UMA SEQUÊNCIA DIDÁTICA SOBRE CONCEITOS DE MECÂNICA APLICADA EM UMA MONITORIA DE FÍSICA

## UMA SEQUÊNCIA DIDÁTICA SOBRE CONCEITOS DE MECÂNICA APLICADA EM UMA MONITORIA DE FÍSICA

## Anamaria Miguez Martinez Souza¹, Cinde de Sousa Costa², Jancarlos Menezes Lapa³

- 1 IFBA/Licenciatura em Física/Salvador, anamariamartinezsouza@gmail.com
- ² IFBA/Licenciatura em Física/Salvador, sousa.cinde@gmail.com
- ³ IFBA/Departamento de Física/Salvador, jancarloslapa@ifba.edu.br

## Resumo

Pensada como um complemento potencializador da formação dos estudantes, a monitoria de Física apresentada neste trabalho é tratada como um espaço de ensino e aprendizagem mais maleável que as salas de aula comuns. Diante das dificuldades, em dar significado a Física, explicitada pelos estudantes que procuraram a monitoria, surgiu a necessidade de trabalharmos uma proposta mais significativa em contrapartida ao ensino mecânico comumente presente nas salas de aula, em especial das escolas técnicas, que é o caso no presente relato. Este trabalho tem por objetivo apresentar os resultados de uma sequência didática sobre mecânica, aplicada com estudantes participantes das aulas de monitoria de Física. Com a experiência tratada aqui, esperamos colaborar para que outras mais sejam implementadas, propiciando assim, mais um ambiente relevante de aprendizagem para os estudantes e monitores envolvidos.

Palavras-chave : Ensino de Física, Aprendizagem Significativa, Monitoria, Mecânica.

## Introdução

Quando uma aluna do primeiro ano do ensino médio afirma: 'Eu só não sei explicar como adotei o sentido do movimento, eu fiz para direita e deu certo, mas não sei por quê' , fica explícita a dificuldade dos estudantes em adotar determinado formalismo matemático para fenômenos físicos. A monitoria de Física foi estruturada para dar significado e desenvolver a habilidade de abstração desses estudantes, providenciando um complemento ao que é realizado na sala de aula.

A monitoria constitui um espaço de ensino e aprendizagem mais maleável que as salas de aula comuns. Com um caráter mais informal, o monitor se aproxima do estudante e é capaz de construir um vínculo, conhecendo melhor seu aluno e suas deficiências. Sendo um ambiente procurado quando os alunos têm dificuldade na disciplina, é composto por estudantes na mesma situação, que tendem a expor suas dúvidas mais 'simplórias' sem medo de serem ridicularizados. Relatos dos estudantes evidenciam, como ponto positivo na monitoria, o fato do professor estar sempre atento a suas dúvidas e não medir esforços para saná-las.

A motivação para realização desse trabalho aconteceu após um teste de concepções alternativas sobre conceitos de mecânica. As questões tratavam de força e leis de Newton, com alguns problemas retirados de um teste já existente (LANG E MOREIRA, 1986), outros foram adaptados ao perfil do curso da turma Muitas das concepções apresentadas pelos estudantes são encontradas na literatura, como era de se esperar, no entanto alguns casos particulares se repetiram e chamam atenção, e não pudemos deixar de perceber sua relação com as

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23 a 27 de janeiro de 2017

questões mais tradicionais e encontradas no Ensino de Física. Daí surgiu a necessidade de trabalharmos uma proposta mais significativa em contrapartida do ensino mecânico comumente presente nas salas de aula, em especial das escolas técnicas, que é o caso no presente relato.

- O termo aprendizagem significativa surgiu com mais ênfase com os trabalhos de David Ausubel, no qual ele propõe um ensino voltado para uma construção de conhecimento e significados. Segundo Moreira (2011):

Aprendizagem significativa é o processo através do qual uma nova informação (um novo conhecimento) se relaciona de maneira não arbitrária e substantiva (não-literal) à estrutura cognitiva do aprendiz. (Pg. 26)

Ou seja, os conhecimentos que irão ser abordados na sala de aula devem ser relevantes para aquele estudante. Ausubel (1973) mostra que mesmo que aquele conteúdo não seja de início significativo ele deve ser trabalhado e transformado em conhecimento significativo.

