ESTUDO DE CASO SOBRE O USO DO LABORATÓRIO DE FÍSICA E SUA IMPORTÂNCIA NO APRENDIZADO SIGNIFICATIVO NA ESCOLA DE ENSINO MÉDIO ADAUTO BEZERRA

XXII Simpósio Nacional de Ensino de Física - SNEF 2017

## ESTUDO DE CASO SOBRE O USO DO LABORATÓRIO DE FÍSICA E SUA IMPORTÂNCIA NO APRENDIZADO SIGNIFICATIVO NA ESCOLA DE ENSINO MÉDIO ADAUTO BEZERRA

*Luana S. P. Maia , Alysson M. Temoteo , Jarles F. Cipriano 1 2 3 Francisco R. O. da Silva , Marcelo S. Marques , Natal L. R. Fernandes 4 5 6

1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará/luana.ifce2014@gmail.com 2 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará/alyssonmendes@edu.unifor.br 3 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará/jarles\_12@hotmail.com 4 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará/roberto.refex@gmail.com 5 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará/marcelocefetce@yahoo.com.br 6 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará/laninharoque@gmail.com

## Resumo

O presente trabalho do tipo estudo de caso, tem como objetivo discutir como é usado o laboratório de experimentos físicos e qual a sua importância para o ensino de Física, considerando dados levantados no cotidiano da Escola Estadual de Ensino Médio Adauto Bezerra. Investigou-se uma escola na qual os alunos estavam tendo seus primeiros contatos com o laboratório e os experimentos práticos, sendo observado o choque entre a teoria dada em sala de aula e a prática realizada no mesmo. Descrevemos as experiências desempenhadas com os alunos, como se dá a participação dos mesmos na monitoria, e detalhamos o funcionamento do laboratório. Foram realizadas entrevistas a dois professores e um grupo focal com quatro alunos, sobre a valorização e o uso do laboratório. O resultado evidenciou a contribuição positiva do arcabouço experimental para o ensino e aprendizado de Física, como também mostrou a importância do uso do laboratório no que diz respeito ao currículo dessa disciplina.

Palavras-chave : laboratório, experimental, currículo, ensino de física.

## A importância da física no currículo escolar

A física é sem sombra de dúvidas uma das ciências mais essenciais para que possamos compreender e entender todos os fenômenos relacionados à existência de toda uma galáxia, desde a estrutura elementar em nível subatômico até a evolução e expansão do universo. Pequenos acontecimentos do nosso dia-adia não seriam possíveis sem as leis da física que regem fenômenos naturais provenientes em nosso cotidiano.

A inclusão da física no currículo do ensino fundamental e principalmente no ensino médio, fornece a estudantes do mundo inteiro a oportunidade de explorar o senso de curiosidade sobre a natureza que nos rodeia e a entender fenômenos importantes da existência humana e do mundo tecnológico em que vivemos.

No entanto, não basta apenas conhecer os princípios e leis da física, é importante entender como os estudiosos de tal ciência puderam chegar às considerações sobre determinada teoria, pois através da observação de um fenômeno natural foi possível encontrar uma fórmula matemática que descrevesse o mesmo. Segundo Aguiar ( et al . 2015), é importante que as teorias sejam consistentes, de acordo com experiências testadas e comprovadas cientificamente.

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23 a 27 de janeiro de 2017

## XXII Simpósio Nacional de Ensino de Física - SNEF 2017

O estudo da Física coloca os alunos da escola média frente a situações concretas que podem ajudá-los a compreender a natureza da ciência e do conhecimento científico. Em particular, eles têm a oportunidade de verificar como é fundamental para a aceitação de uma teoria científica que esta seja consistente com evidências experimentais.

É necessário que exista uma mesclagem entre a teoria e a prática no laboratório, que uma seja o complemento da outra, pois a prática permite que o aluno possa visualizar os fenômenos físicos que se relacionam com movimentos triviais presentes no cotidiano e desta forma entender a causa dos mesmos.

Cabe ao professor propor e criar situações que instiguem os alunos a trabalharem em grupo e para que possam desenvolver a capacidade de responder perguntas inerentes aos problemas de física, em vez de memorizar equações prontas, enfatizando assim uma compreensão qualitativa.

