Inserção de conteúdos de física no ensino fundamental por meio de práticas experimentais: um relato de caso.

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## Inserção de conteúdos de física no ensino fundamental por meio de práticas experimentais: um relato de caso.

## Eliomar Pivante Celeri 1 , Jéssica Martins da Silva 1 , Agda Felipe Silva Gonçalves 2

1 Curso de Física, Universidade Federal do Espírito Santo, Campus Alegre.

eliomar.pivante@gmail.com

## Resumo

- O ensino de ciências muitas vezes se resume a decorar enunciados levando a um desinteresse pelo conteúdo. Uma das alternativas para o ensino da disciplina é utilizar práticas como recurso didático. Aulas práticas são capazes de trazer autonomia aos alunos os tornando autores do próprio conhecimento, visto que eles são peças fundamentais na realização das atividades, trazendo interesse pelo conteúdo. Pensando na proposta de mediar conteúdos de física em uma turma de 4º ano do ensino fundamental, neste trabalho propomos uma sequência de experimentos para analisar a evolução dos conceitos de ar e densidade pelo processo de indagação. Para esta sequência foram utilizados materiais de baixo custo que facilitassem a execução em sala. Os resultados obtidos evidenciam que a aula prática é um recurso promissor para a aquisição de novos conhecimentos já que houve um aumento no número de alunos que apresentam concepções coerentes com os conceitos de ar e densidade após a execução de tais práticas.

Palavras-chave : Ensino de Ciências, Ensino Fundamental, Práticas no Ensino Básico.

## 1. Introdução

Tradicionalmente o ensino de ciências se resume em decorar fórmulas, enunciados e descrever fenômenos sem se preocupar com o conceito dos conteúdos estudados, levando a um desgaste e desinteresse pela disciplina. Os professores de ciências por sua vez, apontam o fracasso das aulas alternativas, evidenciado pela falta de laboratórios e materiais de apoio para execução de aulas práticas. Muitas vezes quando a experimentação é utilizada como recurso didático a falta de capacitação dos professores do ensino básico compromete sua eficiência (KRASILCHIK, 1987). A autora supracitada aponta algumas formas de mudar essa realidade como a construção de laboratórios e disponibilização de equipamentos adequados para os professores e o fornecimento de material para os alunos, além de aperfeiçoamento nos programas de formação continuada dos professores em ensino de ciências.

- O foco principal das atividades práticas em sala de aula é ampliar o conhecimento do aluno sobre determinando fenômeno e relacionar esse com conhecimento do senso comum. O papel do professor neste modelo de aula é dar as ferramentas necessárias para que os alunos sejam capazes de resolver um determinado problema. A ideia da prática a partir de algum problema cotidiano é eficaz, pois motiva os alunos, os desafia, desperta o interesse pelas ciências e promove a confiança de relatar o que foi feito (CARVALHO et al, 1998).

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A capacidade dos alunos do ensino fundamental serem autores de seu próprio aprendizado é inquestionável. Criar alunos autônomos, capazes de pensar, tomar decisões e se apropriar do conhecimento são metas do ensino. A autonomia não deve ser compreendida como aquela que leva o aluno a ser responsável pelo processo de ensino, Carvalho e colaboradores (2010, p. 29) nos dizem que:

Os alunos devem obedecer ao professor, mas essa obediência deve ser conduzida de tal forma que reflita uma disposição de cooperar, que traduza uma solicitação considerada razoável e coerente pelo aluno. Ter uma classe obediente somente 'porque eu mandei' faz com que os alunos fiquem cada vez mais apáticos. […] isso não significa deixar os alunos comandarem a aula. Um professor que permite que os alunos façam o que quiserem está muito longe de ser alguém com quem eles colaborarão. Para que os alunos possam desenvolver sua autonomia, é preciso que o professor tenha regras claras e precisas em sula sala, que não devem ser impostas, mas explicadas e discutidas com os alunos. (CARVALHO et al., 2010, p. 29)

Desta forma entendemos que o que ocorre em uma sala não é unicamente responsabilidade do professor, mas sim uma interdependência na relação professor aluno. Essa cooperação em sala de aula é necessária para as atividades práticas no ensino básico já que grande parte das escolas não possue um ambiente específico para este fim. Desta forma as atividades acabam tendo que ocorrer na sala de aula que os alunos ocupam no dia a dia. Uma sala onde não haja regras e mútuo respeito entre professor e aluno faz com que os objetivos das atividades experimentais não sejam tão eficazes.

Pesando na proposta de trabalhar conceitos físicos no ensino fundamental por meio de aulas práticas, dois alunos do curso de licenciatura em física orientados pela professora da disciplina 'Currículo e Formação Docente' abordaram duas propostas de conteúdos específicos da disciplina de física com uma turma de 4 o ano do ensino fundamental de uma escola pública localizada na cidade de Alegre, Espírito Santo. O intuito era de analisar a evolução das concepções do conceito de ar e introduzir o conceito de densidade. Os resultados mostraram ser eficiente, a experimentação como recurso didático e que é possível trabalhar esses conceitos no ensino fundamental.

