LEVANTAMENTO DE SUBSUNÇORES SOBRE ELETRODINÂMICA EM ALUNOS DE UMA ESCOLA PÚBLICA ESTADUAL PARA INTERVENÇÃO NO MESTRADO PROFISSIONAL

## LEVANTAMENTO DE SUBSUNÇORES SOBRE ELETRODINÂMICA EM ALUNOS DE UMA ESCOLA PÚBLICA ESTADUAL PARA INTERVENÇÃO NO MESTRADO PROFISSIONAL

Ulisses José Raminelli , Moacir Pereira de Souza Filho , Carla Melissa de Paulo 1 2 Raminelli 3

## Resumo

A relevância dos conhecimentos prévios que os estudantes possuem e trazem para o ambiente escolar, fruto de sua experiência cotidiana, é inquestionável e está no cerne das teorias da aprendizagem. Apesar dos estudantes terem contato com diversos equipamentos eletroeletrônicos em seu cotidiano, quais seriam suas concepções espontâneas relacionadas aos materiais que constituem esses aparelhos? Pensando nisso, idealizamos um instrumento de coleta com intuito de mapearmos possíveis conhecimentos prévios dos alunos referentes aos conteúdos da eletrodinâmica. Este artigo tem como objetivo central apresentar os resultados obtidos neste levantamento. A pesquisa foi desenvolvida em uma escola da rede pública de ensino do estado de São Paulo, Escola Estadual 'Deputado Felício Tarabay', no município de Tarabai/SP. O instrumento foi aplicado em alunos da 3ª. série do Ensino Médio, na disciplina de Física. O conteúdo abordado foi a 'eletrodinâmica'. Tendo em vista a aprendizagem significativa destes conteúdos, procuramos verificar a existência de conhecimentos prévios em nossos alunos que pudessem ancorar novos conceitos, isto é, estruturas cognitivas específicas que pudessem subsumir (ou incorporar) novas informações. O questionário baseou-se na apresentação individual de materiais relacionados à eletricidade. Os discentes foram orientados a identificarem os objetos observados com as três primeiras palavras que viessem à tona em suas mentes. Assim, para cada material, pretendíamos obter três palavras que indicassem conhecimentos prévios que pudessem servir de subsunçores para os conceitos da eletrodinâmica que seriam abordados. Diante dos dados obtidos pelo nosso instrumento de análise, pudemos inferir que os estudantes pertencentes a nossa amostra, apresentaram conhecimentos prévios dos materiais relacionados ao estudo da eletrodinâmica, que permitiram planejar os próximos passos do projeto e propiciar aos estudantes a aprendizagem significativa de conceitos físicos.

Palavras-chave : Ensino de Física, Eletrodinâmica, Subsunçores.

## Introdução

A relevância dos conhecimentos prévios que os estudantes possuem e trazem para o ambiente escolar, fruto de sua experiência cotidiana, é inquestionável e está no cerne das teorias de aprendizagem (AUSUBEL, 1968; AUSUBEL et al, 1980; MOREIRA, 2014), além disso, tem sido consenso entre os pesquisadores da área de ensino a importância do professor conhecê-las para que haja uma aprendizagem significativa.

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Da mesma forma, a importância de estudarmos a eletrostática ou eletrodinâmica vai muito além do deslumbramento que alguns fenômenos físicos, como os raios, por exemplo, podem causar nas pessoas. Basta lembramos que, nosso modelo socioeconômico está baseado em estruturas fortemente arraigadas na produção e consumo de energia elétrica. Hoje em dia, é muito comum encontramos pessoas que, sequer fazem ideia do que é viver sem a mesma. Em contrapartida, não é raro depararmos com indivíduos que não concedem o devido valor aos benefícios que a energia elétrica nos proporciona. O conforto e bem-estar que residências atuais oferecem, por mais humildes que elas sejam, estão relacionados ao uso de eletroeletrônicos, como lâmpadas, geladeiras, televisores, computadores, telefones, ferros de passar roupas, chuveiros elétricos, etc.

No entanto, apesar dos estudantes terem contato com diversos equipamentos elétricos em seu cotidiano, nem sempre fazem ideia do funcionamento dos mesmos, ou de que são constituídos. Podemos questionar, então, quais seriam suas concepções espontâneas relacionadas aos materiais que constituem esses aparelhos. Pensando nisso, idealizamos um instrumento de coleta com intuito de mapearmos possíveis conhecimentos prévios dos alunos referentes aos conteúdos da eletrodinâmica. Este artigo tem como objetivo central apresentar os resultados obtidos neste levantamento.

