ANÁLISE EXPLORATÓRIA DAS CONCEPÇÕES DE PROFESSORES DE FÍSICA SOBRE AS ATIVIDADES PRÁTICAS EXPERIMENTAIS

## ANÁLISE EXPLORATÓRIA DAS CONCEPÇÕES DE PROFESSORES DE FÍSICA SOBRE AS ATIVIDADES PRÁTICAS EXPERIMENTAIS

Marcio Vinicius Corrallo 1 , Flavio Antonio Maximiano 2

1 Instituto Federal de São Paulo - Câmpus São Paulo, corrallo@ifsp.edu.br

2 Universidade de São Paulo - Instituto de Química, famaxim@iq.usp.br

## Resumo

Mesmo diante de um cenário de grande aceitação por parte dos professores de Física, as atividades práticas experimentais ainda encontram inúmeros obstáculos para sua efetiva inserção, principalmente, na escola básica (pública e/ou privada). Nessa perspectiva, a presente pesquisa teve como objetivo o mapeamento dos principais fatores responsáveis pela adoção de práticas experimentais no âmbito do ensino de Física, tanto na universidade quanto na educação básica. Para tal, apoiamo-nos na técnica de Análise Fatorial Exploratória com questionário item Likert, abrangendo uma amostra de 204 respondentes, sendo que 119 são professores universitários de várias instituições de ensino superior e 85 são professores da educação básica, espalhados pelo país. Apesar de reconhecemos as dificuldades inerentes para se estabelecer um construto que posso explicar, de forma plausível, as ações dos docentes diante do fenômeno, elencamos 5 fatores que podem permear as concepções dos respondentes. Sendo que dois desses fatores são mais evidentes e contemplam os aspectos cognitivos e motivacionais dos alunos. Os demais fatores são secundários e compostos por aspectos estruturais, aspectos organizacionais, formação acadêmica, material didático e aspectos curriculares. Portanto, ao contrário do que a literatura vem apontando, esses motivos não são imprescindíveis para a incorporação de práticas experimentais durante a ação docente, para os grupos analisados.

Palavras-chave : Atividade prática experimental. Ensino de Física. Análise Fatorial.

## Introdução

Mesmo diante de uma vasta literatura a respeito das atividades práticas experimentais no contexto do ensino de Física, como é destacado em Laburú (2005), entendemos que ainda há espaço para novas pesquisas, buscando, sobretudo, fatores que impactam na adoção dessas metodologias como uma aliada ao processo de ensino e de aprendizagem. As razões elencadas pelos docentes para a adoção das atividades práticas, destacados em Borges (2002); Galiazzi et al. (2001); Heidemann (2011) entre outros, estão ligadas essencialmente aos fatores internos à instituição de ensino (organizacional e estrutural) e aos fatores ligados à formação acadêmica e à concepção de ensino do docente. Sobre este último fator, Borges (2000, p. 216) argumenta que: '[...] acredito que o ensino de Ciências esteja diretamente vinculado às concepções dos professores sobre educação e sobre a natureza do conhecimento científico, mesmo quando estas concepções não são explicitadas'.

Apesar dos obstáculos serem decisivos para os professores, é quase unânime entre eles que a adoção de atividades práticas melhoria consubstancialmente o ensino de Física, como revelam Benetti, Ramos e Silva, (2013, p. 1349): '[...] é fácil perceber um senso comum acerca das vantagens do uso de atividades experimentais quando consideradas estratégias alternativas para a

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melhoria do Ensino, mesmo que não sejam observadas práticas ou atividades sistemáticas deste tipo'.

Nessa perspectiva, buscamos, com esta pesquisa, um estudo exploratório das concepções de professores de Física de universidades e de escolas de nível médio acerca das atividades práticas experimentais. Para tal, utilizamos a técnica de Análise Fatorial 1 Exploratória com 27 questões do questionário item Likert 2 , na tentativa de identificar um construto ligado ao fenômeno.

