APRIMORANDO O ENSINO E APRENDIZAGEM USANDO EXPERIMENTOS EM SALA DE AULA

## APRIMORANDO O ENSINO E APRENDIZAGEM USANDO EXPERIMENTOS EM SALA DE AULA

## Marline de Sousa Oliveira

Universidade Federal de Rondônia/marlinesoliveira@gmail.com

## Vanuza Oliveira Louback Gonsaga

Universidade Federal de Rondônia/vanuzalouback@hotmail.com.br

## Camila de Sousa Oliveira

Universidade Federal de Rondônia/kamilasouza\_oliveira@hotmail.com

## Carlos Mergulhão Junior

Universidade Federal de Rondônia/Departamento de Física/pibid.fisica.jipa@gmail.com

## Resumo:

Com o intuito de ensinar Física de maneira diferente, professores vêm adotando o uso de experimentos em sala de aula. Essa é uma alternativa na qual o objetivo é fazer o aluno compreender o conteúdo visualizando e interagindo com o mesmo. Baseando-se nisso, bolsistas do subprojeto PIBID de Física de Ji-Paraná elaboraram uma aula sobre plano inclinado e durante a aula foi aplicado um questionário para testar o conhecimento prévio dos alunos e em seguida foi apresentado um experimento de plano inclinado que possibilitasse aos alunos interagirem com os aspectos dinâmicos do plano inclinado. Com isto, os alunos puderam verificar se suas as respostas ao questionário respondido por eles estavam certas ou não. Os resultados obtidos pelo questionário aplicado antes do experimento revelam que a maioria dos alunos não conseguiu identificar as forças que atuam em um plano inclinado, a maioria deles não sabia que a massa não influencia numa corrida de carrinhos em um plano inclinado contanto que o atrito seja desprezado, entre outros. Após a realização dos experimentos foi possível perceber que os alunos conseguiram compreender bem o conteúdo e que suas dúvidas sobre o experimento foram esclarecidas. Portanto, esta atividade realizada no âmbito do PIBID alcançou os resultados esperados.

Palavras-chave: Experimentos, Ensino de Física e Sala de Aula.

## Introdução

Nos últimos anos, várias tentativas têm sido exploradas com o objetivo de melhorar o ensino de Física nas escolas. Um dos métodos tem sido o uso de experimentos seja em laboratórios, em sala de aula ou ao ar livre na tentativa de contribuir com o ensino e aprendizagem dos alunos. No entanto, segundo Carlos (2009, p.2), o que se observa é que, mesmo com todo o esforço, a utilização dos experimentos ainda não se fortaleceu na prática pela maioria dos professores de ciências do País.

A questão diverge entre os pesquisadores, embora boa parte defende a importância do uso de atividades experimentais para ajudar o aluno a compreender

os conteúdos ao estudar ciências e, em particular, física. Porém, outros não acreditam ser possível o aluno extrair conhecimento e menos ainda compreender as atividades científicas devido a sua complexidade. Desta forma, os resultados acerca da natureza e do ensinar ciência acabam por fundamentar diferentes interpretações e estilos de se conduzir as atividades experimentais tanto no nível básico quanto no superior.

- O objetivo desta pesquisa é fazer uma análise do uso pedagógico de experimento em sala de aula e verificar a contribuição deste uso para a aprendizagem do conteúdo de Física quando se permite, além da observação, a interação do aluno com o experimento em sala de aula.

## Referencial Teórico

Conforme Gaspar e Monteiro (2010), foi na década de 1970 que começou a surgir em todo mundo museus e centros de ciências, locais onde as demonstrações experimentais tornaram-se o centro da atenção e do encantamento dos visitantes. Esse movimento deu início a um processo de resgate da prática de demonstrações experimentais em ciências na sala de aula. Segundo Séré, Coelho e Nunes, (2003 p. 38):

Através dos trabalhos práticos e das atividades experimentais, o aluno deve se dar conta de que para desvendar um fenômeno é necessária uma teoria. Além disso, para obter uma medida e também para fabricar os instrumentos de medida é preciso muita teoria. Pode-se dizer que a experimentação pode ser descrita considerando-se três polos: o referencial empírico; os conceitos, leis e teorias; e as diferentes linguagens e simbolismos utilizados em física.

