Estratégias para a construção do conceito de energia no Ensino Médio e a autonomia estudantil

## ESTRATÉGIAS PARA A CONSTRUÇÃO DO CONCEITO DE ENERGIA NO ENSINO MÉDIO E A AUTONOMIA ESTUDANTIL

Adriel Fernandes Sartori , Cleide Matheus Rizzatto 1 2

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

## Resumo

Os autores apresentam aqui um relato de experiência de ensino sobre a temática "Energia trabalho e potência". O trabalho traz a descrição dos passos tomados, desde o planejamento até a completa aplicação e posterior coleta de impressões dos estudantes sobre a metodologia aplicada. As atividades aqui descritas foram aplicadas a 78 (setenta e oito) educandos do segundo ano do ensino médio integrado aos cursos técnicos de Química e Automação, na faixa etária dos 15 a 16 anos, em uma escola pública federal na cidade de Suzano - SP. O foco do trabalho realizado em sala foi o ensino da temática "energia", no âmbito do desenvolvimento de competências como estabelecimento de relações, identificação de invariantes e transformações, em conformidade com os Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (BRASIL, 2002). O desenvolvimento do trabalho foi balizado pela teoria da aprendizagem significativa, de David Ausubel, que ressalta a importância daquilo que o aluno já sabe como essencial para a construção de novos conceitos, além de levar em conta a importância do desenvolvimento da autonomia estudantil. No trabalho com o conteúdo, foram realizadas atividades diversas, na tentativa de ampliar o escopo avaliativo. A primeira atividade foi a proposição da leitura de um texto de Richard Feynman (FEYNMAN, 2008), seguida por uma atividade de perguntas e respostas sobre o mesmo (chamada oral ou quiz), para a semana seguinte foi proposta a pesquisa de notícias em meios de divulgação, como terceira atividade foi pedida pesquisa em objetos educacionais virtuais, em outra semana os educandos foram avaliados pela preparação e apresentação de slides e seminários. As atividades avaliativas culminaram com a participação dos educandos na elaboração da avaliação individual e escrita que fariam naquele bimestre sobre o tema e posterior trabalho com os erros na avaliação. Toda a diversidade metodológica aplicada permitiu que se alcançasse os educandos em diferentes especificidades e, como a avaliação foi realizada como um todo, sendo pontuadas as atividades semana a semana, o peso, subjetivo e objetivo da prova escrita foi diminuído. Acredita-se na possibilidade de replicação desta prática, eventualmente com algumas adaptações focadas na realidade de cada escola.

Palavras-chave : Energia, Ensino de Física, Ensino Médio

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## Introdução

A experiência docente nos diz que a disciplina de Física no Ensino Médio é vista por grande parte dos educandos como uma das mais árduas, malfadadas, estigmatizadas, quiçá mal compreendidas do Ensino Médio. Essa característica somada às grandes diversidades e heterogeneidades de educandos encontrados em salas de aula parecem fazer do Ensino de Física, no mínimo, um desafio a ser cumprido.

As diversidades e heterogeneidades presentes nos educandos parecem pedir heterogeneidade e diversidade na aplicação de avaliações, visto que há aqueles que bem desenvolvem uma avaliação individual escrita, mas há por outro lado os que desenvolvem melhor uma apresentação de seminário, por exemplo.

Durante o desenvolvimento das atividades aqui descritas, o foco dos professores foi justamente a diversidade e possibilidades de aprendizagens diferentes em sala de aula. Um projeto sabidamente ambicioso, mas igualmente promissor.

A intenção dos professores foi de apresentar aos educandos, ao longo de um bimestre letivo, várias formas possíveis de avaliação e ao final eles teriam a nota do bimestre composta por essas avaliações independentes, atreladas pela temática abordada.

O relato a seguir descreve um bimestre de atividades de Física aplicadas no segundo ano do Ensino Médio de uma instituição de ensino pública da cidade de Suzano - SP.

A instituição conta com quatro turmas de Ensino Médio integrado ao técnico, duas dessas turmas estão cursando o segundo ano e foram sujeitos dessa prática com um total de 78 educandos. Há três professores que lecionam Física na instituição, dos quais dois participaram na elaboração desta prática. Por vezes ambos os professores dividiam a aula, por vezes se dedicavam a tarefas complementares, mas os educandos tinham liberdade para tirar suas dúvidas com um ou outro professor, ou os dois juntos.