Optamos por desenvolver junto aos estudantes questões mais complexas, necessitando de uma análise mais reflexiva e menos mecânica da situaçãoproblema apresentada na questão. A escolha se fez acreditando que, conforme a teoria de Vergnaud (1983), a resolução de situações-problema progressivamente mais complexas e principalmente não familiares requer a máxima transformação do conhecimento adquirido, objetivando assim uma aprendizagem significativa na perspectiva de Ausubel. A partir da análise das resoluções dos estudantes e da argumentação utilizada para justificar as escolhas nas resoluções é possível identificar as suas dificuldades e se os conceitos utilizados são formais e cientificamente aceitos, para então orientá-los.

Nessa perspectiva, é esperado que os alunos sejam capazes de enunciar com clareza os conceitos e os mecanismos adotados para resolução de um problema, e devem ser incentivados a isso. O desenvolvimento da linguagem científica também é encorajado, sendo ela necessária para que haja comunicação em um mundo globalizado no qual a ciência e a tecnologia não podem ser desvinculadas do cotidiano. É preciso que o professor compreenda que este processo é gradualmente desenvolvido no estudante, que aos poucos vai se tornando capaz de articular e argumentar de maneira explícita e cientificamente aceita, sendo a monitoria um complemento potencializador da formação desse jovem (FACCHINELLO E MOREIRA, 2008). Segundo Vygotsky (1998) é papel do professor ser mediador, fazer o uso da linguagem e de símbolos e principalmente, oferecer situações das mais diversas, escolhidas para possibilitar o desenvolvimento proximal do aluno.

Por tudo que foi apresentado, acreditamos que este seja um caminho possível de ser implementado na monitoria, contando com o apoio de monitores capacitados, licenciandos que se beneficiaram da experiência com a proposta e da preparação para implementá-la, e de um orientador. É aconselhável que a monitoria seja orientada por um profissional da área de Ensino de Física, uma orientação sem parâmetros ou até mesmo a falta desta pode prestar um desfavor aos estudantes envolvidos, de todos os níveis, servindo apenas para reforçar concepções alternativas e conceitos equivocado da ciência e da Física.

Este trabalho se propôs ao relato da construção e aplicação de uma sequencia didática sobre mecânica realizada com estudantes do ensino médio,

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participantes das aulas de monitoria oferecidas no âmbito dos cursos técnicos integrado de um instituto federal de educação profissional, cientifica e tecnológica.

## Metodologia

A sequência foi aplicada durante aproximadamente 3 meses na monitoria de Física em uma turma do primeiro ano de química, do ensino técnico na modalidade integrado de um instituto federal de educação profissional, cientifica e tecnológica. Foi realizada por uma monitora, estudante do sexto semestre de Licenciatura em Física da mesma instituição.

As atividades realizadas se dividem em três momentos. Após o teste de concepções, os momentos seguintes tiveram duração aproximada de um mês e meio cada, porém o tempo deverá ser ajustado a dinâmica de cada turma. A sequência está dividida conforme a quadro 1:

Quadro 1 - momentos da sequência.

## Análise de Resultados

## Primeiro momento

O teste de concepções constituído de dez questões, com três ou cinco alternativas cada, foi respondido por 50 alunos. O resultado está identificado por questão, de acordo com o numero de respondentes na tabela abaixo.

