UMA PROPOSTA DE PLANEJAMENTO DIDÁTICO PARA O TEMA PRESSÃO ATMOSFÉRICA NO ENSINO FUNDAMENTAL COM BASE NO MODELO CONSTRUTIVISTA DE MUDANÇA CONCEITUAL

## UMA PROPOSTA DE PLANEJAMENTO DIDÁTICO PARA O TEMA PRESSÃO ATMOSFÉRICA NO ENSINO FUNDAMENTAL COM BASE NO MODELO CONSTRUTIVISTA DE MUDANÇA CONCEITUAL

Francisco de Assis Lima de Sousa Junior , Alexandre Lopes de Oliveira², 1 Marcus Vinicius Pereira 3

- 1 Instituto Federal do Rio de Janeiro, IFRJ/PROPEC, fassis@metalmat.ufrj.br

## Resumo

O currículo de ciências para o ensino fundamental vem, ao longo dos anos, se transformando e os temas relacionados à física apresentados aos alunos cada vez mais cedo. Portanto, se faz necessário que o professor esteja atento ao seu planejamento no intuito de recontextualizar pedagogicamente conceitos científicos que, por vezes, são de relativa complexidade para um público que ainda não possui maturidade intelectual para assimilá-los. Dessa forma, neste artigo propõe-se uma estratégia de ensino com base nos pressupostos teóricos construtivistas de mudança conceitual para trabalhar, no segundo segmento do ensino fundamental, o conteúdo relacionado à pressão atmosférica. Para isso, são sugeridas demonstrações, divididas em três grupos de acordo com o nível de organização mental do mais básico para o mais avançado, propiciando, assim, uma construção progressiva do conhecimento. As propostas de demonstrações fazem uso de recursos audiovisuais alternados com discussões de questões apresentadas pelo professor com o objetivo de fazer com que os alunos construam seu próprio conhecimento.

Palavras-chave : mudança conceitual; pressão atmosférica; construtivismo.

## Introdução

Ainda hoje, um dos grandes desafios para um professor de física é trabalhar o conteúdo de forma mais conceitual e contextualizada possível. Isso implica em trazer para a sala de aula situações que estejam inseridas no cotidiano dos alunos, mostrando suas aplicabilidades e, ao mesmo tempo, a utilidade para suas vidas. A matemática, ferramenta imprescindível para a compreensão das leis da física, é vista com rejeição por grande parte dos alunos, o que pode ocasionar um bloqueio no processo de aprendizagem da física que pode criar um estigma como uma disciplina que só pode ser compreendida por estudantes com alta capacidade intelectual.

O ensino de Física tem-se realizado frequentemente mediante a apresentação de conceitos, leis e fórmulas, de forma desarticulada, distanciados do mundo vivido pelos alunos e professores e não só, mas também por isso, vazios de significado. [...] Enfatiza a utilização de fórmulas, em situações artificiais, desvinculando a linguagem matemática que essas fórmulas representam de seu significado físico efetivo. Insiste na solução de exercícios repetitivos, pretendendo que o aprendizado ocorra pela automatização ou memorização e não pela construção do conhecimento através das competências adquiridas. (BRASIL, 1999, p.22)

Com isso, a capacidade de descrever o mundo em que vivemos e a beleza filosófica da física ficam, em geral, esquecidas diante da matematização, sobretudo no ensino médio. Por outro lado, no ensino fundamental, muitos alunos sequer se recordam de ter aprendido física nas aulas de ciências da natureza em que há,

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justamente, pouco ou até mesmo escasso uso da matemática; talvez pelo fato de que, no ensino médio, a física seja indissociável de seu alto caráter matematizado.

A partir dessas reflexões e visando contribuir com o ensino de física para a disciplina de ciências no ensino fundamental, este artigo tem como objetivo apresentar uma proposta de planejamento didático para abordar o tema pressão atmosférica com base no modelo construtivista de mudança conceitual.

