RELATO DE EXPERIÊNCIA: CINEMÁTICA EM UMA ABORDAGEM COM BRINCADEIRAS E DESAFIOS

## RELATO DE EXPERIÊNCIA: CINEMÁTICA EM UMA ABORDAGEM COM BRINCADEIRAS E DESAFIOS

## BRENDO PEREIRA DONATTI 1 , CARLOS IVAN FALCÃO FEHLBERG 2 , GABRIEL SCHIMITH DOS SANTOS 3 , MARILUZA SARTORI DEORCE 4 , ROBSON LEONE EVANGELISTA 5

- 1 Ifes, coordenadoria de Física, brendopedo@gmail.com

## Resumo

A partir de um projeto, como alunos do primeiro período de Licenciatura em Física, aplicamos e analisamos, com o tempo de uma aula normal de Física para o primeiro ano do Ensino Médio, uma abordagem que contrapõe o aprendizado que foca unicamente na memorização de formulas básicas, usando de atividades lúdicas, envolvendo diretamente os alunos, através de desafios e brincadeiras que funcionaram como atividade experimental sobre a qual foram retrabalhados tópicos da Cinemática, como movimento circular e lançamento oblíquo. A partir daí, tendo em mãos questionários que nos permitiam comparar a compreensão antes e depois da aplicação da prática, foi feita uma análise de dados que demonstrou ser positiva essa imersão lúdica e participativa do aluno nos conteúdos, aproximando mais as teorias estudadas em sala e a realidade deles, permitindo assim uma apreensão mais proveitosa de conceitos científicos e suas aplicabilidades no cotidiano dos discentes, tirando uma espécie de véu que separa alunos e a Física.

Palavras-chave : Ensino de Física, Atividade Lúdica, Participação.

## Referencial Teórico

Como alunos ingressantes na licenciatura, inquietos e desafiados a criar uma aula diferenciada, com base em experimentos, não poderíamos nos ater às fórmulas prontas de apresentação de um experimento sem qualquer interação dos alunos. A ciência também é deles, portanto é direito deles participar de suas demonstrações. Boal (1982), quando se refere ao teatro, diz:

'(...) há gente que pensa que os espectadores foram feitos para o teatro e não o teatro para os espectadores. Quem diz isto é cretino.' (p. 13)

Por que seria diferente com a ciência, dado que esta também é feita por pessoas, para as pessoas? A ciência foi feita para a sociedade, inclusive para os estudantes. E nessa concepção da participação dos estudantes nos experimentos, não estamos sozinhos. Feynman (apud SERWAY, 2004), prêmio Nobel de Física, certa vez disse:

'Você não sabe nada até que tenha praticado.' (p. 24)

Claro que todo professor de Física sonha em trabalhar todo o tempo com aulas práticas, mas nem sempre isso é uma possibilidade. Há uma grade curricular a se cumprir dentro de um horário fixo. E essa grade, esse horário, nos

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prendem e nos tiram a possibilidade de trabalharmos os conteúdos de uma forma mais atrativa e participativa. Mulinari (2013) já constata isso:

'(...), devido ao pouco tempo de aulas por semana e a grande quantidade de conteúdos, torna-se inviável o preparo de aulas práticas, pois neste sentido se pensa que o tempo despendido para a demonstração de uma aula experimental é o tempo no qual se poderia estar vencendo o conteúdo'. (p. 81)

Mas estávamos lá para uma aula diferente. Não só prática, mas participativa. Dentro dessa participação dos estudantes na experimentação, está também a superação (ou ao menos uma tentativa) da contradição educador-educando, explicitada por Freire (1994):

- '(...) educador, de um lado, educandos, de outro, a educação problematizadora coloca, desde logo, a exigência da superação da contradição educador-educandos.' (p. 39)

Mas não bastava apresentar um experimento e fazer os alunos interagirem com este. Era preciso mais. Era necessário buscar esse experimento nos próprios alunos. Por que não experimentos ligados ao seu cotidiano? Melhor: por que não experimentos que envolvam certa ludicidade, verdadeiras brincadeiras?