Demonstrações em sala de aula e atividades de laboratório permitem que os estudantes compreendam melhor os conceitos físicos e os fenômenos aos quais eles se aplicam, e façam experimentos que coloquem a teste as teorias que lhes foram apresentadas. Estas atividades dão aos alunos familiaridade com aparelhos e procedimentos de medida, desenvolvendo habilidades que são de grande importância para estudos posteriores ou para a inserção no mundo do trabalho. (AGUIAR et al. 2005, p.165).

O manuseio de experimentos físicos proporciona maior segurança aos estudantes, pois os mesmos passarão a ter um contato real com temas que antes eram abordados apenas de forma teórica, quebrando assim o legado das teorias tradicionais impostas por John Franklin Bobbitt, influenciadas pelo Taylorismo no século XX, pelas quais o currículo era associado e visto como uma instrução mecânica em que se elaborava a listagem de assuntos impostos que deveriam ser ensinados pelo professor e memorizados pelos estudantes. A demonstração e manipulação da física de forma prática possibilitam que os alunos desenvolvam habilidades motoras e de raciocínio lógico, pois é muito mais fácil que se entenda tal disciplina envolvida em situações concretas relacionadas ao próprio cotidiano. É possível obter um aprendizado mais eficiente se o que é ensinado pelo professor for baseado no que os alunos já possuem certo conhecimento. Ou seja, é necessário estabelecer uma conexão entre a teoria abordada em sala de aula e o mundo vivenciado por eles.

Apesar de, o uso do laboratório utilizado para fins práticos proporcionar um aprendizado significativo ao que diz respeito à compreensão dos conteúdos de física, são poucas as escolas públicas e até mesmo particulares que possuem recursos para manter os laboratórios em pleno funcionamento de suas atividades.

O fato de a escola Adauto Bezerra apresentar bons resultados perante as olimpíadas das diversas áreas e ter um índice de aprovados no vestibular bastante notável, proporciona que estejam em funcionamento dois laboratórios, dentre os quais estão destacados o laboratório de física e o laboratório de química/biologia.

## Propostas do trabalho

- O presente trabalho tem como objetivo abordar o uso do laboratório de física, descrevendo como se dá o ensino e aprendizado dos conteúdos de física abordado em aulas práticas.

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Apesar de muitos alunos terem grandes dificuldades na disciplina de física, vão muito bem nas provas aplicadas durante o bimestre. Mas as perguntas que ficam no ar são: será que os estudantes compreendem exatamente aquilo que escrevem nas provas? E que não estão sendo meros repetidores dos exemplos respondidos na sala de aula, pelo fato de fazerem vários exercícios sempre usando a mesma equação matemática? Será que eles aprendem o que foi ensinado? Ou se o que foi aprendido tem algum sentido profundo para eles?

Neste artigo traremos essas questões respondidas pelos alunos e como de fato as práticas laboratoriais têm auxiliado no entendimento dos conteúdos.

## Ensino de física

Podemos dizer que a educação é vista como um processo de apropriação da cultura científica, DRIVER et al. (1994) apud VILLANI et al. (2003) se referem ao processo de ensino e aprendizagem de ciências como 'enculturação'.

Neste âmbito, faz-se necessário utilizar de diversos meios disponíveis para aguçar o pensamento científico dos alunos. O conhecimento científico é composto por elementos primordiais, tais como teorias, leis, conceitos e princípios científicos, logo, a ciência não requer apenas palavras com seus significados específicos, mas uma forma mais significativa de tornar real e possível o seu aprendizado e principalmente, o seu desenvolvimento.

O uso de recursos experimentais explora o pensamento científico e torna o aprendizado do objeto de estudo mais enriquecido, diminuindo a dificuldade que os estudantes encontram na visualização de fenômenos físicos.

Normalmente, o aprendizado de fenômenos físicos requer dos estudantes uma boa dose de imaginação para a visualização do sistema que se está estudando e dos efeitos resultantes. Quando este exercício de imaginação pode apoiar-se em experiências que fazem parte do censo comum ou já realizada em laboratórios, a dificuldade é reduzida. (CHIQUITO et al , 2005)

É necessário instigar a imaginação dos estudantes para a visualização desses fenômenos através de experimentos práticos, para que não desistam pelas dificuldades que serão apresentadas nos exercícios impostos no livro didático.