Desta forma as aulas experimentais podem ser aplicadas com diferentes objetivos, um deles é ensinar o aluno a ser observador e assim facilitar a ligação entre os conceitos aprendidos em sala de aula com o seu cotidiano. Além disso, esta metodologia pode fornecer várias contribuições ao ensino e aprendizagem de ciências, através da visualização e comprovação. Segundo Cassaro, (2012, p. 15):

O conhecimento inicial do mundo ocorre pela percepção dos fenômenos e de seus eventos associados. É a partir dessa percepção que nos tornamos capazes de gerar algum conhecimento e uma explicação sobre eles. No entanto, o aprofundamento desse conhecimento exigiu do ser humano o desenvolvimento das inúmeras ciências, sejam elas da natureza, sociais, exatas ou quaisquer outras, de modo que a análise e a síntese, como processos complementares, tornam-se indispensáveis para o conhecimento do mundo.

Sendo assim tudo começa com a percepção dos fenômenos relacionados aos eventos e partindo daí o conhecimento é gerado. Desta forma o professor precisa estimular os alunos a perceberem os eventos que envolvem todo o sistema em que o cotidiano do aluno está relacionado, para gerar conhecimento através da explicação dos conceitos envolvidos e das práticas experimentais.

Algumas vezes professores costumam atribuir às atividades experimentais uma possibilidade de motivação, de modo a contribuir e despertar a atenção de alunos mais dispersos na aula. Assim, essas aulas principalmente as desenvolvidas em grupo são atividades que propõem uma série de habilidades e competências que favorecem o entrosamento e a busca pela solução dos problemas apresentados. Segundo Oliveira (2010 p.142):

Nas aulas experimentais, especialmente naquelas em que os alunos desenvolvem em grupo, há uma série de atividades propostas, onde as habilidades e competências são favorecidas: divisão de tarefas, responsabilidade individual, negociação de ideias e instruções para a solução dos problemas.

Por isso não é suficiente apenas reunir os alunos e esperar que todos esses eventos ocorram de forma natural. É preciso planejar as atividades em grupo e observar seu o desenvolvimento durante a aula. É importante que o professor discuta antes quais as regras que serão usadas, discutam sobre a necessidade de respeitar as opiniões dos colegas e garantir que todos tenham participação na realização e na análise do experimento. Além disto, é importante que o aluno registre o que está observando propiciando assim uma reflexão sobre o que ele está observando além de estimular a sua concentração conforme argumenta Carvalho et al., (2005, apud OLIVEIRA, 2010 p. 143):

As aulas experimentais exigem dos alunos uma atenção cuidadosa aos fenômenos ocorridos durante o experimento, aprimorando sua capacidade de observação, fundamental para que compreendam todas as etapas da atividade proposta e melhorem sua concentração. Uma das formas de estimular ainda mais o aprimoramento de tal habilidade é através da solicitação aos alunos de registros escritos sobre os eventos ocorridos durante a atividade.

A metodologia utilizada neste trabalho se fundamenta então nesta abordagem de se aprimorar o aprendizado de conceitos de Física através do uso pedagógico de experimentos de baixo custo em sala de aula.

## Metodologia

O estudo se desenvolveu em uma escola púbica de Ensino Fundamental e Médio localizada na cidade de Ji-Paraná/RO, com iniciativa do coordenador do subprojeto PIBID/FÍSICA, através de aplicação de atividades experimentais nas aulas de Física. Foi aplicado uma aula com experimento sobre plano inclinado quase sem atrito aos alunos do primeiro ano do ensino médio (ver experimento na figura 1). Nesta aula o objetivo era verificar o conhecimento que eles já tinham sobre o assunto e o quanto de conhecimento os alunos adquiriram durante a aula.