## O modelo construtivista de mudança conceitual

A teoria construtivista aplicada ao ensino ganhou destaque entre as décadas de 1970 e 1980, quando as discussões se voltaram para a importância das ideias ou noções iniciais dos alunos na aquisição de conceitos e teorias científicas (AGUIAR JUNIOR, 2001a). Essas noções baseadas no senso comum foram denominadas na área de ensino de ciências como concepções prévias ou concepções alternativas.

Durante esse período, os pesquisadores consideravam como a forma mais eficaz de alcançar uma aprendizagem significativa em ciências aquela capaz de promover a substituição das concepções alternativas por concepções científicas, aceitas pela comunidade como 'corretas'. Em outras palavras, adquirir conhecimento equivaleria a um processo de construção gradual em que as ideias iniciais seriam confrontadas com os conceitos científicos a ponto de deixarem dúvida da sua eficiência na resolução de problemas e na solução de problemas do cotidiano, até darem, definitivamente, lugar a ideias mais próximas do pensamento científico. O modelo construtivista que se caracteriza por essa substituição de concepções por meio da construção gradual é chamado de mudança conceitual, proposto por Posner e colaboradores no início da década de 1980 tendo por base as ideias de Thomas Kuhn.

- É importante destacar que tal modelo é alvo de críticas de alguns pesquisadores, sobretudo em relação à dificuldade em se produzir conflitos para que o estudante passe por um processo de acomodação e reestruturação de conceitos e a ideia de que um conceito só possa ser compreendido e aplicado à luz do que a ciência considera aceito. Nessa linha, destaca-se o trabalho de Mortimer (1996) que propôs inclusive um modelo alternativo, com base nas ideias de Vygotsky e Bachelard, denominado por ele de perfil conceitual, o qual vem sendo desenvolvido e aplicado nos últimos anos.

Porém, consideramos que, no ensino fundamental, em que o estudante pode ainda não possuir um repertório amplo de compreensões para um mesmo conceito, um modelo construtivista contribui potencialmente para a aprendizagem de conceitos científicos.

- O construtivismo possui diversas vertentes teóricas que podem ser analisadas sob várias perspectivas. No caso da mudança conceitual, convém procurar entender o mecanismo de entendimento dos estudantes e, assim, planejar o currículo obedecendo a forma com que o aluno vai adquirindo conhecimento ao invés de considerar a ordem estrutural do conteúdo previamente estabelecida, ou seja, dos elementos fundamentais até as leis. Sendo assim,

um modelo construtivista de ensino significa, portanto, estabelecer níveis de conhecimento que se pretendem promover e atividades e mediações que se julgam necessárias para promover o entendimento dos estudantes numa dada direção (AGUIAR JUNIOR, 2001b, p.42).

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Segundo Piaget e Garcia (1984), os mecanismos de entendimento dos estudantes, quando ativados, provocam a evolução de um nível de organização mental para outro mais avançado, propiciando assim uma construção progressiva do conhecimento. Esses níveis correspondem a etapas de reestruturação de concepções e são chamados de intra, inter e trans-objetal.

De acordo com Aguiar Junior (2004), a etapa intra-objetal corresponde ao primeiro nível de conhecimento, aquela em que atribuímos qualidades e características observáveis aos elementos que participam de um fenômeno, isto é, uma abordagem bastante primitiva. Dessa forma, fazemos uma leitura parcial da realidade, pois essas características possuem relações insuficientes entre si para que se possa compreender melhor essa realidade. Na etapa inter-objetal ocorre a coordenação dos saberes adquiridos na fase anterior por meio da multiplicação dos seus esquemas, quando o individuo começa a fazer relações entre os elementos, motivado pelas contradições que vão surgindo ao se deparar com outras situações presentes em torno do mesmo fenômeno. Na terceira e última etapa, a trans-objetal, o sujeito utiliza as relações desenvolvidas para criar um modelo explicativo generalizado, concedendo-lhe uma compreensão mais articulada que permite comprovar uma teoria e prever acontecimentos, em um nível mais alto de abstração.