## Métodos e Análises

O questionário item Likert foi disponibilizado em formulário eletrônico, via plataforma Google Doc (Google Inc.), e enviado, por meio de correio eletrônico 3 , para os respondentes. Como resultado obtivemos 119 respondentes que se identificaram como professores universitários (PROF\_UN) e 85 professores da educação básica (PROF\_EB). Cabe mencionar que o grupo PROF\_UN é composto de professores de Física de diversas instituições superiores em todo país, sendo que 28 (23,5%) professores da amostra são possuidores de título na área de ensino/educação. Para o grupo PROF\_EB, encontramos 78 (91,8%) professores de Física que indicaram possuir licenciatura em sua formação acadêmica, dos quais 68 (80,0%) professores indicaram que possuíam licenciatura em Física. Além disso, 28 (32,9%) professores da amostra são possuidores de título na área de ensino/educação.

A análise do questionário consistiu na obtenção do coeficiente de correlação de Pearson (r) e o p-valor (é uma medida que aponta a aceitação ou a rejeição da 4 Hipótese nula - H0, conforme quadro 01). Nossa análise passou por dois momentos: 1º momento - identificar como as escalas são e suas relações a partir da matriz de correlação, eliminando variáveis (questões) quando necessário; 2º momento - testar a qualidade dos dados (nesse momento se submete os dados em Análise Fatorial e a obtenção do  de Cronbach ). 5

Para o nosso estudo, adotamos p < 0,05 com a hipótese nula rejeitada, logo, não há correlação entre as variáveis. No caso do valor da correlação, adotamos r > 0,30 , isto é, tem-se a possibilidade maior que 9% para duas variáveis serem 6

6 Em Cohen (1977), encontramos os valores críticos sugeridos da correlação: r = 0,10 (pequeno); r = 0,30 (médio); r = 0,50 (grande).

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correlacionadas; portanto, parece-nos razoável, tendo em vista que o estudo trata de relações comportamentais.

Quadro 01: Quadro de interpretação de p-valor.

Fonte: Burdette e Gehan (1970, p. 9) citado por Arsham (1988, p.132).

Em uma primeira análise, com todos os respondentes, observamos que algumas questões apresentaram baixa correção r<0,30 e p>0,05, portanto, resolvemos descartar, para a Análise Fatorial, as seguintes questões: Q5, Q6, Q15, Q16, Q19, Q25, Q26 e Q27 (veja Apêndice). Cabe salientar que apesar da questão Q1 trazer aspectos valorativos em seu bojo, e entendendo os riscos que por ventura tenham ocorrido em sua interpretação, resolvemos mantê-la para o conjunto inicial de nossa análise. Dessa forma, definido o quadro de questões iniciais, o passo seguinte foi buscar o número de fatores que melhor distribuía as variáveis. O gráfico Scree Plot , 7 com todos os respondentes, gráfico 01, destaca dois fatores preponderantes e quatro possíveis com variância menor. Levando em conta que o sexto fator tem variância muito próximo de 1 e aliado ao fato que tivemos 8 exclusões, optamos em utilizar cinco fatores para nossa análise.

Gráfico 01: Scree Plot - Professor Geral. Fonte: os autores.

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Observando a possibilidade de agrupamento das questões, partimos para a Análise Fatorial (nesse momento utilizamos as duas amostras separadamente). Assim, na tabela 01 (somente o grupo PROF\_UN), encontramos a carga fatorial, isto é, a correlação entre os itens e seus possíveis grupos (Fator1... Fator5). Todavia, foi preciso ponderar a importância dos itens para os grupos, retirando alguns que

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julgamos inadequadas ou que apresentaram disparidade com o propósito da investigação. Também, optamos em retirar alguns itens dos fatores durante a observação do  de Cronbach e sua correção, ou melhor, no teste de confiabilidade com o  de Cronbach. Nota-se, a partir da tabela 02, aproximação da condição esperada de α&gt;0,7, como destacam Hair et al. (2005, p. 90): '[...] sendo os valores de 0,60 a 0,70 considerados o limite inferior de aceitabilidade.' Em análise à tabela 01, foram observados poucos casos com r&gt;0,3, mostrando que a correlação total entre os itens não foi possível. Continuando nosso estudo, na tabela 02, nota-se a estabilidade do grupo com a retirada das questões: Q3, Q4, Q7, Q9, Q10 e Q22. Apesar de apresentarem carga fatorial, não mostraram similaridade com o Fator 1. Após a retirada dos itens, percebemos, portanto, a estabilidade do  de Cronbach Std , indicando que deveras congregam do mesmo fator. 8

Tabela 01: Carga Fatorial - PROF\_UN.