Figura 1: Experimento do plano inclinado aplicado

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A atividade aplicada se resume da seguinte forma: inicialmente foi aplicado um questionário para avaliar o conhecimento prévio dos alunos a respeito do tema em questão. Os alunos não tinham estudado ainda este tema na escola. Em seguida foram feitas perguntas para nortear os alunos sobre o experimento a ser feito e para

provocar discussão entre eles. Depois foi apresentado de forma resumida alguns conceitos sobre o tema de plano inclinado. Durante a aplicação do experimento foram feitas perguntas para provocar discussão sobre o que aconteceria no experimento. Os alunos foram respondendo e discutindo entre eles a medida que o experimento estava sendo realizado. Neste processo, o professor propunha não somente questões sobre a física do plano inclinado como também questões que relacionam este tema com o cotidiano dos alunos. Após a aula e a realização do experimento foi aplicado o mesmo questionário permitindo aos alunos corrigirem as questões respondidas anteriormente com o que eles observaram e aprenderam durante a aplicação dos experimentos.

Esta aula foi aplicada para 62 alunos divididos em duas turmas do primeiro ano do ensino médio. Na turma do 1º ano A de 32 alunos foi elaborado um experimento com uma rampa de madeira lixada para remover o atrito com vários ângulos de inclinação, uma balança, 3 carrinhos de massas diferentes. Durante a aula os alunos foram convidados a se agruparem próximos do experimento para interagirem com o mesmo e esclarecer as dúvidas e responderem as questões do questionário. Porém como a quantidade de alunos era consideravelmente grande para somente um experimento, nem todos puderam manusear o experimento, a maioria só observou. Diante desta situação, foi decidido fazer mais experimentos de plano inclinado para ser aplicado na outra turma.

Na turma do 1° Ano B de 30 alunos foi construído 3 experimentos, para que todos os alunos pudessem interagir com os mesmos, estas novas rampas eram todas de MDF e bem lixada. Para estes experimentos foram utilizados apenas 2 carrinhos com massas diferentes sendo a massa de um carrinho o dobro da massa do outro, uma balança e um transferidor para obter o ângulo da rampa. A turma foi dividida em três grupos de 12 alunos onde cada grupo teve o acompanhamento de uma bolsista do programa PIBID para orientar a realização do experimento.

Os questionários aplicados na turma do 1º Ano A ficaram diferentes da turma do 1º Ano B, devido no primeiro experimento (turma A) ter 3 carrinhos e no segundo apenas 2 carrinhos (turma B).

## Resultados e discussões

A primeira questão foi sobre quais são as forças que atuam em um corpo sobre um plano inclinado sem atrito e se essas forças atuam na mesma direção. As porcentagens de acertos e erros está no quadro 1.

Quadro 1: Quantidade de acertos e erros nas duas turmas

Pode-se observar que a porcentagem de acertos é muito pequena, evidenciando a falta de conhecimento de física em relação ao conteúdo apresentado. Um problema identificado foi o fato de os alunos não terem noção do que é o conceito de força visto que a maioria das respostas dadas foi que massa, inclinação, aceleração e aceleração gravitacional são as forças que atuam sobre um corpo no plano inclinado. No quadro acima verifica-se que os alunos da turma do 1 o B não conseguiram identificar as forças atuantes no plano inclinado corretamente. O problema encontrado na turma do 1º A é detectado ainda na turma do 1º B. Neste caso, muitos responderam que a gravidade e 'força do ar' são exemplos de tais forças.