Essas etapas também podem ser associadas ao embasamento da forma de raciocínio de jovens estudantes conforme propõem Driver et al. (1996), que caracterizam aspectos do raciocínio epistemológico com base no fenômeno (intraobjetal), nas relações (inter-objetal) e no modelo (trans-objetal). Esses três níveis sucessivos podem ser resumidos ao responder, nesta ordem, as seguintes perguntas: O que é isto? Como funciona? Como se explica? Assim, o modelo construtivista de ensino por mudança conceitual com ênfase nos níveis de aprendizagem aponta uma direção a ser seguida pelo professor na organização do conteúdo e, ao mesmo tempo, representa um bom exercício de prática de ensino.

## Metodologia

A metodologia de ensino que propomos neste trabalho consiste em, inicialmente, trabalhar com demonstrações experimentais com o auxílio de recursos audiovisuais, a fim de promover um conflito cognitivo nos estudantes no sentido de aguçar a curiosidade em saber como e porque tais fenômenos acontecem. A ideia é que, além de demonstrar, as experiências possam servir para introduzir situaçõesproblemas, sendo, portanto, divididas em três grupos apresentados a seguir, de acordo com objetivos que se sucedem hierarquicamente conforme o grau de complexidade das situações apresentadas e do aprofundamento do tema.

Nos intervalos entre as demonstrações, uma discussão sobre possíveis formas de explicar os fenômenos e fatores que influenciam deve ser travada com o objetivo de se pensar na teoria. Ao mesmo tempo, o professor deve questionar os alunos de maneira que eles comecem a refletir sobre as suas próprias concepções, e, assim, o professor colabore para a construção de um conhecimento mais condizente com o científico. Essa sequência de acontecimentos pode ser repetida até o final das demonstrações experimentais do grupo 3.

O grupo 1 corresponde ao rol de experiências que introduzirão o assunto pressão atmosférica, a saber: (i) cavalos tentando separar as duas semiesferas grudadas; (ii) tanque esmagado; (iii) pote de geleia embalado a vácuo; (iv) garrafa com três furos; (v) copo com água de cabeça para baixo.

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A intenção é fazer com que o estudante se dê conta que a grandeza física pressão está associada a várias situações da vida cotidiana, resgatando o histórico experimento (i) que consta de livros de ciências dos anos iniciais do ensino fundamental. Assim, esperamos que os alunos, primeiramente, possam descrever o que está sendo observado a fim de que dúvidas sejam geradas sobre os fenômenos observados. A partir disso, cabe ao professor trabalhar para que os conhecimentos prévios dos alunos venham à tona com a discussão e sejam, dessa forma, confrontados com o conceito de pressão atmosférica aceito pela comunidade científica.

No grupo 2, as experiências têm como objetivo mostrar como a pressão pode agir tendo por base o entendimento do conceito trabalhado na fase anterior, não só descrevendo mas visando à interpretação das seguintes situações: (i) ovo que entra na garrafa; (ii) bexiga que enche dentro da garrafa; (iii) coluna de mercúrio; (iv) embalagem tetrapack (todynho) amassada.

Através dessas demonstrações, pretende-se mostrar o que a pressão é capaz de fazer, como podemos medi-la, além de tentar desconstruir a ideia de que os recipientes se deformam devido à 'força de sucção' transmitida pelo canudinho, fazendo com que o aluno associe esse fenômeno aos efeitos produzidos pela pressão atmosférica em todas as direções. Uma vez que os estudantes tenham clareza de que o responsável pelos fenômenos apresentados nesta etapa é a pressão atmosférica, o professor pode trabalhar em que situações ela pode ser capaz de produzir tais efeitos. Essas situações são caracterizadas pela existência de pressões de naturezas distintas e cuja diferença de valores absolutos gera um desequilíbrio.