Quadro 2 - resultados primeiro teste de concepções alternativas

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As questões de 1 a 3 tratam sobre a força de atrito, as respostas dos estudantes refletem uma dificuldade de associar força com aceleração ao invés de velocidade além de não compreenderem que a aceleração resultante é a responsável pelas características do movimento. As questões 4 a 6 se referem as forças que atuam no corpo em três instantes durante um lançamento vertical para cima; logo após o lançamento, no ponto mais alto da trajetória, e durante a queda livre. A alternativa marcada pela maioria dos estudantes demonstra a dificuldade de diferenciação do vetor velocidade e força, os estudantes buscam justificar o sentido do movimento com uma força inexistente, além de associarem a normal como uma força de reação a força peso, indicando-a mesmo quando não há superfície de contato. Na sétima questão, a questão mais marcada foi a cientificamente mais aceita (18/50), no entanto a alternativa que aponta uma concepção aristotélica foi consideravelmente assinalada (13/50), e afirma que os corpos se movem para o centro terra por que é da sua natureza, o que Peduzzi (1996) caracteriza como concepções aristotélicas de movimento:

'Dentro desta concepção de lugar natural e da constituição da matéria pode-se então, entender porque uma pedra cai quando solta de uma certa altura. Por ser uma pedra constituída basicamente do elemento terra, ela cai porque deve retornar ao centro do universo, seu lugar natural. ' (PEDUZZI,1996, p.53)

A segunda alternativa mais assinalada afirma que o corpo só cai por que nada se opõe ao seu movimento, em nenhum momento foi orientado que fosse desprezada a resistência do ar e mesmo assim parte considerável dos estudantes (17/50) desprezou a oposição ao movimento, ato corriqueiro na resolução da maioria dos livros didáticos, e que por si só não responderia de forma cientificamente aceita, uma vez que corpos caem mesmo com oposição ao movimento. Na oitava questão todas as alternativas apresentavam concepções alternativas, apenas quatro estudantes não concordaram com nenhuma alternativa, a alternativa mais marcada indica mais uma concepção de movimento aristotélica (17/50), e a segunda alternativa mais adotada, a concepção de que o movimento cessa e inicia a queda logo após retirar o agente da força (16/50). A nona questão trata sobre conservação de movimento e mais uma vez a grande parte dos estudantes (20/50) associa a força diretamente com a velocidade, e têm dificuldade de conceber a conservação da quantidade de movimento após colisões. Na décima e última questão, as afirmativas que apresentavam concepções alternativas tiveram um índice menor de escolha, a maioria dos estudantes consegue perceber a necessidade do cinto de segurança devido a inércia, contudo é relevante o número de estudantes (12/50) que associam o uso de cinto à força de atrito que arremessariam os corpos na frenagem, acreditando que a força de atrito ao invés de se opor ao movimento estaria gerando movimento.

## Segundo momento

A correção das atividades nos deu uma perspectiva mais aprofundada das concepções alternativas dos estudantes uma vez que foi analisado também questões discursivas . Dentre os diálogos analisados, um em particular chama 1 atenção:

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Professora (P): - Na terceira questão, no ponto A, após o lançamento da bolinha, quais as forças atuam no corpo?

Alunos (A): - Força peso

Aluno1 (A1): - E a força normal pra cima...

P: Vamos analisar agora, o que é a força normal?

A1: É a força que existe para equilibrar o peso.

A2: Não, a normal é a força de reação ao peso.

Em seguida a monitora relembra aos estudantes o que é a força normal e ressalta o porquê da Normal e o Peso, não serem um par de ação e reação, refaz a pergunta sobre quais as forças estão atuando sobre o corpo e os estudantes entram em consenso de que não existe força Normal uma vez que não há superfície.

Esse diálogo nos faz refletir sobre o impacto que determinadas questões, realizadas repetidamente no ensino de física, podem exercer sobre as concepções alternativas dos estudantes. Que muitas vezes adotam um único método para resolução de problemas, que na maioria dos casos é eficiente, o que os condiciona a repetir padrões para resolução, quando encontram atividades que exigem maior desenvolvimento entram em conflito e não conseguem avançar. No caso em questão, após realizar uma série de questões onde o corpo está em equilíbrio e a força Normal é igual ao Peso, os estudantes tentam utilizar o mesmo esquema indiscriminadamente.