Fonte: os autores.

Repetimos o procedimento para os demais fatores, assim, apresentamos, nas tabelas 03 e 04, o  de Cronbach ajustado e a correlação recalculada para a hipótese de retirada dos itens de cada fator. Parece-nos que não houve aumento significativo do  de Cronbach, na retirada do item, conforme aponta o  de Cronbach Std, nem tampouco o crescimento da correlação, concluímos que se tratar de um fator possível. A exclusão de mais alguns itens (Q8, Q12, Q13 e Q18) foi definida graças a baixa carga fatorial. A escolha dos fatores carrega a interpretabilidade de seus itens. Para isso, vale o princípio da razoabilidade. Cabe mencionar que, em geral, cada fator deve ser composto por mais de um item (no nosso caso isso não foi possível, pois alguns itens apresentaram incongruências).

Nesse cenário, temos que o Fator 1, para a implementação das atividades práticas experimentais na visão do grupo PROF\_UN, deve-se: (Q1 e Q2) ao aspecto facilitador do aprendizado e (Q11) ao aspecto motivacional. O Fator 2, deve-se: (Q3)

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à carga horária destinada às atividades práticas, (Q4) à disponibilidade de equipamento, (Q7) ao espaço adequado para aplicação das atividades práticas, (Q14) ao uso de guia ou roteiro para montagens, (Q20 e Q21) à quantidade de alunos por turma, (Q24) à presença de laboratorista/professor auxiliar. O Fator 3, deve-se: (Q9) à busca de material didático externo via Internet e (Q10) à formação continuada. O Fator 4, deve-se: (Q23) às questões curriculares. O Fator 5, deve-se: (Q17) ao livro texto.

Tabela 02:  de Cronbach e correlação r - PROF\_UN - Fator 1.

Fonte: os autores.

Tabela 03:  de Cronbach e correlação r - PROF\_UN - Fator 2.

Fonte: os autores.

Tabela 04:  de Cronbach e correlação r - PROF\_UN - Fator 3.

Fonte: os autores.

Após o fechamento dos fatores, ainda persistiu uma dúvida: será que os itens medem o construto? Entendemos os limitantes dos itens e a dificuldade apontada para sua relação, entretanto, a consolidação dos fatores nos permitiu estabelecer um construto, talvez preliminar, para os fatores principais que viabilizam/inviabilizam o uso das atividades práticas experimentais para o ensino de Física. Constata-se que qualquer um dos cinco fatores que não sejam estabelecidos podem colaborar para que o professor abandone o uso das atividades práticas em sua ação. Inclusive, os elementos motivacionais e facilitadores do aprendizado podem não ser confirmados pelo aluno, pois, muitas atividades objetivam apenas o desenvolvimento de habilidades técnico-científicas, dificultando a associação entre os conceitos tratados na sala de aula e nas aulas práticas.

Realizamos o mesmo procedimento com o grupo PROF\_EB. No teste de confiabilidade com o  de Cronbach, suprimimos os itens Q14 e Q21 e trocamos Q12 entre os fatores 3 e 2. Os demais itens apresentaram consistência com os fatores utilizados para o grupo PROF\_UN. Denota-se que as motivações e alusões apresentadas foram muito similares. Apesar dos obstáculos das universidades serem diferentes, esses, possivelmente, permeiam as concepções dos grupos. Fazendo-nos imaginar que os obstáculos são equivalentes, pois as metodologias e

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os anseios são compartilhados entre os grupos. Seguem as descrições dos fatores para o grupo PROF\_EB: Fator 1 (Q1, Q2 e Q11) - cognitivo-motivacional; Fator 2 (Q3, Q4, Q7, Q14, Q12, Q20 e Q24) - organizacional-estrutural; Fator 3 (Q9 e Q10) formação continuada; Fator 4 (Q23) - curricular; Fator 5 (Q17) - material didático.