Quando perguntado qual carrinho chegaria primeiro, se colocados num plano inclinado e solto juntos (questão 2), obteve-se as seguintes respostas:

Quadro 2: Opinião dos alunos quanto a questão 2

No Quadro 2 temos a opinião dos alunos onde estava sendo analisado três carrinhos. Verifica-se que maioria dos alunos respondeu que os carinhos chegariam juntos, com a justificativa de que eles foram soltos da mesma altura, com a mesma inclinação. 34% dos alunos da turma A optaram em responder que o carrinho mais pesado chegaria primeiro, algumas das justificativas foi que devido a massa do carrinho ser maior ele adquiria maior velocidade. 16% responderam que o mais leve chegaria primeiro. Analisando a massa, algumas justificativas dadas pelos alunos foi que o carrinho sendo mais leve iria adquirir maior velocidade e assim maior aceleração. 6%responderam que o de peso médio chegaria primeiro, as justificativas se basearam na observação dos carrinhos levados, pois estes possuíam formas diferentes, portanto a resposta se justifica na aerodinâmica do carrinho.

No quadro 2, observa-se que 77% dos alunos da turma B disseram que o carrinho mais pesado chegaria primeiro, com a justificativa de que o mais pesado seria mais rápido e adquiriria maior velocidade. 3% dos alunos da turma B afirmaram que o mais leve chegaria primeiro, enquanto que 20% afirmaram que os carrinhos chegarão juntos com a justificativa de que ambos estarem sobre o mesmo efeito da gravidade e por serem soltos juntos.

Analisando as opiniões das duas turmas verifica-se que a turma do 1º Ano A tinha um maior conhecimento sobre o assunto.

A questão 3 foi: O que é preciso fazer para que um carrinho obtenha uma maior aceleração em um plano inclinado sem atrito?

As porcentagens das respostas obtidas estão no quadro 3.

Quadro 3: Opinião dos alunos turma quanto a questão 3

No quadro 3 verifica-se que do total de alunos, 66% da turma do 1ª Ano A e 57% da turma do 1º Ano B, afirmaram que é necessário aumentar o ângulo de inclinação, justificando que aumentando a inclinação, a rampa fica mais alta e o carrinho pega mais embalo, 19% da turma do 1º Ano A e 23% da turma 1º Ano B disseram que o carrinho precisaria ter mais massa, justificando que quanto mais pesado maior a velocidade, 9% turma 1º Ano A e 17% turma do 1º Ano B afirmaram que o carrinho precisa ter menor massa, pois desta forma ele conseguiria ter maior velocidade. E 6% do 1º Ano A e 3% do 1º Ano B afirmaram que era preciso diminuir o ângulo de inclinação da rampa, segundo o aluno I: 'quanto menos inclinado ele chegará mais rápido. ' Neste quesito, a maioria forneceu a resposta correta.

Na questão 4 foi perguntado qual ângulo o carrinho levaria menos tempo para chegar no final da rampa, as repostas se concentraram no ângulo com maior e menor inclinação, 47% da turma do 1º Ano A e 22% da turma do 1º Ano B responderam que seria o maior ângulo, como justificativa, alguns alunos se referiram que a altura de inclinação da rampa em relação ao solo permitirá mais impulso e maior velocidade.

No total de alunos, 41% da turma do 1ºAno A e 20% da turma do 1º Ano B responderam que o menor ângulo seria o correto. Um aluno justificou baseando na altura e que por ser mais baixo o carrinho chegaria primeiro, outro ainda que seria mais rápido quando for menos inclinado.

Na última questão foi perguntado o que não influencia na aceleração de um corpo no plano inclinado, as respostas obtidas foram: Para a turma do 1º Ano A, 56% responderam que a massa do corpo não influencia, 19% responderam que a força normal não influencia, 12% disseram o que a inclinação da rampa não influencia e 13% afirmaram ser outros fatores como a resistência do ar. Na turma do 1º Ano B, as respostas foram 45% dos alunos disseram que nenhuma das alternativas influenciavam a aceleração, 34% responderam que era a massa do corpo que influenciava e 21% responderam pela inclinação da rampa.

Segue agora a análise da visão total do método utilizado, através dos gráficos a seguir.

Ao analisarmos uma visão geral do método utilizado, através dos gráficos 1 e 2 a seguir podemos observar que após o experimento a turma A manteve seu rendimento superior a turma B.