## Justificativa

O Ensino de Física é sabidamente permeado por desafios diversos, alguns inerentes à própria matéria a ser lecionada, outros inerentes aos educandos e à faixa etária do Ensino Médio.

Em relação a estes últimos, os professores perceberam, ao aplicar uma atividade no primeiro bimestre de 2017, que os educandos começaram a se mobilizar para a realização da atividade solicitada apenas alguns dias antes da data final de entrega, o que resultou em um trabalho muito aquém do esperado.

Ao perceber a necessidade de oferecer um estudo orientado aos educandos, não somente no que tange o conteúdo mas também a forma de estudo, os professores perceberam que deviam orientar o assunto a ser pesquisado e as ações a serem tomadas, mas equilibrar esta orientação com liberdade de escolha dos estudantes, como forma de estimular a autonomia estudantil, tema de estudos diversos cuja problemática foi bem levantada por Helen E. Buckley, em seu texto 'O menininho'.

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Surgiu então a proposta aqui apresentada, que consistiu em introduzir a temática de energia, solicitar um seminário para ser apresentado como trabalho bimestral e criar um cronograma com avaliações semana a semana, como forma de incentivar a contínua pesquisa ao longo do bimestre, evitando de acumular conteúdo e afazeres.

Para o planejamento da metodologia, foi levada em conta a Teoria da Aprendizagem Significativa, de David Ausubel, que considera a 'organização de ideias em uma área particular do conhecimento' (MOREIRA, 2011).

- A aprendizagem significativa, para Ausubel, é um 'processo por meio do qual uma nova informação relaciona-se com um aspecto especificamente relevante da estrutura de conhecimento do individuo', um subsunçor. (MOREIRA, 2011).

Como estratégia para tornar relacionáveis os novos conteúdos a serem ensinados com a estrutura cognitiva prévia dos educandos, os professores optaram por abordar o conceito de energia de diversas formas, ora focando em uma abordagem mais prática, ora focando em uma abordagem mais teórica, variando também as ferramentas e estratégias para isso, como descrito a seguir.

## Metodologia

- A prática em questão foi aplicada durante o segundo bimestre letivo de 2017, com início em meados de Abril, quando foi explicada a dinâmica para as salas e culminou no final de Junho, com a aplicação de uma avaliação escrita individual.
- O tema central explorado pela prática foi a "Energia, trabalho e potência". Temas de central importância no estudo da Física e com desdobramentos conceituais por vezes complexos, estas palavras isoladamente já carregam préconcepções por vezes diferentes das desejadas nas mentes dos estudantes, assim como para qualquer pessoa que não domina os assuntos em Física. O primeiro desafio encontrado foi "como entrar com este assunto, de forma que os conceitos na forma que serão apresentados durante as aulas sejam assimilados pelos estudantes da melhor maneira possível".

Esta proposta, de facilitar uma aprendizagem significativa na prática, por si só já seria desafiadora o bastante. Além da busca pela aprendizagem em si, os professores se depararam com outro desafio, por sua vez relacionado a questões disciplinares dos educandos.

- O termo "disciplinares" não carrega aqui o sentido de bagunça ou ordem, mas o sentido de autorregulação nos estudos individuais e realização de tarefas. Quando se diz que os educandos não tinham disciplina nos estudos, é porque por si só eles teriam dificuldade em lidar com um pedido de apresentação de trabalho cuja elaboração adequada levasse quase os dois meses do bimestre. Marcar uma data e dar prazo longo para os educandos, só os faria correr com a preparação e pesquisa nas últimas semanas, resultando em um trabalho aquém do esperado e não condizente com o prazo dado para preparação. Essa constatação decorreu de outra atividade realizada no primeiro bimestre, com essas mesmas turmas, dentro dos moldes "uma data, longo prazo". Assim sendo, o trabalho de pesquisa que os educandos teriam 2 meses para preparar foi dividido em vários pequenos trabalhos de prazo semanal.

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Como trabalho final foi solicitado que os educandos apresentassem um seminário com o tema "energia". Como as possibilidades são muito amplas, eles tiveram liberdade para escolher qual aprofundamento seria dado, mas teriam que ter isso decidido logo nas primeiras semanas, ou seja, se o grupo decidisse focar em um tipo de energia (energia cinética, por exemplo), poderia decidir se iria apresentar alguma utilidade para a engenharia por exemplo, ou se iria tratar do assunto de forma mais ampla. Apesar então de trabalharem com o mesmo tema, cada grupo teve a liberdade na escolha do assunto.