Em trabalhos anteriores, fizemos um levantamento socioeconômico da nossa amostra, buscando verificar os tipos de tecnologias e as formas de utilização das mesmas (RAMINELLI; SOUZA FILHO, 2015a), bem como apresentamos a ideia inicial do nosso instrumento de coleta de dados (RAMINELLI; SOUZA FILHO, 2015b). Nos trabalhos citados e, neste artigo, temos procurado divulgar as etapas de uma dissertação (mais ampla) do Mestrado Profissional em Ensino de Física, que está sendo desenvolvida e que tem como propósito a inserção dos smartphones nas aulas Física e, em específico, de eletrodinâmica. No entanto, este trabalho está focado no levantamento dos subsunçores que o pesquisador (e professor da turma) investigou durante a aplicação da atividade em sala de aula.

## Referencial teórico

A Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel (1968) e Ausubel et al (1980) destaca a importância dos subsunçores ao dizer: 'o fator mais importante que influencia a aprendizagem é aquilo que o aprendiz já conhece. Descubra o que ele já sabe e baseie nisso os seus ensinamentos'.

Segundo Boss (2009, p. 23), os subsunçores representam 'as ideias e conceitos já existentes na estrutura cognitiva do aluno e que são relevantes para a ancoragem inicial, de um determinado conteúdo'. Assim, de acordo com Aragão (1976, p. 13), '[...] quando novo material entra no campo cognitivo do indivíduo e interage com um sistema conceitual relevante e mais inclusivo já estabelecido na estrutura cognitiva, [ele] é devidamente subsumido por ele'. É o fato de o material ser relacionável com os elementos estáveis da estrutura cognitiva, que torna possível o estabelecimento de relações significativas'.

Moreira (2014, p. 161) define aprendizagem significativa dizendo que: '[...] é um processo por meio do qual uma nova informação relaciona-se com um aspecto especificamente relevante da estrutura de conhecimento do indivíduo'. O autor também explica o conceito de subsunçor ao dizer que é um 'processo que envolve a

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interação da nova informação com uma estrutura de conhecimento específica, [...] existente na estrutura cognitiva do indivíduo'.

Tendo em vista a aprendizagem significativa de conteúdos da eletrodinâmica, elaboramos um instrumento (que será mostrado a seguir) com intuito de verificar a existência, ou não, de conhecimentos prévios em nossos alunos que pudessem ancorar novos conceitos, isto é, estruturas específicas de conhecimentos que pudessem subsumir (ou incorporar) novas informações.

## Metodologia

A pesquisa foi desenvolvida em uma escola da rede pública de ensino do estado de São Paulo, a Escola Estadual 'Deputado Felício Tarabay', no município de Tarabai/SP. O projeto foi aplicado na 3ª. série do ensino médio, na disciplina de Física. O conteúdo abordado foi a 'eletrodinâmica', pois se trata do tópico referente ao estágio do processo formativo dos alunos. Abarcamos os conceitos: corrente elétrica, potência e energia elétrica, primeira e segunda lei de Ohm, associação de resistores e gerador elétrico. Restringimos nossas atividades a este conjunto de temas, tendo em vista o pouco tempo disponível para a abordagem do conteúdo. Cabe salientar que dispúnhamos de apenas duas aulas semanais para o desenvolvimento das atividades em pauta.

Este instrumento foi idealizado por nós com intuito de mapearmos possíveis conhecimentos prévios dos alunos, referentes à eletrodinâmica. Acreditamos que, tais conhecimentos possam ser utilizados como subsunçores para alavancarmos a abordagem dos conteúdos iniciais do referido curso.

A Figura 1 mostra em que formato apresentamos as questões para os alunos, o questionário em sua íntegra possui seis itens. Estes foram selecionados por serem elementos do cotidiano e apresentarem relação com as propriedades elétricas visadas, mesmo que esta não parecesse tão óbvia em um primeiro momento. Os objetos elencados para esta atividade foram um pedaço de fio metálico, chinelo de borracha, uma pequena barra de ferro, um pequeno pedaço de madeira, duas pilhas e uma lâmpada. Estes foram apresentados nessa mesma ordem durante o desenvolvimento da atividade em sala de aula.

Apresentamos tais materiais individualmente. Orientamos os discentes a identificarem os objetos observados nos espaços referentes aos itens (1º item, 2º item, etc.). Para cada elemento exibido, pedimos que preenchessem os três espaços disponíveis, relacionados com tal item, com as três primeiras palavras que viessem à

Figura 1 : Exemplo do questionário elabora para levantamento dos subsunçores

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tona em suas mentes. Assim, para cada objeto pretendíamos obter três palavras que pudessem indicar os conhecimentos prévios dos alunos e, possivelmente, pudessem servir de ancoragem para os conceitos de eletrodinâmica que seriam abordados.

