UMA ANÁLISE SOBRE O USO DA EXPERIMENTAÇÃO NO ENSINO DE FÍSICA

## UMA ANÁLISE SOBRE O USO DA EXPERIMENTAÇÃO NO ENSINO DE FÍSICA

## Tailini Bapes Grunewald , Camila Tonezer 1 2

1 UFPR/ Graduanda de Licenciatura em Ciências Exatas/ tailinibg@gmail.com

2 UFPR / Departamento de Engenharias e Exatas/ ctonezer@gmail.com

## Resumo

A dificuldade da compreensão de fenômenos físicos que os alunos, tanto de nível superior quanto de nível médio e técnico, enfrentam vem em sua grande maioria do fato de que estes fenômenos, anteriormente a eles apresentados, derivam-se de teorias e conceitos simplesmente expostos em forma textual. Para uma melhor compreensão dos fenômenos físicos é importante que o estudante possa visualizar na prática, o passo a passo, como estes ocorrem, seja através de experimentação ou por meio de uma simples demonstração. Com tais atitudes, os estudantes poderão sentir-se mais estimulados a procurar um aprofundamento dos conhecimentos teóricos, bem como surgirá a possibilidade de aguçar o interesse dos mesmos pelo desenvolvimento de trabalhos extraclasse, assim como um despertar pela verdadeira essência da investigação científica. O presente trabalho visa apresentar uma investigação sobre o uso da experimentação e/ou demonstração de fenômenos físicos, por parte dos professores, nas escolas de nível médio. O intuito dessa investigação é um método que busca incentivar, valorizar a experimentação e as atividades investigativas em sala de aula. O incentivo se dará através de uma proposta de experimentação fazendo o uso de materiais de fácil acesso e baixo custo na elaboração dos experimentos, bem como a criação de um manual de construção e execução de experimentos.

Palavras-chave : experimentação, demonstração, ensino de física, materiais de fácil acesso.

## Revisão Bibliográfica

O uso de experimentos nas disciplinas de Física como método de ensinoaprendizagem vem sendo defendida há algumas décadas. De acordo com Ferreira, a atividade experimental é considerada como uma ilustração da teoria, uma estratégia individual, ou ainda um meio de introduzir os alunos nos processos da ciência (FERREIRA, 1978). De acordo com Hilga, as atividades experimentais valorizam a aprendizagem e a interação - a primeira através da compreensão da atividade científica e articulação entre os conhecimentos teóricos e práticos e a segunda visa promover a participação do aluno na execução das atividades, a relação entre os participantes e a interdisciplinaridade (HILGA, 2012).

Diferentes são as maneiras do professor abordar atividades experimentais e/ou demonstrativas na disciplina de Física no Ensino Médio. A maneira clássica de utilizar experimentos em sala de aula é aquela em que o aluno não discute, não questiona e não critica, apenas segue um roteiro e método apresentado pelo professor, a fim de realizar a atividade proposta. Diante isso, deixa de ser uma atividade realmente científica e não se estimula para uma geração de cultura científica. Normalmente as atividades experimentais são usadas para reforçar a

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23 a 27 de janeiro de 2017

aprendizagem aos conteúdos teóricos dados em sala de aula. Essas atividades tornam-se enriquecedoras para aos alunos no momento em que os mesmos correlacionam as práticas experimentais com o cotidiano, tornando os conceitos teóricos de entendimento fácil e prático (SÉRÉ, 2003).

- As atividades desenvolvidas no laboratório didático oferecem as comprovações, verificações de leis ou princípios, valorizando a concepção empirista da ciência. Isso evidencia que o laboratório didático tem como objetivo o ensino do método experimental. Não se nega a importância do aprendizado do método experimental, mas este poderia ter mais espaço e procedimentos específicos para ser ensinado no sistema escolar, não ser usado somente para fomentar metodologias que justifiquem como soluções para o aprendizado de ciências.

De acordo com Ferreira de Sá, diante uma experiência de monitoramentos com professores e alunos, para a obtenção de dados sobre a aprendizagem de laboratório de Física, demonstrou que a maior dificuldade, para ambos, está na clareza aos objetivos apresentados no roteiro do experimento. Se os objetivos não estiverem claros, a atividade não será conduzida de forma adequada, será uma aula prática tradicional, onde não há argumentação, críticas. Consequentemente, o aprendizado tanto teórico quanto prático, não será alcançado (DE SÁ, 2001).

- O desafio é tornar o ensino do método experimental nas disciplinas de Física em um espaço privilegiado para a discussão da natureza da ciência, e em particular da relação teoria-experimento, enfocado de forma produtiva. Incorporar um diálogo no qual haja uma troca sincera de interpretações que se integrem de forma dialética, está em sintonia com uma visão de ciência como um produto coletivo e não exclusivamente como produtos de desenvolvimento individuais (MEDEIROS,2000).