A fim de fazer melhor uso do tempo durante as apresentações do seminário, a sala foi dividida em 5 grupos de 8 pessoas. Apesar do elevado número de integrantes por grupo, houveram também momentos de avaliações individuais ou em duplas durante as semanas de preparação das atividades. Um cronograma foi apresentado aos estudantes trazendo qual parcela da pesquisa deveria estar pronta em qual semana. Essas apresentações parciais foram avaliadas, cada qual valendo até 10 pontos que seriam ponderados ao final do bimestre. As atividades semanais foram divididas da seguinte forma:

## Divisão das atividades semanais:

## 1a semana: Chamada oral conceitual sobre um texto de Richard Feynman

Para primeiro apresentar o assunto aos educandos, foi proposta a leitura de um texto retirado da obra "Lições de Física" de Richard Feynman. Como tarefa da primeira semana, os educandos estudaram o texto para responderem a uma chamada oral. As perguntas da chamada oral foram disponibilizadas com antecedência de uma semana no ambiente virtual de aprendizagem (AVA) utilizado pela instituição, o Moodle, dessa forma eles foram incentivados a conversar sobre a atividade em fóruns que foram abertos para este propósito, de forma a estarem melhor preparados durante a chamada oral. Para a chamada oral, os educandos sentaram em grupos e foi criada uma regra para a realização da pergunta e qual aluno do grupo iria responder. Essa regra era como um jogo, no qual o aluno poderia "passar" a pergunta a seu colega de grupo em troca de perder 1 ponto naquela atividade. Lembrando que cada atividade, em cada semana contava 10 pontos, perder 1 ou 2 pontos na atividade não seria um grande prejuízo na somatória final, no entanto a característica lúdica do desafio fez os educandos se envolverem de tal maneira que não queriam perder nem décimos de pontos! Essa forma de avaliar os educandos foi elaborada em conjunto com as salas no dia da atividade.

## 2a semana: Pesquisa em notícias

A segunda atividade demandou que os educandos encontrassem alguma notícia atual, cujo assunto fosse de interesse particular de cada um (carros, shows, dança, tecnologia) mas dentro desta notícia eles deveriam ser capazes de identificar alguma forma de energia, relacionada com aquela escolhida para o seminário. Como já haviam passado pelo texto do Feynman e também estudado toda teoria do primeiro capítulo do livro didático, teriam então condições de identificar diferentes formas de apresentação da energia. Este trabalho foi feito individualmente e além de identificar qual forma de energia estava presente na notícia, eles deveriam fazer uma pesquisa (curta) sobre ela. O trabalho tinha que ser entregue em apenas duas páginas de um arquivo PDF, via moodle.

## 3a semana: Objeto virtual educacional.

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A esta altura, muitos grupos já tinham definido qual seria o assunto a tratar no seminário, mas outros grupos ainda não tinham fechado. Nessa atividade os educandos foram orientados a buscar em repositórios virtuais (predominantemente PHET, mas houveram outros também), algum objeto de aprendizagem (OA), preferencialmente simulador, que explorasse o assunto que o grupo iria tratar. Como essa atividade era para ser apresentada em duplas (formadas dentro dos grupos), foi um momento de conversa e decisão. A atividade foi apresentada no laboratório de informática, o que possibilitou um bom momento de discussão entre os membros dos grupos. Os professores passavam de duplas em duplas fazendo perguntas sobre os OAs apresentados, que se bem respondidas eram traduzidas em uma boa nota para aquela atividade.

## 4a semana: Entrega dos slides

Tendo em vista que a apresentação dos grupos deveria ocorrer em apenas um encontro, todo o tempo disponível deveria ser bem aproveitado. Dessa forma, o material a ser apresentado foi solicitado com uma semana de antecedência para que não houvesse perda de tempo entre as trocas de grupos, com arquivos inválidos ou pen-drives que não funcionassem. Junto com os slides cada grupo deveria apresentar uma questão para a sala, referente ao assunto explicado por eles.

## 5a semana: Apresentação do seminário

Nesta semana ocorreu a apresentação dos seminários, o trabalho de pesquisa e organização do bimestre foi então compartilhado. Os grupos apresentavam o resultado de sua pesquisa e ao final era entregue aos demais colegas da sala uma pergunta, referente ao seminário apresentado, que foi elaborada pelo próprio grupo.