A partir da decisão de brincar com os alunos, surge a dúvida: quais brincadeiras propor e como trabalhar tópicos de Cinemática sobre elas? A partir das discussões do grupo já relatadas chegamos a três atividades que envolveriam movimento circular uniforme e movimento em campo gravitacional uniforme.

Ramalho constrói, ao lado de Nicolau Ferraro e Paulo Toledo, a série de livros 'Os Fundamentos da Física' (2007), utilizável no Ensino Médio, cursos prévestibulares e mesmo em momentos introdutórios do Ensino Superior. A partir desses livros, construímos a abordagem teórica aos desafios propostos.

Para falar da queda dos corpos sobre como a massa não influencia nisso, apenas a forma e superfície de contato do corpo, nos casos em que há resistência do ar, podemos refazer o lendário experimento de Galileu Galilei, que Ramalho (2007) cita numa seção dedicada à história da Física.

- ' (...) quando um corpo está caindo livremente, sua aceleração é constante e é a mesma para todos os corpos, leves ou pesados (...)' (p. 81)

Ao tratarmos da relação de transmissão em uma bicicleta falamos da mudança de marchas, mudança de raios e diâmetros, portanto. O texto também aborda isso em uma leitura justamente sobre as marchas de uma bicicleta e seu funcionamento esquemático.

- ' (...) para que a bicicleta se desloque com a maior velocidade possível (...) devemos ligar a catraca de menor raio à coroa de maior raio. Inversamente, para que a bicicleta desenvolva a menor velocidade possível, devemos ligar a catraca de maior raio com a coroa de menor raio.' (p. 173)

Na última atividade, essencialmente sobre lançamento oblíquo, buscávamos estudar o alcance do lançamento, ou seja,

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'A distância horizontal que o corpo percorre desde o lançamento até o instante em que retorna ao nível horizontal do lançamento (...)' (p. 148)

A partir dessa construção de referencial teórico para a prática, partimos para a própria, cheios de entusiasmo.

## Prática

## Metodologia

Esta atividade lúdica tem como objetivo trabalhar os conteúdos de Cinemática e usar para isso experimentos que envolvam a direta participação do aluno. Constando com trinta e seis (36) discentes de uma das classes do primeiro ano do ensino médio integrado ao técnico em manutenção eletromecânica ferroviária (2016), do Instituto Federal do Espirito Santo (Ifes), Campus Cariacica.

Visto isso conseguimos, com sucesso, utilizar o tempo de uma aula para aplicarmos, visando despertar o interesse dos discentes, e efetivamos a coleta de informação para, posteriormente, analisarmos o impacto da atividade.

Antes da atividade lúdica, foi respondido pelos alunos um questionário acerca de tais conceitos, já apresentando um viés ligado à prática. Depois das atividades, um questionário afim foi novamente levado a eles, para que analisássemos se os desafios propostos foram abstraídos em forma de teoria, representando um sucesso à prática. As brincadeiras foram realizadas com os alunos, propondo desafios que podem ser resolvidos usando dos conceitos cinemáticos aprendidos em sala. Além da solução do desafio, os alunos deveriam apresentar também uma explicação e justificativa fundamentadas nesses conceitos para a sua solução.

## Pré-abordagem

Antes de dirigir os alunos para o local da aplicação dos experimentos, um de nossos integrantes apresentou o grupo e aplicou o primeiro questionário para que cada um dos alunos respondesse individualmente. Este questionário nos permitiu ver e analisar posteriormente o desenvolvimento pós-atividade. Enquanto isso, outro dos integrantes foi encarregado de preparar a quadra para chegada dos alunos e aplicação das brincadeiras. O terceiro integrante se ausentou por motivos pessoais. Este fato não atrapalhou a aplicação já que não tínhamos tarefas especificamente divididas.

Os alunos foram então encaminhados onde foram realizadas as atividades práticas e, ao final destas, o segundo questionário.