Outro desafio enfrentado no uso da experimentação é conseguir com que o professor concilie um conveniente ponto de ponderação entre um encaminhamento que objetive tornar os alunos mais independentes e mais autônomos, de forma a auxiliar diretamente os alunos objetivando o desenvolvimento curricular mínimo necessário. Deixar com que o aluno não seja dependente do instrutor em relação ao laboratório com ensino estilo 'receita', incentivando uma autonomia reflexiva (LABURÚ, 2003).

No intuito de haver uma participação dos alunos na prática da experimentação, constantemente deve-se fazer com que a atividade envolva os próprios alunos havendo a participação em si, efetivas negociações, reflexões, buscando o desenvolvimento criativo em uma cultura cientifica. Desta forma, as práticas com busca à cultura científica em um ambiente escolar, almejam a racionalização da sociedade em busca de uma emancipação (ANDRADE,2000).

## Apresentação

A proposta desta investigação surgiu devido a observação realizada em sala de aula perante os alunos da disciplina de Introdução à Física do curso de Licenciatura em Ciências Exatas da Universidade Federal do Paraná - Setor Palotina. Nessa disciplina, os alunos demonstravam grandes dificuldades ao serem confrontados com conceitos e teorias da Física previamente conhecidas por eles.

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Observou-se que normalmente os alunos recordavam somente de conceitos e fórmulas quando os temas tinham sido apresentados em forma de frases, rimas e/ou músicas muitas vezes provenientes de cursinhos pré-vestibulares. Entretanto, as propriedades e os fundamentos físicos por trás das teorias decoradas eram desconhecidas. Isso deve-se ao fato de que os conceitos apresentados, não foram devidamente compreendidos.

A observação de fenômenos físicos é de fundamental importância para o nosso compreender, tanto da teoria quanto dos fenômenos presentes no nosso cotidiano. Essa compreensão deve acontecer através do acompanhamento do passo a passo de experimentos, de relações com o cotidiano, bem como por meio da verificação do que pode acontecer caso ocorra alguma variação/ modificação durante o processo de experimentação. Além disso, com a compreensão somos possibilitados aplicar diferentes testes para que a conclusão, com relação ao fenômeno físico em questão possa ser mais consolidada. A experimentação além de ser importante para um melhor entendimento dos fenômenos, ela se faz necessária para que possamos quebrar alguns paradigmas preexistentes.

- O trabalho busca averiguar, através da aplicação de um questionário com os professores de nível médio, quanto ao uso da experimentação e/ou demonstração em sala de aula, a fim de buscar um estímulo aos docentes quanto ao despertar a curiosidade para a investigação dos fenômenos físicos presentes no cotidiano de nossos estudantes.

## A experimentação em sala de aula

A necessidade da experimentação e a compreensão dos fenômenos físicos é exigida no dia a dia da prática da docência, bem como para um melhor desenvolvimento das aulas, além de apresentar-se como uma forma de envolver mais os alunos nos conteúdos apresentados. O desenvolvimento das habilidades de interpretação e compreensão dos fenômenos físicos ajudam o aluno não apenas no seu desempenho nas disciplinas de Física, mas também colaboram no seu desenvolvimento cognitivo e assim facilitam a compreensão dos conteúdos de outras disciplinas.

- O levantamento da pesquisa foi realizado, de forma anônima, com 13 professores das disciplinas de Física do ensino médio do município de Palotina/PR. O levantamento foi efetuado através de um questionário que abordou diferentes perguntas relacionadas a formação dos professores, a utilização ou não de atividades experimentais e/ou demonstrativas em sala de aula, as dificuldades encontradas no ensino prático de Física, o interesse pela aplicação de atividades práticas, entre outras perguntas.

Da formação dos professores entrevistados 46,2% possuem formação específica em Licenciatura em Física, 7,7% possuem formação específica em Licenciatura em Matemática, 15,4% possuem formação específica em Licenciatura em Química e 30,8% possuem formação em Licenciatura em Matemática e Física.

Com base na pesquisa realizada, com os professores tanto da rede pública quanto particular, verificou-se que os esses consideram que a utilização de atividades práticas em sala de aula conduz para uma melhor aprendizagem dos conteúdos apresentados, bem como facilita para um melhor acompanhamento das aulas por parte dos alunos e uma melhor aplicação do conteúdo. Observe na Figura 01 as indicações apontadas pelos professores.

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Figura 01: Levantamento sobre a opinião dos professores com relação a utilização de atividades práticas em sala de aula.