## Resultados e discussão

Este instrumento de coleta teve por objetivo sondar conhecimentos prévios relacionados as propriedades elétricas dos materiais, fontes de energia e consumo de energia, pois entendíamos que estes, constituem os subsunçores mínimos para iniciarmos as atividades do curso de eletrodinâmica que propusemos. A presença, ou não, dos mesmos indicaria a necessidade de abordarmos os conteúdos de formas alternativas.

Analisando as repostas referentes ao item fio metálico, obtivemos um conjunto de termos que remetem a conhecimentos prévios relacionados à eletricidade. A Figura 2 sintetiza os resultados encontrados. Podemos perceber que dois conceitos, 'energia' e 'choque', englobam 44,6% das respostas obtidas. Acreditamos que, a energia a que os entrevistados se referiram pode ser a energia elétrica. Já o 'choque', muito provavelmente, é uma alusão direta ao efeito fisiológico da passagem da corrente elétrica que, provavelmente, muitos já conhecem devido alguma experiência empírica infeliz. Termos como 'eletricidade', 'conduzir' e 'circuito', remetem diretamente a conceitos elétricos, sendo que os dois últimos são mais específicos da eletrodinâmica.

Figura 2 : Conceitos subsunçores relacionados ao fio metálico

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O mesmo observamos quando analisamos o item barra de ferro. Nela apareceram expressões como 'conduz eletricidade' e 'condutor de energia', sugerindo a presença de conhecimentos prévios sobre as propriedades elétricas dos materiais. A Figura 3 apresenta os resultados obtidos para este item. Novamente aparece o elemento 'choque', agora acompanhado pela expressão 'descarga elétrica'. Como dissemos anteriormente, provavelmente fruto de experiências passadas envolvendo tais fenômenos. Outra resposta que se repetiu nos dois itens é a referência a 'metais' (cobre, alumínio). Acreditamos que uma alusão direta aos materiais que constituem os elementos em questão.

Com os itens chinelo de borracha e pedaço de madeira, continuamos averiguando a presença de conhecimentos prévios sobre propriedades elétricas dos materiais. Analisando as Figuras 4 e 5, podemos observar resultados mais relevantes relacionados ao chinelo de borracha, do que para o pedaço de madeira. Na primeira, percebemos que os discentes manifestaram uma relação direta entre o

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Figura 3 : Conceitos subsunçores relacionados a barra de ferro

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material que constitui o chinelo, a borracha, e a proteção ou isolamento elétrico. Esta relação pode ser observada, também, para o pedaço de madeira, mas não tão explicita ou acentuada como no chinelo. Note que, o percentual relacionado a termos diversos é bem elevado para a madeira. Entendemos que o fato da madeira ser um isolante elétrico, não é tão claro para os participantes quanto é para a borracha (ou chinelo). Em nossos gráficos, os valores apresentados são

Figura 4 : Conceitos subsunçores relacionados ao chinelo de borracha

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porcentagens de respostas em relação às respostas obtidas. Estamos enfatizando isso porque, no caso da madeira, obtivemos muitas respostas em branco, 69,8% do

total, aproximadamente, e dos 30,2% das respostas que não estavam em branco, apenas 34,5% fazem alusão à madeira ser má condutora de eletricidade. O número considerável de abstenções nas respostas nos leva a considerar que a maioria dos respondentes não perceberam a madeira como um isolante elétrico, evidenciando a necessidade de trabalharmos os conceitos de condutores e isolantes elétricos

Figura 5 : Conceitos subsunçores relacionados ao pedaço de madeira

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com o grupo.

Os itens analisados até aqui, fio metálico, chinelo de borracha, barra de ferro e pedaço de madeira, nos permitiram vislumbrar a presença de alguns possíveis subsunçores aos quais podemos recorrer para ancorar os novos conhecimentos que desejamos que os alunos aprendam de maneira significativa no curso em questão. Evidenciaram, conhecimentos prévios sobre a condução de eletricidade por parte dos metais e a propriedade isolante da borracha, isto é, subsunçores que podemos utilizar no estudo das propriedades elétricas dos materiais, bem como no estabelecimento do conceito de corrente elétrica nos condutores.

Para a pilha obtivemos dados interessantes, estes são apresentados na Figura 6. Nela podemos observar que, se reunirmos todas as respostas que sugerem termos relacionados a armazenamento de eletricidade ou energia, carga elétrica, polos negativo e positivo, fonte de energia, enfim, elementos que remetem à pilha ou gerador elétrico, temos 68,3% das respostas obtidas envolvidas com conceitos relevantes dos conhecimentos prévios dos alunos. Ou seja, possíveis subsunçores que podemos explorar em nossas aulas sobre geradores elétricos. Portanto, este item de nosso instrumento de pesquisa mostrou-se muito frutífero e contribuiu muito para a elaboração das atividades que propomos referentes a este

Figura 6 : Conceitos subsunçores relacionados à pilha seca

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tema.