## 2. Desenvolvimento

Inicialmente a sala foi dividida em dois grupos. Cada grupo foi guiado por um monitor, aluno de licenciatura em Física. Cada monitor auxiliava os alunos na realização dos experimentos e na confecção dos relatórios que foram solicitados no decorrer da aula. Ao total a aula teve duração de 2 h e 30 min.

Antes de cada experimento, os alunos tiveram uma explanação do conteúdo que seria abordado para que fossem capazes de resolver o que seria pedido em cada atividade. Logo após, foi proposto um problema aos alunos que juntamente com os monitores buscavam solucionar com o auxílio dos materiais que estavam disponíveis na sala de aula. Coube a cada monitor apenas guiar os alunos para que estes fossem capazes de solucionar os problemas. Feito o experimento, os alunos foram solicitados a relatarem o que foi feito. Este relato poderia ser um desenho, uma escrita ou um relato oral da forma que o aluno se sentisse mais confortável para realizá-lo.

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Analisando as concepções de ar.

A fim de conhecer o que os alunos entendiam de ar eles foram levados para a sacada da sala de aula para visualizarem a paisagem, figura 1 e 2, e foram indagados sobre o que viam. Os alunos mencionaram: casas, carros, árvores, pássaros, pessoas etc. Tendo as mais diversas respostas perguntamos o que havia acima dos objetos que citaram a fim de observar se haveria algum aluno que respondesse algo próximo ao conceito de ar. Voltando à sala foi solicitado aos alunos que produzissem um relatório sobre o que é o ar. Feito isso um dos monitores explicou algumas características do ar e definiu que é uma entidade física que ocupa lugar no espaço, sendo esta definição fundamental para execução da atividade a seguir.

Figura 2 : Alunos na sacada da escola

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Figura 1: Alunos na sacada da escola

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Em seguida foi dado aos dois grupos de alunos recipientes com água e béqueres de 150 mL com uma folha de papel amassada no fundo, propondo o seguinte problema: 'Como podem fazer para colocar este béquer dentro do recipiente com água sem que molhe o papel?'' Coube aos monitores apenas guiar os alunos para que os próprios chegassem à conclusão de que poderiam resolver o problema inserindo o béquer de boca para baixo, como pode ser observado na figura 3. Sabendo que dentro do béquer existe ar e o ar ocupa lugar no espaço a água não entraria fazendo com que o papel permanecesse seco. Desta forma os alunos foram capazes de entender que o ar ocupa lugar no espaço, aplicando essa característica em um problema prático. Após o experimento, os alunos produziram um relatório da atividade e seguimos para o próximo conteúdo.

Figura 3: Alunos realizando o experimento

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Trabalhando questões de densidade.

Comumente os alunos desta faixa etária possuem uma percepção de que corpos grandes, em água, afundam e corpos pequenos boiam, quando na verdade essa é uma consequência da densidade. Nesta parte trabalhamos com dois experimentos um com volume constante variando a massa e outro com massa constante variando o volume. Não foram utilizados modelos matemáticos para explicar essa relação aos alunos, o intuito era apenas fornecer noções básicas de um conteúdo que será visto no ensino médio.

## Experimento do Submarino.

Antes da realização do experimento foi explicado aos alunos o que é um submarino e utilizado um aplicativo computacional sobre densidade, no qual os blocos de volumes iguais e massas diferentes eram jogados em um ambiente com água e observado o que acontecia com cada um desses blocos. Por meio dessa simulação virtual, os alunos entenderam visualmente que os blocos com maior massa afundaram. Visto isso foi proposto o seguinte problema: 'Como podem os submarinos afundarem e voltarem à superfície?' Para entenderem o fenômeno e conseguir explicá-lo foi dado aos alunos um protótipo de submarino, que foi construído com tubo de laboratório com dois furos, um em contato com a água e um outro na parte superior que era ligado a uma mangueira.

Esse protótipo foi colocado em um recipiente com água e os alunos procuravam resolver o problema dado. Foi de fácil resolução para os alunos que sugavam a água através da mangueira, enchendo assim o protótipo que afundava e quando sopravam o esvaziava fazendo-o boiar. Isso ocorre devido a densidade que é diretamente proporcional à massa. Como o volume foi constante em todos os protótipos utilizados, quando estes foram cheios aumentaram sua massa e afundaram ao serem esvaziados, ocorrendo o processo inverso. Feito o experimento, os alunos foram solicitados a escreverem um relatório. A Figura 4 mostra o experimento sendo executado pelos alunos guiados por uma monitora.

Figura 4: Alunos realizando o experimento

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Experimento do Barquinho.