## Terceiro momento

Foram realizadas 4 atividades. Na primeira atividade o professor propôs uma situação-problema aos estudantes na qual, eles deveriam imaginar uma colisão frontal entre um caminhão e um carro que se movem com velocidades distintas em sentido contrário, e então responder verbalmente para o grupo se a força que o caminhão exerce no carro é maior do que a força que o carro exerce no caminhão. Nesta atividade apenas um estudante afirmou serem forças iguais, porém não teve firmeza no momento de responder diante da turma que discordava de sua afirmação.

Algumas concepções alternativas puderam ser percebidas; apesar de reconhecerem haver na situação um par de ação e reação, ao serem questionados com uma situação onde os corpos possuem uma diferença muito grande de massas e velocidades diferentes, eles afirmam que a força do caminhão exercida sobre o carro na colisão é maior do que a que o carro exerce no caminhão, associando força à massa de cada corpo. Os estudantes também costumam associar força com velocidade e não com aceleração, como quando uma aluna afirma: ' Quanto maior a velocidade maior a força, por que força é massa vezes a velocidade. '

Depois o problema proposto solicitava do estudante que imaginassem uma situação onde estivessem em um elevador com uma balança. Inicialmente foi solicitado que imaginassem a balança sem ninguém em cima no elevador em repouso, com o estudante sobre a balança, em seguida o elevador subindo, depois descendo, atentando para a transição do movimento, e por fim quando chegasse ao solo. Em todas as situações eles deveriam ilustrar e identificar as forças presentes na balança qualitativamente. Após discutir em grupo quais as forças estavam presentes, quais eram maiores, se havia situação de equilibro, em quais momentos o elevador acelerava, o que causava a variação da balança, iniciamos o segundo momento, no qual os estudantes deveriam iniciar o formalismo matemático e

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resolver uma questão sobre força em elevador. Aqui também apareceram algumas das concepções espontâneas vistas nas atividades anteriores, como a existência da normal para equilibrar o peso por exemplo. Alguns alunos também associam a variação de valores no mostrador da balança com a força peso que supostamente 'variou' e não à variação da força resultante. Poucos a princípio associaram à diferença no mostrador da balança a variação da força resultante devido a aceleração do elevador nos momentos de transição. Após a socialização do que escreveram na primeira parte da atividade, sem que a professora sinalizasse qual estava correta, conseguiram chegar em um consenso, e ao menos anunciaram aceitar a explicação mais cientifica para a variação no mostrador da balança, onde a aceleração do elevador alterava a força resultante sobre a balança e assim o valor no mostrador. No momento de realizarem o formalismo matemático, os alunos acertaram o cálculo dos problemas e justificaram corretamente.

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Figura 1 e 2 : 1º e 2º momento da atividade, balança no elevador.

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Nesta fase da atividade foi feito a leitura de um texto bibliográfico sobre as leis de Newton, aula de história da ciência recortada nos percursores de Newton e resolução de questionário. A leitura de texto é uma ferramenta pouco explorada na sala de aula dos alunos que frequentaram a monitoria, a utilização do mesmo proporciona um complemento interessante, desenvolvendo outras habilidades que não as mesmas já feitas em sala pelo professor da turma. Motivando os estudantes, que após conhecer a biografia de Newton se mostraram mais dispostos a conhecer suas leis. Tal atividade permitiu ainda trabalhar as visões distorcidas da ciência comumente encontrada nos manuais didáticos, oportunizando discussões sobre a aclamada 'genialidade' dos cientistas e chamando atenção a todos os fatores exógenos que cerceavam sua notoriedade. Descontruindo a ideia de ciência regular, constituída de fatos sucessórios regulares que contribuem para seu desenvolvimento linear. A resolução do questionário culmina a atividade, os alunos deveriam então escrever sobre as leis que estudaram, ensaiando assim desenvolver o discurso e a escrita.