## Quedas Iguais

O primeiro experimento é intitulado de 'quedas iguais', e o objetivo deste é mostrar que dois objetos de formas iguais, quando soltos de uma mesma altura, levam o mesmo tempo para tocar o solo, independentemente de suas massas. Foram postas duas garrafas de mesma forma presas a certa altura por dois barbantes. Uma delas estava vazia e a outra cheia de água. Foi perguntado aos alunos como poderíamos fazer com que ambas caíssem ao mesmo tempo. Já o questionário perguntava, explicitamente, a relação entre a massa de um corpo e o tempo que ele demora a cair de uma altura específica.

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## Bicicleta

- O segundo experimento relacionava as marchas da bicicleta ao diâmetro da catraca e coroa, frequência de pedaladas e distância percorrida. Nesse os alunos podiam participar ativamente, analisar as marchas e observar as voltas da roda da bicicleta para que pudessem entender como funciona o mecanismo da bicicleta, percebendo assim as relações físicas envolvidas e, principalmente, a matéria de Movimento Circular Uniforme (MCU) na prática. O objetivo era descobrir como dar o menor número de voltas no pedal para uma mesma distancia percorrida pela bicicleta. No questionário era pedido que os alunos descrevessem, através de uma imagem esquemática apresentada, as relações de movimento num sistema de transmissão semelhante ao da bicicleta.

## Gira-gira

- O terceiro e ultimo experimento, denominado gira-gira, visa mostrar que a direção da velocidade é tangencial à trajetória descrita por um objeto em movimento circular uniforme, e que este objeto ao sair por uma tangente que se afasta do solo iniciará uma trajetória de um lançamento oblíquo.
- O objetivo era, girando uma cordinha com um pesinho preso à ponta, lançar o pesinho à maior distância possível depois de soltá-lo. Já no questionário era perguntado aos alunos fatores, além da velocidade inicial, que influenciam na distância percorrida por um objeto em lançamento oblíquo.

## Pós-abordagem

Após ministrar as atividades, foi entregue o ultimo questionário, que teve como finalidade, com apoio do primeiro questionário, conferir se o aluno contextualizou todos os conteúdos estudados até o momento para que este possa construir suas próprias conclusões e opiniões, relacionando-a, então, com as outras áreas do conhecimento e do seu dia-a-dia, permitindo-nos assim, analisar os impactos desta nova conexão entre a teoria e prática, dos conceitos aprendidos em sala e os novos percebidos dentre as atividades.

- O questionário foi entregue, diferenciando do primeiro, de forma coletiva, deixando-os livres para debaterem entre si as questões, que por sua vez eram semelhantes ao primeiro questionário, se necessário.

## Resultados e Discussões

A coleta de dados a partir de tais questionários foi feita usando a metodologia da análise de conteúdo, proposta por Moraes (1999).

'A análise de conteúdo constitui uma metodologia de pesquisa usada para descrever e interpretar o conteúdo de toda classe de documentos e textos. Essa análise, conduzindo a descrições sistemáticas, qualitativas ou quantitativas, ajuda a reinterpretar as mensagens e a atingir uma compreensão de seus significados num nível que vai além de uma leitura comum.' (p. 2)

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Todos os questionários foram corrigidos colocando as respostas em uma das categorias criadas, de acordo com o que elas apresentavam a respeito da relação esperada, dos fenômenos estudados, da formulação teórica da resposta ou dos elementos pedidos.

Ao utilizar os critérios de metodologia de análise de conteúdo, foi possível demonstrar, a partir das respostas do primeiro questionário, a minoria dos estudantes sabia responder de forma correta as questões e davam a impressão de estarem gravando mecanicamente as informações dos livros, o que caracteriza falta de interesse. Isso pode ser lido em Mulinari (2013), onde vemos que:

'(...) o bom desempenho e interesse do aluno pela disciplina esta relacionado diretamente ao gosto do mesmo pelos conteúdos estudados (...)' (p. 83)

O aprendizado que visa unicamente a memorização de formulas básicas não demonstra eficiência na aprendizagem do aluno com a disciplina, impedindo assim o desenvolvimento do interesse pelo conteúdo estudado. Em consequência disso os discentes raramente conseguem relacionar naturalmente os conceitos básicos da física no dia-a-dia repetindo unicamente a definição bruta dos livros de física sem qualquer contextualização ou envolvimento.