GODOMSKY (1971) apud BLOSSER (1988, p.78) relatou que 'O ensino de laboratório aumentou a habilidade dos alunos na solução de problemas de FísicoQuímica, e que o laboratório poderia ser uma valiosa técnica instrucional em Química, se os experimentos fossem problemas genuínos sem instruções explícitas'. O trabalho desse autor constatou que as atividades de laboratório parecem ser úteis para alunos cujo rendimento em pré-testes situa-se entre médio e baixo.

Segundo GRANDINI & GRANDINI (2004, p.2), o laboratório experimental estimula a curiosidade dos estudantes despertando o interesse pelo mundo científico.

O laboratório didático propicia aos alunos uma vivência e manuseio de instrumentais, que lhes permitem conhecer diversos tipos de atividades, podendo estimular-lhes a curiosidade e a vontade em aprender a vivenciar ciência. Deverá o laboratório, incentivar o aluno a conhecer, entender e aprender a aplicar a teoria na prática, dominando ferramentas e técnicas que poderão ser utilizadas em pesquisa científica.

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Desta forma podemos observar que o laboratório é tão importante quanto à sala de aula, pois é nele que os alunos poderão aplicar os conhecimentos adquiridos durante a explicação do professor.

## Procedimentos metodológicos

A Pesquisa do tipo estudo de caso, sobre o uso do laboratório de física, foi realizada na Escola de Ensino Médio Adauto Bezerra, com a participação dos alunos do 3º ano do Ensino Médio. Foram realizadas entrevistas com dois professores, ambos responsáveis pelo laboratório e quatro monitores.

## Atividades realizadas

Inicialmente foram realizadas reuniões com a coordenadora do ensino médio da escola e professores do laboratório para informação e esclarecimento de dúvidas sobre a pesquisa a ser realizada. Em seguida foram realizados os planejamentos em conjunto com os professores responsáveis pelo laboratório para que pudéssemos marcar o dia para realizar as entrevistas e assistir as aulas no laboratório.

Fizemos as entrevistas com os professores responsáveis pelo laboratório, à fase seguinte foi à observação da aula laboratorial, lecionada pelos professores, e com acompanhamento dos monitores. Foram abordados assuntos relacionados à dilatação térmica, ionização e dissociação, e espelhos esféricos, explicando-se cada teoria e, por conseguinte aplicando-as em seu respectivo experimento. Feito isso, restava apenas conversar com os alunos, com o objetivo de saber dos mesmos qual a importância do uso do laboratório e quais os resultados que foram obtidos até então com as aulas laboratoriais.

Figura 1: Aula prática no laboratório de Física

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A figura 1 mostra os alunos assistindo aula no laboratório de física, com alguns experimentos sobre a bancada que foram demonstrados pelo professor no decorrer da aula.

## A contribuição do uso do laboratório no ensino de física

## Grupo focal realizado com os alunos

Para os alunos que participaram do grupo focal, as aulas práticas contribuíram para uma melhor compreensão e aptidão na disciplina, visto que na prática experimentaram aquilo que outrora foi explicado pelo professor. Como afirma o discente 1: - 'As práticas no laboratório contribuem para um melhor entendimento

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dos assuntos de física, porque vemos na prática aquilo que na sala de aula é visto na teoria'.(DISCENTE 1).

Os alunos relataram um melhor desempenho e rendimento na sala de aula e nas avaliações em relação aos anos anteriores, nos quais não tiveram aulas laboratoriais, alegando que as experiências realizadas no laboratório chamam mais atenção do que apenas a teoria dada em sala, pois as mesmas facilitam a associação da teoria com o mundo real e despertam neles o interesse e a curiosidade para buscarem mais informações sobre determinado assunto. Contribuindo assim para um melhor rendimento em termos acadêmicos.

- - A gente vê os experimentos sendo realizados, e na hora da prova podemos lembrar o funcionamento das práticas e fazer uma associação com o conteúdo teórico que é cobrado na prova. (DISCENTE 2).
- - A aula prática chama mais a atenção do aluno, pois nos tira da mesmice. O aluno tem mais vontade de aprender, ou seja, desperta a curiosidade relacionada aos fenômenos físicos existentes no dia-a-dia e acaba melhorando muito o rendimento do aluno em sala de aula e nas avaliações. (DISCENTE 3).

Com base nas respostas dos estudantes, é possível perceber a importância que as aulas práticas possuem em relação à compreensão do estudo dessa disciplina no ensino médio.