Nesta fase da atividade foi construído um mapa no quadro e análise em grupo para resolução de questões trazidas pelo professor. O mapa convém para

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assentar e organizar o que foi estudado ao longo dos meses, relembrando aos estudantes os pontos principais e facilitando a atividade seguinte. Por fim, a resolução de atividades no quadro, cujo intuito era desafiar os estudantes a solucionar problemas que mobilizassem o que haviam aprendido, sem com isso permitir que um único método memorizado fosse possível solucionar todas as questões, forçando-os a resolvê-las consciente das escolhas adotadas, fazendo os voltar a teoria para refletir e solucionar as questões, compreendendo o sentido das mesmas. A resolução qualitativa do problema proposto é tão importante quanto a matemática e os valores envolvidos e os dois devem andar juntos.

## Conclusão

Durante a aplicação da sequência, em conformidade com o que apresenta a literatura, as concepções espontâneas apresentadas pelos estudantes se mostraram bastante resistentes, os alunos criam argumentos intricados, e constroem raciocínios para justificá-las. Assim sendo, o uso de atividades que coloquem as concepções em conflito, de questões que exijam dos estudantes domínio sobre os conceitos aplicados, não permitindo que o mesmo mecanismo possa ser adotado para resolver situações-problemas indiscriminadamente se mostrou uma estratégia de ensino promissora. Contudo não buscamos com isso substituir ou 'retirar' as concepções prévias dos estudantes, apenas fornecer subsídios para que no momento que necessitem, quando as concepções não sejam mais suficientes de responder a situações e problemas, sejam capazes de formular uma análise e dar significado a questões e fenômenos físicos.

Percebemos também, o desenvolvimento da linguagem científica dos estudantes após as atividades, os mesmos demonstraram domínio do emprego das palavras mais comumente utilizadas durante o estudo da Física, palavras como: força, aceleração, velocidade, normal, perpendicular, método, inércia, reação, ação, atrito, gravidade, sentido, direção, módulo, grandeza, dentre outras, foram utilizadas de maneira adequada durante a realização das atividades. Outro indicativo de sucesso da sequência foi o índice de frequência dos estudantes na monitoria, os estudantes passaram a frequentar a monitoria regularmente, o que antes só acontecia em véspera de avaliação.

Por fim, acreditamos que essa experiência tenha sido enriquecedora para todos os envolvidos, estudantes, monitores e orientador, que juntos trabalharam para construir um ambiente propício à aprendizagem, buscando não apenas educar, mas acolher os estudantes que se sentiam marginalizados em sala de aula devido a suas dificuldades, trabalhando desde a autoestima dos alunos até a física. Esperamos que este trabalho possa inspirar outras sequências e outras monitorias aos que buscam alternativas para o ensino.

## Referências

AUSUBEL, D. P. Algunos aspectos psicológicos de la estrutuctura del conocimiento. Buenos Aires: El Ateneo, 1973.

FACCHINELLO, C. S. MOREIRA, M.C . Uma alternativa para o ensino da dinâmica no ensino médio a partir da resolução qualitativa de problemas -

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Porto Alegre: UFRGS, Instituto de Física, 2008. 51 In Textos de apoio ao professor de física / Marco Antonio Moreira, Eliane Angela Veit, ISSN 1807-2763; v. 19 , n.6

MOREIRA, M. A. Aprendizagem Significativa: um conceito subjacente. Aprendizagem Significativa em Revista , Porto Alegre, v. 1, n. 3, p.2546, dez. 2011. Quadrimestral. Disponível em: &lt;http://www.if.ufrgs.br/asr/artigos/Artigo\_ID16/v1\_n3\_a2011.pdf&gt;. Acesso em: 21 ago. 2016.

MORTIMER, E. F. Construtivismo, mudança conceitual e ensino de Ciências: para onde vamos? Revista virtual, n.1, artigo 2, 1996.

VYGOTSKY, L. S. A formação social da mente . 6.ed. São Paulo: Martins Fontes, 1998.

PEDUZZI, L.O.Q. Física aristotélica: Por que não considerá-la no Ensino da Mecânica? - Florianópolis- SC: UFSC, in Cad.Cat.Ens.Fis., v.13,n1: p.48-63, abr.1996.

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