Gráfico 1: Quantidade de acertos e erros após o experimento turma do 1º A.

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Observa-se no gráfico 1, que a quantidade de acertos em relação a primeira questão teve um aumento significativo, pois o experimento os permitiu observar as forças que atuam no plano inclinado. Observa-se nas questões de número 2 que perguntou: 'qual carrinho chega primeiro' e a 5: 'O que não influencia na aceleração' vemos que os erros ocorreram devido a alguns impecilhos na realização do experimento. Como foi apresentado apenas um experimento para 32 alunos tornou dificil a interação de todos. Um outro fator que prejudicou a visualização do fenômeno foi a utilização da rampa de madeira lixada, a qual não pode ser considerada totalmente sem atrito e os carrinhos que por serem de diferentes tamanhos e formas a visualização total do fenômeno ficou prejudicada.

Gráfico 2: Quantidade de acertos e erros após o experimento turma do 1º B.

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Ao analisar a turma B, apresentada no gráfico 2, observa-se também um aumento no número de questões respondidas corretamente, principalmente referente a questão 1 onde antes do experimento não houve nenhum acerto. Note que as mesmas questões 2 e 5 que motivaram erros na turma A, resultaram em menos erros na turma B. Este melhor desempenho foi devido ao fato dos experimentos serem feitos com rampas mais adequadas, com divisão de grupos, permitindo que todos pudessem observação e interagir com o experimento.

## Considerações finais

Vários autores enfatizam a importância de aulas que ajudam o aluno a relacionar conteudo de sala de aula com o cotidiano. A experimentaçao permite a ligação da teoria com a prática para a busca na formação do conhecimeto, e através

de experimentos concretos o aluno tem a oportunidade de observar e interagir assimilando melhor os conceitos.

Os dados apresentados comprovam a importancia das aulas práticas para enriquecer o aprendizado. Tambem podemos observar que a turma que teve a oportunidade de observar e interagir melhor com o experimento obteve um resultado melhor quando comparado as respostas dadas antes com as dadas depois do experimento.

A aplicação nos chama atenção também aos erros que o professor pode cometer ao realizar tal método. Por isto há necessidade que professores sejam bem preparados e qualificados para ser possível a implantação adequada da prática experimental nas salas de aula, permitindo assim ao educando explorar seus conhecimentos em todas as etapas, ou seja, na observação, interação, discussão com os colegas e esclarecimento de dúvidas.

## Referências

CASSARO, Renato. Atividades experimentais no ensino de física. Ji-Parana: UNIR, 2012. Monografia de TCC. Especialização em Ensino de Física, UNIR, JiParaná, 2012.

CARLOS, Jairo Gonçalves. MONTEIRO JÚNIOR, Francisco Nairon. AZEVEDO, Hernani Luiz. SANTOS, Thiago Pereira. TANCREDO, Bruno Nogueira. Análise de artigos sobre atividades experimentais de Física nas atas do encontro nacional de pesquisa em Educação em ciências . In: VII Enpec: Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências. Florianópolis, Santa Catarina, 2009. ISSN: 21766940.

GASPAR, Alberto. MONTEIRO, Isabel Cristina de Castro. Atividades Experimentais de demonstrações em sala de aula: uma análise segundo o referencial da teoria de Vygotsky. Investigações em Ensino de Ciências , v. 10 (2), p. 227-254, 2010.

OLIVEIRA, Jane Raquel Silva. Contribuições e abordagens das atividades experimentais no ensino de ciências: reunindo elementos para a prática docente. Acta Scientiae , v.12, n.1, jan./jun. 2010.

ROLANDO, AXT; MOREIRA; Marco Antônio.(1991) O ensino experimental e a questão do equipamento de baixo custo. Revista Brasileira de Física, v.13 dezembro. 1991

SÉRÉ, Marie-Geneviève; COELHO, Suzana Maria; NUNES, António Dias. O papel da experimentação no Ensino da física. Cad.Bras.Ens.Fís. v.20, n.1, p. 30-42, abr. 2003.