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Na Figura 01, podemos observar que o maior destacamento dado pelos professores é em relação a uma melhor aprendizagem dos conteúdos em sala de aula. Conforme já apontado pelo literatura, isso se deve principalmente ao fato de que o aluno pode compreender melhor os conceitos, uma vez que a Física deixa de ser completamente abstrata como costumeiramente é apresentada. Visualizando e observando na prática as situações problemas, o aluno pode compreender melhor os conceitos abordados de forma a facilitar a sua interpretação dos fenômenos físicos.

Apesar de destacarem a importância da experimentação em sala de aula, um grande número de professores não possui o hábito do uso da experimentação nas aulas de Física, e a ausência dessa experimentação deve-se a alguns fatores. O gráfico, apresentado na Figura 02, mostra os principais dados levantados pelos professores em relação as maiores dificuldades da utilização do ensino prático de Física.

Figura 02: D ificuldades levantadas pelos professores quanto ao ensino prático de Física.

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Conforme observado na Figura 02, a baixa adesão às aulas práticas deve-se a diversos fatores, dentre eles destacamos: 1) a falta de tempo disponível, por parte do professor, para preparar a atividade prática a ser abordada em sala. De acordo com os docentes a principal justificativa para esta falta de tempo está na alta carga horária em sala de aula. Destacam-se aqui principalmente os professores da rede pública de ensino que normalmente possuem entre 40 e 60 horas semanais

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dedicadas à sala de aula; 2) a falta de material adequado para a prática, a grande maioria das escolas, principalmente do ensino público, não possuem material didático para as atividades práticas e os que possuem os materiais não fazem uso desses pois não receberam capacitação adequada para tal. Destacam-se aqui os professores sem formação específica para o ensino de Física; 3) a falta de estrutura física de laboratório na escolas para a execução das aulas práticas é outro ponto levantado pelos professores. A média atribuída pelos professores para a nota em relação a infraestrutura oferecida é de 5,5; 4) o pouco tempo hábil disponível para as aulas, no estado do Paraná, de acordo com a INSTRUÇÃO N.º 021/2008SUED/SEED e a INSTRUÇÃO N.º 021/2010-SUED/SEED a carga horária semanal da disciplina de Física é de 04 horas semanais, sendo que a disciplina é ofertada em bloco durante um semestre do ano, ou seja, considerando um sistema anual, a disciplina de Física seria de 02 horas semanais. Observamos que, a baixa carga horária disponível para a disciplina de Física e a grande concentração de conteúdos faz que os professores acabam deixando as demonstrações e aulas práticas de lado, focando principalmente na apresentação de conceitos e resolução de exercícios; 5) destacam-se ainda a falta de interesse por parte dos alunos.

Outros apontamentos destacados pelos professores para a não abordagem experimental em sala de aula é a falta de capacitação docente quanto a este tipo de abordagem, bem como falta de orientações de como proceder as aulas práticas.

## Considerações

Com base nas informações levantadas podemos evidenciar que 53,8% dos professores entrevistados não possuem formação específica para o ensino de Física. Dos 30,8% que possuem Licenciatura em Matemática e Física graduaram-se em Matemática e posteriormente realizaram uma complementação curricular para obter a segunda licenciatura. Esses Licenciados em Matemática obtiveram a validação de disciplinas de Física cursadas nessa primeira licenciatura, onde o ensino de Física não era o foco. Evidenciando assim a insuficiência de conhecimento dos professores sobre o ensino de Física. Esse ponto pode ser justificado através do levantamento realizado de que 75% desses professores com dupla formação não possuem o hábito de realizar atividades práticas de Física em sala de aula. Outro ponto a ser destacado é que 23,1% dos professores não possuem formação alguma na área de ensino de Física. Isso possivelmente indica que durante sua formação esses professores não tiveram disciplinas específicas que instruíssem sobre a importância da experimentação nos conteúdos de Física. Desta forma podemos legitimar que, apesar da ciência da importância da experimentação, esses professores não possuem o hábito da experimentação em sala de aula.

Apesar das dificuldades encontradas pelos professores o ensino prático de Física, 61,5% desses professores já buscaram algum tipo de aperfeiçoamento, como por exemplo a realização de uma especialização. Esse dado mostra que apesar dos impedimentos encontrados pelos professores, seja ele pela falta de tempo disponível para preparar as atividades práticas, ou pela falta de material adequado estes possuem interesse em se aperfeiçoar. De modo que, ao perguntados sobre a relevância da realização de atividades práticas com materias de fácil acesso e baixo custo, com o auxílio de um guia de construção e realização da atividade, 92,3% dos entrevistados apontaram grande interesse em ter acesso a este tipo de atividade por considerarem indispensável a aplicação prática nas aulas de Física.