As atividades lúdicas ministradas envolvendo diretamente os alunos em uma divertida imersão na matéria previamente estudada levaram a certa melhora na capacidade de globalizar os conceitos de física para os estudantes. Pelas conclusões de Mulinari (2013):

'(...) as aulas práticas são ferramentas muito importantes para a associação da teoria com o cotidiano do aluno'.(p. 81)

Essa relação defasada entre os conceitos científicos e o cotidiano dos alunos já é temática antiga na educação. Acredita-se, por exemplo, em Vygotsky (2008), que os conceitos científicos abrem caminho para a abstração da qual os conceitos cotidianos se beneficiarão mais tarde.

'Os conceitos científicos, por sua vez, fornecem estruturas para o desenvolvimento ascendente dos conceitos espontâneos da criança, em relação à consciência e ao uso deliberado.' (p. 136)

Após uma abordagem mais didática, foi perceptível uma evolução generalizada. Tal evolução é percebida através da mudança de categorias dentro das respostas relativas a cada parte da atividade, o que será abordado em detalhes a seguir.

## Movimento Circular, Relação de Transmissão

Na atividade referente ao movimento circular buscávamos abordar as relações de transmissão por meio de acoplamento por correia e por eixo. Perguntamos aos alunos, nos questionários, como funcionava a transmissão em um sistema esquematicamente igual ao da bicicleta. Inicialmente, a maioria dos alunos obteve um resultado consideravelmente bom, se encaixando nas categorias de relação parcialmente ou totalmente correta, ou seja, descrevendo a igualdade de velocidades angulares na transmissão por eixo e a igualdade de velocidades tangenciais na transmissão por correia.

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Durante a aplicação, os discentes, desafiados a percorrer a maior distância com menor número de pedaladas, concluíram que a resposta estava nas marchas da bicicleta. Um dos alunos montou à bicicleta, e brincou com as marchas tentando descobrir como responder a pergunta. A turma ia se aproximando da resposta correta a medida que recebiam dicas dos integrantes do grupo, até que perceberam que a 'marcha mais pesada' era a tal a ser utilizada para resolver o desafio.

Após a abordagem, as categorias vistas na pré-abordagem continuaram sendo as categorias predominantes, mas agora em uma quantidade maior. De 72,2% de frequência dessas categorias no questionário inicial, passamos para 86,1% no questionário final. Isso pode ser considerado uma evolução parcial, já que obtivemos um pequeno aumento nessas categorias e pouca mobilidade entre elas, caracterizando os alunos que chamamos de inertes. Uma quantidade considerável também teve uma involução, talvez por problemas na exposição ou na interpretação.

## Queda Livre, Resistência do Ar

Na prática de queda livre, buscamos mostrar a inexistente relação entre a massa de um corpo e sua velocidade de queda. A pergunta referente explicitava isso, perguntando qual era essa relação. No questionário inicial tivemos uma miscelânea de respostas, com uma predominância da ideia de que quanto mais pesado, mais rápido o corpo cai (que categorizamos como 'percebe a relação, mas não associa a causa correta').

Durante a abordagem houve um debate entre os alunos de como resolver o problema proposto, de fazer as garrafas iguais mas com conteúdos diferentes caírem ao mesmo tempo, até que chegaram a um consenso: deixar os recipientes caírem como estavam para ver o que aconteceria e assim tentar, após as devidas correções no conteúdo dos recipientes, igualar seus tempos de queda. Eles pretendiam medir a diferença de tempo e equilibrá-la adicionando ou retirando água dos recipientes. Quando perceberam que as duas tiveram o mesmo tempo de queda, mesmo uma estando vazia e a outra cheia de água, foi explicado a eles o motivo e o que realmente influenciaria no tempo.

Após a abordagem, obtivemos um sucesso marcante, mostrado pelas respostas em que a maioria esmagadora dos alunos percebeu que a massa não influencia diretamente na velocidade de queda, mas sim a área e a forma da superfície de contato, como havia sido explicado anteriormente.