Por fim, no grupo 3 a ideia principal é que sejam utilizadas questões tais como: (i) Por que os aviões conseguem voar? (ii) Por que a bola de futebol fica mais leve em jogos na altitude? (iii) O que acontece com uma bexiga cheia no espaço (fora da atmosfera)?

Essas e outras questões devem exigir um maior nível de abstração por parte dos alunos, de forma a fazer com que eles apliquem o conceito trabalhado nas duas etapas precedentes com a finalidade de realizar explicações com base na ciência e até mesmo previsões em relação aos fenômenos físicos observados. Ao se discutir essas questões, o professor tem a oportunidade de, ao mesmo tempo, avaliar a aprendizagem dos conceitos até o momento e trabalhar a capacidade de tomada de decisão dos alunos. O objetivo dessas questões é fazer com que os estudantes desenvolvam a análise e interpretação dos fenômenos, associando aos conhecimentos já adquiridos, e assim possam encontrar respostas para determinados problemas.

Para uma melhor compreensão dos objetivos traçados em função do conjunto de saberes que os alunos devem adquirir nas três etapas descritas anteriormente, de acordo com as demonstrações de cada um dos grupos propostos, apresentamos uma síntese no Quadro 1 a seguir, adaptado a partir da proposta de Aguiar Junior. (2001a) para o tema pressão atmosférica. Considerando os grupos 1, 2 e 3, nessa ordem, como representação dos níveis intra, inter e trans de conhecimentos, podemos observar que essas etapas se encontram também dentro de cada um desses grupos, configurando, assim, uma estrutura em forma de fractais.

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Quadro 1: Síntese dos níveis de aprendizado para o tema pressão atmosférica.

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## Considerações finais

O conceito de pressão atmosférica apresenta certo grau de dificuldade por parte dos estudantes. A teoria exige abstração dos alunos, o que pode dificultar o entendimento dos fenômenos apresentados, pois o senso comum e a própria observação desses eventos nos levam a explicações muito mais simples. O problema é que justamente essas noções mais simplistas não explicam todas as situações em que a pressão atmosférica está presente. Além disso, em algumas delas é possível que nem percebamos a ação dessa grandeza e, assim, pensemos que a explicação está na influência de outros elementos de natureza totalmente diferente. Em outras, sua participação está tão implícita que o aluno não consegue nem sugerir uma explicação, ou seja, parecendo se tratar de um 'truque de mágica'.

Neste sentido, trabalhar com demonstrações experimentais, sejam reais ou por meio de recursos audiovisuais, surge como um aliado ao trabalho docente para construção de um modelo científico satisfatório e, com isso, se possa alcançar uma aprendizagem significativa. O poder motivador das experiências, determinado pelo impacto inicial e posteriormente pela curiosidade, pode facilitar a implantação do modelo proposto com base nas mudanças conceituais, sobretudo ao trazer à tona as concepções prévias dos alunos que servirão de parâmetro para o debate das situações-problema.

Apesar de a proposta didática poder ser incorporada ao planejamento do professor com objetivos bem definidos e caracterizados, por vezes o docente se verá diante de situações envolvendo a aprendizagem dos alunos em face das diferentes e peculiares formas que eles utilizam para explicar um determinado conceito. Nesse sentido, é importante destacar que o professor pode se ver diante de uma situação em que um estudante ofereça resistência em aceitar como esse conceito é explicado cientificamente se o senso comum e a sua experiência de vida forem colocados em cheque. Cabe ao docente realizar um constate processo de mediação, de forma a valorizar o que o aluno já sabe sem perder de vista o objetivo final: a construção do conhecimento científico.

Portanto, o modelo teórico utilizado neste trabalho representa uma estratégia de ensino sugerida ao professor com o objetivo de potencializar uma aprendizagem significativa por meio da mudança conceitual. Com isso, se faz necessária a criação de mecanismos de avaliação e até mesmo a própria aplicação sistemática desta proposta para testar a sua eficácia.

## Referências

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