- 7. Categoria FORMATO ALEATÓRIO: Essa categoria contempla as respostas nas quais o formado da sombra é indefinido. Este grupo foi composto por 3 estudantes e, após a realização das etapas da SEI, observa-se alterações de compreensão como a seguinte: 1° Hipótese: 'Depende.' , em comparação a 2° Hipótese: 'Quando nós viramos o formato fica deferente.'.
- O percentual de alteração das respostas foi de 100%. Tais estudantes passaram a reconhecer que para objetos diferentes, sombras diferentes são

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formadas, e para objetos iguais, sombras diferentes também podem ser formadas dependendo de como a luz incide.

- 8. Categoria FORMATO DO CORPO E OUTROS: as respostas dessa categoria informam sobre o formato da sombra que assume o formato igual ao do corpo e de outras formas. O estudante cuja resposta compõe essa categoria de pesquisa afirmou que a sombra tem o formato do objeto no qual está incidindo a luz. A hipótese inicial e a hipótese final permaneceram iguais e compreende-se que, em outro momento, essa questão deveria ser retomada com o estudante.

## 3° pergunta: COMO É O TAMANHO DE UMA SOMBRA?

- 9. Categoria TAMANHO DA PESSOA: O grupo de respostas que compõe a 1ª hipótese nessa categoria (61% ) revela a compreensão de uma relação direta do tamanho de uma pessoa e a sombra gerada. Exemplificam-se tais respostas com as seguintes respostas dos estudantes: 'É igualzinho ao nosso tamanho.', 'O tamanho da sombra é igual ao nosso.' e 'Depende do tamanho da gente pode ser pequeno ou grande.'.
- Destes estudantes, 62% alteraram suas respostas após a atividade. É importante destacar que apesar de uma das partes da atividade desenvolvida ter sido realizada com o suporte de figuras geométricas de papel, a referência ao corpo humano foi mantida. Seria uma indicação da incompreensão das possíveis explicações para a diferença entre o tamanho da sombra frente à posição da lanterna? Assim, o estudante manteria a explicação dentro de uma possível zona de conforto, aproximando a resposta da sua vivência cotidiana e a formação de sombra de si mesmo, ou a imagem do trecho do filme Peter Pan inicialmente exibido a título de motivação teria induzido a resposta?
- 10. Categoria TAMANHO DA PROJEÇÃO: Essa categoria é composta pela resposta de quatro estudantes, os quais relacionaram o tamanho da sombra em função do local onde a fonte de luz está. Este grupo é de apenas 31% do universo de estudantes que participaram da atividade. Após a realização da SEI, três estudantes mantiveram as respostas com mesmo sentido.
- 11. Categoria TAMANHO DA PESSOA E OUTROS TAMANHOS: apenas um estudante, dentre os treze que constituíram o grupo de trabalho, respondeu tal questão relacionando a sombra com o seu próprio tamanho, mas assumindo também que existem outros tamanhos possíveis.

## Conclusão

Ao analisar a atividade em questão juntamente com os dados gerados, podese concluir que a SEI foi de grande auxilio para a consolidação do conhecimento dos alunos sobre os conceitos de luz e sombra.

A atividade criou uma interação e cooperação entre os alunos, como, por exemplo, em situações que exigiam o registro das informações do experimento em grupo. Ocorreram situações nas quais, ao invés de optarem por um único estudante registrar as informações coletadas, todos preferiram escrever as observações, promovendo, assim, o respeito pelas ideias dos colegas e assegurando a participação de todos. Destaca-se ainda a construção da participação dos estudantes no processo de construção do conhecimento, juntamente com a

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consciência de trabalho em equipe na estruturação da resolução de problemas propostos.

Compreende-se que a SEI colaborou para um processo de reflexão, interpretação, compreensão do conteúdo abordado.

## Referências

ABIB, Maria Lucia Vital dos Santos. Física, no ensino fundamental? In: PAVÃO, A. C.; FREITAS, D. (Orgs.). Quanta Ciência há no Ensino de Ciências , Edufscar. São Carlos-SP, 2008. p. 123 - 128.

BARDIN, Laurence. Análise de conteúdo . Lisboa: Edições 70, 1997.

CHASSOT Áttico. , Para que(m) é útil o ensino? 2 ed. Canoas: Editora ULBRA, 2004.

CARVALHO, Anna Maria Pessoa de (org). Ciências no ensino fundamental: o conhecimento físico. São Paulo: Scipione, 1998.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_, Anna Maria Pessoa de. Ensino de Ciências por Investigação:

Condições para a implementação em sala de aula. 1 ed. São Paulo: Cengage Learning, 2014.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_, Anna Maria Pessoa de. Ensino de Física. 1 ed. São Paulo: cengage Learning, 2011.

MARQUES, Amanda Cristina Teagno Lopes. Ciências na Educação Infantil: uma reflexão a partir do trabalho com projetos . X Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências - IX ENPEC Águas de Lindóia, SP - 24 a 27 de Novembro de 2015.

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