Por fim, avaliamos as questões que foram excluídas de nossa Análise Fatorial. Uma outra possibilidade de análise desses dados é pelo grau de concordância, e que é descrita em Lacerda e Silva (2016), como a média ponderada do valor do item Likert com relação ao número de respondentes. Lembrando que o grau de concordância é valorado da seguinte forma: 1 e 2 não há concordância; 3 é indiferente; 4 e 5 há concordância. Sendo assim, destacamos que, para os professores participantes da pesquisa, a falta de espaço adequado não é uma condição para o não uso das atividades práticas; porém, a sala de aula não é o local desejável para se desenvolver essas atividades. Outro aspecto em destaque é a baixa adesão às atividades práticas com maior grau de liberdade e cunho investigativo. Em contrapartida, as atividades com finalidade de ilustração apresentam maior aceitação entre os respondentes.

## Comentários Finais

É razoável afirmar que paira pelo imaginário dos professores de Física que as atividades práticas experimentais poderiam sanar as dificuldades de aprendizagem de seus alunos, bem como os aspectos motivacionais intrínsecos. Levando-o a reivindicar recursos para efetivar essa prática em sua ação profissional. Todavia, com o passar do tempo esse encantamento pode ser minimizado, ocasionando a substituição dessas práticas experimentais por estratégias que estejam em conformidade com sua realidade e adaptadas ao seu modelo pedagógico. Nesse sentido, nota-se, entre os grupos participantes, uma tendência ao uso das práticas experimentais com maior caráter demonstrativo e verificador, isto é, mais adaptadas ao ensino tradicional. Exigindo, em muitos casos, maior infraestrutura, tanto material quanto pessoal.

Finalmente, reconhecemos que a proposta de elaboração de um construto, fidedigno ao pensamento dos grupos em estudo, requer um refinamento maior. Ou seja, ampliando de forma deliberada o número de itens que falem dos mesmos fatores e, possivelmente, ampliando os fatores que possam estar envolvidos no fenômeno em estudo. No entanto, apresentamos um panorama razoável e basta semelhante (na educação básica e na universidade), com fatores que corroboram na adoção de práticas experimentais durante a condução de um curso de Física. Ao que parece, os aspectos estruturais e organizacionais, tão aludido na literatura, não são fatores decisivos para a adoção de práticas experimentais entre os professores dos grupos analisados.

## Referências

ARSHAM, H. Kuiper's P-value as a measuring tool and decision procedure for the goodnessof-fit test. Journal of Aplplied Statistics , v. 15, n. 2, p. 131-135, 1988.

BENETTI, B.; RAMOS, E. M. DE F.; SILVA, A. L. DA. Escolas e seus laboratórios didáticos: estudo sobre espaços e possibilidades experimentais do ensino de Física no nível médio. Enseñanza de las Ciencias , v. extra, p. 1348-1351, 2013.

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BORGES, A. T. Novos Rumos para o Laboratório Escolar de Ciências. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , v. 19, n. 3, p. 291-313, 2002.

BORGES, R. M. R. Repensando o Ensino de Ciências. In: R. Moraes (Org.); Construtivismo e ensino de ciências: reflexões epistemológicas e metodológicas . EDIPUCRS ed., 2000. Porto Alegre.

COHEN, J. Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences . New York: Academic Press, 1977.

CRONBACH, L. J. Coefficient alpha and the internal structure of tests. Psychometrika , v. 16, n. 3, p. 297-334, 1951.

GALIAZZI, M. D. C.; ROCHA, J. M. D. B.; SCHMITZ, L. C.; et al. Objetivos das atividades experimentais no ensino médio: a pesquisa coletiva como modo de formação de professores de ciências. Ciência &amp; Educação (Bauru) , v. 7, n. 2, p. 249-263, 2001.

HAIR, J. F.; BLACK, W. C.; TATHAM, R. L.; ANDERSON, R. E. Análise Multivariada de Dados . 5 ed. Porto Alegre: Bookman, 2005. a

HEIDEMANN, L. A. Crenças e atitudes sobre o uso de atividades experimentais e computacionais no ensino de Física por parte de professores de ensino médio , 2011. (Dissertação de mestrado) UFRGS - INSTITUTO DE FÍSICA.

LACERDA, A. L. DE; SILVA, T. DA. Avaliação de Uso de AVA no Ensino de Física. ALEXANDRIA Revista de Educação em Ciência e Tecnologia , v. 9, n. 1, p. 293-314, 2016.