## Lançamentos Horizontal e Oblíquo

Na atividade relativa ao lançamento oblíquo, tivemos um resultado curioso. Perguntávamos quais elementos, além da velocidade de lançamento, influenciavam o alcance horizontal. Esperávamos o ângulo de lançamento e a altura de lançamento, em especial. Num primeiro momento, a maior parcela dos alunos apresentou ao menos um dos elementos e alguns apresentaram todos. Uma parte considerável apresentou elementos incorretos ou não apresentou quaisquer elementos.

Esta atividade permitiu a participação totalmente ativa dos discentes, ocasionando até uma competição entre eles, inclusive com a participação do próprio professor. Mesmo sem propor uma possível competição, o espirito animado e competitivo dos alunos se encarregou de criar uma atratividade no experimento, estimulando o interesse maior do aluno por essa parte da disciplina.

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Um dos discentes assim que introduzido o experimento concluiu que para o objeto atingir maior distancia (horizontal) era necessário que o angulo de lançamento fosse 45° em relação ao solo. Logo, os alunos começaram a competição, girando cada vez mais rápido com intuito de conseguir um maior alcance, e quando lhes foi dado o gira-gira com raio maior, eles rapidamente, perceberam que ia mais longe, o que no segundo questionário gerou uma certa confusão nas respostas.

Após a abordagem, a maioria passou a apresentar ao menos um elemento, diminuindo os percentuais de alunos que não apresentaram nenhum elemento ou nenhum correto. Uma nova curiosidade aconteceu aqui.

A atividade envolvia um lançamento oblíquo causado por um móvel que sai de um movimento circular. Metade dos alunos associou o tamanho do raio do tal movimento circular ao alcance horizontal, não percebendo que essa influência se devia, na verdade, à variação na velocidade tangencial que a mudança do raio causava, por sua vez.

Essa confusão provavelmente ocorreu devido à explicação do lançamento oblíquo em termos do movimento circular. Ou seja, os alunos não abstraíram o suficiente o problema genérico de um lançamento oblíquo, atendo-se ao caso em que a velocidade inicial é proveniente de um movimento circular.

## Conclusão

Ao analisar o primeiro questionário percebemos que as respostas, em geral, ou eram engessadas através de formulas, ou não conseguiam expressar completamente e com clareza o que estava sendo indagado. Na maioria dos casos os alunos demonstravam perceber a relação entre os termos, mas não conseguiam conectá-los ou justificá-los.

Já o segundo questionário, aplicado após as atividades, as respostas eram em sua grande parte com maior substancia e melhor estruturação, como se neste momento o aluno houvesse compreendido o motivo de aquela situação ocorrer, não matematicamente, mas empiricamente.

A exposição, discussão e participação dos alunos em atividade práticas que mostrem os fenômenos conhecidos cientificamente por eles lhes permite a abstração e generalização de alguns fatos que antes não conseguiam compreender ou mesmo observar.

Tudo isso deve servir de estímulo aos futuros professores de Física, para que não nos atenhamos às velhas fórmulas, desafiemos grades e horários, buscando ensinar aos alunos tudo que a ciência tem descoberto de tão belo. Os conteúdos podem sim ser passados sem todo o rigor que domina o ensino de Física.

## Referências

BOAL, A. 200 exercícios e jogos para o ator e o não-ator com vontade de dizer algo através do teatro. Rio de Janeiro: Civilização Brasileira, 1982. 123 p.

FREIRE, P. Pedagogia do Oprimido. São Paulo: Paz e Terra, 1987. 107 p.

MORAES, R. Análise de conteúdo. Porto Alegre: PUC/RS, 1999. 16 p.

MULINARI, M.R.L, et.al. Dificuldades no processo de ensino-aprendizagem da disciplina de Física. Campo Mourão: UTFPR, 2013.

RAMALHO JR., F., et. al. Os Fundamentos da Física. São Paulo: Moderna, 2007. Volume 1.

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SERWAY, R.A; JEWETT JR., J.W. Princípios de Física. Lavras: Thomson Pioneira, 2004. Volume 1.

VIGOTSKI, L.S. Pensamento e Linguagem. São Paulo: Martins, 2008. 194 p.