## Entrevistas com os professores

## Funcionamento do laboratório

Como os terceiros anos possuem muitos projetos voltados para o vestibular e olimpíadas, os alunos frequentam menos o laboratório em comparação com as séries anteriores, tendo apenas cerca de duas aulas laboratoriais por mês. Uma única turma possui cerca de 35 alunos, porém o laboratório tem capacidade no máximo para 25 estudantes, logo não há espaço e banco o suficiente para todos em uma única aula, desta forma, a turma é dividida em dois grupos, sendo que o primeiro grupo vai ao laboratório e o segundo permanece na sala. Na semana seguinte, os grupos invertem suas ocupações.

Os professores do laboratório tentam associar a prática com o que está sendo visto em sala, o que nem sempre é possível, pois alguns conteúdos não possuem material para serem abordados nas aulas práticas.

Os alunos participam diretamente das experiências em dois casos: Quando há material suficiente e quando a experiência não oferece risco à integridade dos mesmos. As equipes são organizadas de forma a possuírem no máximo sete estudantes por experimento.

Existem projetos para feiras e olimpíadas, que estimulam o aluno a ver as ciências naturais não só para estudar e passar no vestibular, mas que ficam como ensinamento para a vida, ou até mesmo lições que norteiam o aluno no seu dia a dia. Pode se tomar como exemplo, abrir um pote de vidro com uma tampa de alumínio que está bem presa, bastando apenas aquecer a tampa que é boa condutora de calor, que posteriormente será dilatada, fazendo com que suas dimensões se expandam e fiquem maiores que a do copo, destampando o pote sem muito esforço.

No laboratório de física não se usa apenas os aparelhos que nele estão contidos, os professores buscam sempre inovar em suas aulas através do uso de

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experiências de baixo custo com materiais encontrados no próprio cotidiano e que normalmente são descartados. Desta forma os alunos são incentivados a construir alguma ferramenta que se tem no dia a dia, que exerça um princípio da física, como por exemplo, uma alavanca, que pode ser feito com materiais de fácil aquisição.

Existe um roteiro fornecido pelo professor que serve para os alunos acompanharem passo a passo o que vai ser realizado na execução das práticas. Neste mesmo material existem testes de fixação para saber se os alunos conseguiram compreender os experimentos de forma significativa e associá-los com a parte teórica.

## Importância do laboratório

Existem muitas escolas que possuem certa carência relacionada ao laboratório, essa carência diminui a possibilidade de os alunos imaginarem situações em que ocorrem fenômenos atrelados à física, pois algumas escolas até então não tiveram a oportunidade de trabalhar com aulas laboratoriais no seu currículo. No entanto quando os estudantes vão para o laboratório, a dificuldade enfrentada na disciplina de física já não é tão marcante, ou pelo menos diminui, pois o educando passa a vê a física de outra forma, conseguindo visualizar como aquilo realmente funciona e de que forma a física pode lhe servir, uma vez que muitos estudantes fazem a seguinte pergunta: '- Para quê preciso saber disso?' Ou '- De que forma isso vai influenciar a minha vida?', enquanto essas perguntas não forem respondidas de forma a convencê-los, estes irão apenas memorizar equações para aplicar em exercícios repetitivos com o intuito de apenas serem aprovados no final do ano letivo, no entanto as aulas laboratoriais fazem com que os alunos comecem a deslumbrar-se com um novo universo que antes não se conhecia e passam a entender como a teoria que foi repassada na sala é aplicada na realidade.

Relato do docente 1: 'Na aula prática a gente consegue estimular a curiosidade dos alunos, a qual não é tão fácil conseguir em aulas teóricas. Então, com a curiosidade, por mais que ele não tenha um embasamento científico, um conhecimento completo de tudo o que ocorre ali, às vezes essa curiosidade acaba despertando o interesse dele pra pesquisar, pra buscar além do que é dado em sala de aula, além do que o professor fala, de forma a incentiva-lo na pesquisa científica'. (DOCENTE 1).

Como a física é uma ciência natural, é essencial que as escolas possuam um laboratório de ciências, para demonstrar como determinado conteúdo abordado na teoria se aplica de fato.

Em depoimento, o outro docente do laboratório relatou que na época de estudante do Ensino Médio, ele não sabia o que era uma imagem real, e só quando estava estudando física na graduação num laboratório óptico, compreendeu o que de fato a imagem real significava, a qual se forma antes do espelho.