## Apêndice - Questionário item Likert 9

Q1 . Em sua ação pedagógica, o uso de atividades práticas experimentais é um agente facilitador do aprendizado de conceitos de Física. Q2 . É detectável em seus instrumentos de avaliação um melhor aproveitamento dos alunos quando há inserção de conceitos novos a partir de atividades práticas experimentais. Q3 . Em sua atuação como professor de Física, o uso das atividades práticas experimentais aumentaria com o acréscimo da carga horária para a disciplina de Física. Q4 . A disponibilidade de equipamentos poderia ampliar o uso de atividades práticas experimentais como ação pedagógica em seu curso. Q5 . A falta de espaço adequada para a inserção de atividades práticas experimentais, em sua unidade escolar, agrava o abandono dessa estratégia de ensino. Q6 . Em sua ação pedagógica, as atividades práticas experimentais geralmente são trabalhadas em sala de aula, sem a necessidade de espaços específicos. Q7 . Visando melhorar o desempenho de meu trabalho, como professor de Física, luto pela efetivação de espaços adequados para uso de atividades práticas experimentais. Q8 . Frequentemente pesquiso, em fontes diversas (internet, periódicos e livros), atividades que possam contribuir para a melhoria de minhas aulas teóricas. Q9 .

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Frequentemente pesquiso, em fontes diversas (internet, periódicos e livros), atividades que possam contribuir para a melhoria de minhas atividades práticas experimentais. Q10 . Geralmente busco cursos de formação continuada que possam complementar minha formação sobre aspectos relacionados ao uso de atividades práticas experimentais no apoio ao ensino de Física. Q11 . Quando aplicada em seu curso, a atividade prática experimental motiva os alunos para aprendizagem dos conceitos abordados. Q12 . Geralmente as atividades práticas experimentais a baixo custo é uma alternativa que utilizou com o objetivo de efetivar aprendizado de conceitos novos. Q13 . A utilização de atividades práticas experimentais mais sofisticadas, no sentido da montagem, podem comprometer a eficácia do processo pedagógico. Q14 . Geralmente aplico atividades práticas experimentais apoiada em textos guias (roteiros) que orientam os alunos na montagem e coleta de dados. Q15 . Normalmente, nas atividades práticas experimentais, incentivo a busca da resolução de um problema, a partir daí os alunos têm liberdade na montagem e coleta de dados. Q16 . A experimentação, eventualmente utilizo para ilustrar um fenômeno ou conceito, expondo o aparato experimental e discutindo em sala. Q17 . As propostas de atividades práticas experimentais que utilizo são, frequentemente, baseadas nos livros didáticos do Programa Nacional do Livro Didático para o Ensino Médio PNLEM/MEC. Q18 . As propostas de atividades práticas experimentais são, frequentemente, obtidas em periódicos (revistas) ou anais de seminários/simpósios/congressos, destinados ao ensino. Q19 . Em minha ação pedagógica, constantemente, estou apoiado na estratégia de resolução de exercícios e exemplos teóricos, para efetivar o aprendizado de conceitos. Q20 . A utilização de atividades práticas experimentais, em minha ação pedagógica, aumentaria com a redução do número de alunos em sala de aula. Q21 . Geralmente não faço uso de atividades práticas experimentais devido ao grande número de alunos em sala. Q22 . Minha formação universitária permite articular questões experimentais em sala de aula. Portanto me sito bem preparado para a utilização da experimentação como ação pedagógica. Q23 . O uso de atividades práticas experimentais compromete o cumprimento do plano de ensino da unidade escolar. Q24 . A incorporação de um laboratorista e/ou professor auxiliar, em sua unidade escolar, aumentaria a frequência de uso de atividades práticas experimentais. Q25 . A introdução de atividades práticas experimentais na ação pedagógica é menos nobre comparada com as ações tradicionais: aula expositiva e listas de exercícios. Q26 . A utilização de atividades práticas experimentais reforça a limitação da ciência e reafirma a existência da Física como modelo acerca da realidade. Q27 . A utilização de atividades práticas experimentais confirma e valida os modelos da

ciência em conformidade com a realidade.

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