Nosso último item, a lâmpada incandescente, apresentou um grande número de respostas, 42,7%, relacionadas com sua função primária nas residências dos respondentes, iluminação, conforme podemos observar na Figura 7. Contudo, o próximo bloco de citações em destaque, 29,4%, refere-se a 'energia', 'consumo de energia', 'puxa energia', isto é, remete ao fato de estarmos tratando de um elemento que consome energia elétrica. Cabe frisar que não pretendíamos buscar conhecimentos prévios sobre resistência elétrica nesse momento. Com este questionário sempre procuramos manter as discussões no âmbito mais geral possível, pois almejávamos alcançar as ideias mais abrangentes que os alunos pudessem ter sobre cada elemento apresentado. Assim, com a lâmpada, o que desejávamos era investigar se nossos meninos e meninas relacionavam a mesma com consumo de energia elétrica. Logo, ficamos satisfeitos com os dados levantados e estes revelaram os subsunçores que procurávamos.

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Figura 7 : Conceitos subsunçores relacionados à lâmpada

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Desta forma, após submetermos nosso grupo de estudantes a este instrumento de coleta, percebemos, com a análise dos dados, que os mesmos apresentam subsunçores suficientes para seguirmos adiante com as atividades do projeto.

## Considerações finais

Os dados mostraram em linhas gerais que, ao ser apresentado aos alunos o fio metálico, eles o associaram com a condução de energia elétrica e ao choque elétrico. A barra de ferro, remeteu aos alunos a ideia de um metal condutor de eletricidade. No caso do chinelo de borracha, houve uma relação com o isolamento elétrico, que era nossa expectativa. Porém, o mesmo não ocorreu com a madeira, ou seja, os estudantes não a associaram com o isolamento, embora acreditamos que eles não a concebam como condutora de eletricidade. No caso da pilha, foram encontradas respostas relativas ao armazenamento ou a geração de energia, o que é importante para trabalharmos o conceito de gerador elétrico. No caso da lâmpada, ficou evidente que os alunos a relacionaram ao consumo de energia e não a resistência elétrica, o que nos pareceu interessante.

Diante dos dados obtidos por nosso instrumento de análise, pudemos inferir que os estudantes pertencentes à amostra possuíam conhecimentos prévios suficientes para o estudo da eletrodinâmica, isto é, os novos conceitos e conhecimentos que apresentaríamos durante o curso, poderiam ser subsumidos por elementos estáveis presentes na estrutura cognitiva dos indivíduos. Cabia a nós, basearmos nossas atividades pedagógicas naquilo que os aprendizes já conheciam, pois, segundo Ausubel, este é o fator mais importante que influencia a aprendizagem significativa.

Estes resultados permitiram ao pesquisador e professor da turma planejar os próximos passos do projeto. Dentre eles, a escolha de atividades e materiais de aprendizagem potencialmente significativos, bem como de organizadores prévios, tendo em vista que, no referencial teórico em pauta, estes são importantes por criarem condições cognitivas adequadas para ocorrência da aprendizagem significativa.

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## Agradecimentos

Os autores agradecem a Sociedade Brasileira de Física (SBF) e a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) pelo apoio financeiro ao Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física (MNPEF).

## Referências

ARAGÃO, R. M. R. A Teoria da Aprendizagem Significativa de David P. Ausubel - Sistematização dos Aspectos Teóricos Fundamentais. Dissertação (Doutorado em Ciência - Educação) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Educação, Campinas, 1976.

AUSUBEL, D. P. Educational Psychology: A cognitive view. New York: Holt, Rinehart and Winton, Inc., 1968. 685p.

AUSUBEL, D. P.; NOVAK, J. D.; HANESIAN, H. Psicologia Educacional. 2ª. ed., Rio de Janeiro: Editora Interamericana Ltda. 1980.

BOSS, S. L. B. Ensino de Eletrodinâmica - A história da ciência contribuindo para a aquisição de subsunçores. Dissertação (Mestrado em Educação para Ciência) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Ciências, Bauru, 2009.

MOREIRA, M. A. Teorias de Aprendizagem. 2ª. ed. ampliada. - [Reimpr.]. - São Paulo: E.P.U., 2014.

RAMINELLI, U. J.; SOUZA FILHO, M. P. Tecnologias do presente e metodologias do passado: proposta de interação do aluno com a eletrodinâmica visando superar este impasse. ETIC - Encontro de Iniciação Científica, v. 11, p. 1-8, 2015a.

RAMINELLI, U. J.; SOUZA FILHO, M. P. A utilização de dispositivos móveis no ensino: ferramentas pedagógicas para implementação de um projeto no ensino de Física focado no aluno. In: Anais do III Simpósio Internacional de Educação a Distância e V Simpósio de Educação Inclusiva e Adaptações, Presidente Prudente: 2015b. v. 1. p. 134-141.

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