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Através da análise da pesquisa realizada com os professores do ensino médio, bem como com a observação dos conhecimentos prévios em Física levantado na disciplina de Introdução à Física com alunos do primeiro semestre do Curso de Licenciatura em Ciências Exatas, surgiu então um projeto chamado 'Desvendando o Laboratório de Física', projeto vinculado ao programa Licenciar da Universidade Federal do Paraná. O programa Licenciar busca articular ações nos cursos de licenciatura visando uma melhor formação dos futuros professores.

Com o propósito de despertar a curiosidade para a investigação dos fenômenos físicos presentes no nosso dia a dia, bem como despertar um maior interesse pela Física por parte dos estudantes, e com base no levantamento realizado estamos desenvolvendo um material didático que visa colaborar com um aumento da prática experimental e/ou demonstrativa nas salas de aula.

Esse material didático se apresenta de duas maneiras: uma delas é o manual de construção e a outra é o manual de execução. O manual de construção, é composto de um guia passo a passo de como proceder com a construção do aparato, bem como todo o material necessário para a construção o que entra como foco principal a utilização de materiais de baixo custo e de fácil acesso. O intuito deste é que o professor possa construir os aparatos experimentais e depois levá-los para a sala de aula, sem que seja necessário um espaço físico específico de laboratório. As atividades podem ser experimentais, com execução e obtenção de dado ou apenas demonstrativas, no qual objetivam apenas a observação do fenômeno. Uma vez construído o professor poderá fazer uso deste sempre que julgar necessário. O manual de execução, visa orientar o professor e os alunos na condução do experimento, bem como orientar com questionamentos e reflexões que conectam a teoria com o observado no experimento.

No momento a elaboração do material didático está em fase de desenvolvimento. Após concluído esse material será apresentado aos professores de Física do nível básico, bem como aos alunos do Curso supra citado. A apresentação se dará na forma de oficinas didáticas vinculadas a um projeto de extensão que visa a formação continuada de professores no ensino médio: 'A Física no Ensino Médio e a Formação Continuada de Professores'.

Com este trabalho buscamos incentivar, valorizar a experimentação e as atividades investigativas em sala de aula.

## Referências

FERREIRA, NORBERTO CARDOSO. Proposta de laboratório para a escola brasileira: um ensaio sobre a instrumentação no ensino de Física . 1978. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências) - IFUSP/FEUSP. São Paulo, 1978.

HILGA, IVANILDA; DE OLIVEIRA, ODISSÉA BOAVENTURA. A experimentação nas pesquisas sobre o ensino de Física: fundamentos epistemológicos e pedagógicos . Educar em Revista . Curitiba: Editora UFPR. 2012.

SÉRÉ, MARIE-GENEVIÀVE; COELHO, SUZANA MARIA. NUNES, ANTÓNIO DIAS. O papel da experimentação no ensino da física. Caderno Brasileiro de Física , v. 20, n. 1, p. 31-43, abr. 2003.

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DE SÁ, ELIANE FERREIRA; BORGES, OTO. Como os alunos e professores entendem o propósito de uma atividade de laboratório. In: ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO E CIÊNCIAS, v. 3, 2001. Atibaia, SP. Atlas. Porto Alegre.

MEDEIROS, ALEXANDRE; FILHO, SEVERINO BEZERRA. A natureza da ciência e a instrumentação para o ensino de física. Ciência &amp; Educação , v. 6, n. 2, p. 107-117, 2000.

LABURÚ, CARLOS EDUARDO. Problemas abertos e seus problemas no laboratório de física: uma alternativa dialética que passa pelo discurso multivocal e univocal. Investigações em Ensino de Ciências , v. 8, n. 3, p. 231-256, 2003.

ANDRADE, JORGE AUGUSTO NASCIMENTO DE; LOPES, NATALY CARVALHO; CARVALHO, WASHINGTON LUIZ PACHECO DE. Uma análise crítica do laboratório didático de física: a experimentação como uma ferramenta para a cultura científica . In: ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS, 2003, Florianópolis.

SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO. SUPERINTENDÊNCIA DA EDUCAÇÃO. GOVERNO DO PARANÁ. Instrução nº 021/2008, 08 de dezembro de 2008. Estabelece procedimentos para a organização por Blocos de Disciplinas Semestrais no Ensino Médio. Curitiba, PR.

SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO. SUPERINTENDÊNCIA DA EDUCAÇÃO. GOVERNO DO PARANÁ. Instrução nº 021/2010, 08 de novembro de 2010. Elaborar da nova Matriz Curricular para os anos finais do Ensino Fundamental e Ensino Médio com implantação SIMULTÂNEA, para o ano letivo de 2011. Curitiba, PR.

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