O experimento do barquinho consistiu basicamente nas explicações dos dois experimentos anteriores. Foram confeccionados barquinhos de papel alumínio, variando o tamanho das bordas. A intenção era que os alunos percebessem que quando há o aumento das bordas do barquinho há também o aumento do seu volume, mas a massa permanece a mesma já que todos foram construídos com o mesmo tamanho de papel.

Foram questionados a respeito de qual barquinho conseguiria suportar a maior quantidade de pregos sem que afundasse. Em seguida os barquinhos foram colocados no mesmo recipiente de água usado no experimento do submarino e os alunos foram testando qual barquinho suportaria mais pregos. Os alunos puderam verificar que o barquinho com a maior borda suportou um número maior de pregos. Esse fenômeno é explicado pelo fato da densidade ser inversamente proporcional ao volume, quanto maior o volume mais massa pode ser suportada.

Não foi possível realizar o relatório deste experimento, visto que alguns alunos já apresentavam sinais de cansaço e que o horário do intervalo já estava bem próximo. Realizamos apenas alguns comentários acerca da atividade.

## 3. Resultados e discussão

Na atividade prévia ao experimento quando os alunos foram levados à sacada não apresentaram concepções de que o ar ocupa o lugar 'vazio' acima dos objetos físicos que eles citaram. Repetidamente citaram que este espaço é ocupado pelo céu ou por vento. No primeiro relatório, no qual pedimos para relatarem a concepção de ar os alunos indicaram ideias de que o ar existe quando está em movimento, evidenciado pelo massivo número de relatórios que apresentam desenhos de ventiladores, cataventos ou paisagens com sinais de rajadas de vento. Apenas dois alunos apresentaram o ar parado ocupando espaço na paisagem. As figuras 5 e 6 apresentam alguns destes relatórios.

Figura 6: Relatório emprega o ar como entidade que ocupa lugar no espaço

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Figura 5: Relatório emprega o ar em movimento

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Os relatórios foram agrupados por concepções de conceitos, conforme o quadro 1. Analisamos a evolução das concepções dos alunos sobre o conteúdo abordado.

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Quadro 1: Análise dos relatórios sobre as concepções de ar

Os relatórios após o experimento mostraram que houve um aumento no número de alunos que retiveram ideias de ar como matéria e não mais como sinônimo de movimento como foi apresentado no relatório anterior, as figuras 7 e 8 apresentam algumas dessas concepções resultantes. O gráfico 1 traz a evolução do conhecimento sobre concepções de ar que os alunos tinham antes e após o experimento.

Figura 7: Aluno com concepção coerente

Figura 8: Aluno em construção de conhecimento

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Gráfico 1: Evolução das concepções de ar

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Evolução das concepções de ar

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No experimento, umas das formas de explicar o funcionamento de um submarino real foi desenhar no quadro a figura de um submarino na sua parte interior, esse desenho ficou exporto durante a confecção dos relatórios. Muitos alunos reproduziram o desenho em seus relatórios, contudo, relataram oralmente a compreensão do conceito, o que demonstrou considerável aprendizagem das noções de densidade. O gráfico 2 mostra o resultado encontrado nessa análise.

Gráfico 2: Análise das concepções de densidade

Análise das concepções de densidade

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## 4. Conclusão

Podemos concluir que é possível a inserção de experimentos nas aulas de ciências e que há métodos fáceis e eficazes para poder aplicar esse tipo de atividade. A sequência de experimentos realizados mostrou-se eficiente para entendimento do conceito de ar. Entendemos que é preciso haver um ajuste na estrutura escolar e incentivo para a formação de profissionais capazes de realizar essas atividades. A prática de experimentos auxilia na aplicação de conceitos de física no ensino fundamental de forma simples, abrangente e eficaz sem necessidade de cálculos matemáticos, como foi realizado nessa aula aqui relatada.

Empregamos materiais de fácil acesso, o que facilitou a prática experimental. Tais materiais podem possibilitar de maneira simples a confecção dos experimentos nas escolas de ensino fundamental, suprindo a necessidade de utilização de equipamentos sofisticados ou até mesmo um espaço específico para realização dessas práticas. Porém deve-se sempre lutar para garantir o direito de melhores condições para a escola possibilitando que essas atividades sejam realizadas em demais ocasiões. Tomamos como base as reflexões e sequências didáticas indicadas em Carvalho (1998), literatura essa que pode auxiliar os docentes a fundamentar suas práticas pedagógicas pela via de experimentos, ofertando aos alunos conceitos básicos da área de física.

## 5. Referencias

KRASILCHIK, Myriam. O professor e o currículo das Ciências . Coleção Temas Básicos da Educação e Ensino. São Paulo: Editora Pedagógica e Universitária, 1987.

CARVALHO, Ana Maria et al. Ciências no Ensino Fundamental: o conhecimento físico . Coleção Pensamento e Ação no Magistério. São Paulo: Scipione, 1998.

CARVALHO, Ana Maria et al. Ensino de Física . Coleção Ideias em Ação. São Paulo: Cengage do Brasil, 2010.

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