## Monitores

Existem monitores no laboratório que obviamente são alunos do próprio colégio. Eles auxiliam os professores no desenvolvimento das práticas tirando possíveis dúvidas dos alunos, que conseguem por vezes, compreender melhor com outro aluno da mesma faixa etária explicando na forma que ele entendeu.

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A importância da monitoria estimula os alunos a trabalharem com ciências naturais, e a conhecerem mais do que é cobrado em sala de aula. Eles também começam a perceber, quais áreas querem seguir na carreira profissional, em que existe uma descoberta do perfil de cada um, através do laboratório.

Os monitores também desenvolvem o papel de auxiliar os grupos quando estes estão desenvolvendo experiências, participam montando as práticas, antes mesmo que o professor comece a explicar como será o desenvolvimento das mesmas.

## Resultados e discussão

Para verificar a efetividade do uso do laboratório como ferramenta auxiliar no ensino de física e a satisfação dos alunos com as aulas laboratoriais, foi realizado um grupo focal da qual participaram quatro alunos da escola Adauto Bezerra.

Ao assistirmos a aula experimental pudemos perceber como é de relevante importância o uso dos experimentos para aplicação e entendimento de fenômenos físicos explicados pelos professores.

De acordo com os dados recolhidos das conversações com alunos e professores podemos destacar a influência positiva refletida nas provas, e, por conseguinte nas notas dos estudantes, principalmente quando comparadas com os anos anteriores em que não tinham aulas laboratoriais.

É possível concluir que as aulas experimentais são de suma importância e complementam a teoria dada em sala, comprovando sua eficácia no aprendizado de física contribuindo para um melhor entendimento dos conteúdos que são propostos no plano de ensino e maior eficiência no rendimento acadêmico.

## Considerações Finais

Este trabalho aborda o uso do laboratório de física como ferramenta complementar das aulas teóricas.

De fato, como resultado da pesquisa teórica demonstrou, o processo de aprendizagem pode ser facilitado com o uso de recursos experimentais e que a presença de laboratórios de física dentro das escolas, possibilita um maior entendimento e desempenho dos alunos, visto que as mesmas mostram como se dá a aplicação das teorias na realidade, já que, a teoria geral foi desenvolvida para explicar os fenômenos que ocorrem na natureza. Além de ser um estímulo para os alunos, às experiências também facilitam a associação com o conteúdo que é visto em sala de aula, permitindo que o aluno possa visualizar os fenômenos que ocorrem em determinado sistema físico.

Como futuro objeto de estudo, faz-se necessário fazer um comparativo com as escolas que tem seu laboratório em pleno funcionamento e as escolas que não possuem laboratório para que possamos comprovar a eficácia de usar experimentos laboratoriais como forma de auxiliar no entendimento dos conteúdos abordados em sala de aula.

## Referências

AGUIAR, Carlos Eduardo M. GAMA, Eduardo A. COSTA, Sandro M. Ciências da natureza e matemática . Física no Ensino Médio. 2008. Disponível em: &lt;www.sbfisica.org.br&gt;. Acesso em junho 2016.

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BLOSSER, Patrícia E. Materiais em pesquisa de ensino de Física: O papel do laboratório no ensino de ciências. UFSC Florianópolis, v. 5 (2): 74-78 ago., 1988. . CHIQUITO, Adenilson José; RAMOS, Antonio C. Alonge. Batimentos e ressonância de diapasões analisados usando um osciloscópio. Revista Brasileira de Ensino de Física. São Carlos - SP. v. 27, n. 2, p. 219 - 223, 2005. GRANDINI, Nádia Alves; GRANDINI, Carlos Roberto. Os objetivos do laboratório didático na visão dos alunos do curso de Licenciatura em Física da UNESPBauru. Revista Brasileira de Ensino de Física. Sociedade Brasileira de Física, v. 26, n. 3, p. 251-256, 2004. Disponível em: &lt;http://hdl.handle.net/11449/8416&gt;. VILLANI, Carlos Eduardo Porto; NASCIMENTO, Silvania Sousa . A argumentação e o ensino de ciências: Uma atividade experimental no laboratório didático de física do ensino médio. Investigações em Ensino de Ciências. UFMG - Minas Gerais, v.8 (3), pp. 187-209, 2003.

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