## Semana intermediária

Houve uma semana intermediária entre a 5 e a 6 semana, na qual foi a a possível trabalhar e resolver exercícios diversos com os educandos, em sua maioria disponíveis no livro-texto adotado (MARTINI, 2013). Como os assuntos já haviam sido exaustivamente trabalhados para a preparação do seminário, a aula fluiu com certa facilidade e os professores puderam focar mais em questões procedimentais para a resolução de exercícios, com ênfase para a matemática envolvida. Havia sido combinado com os educandos que eles seriam corresponsáveis em preparar a prova, de forma que dentre as 10 questões, 4 seriam apresentadas pelos educandos. No entanto uma das salas não entregou as questões como combinado (os motivos para tal não foram levantados).

## 6a semana: Avaliação individual escrita.

A avaliação transcorreu como de praxe, exceto pelo fato que os educandos puderam realizar "consulta relâmpago" de 15 minutos durante a atividade.

Após a correção da prova, durante a devolutiva, os professores realizaram um trabalho de retomada e correção do erro, no qual cada aluno recebia um formulário a parte para corrigir as questões erradas e, em uma coluna ao lado, explicar o porquê daquele erro. Esta atividade de forma isolada já havia sido realizada pelos docentes no primeiro bimestre e já foi apresentada em congresso de práticas docentes, demonstrando bons resultados no que tange a ação reflexiva do educando.

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## Pesquisa de feedback sobre a atividade

A pesquisa aplicada aos educandos consistiu em apenas uma questão, com o seguinte texto:

"Em poucas palavras, o que significou para você a metodologia aplicada pelos professores de Física para o ensino do tema Energia Trabalho e Potência, realizado com encontros semanais (leituras do texto do Feynman, quiz ou chamada oral, pesquisa de notícia atual sobre o tema, pesquisa e apresentação de objeto virtual educacional, apresentação antecipada dos slides para os professores, apresentação do seminário, elaboração de questões para os colegas, participação na elaboração da prova escrita e trabalho com o erro da prova) ao longo do 2o bimestre de 2017?"

A questão, apesar de extensa foi aberta e permitiu vários tipos de respostas, desde as menos significativas, como "não lembro de nada" ou "foi interessante mas gostei mais do 2o bim de 2018", respostas essas que não foram consideradas no levantamento apresentado, até respostas mais significativas, que apontaram alguma atividade ou método até sugerindo mudanças, como "Achei uma prática muito boa pois saímos da mesmice, a única parte um pouco ruim foi a complexidade do texto do Feynman". Essas questões foram divididas, grosso modo, entre avaliações positivas, ambas e negativas e serão apresentadas na sessão seguinte.

## Dados e resultados

Os resultados considerados para essa análise foram coletados junto aos educandos um ano após a elaboração dessa atividade, visto que durante a elaboração da mesma os professores não tinham clara a intenção de produção textual. No entanto esse tempo entre a realização da atividade e aplicação do questionário permitiu que, de certa forma, os educandos tivessem mais tempo para assimilar e se distanciar da prática, conforme aplicada.

As fichas selecionadas para compor este levantamento foram somente aquelas que abordavam as atividades realizadas explicitamente. Então avaliações do tipo "tal atividade permitiu isso" ou "tal atividade foi ruim por aquilo" - respostas significativas - foram escolhidas, em detrimento de respostas do tipo "gostei de tudo" ou "não gostei de nada" - respostas não significativas.

Houveram ao todo 43 respostas, o que corresponde a um retorno de mais de 50% dos entrevistados, sendo que 21 foram classificadas como não significativas e 22 como significativas, utilizadas neste estudo.

Dentre as respostas consideradas significativas, 9 trouxeram avaliações com mais elementos positivos da realização das atividades, 2 trouxeram avaliações com mais elementos negativos e 11 apontaram tanto elementos positivos quanto negativos.

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Figura 01: Aspectos encontrados nas respostas dos educandos

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As características apontadas pelos educandos, elas estão distribuídas da seguinte forma:

Dentre os aspectos positivos, distribuídos entre as fatias azul e verde do gráfico da figura 01, encontram-se a diversidade de metodologia (10), incentivo a autonomia do estudante (08), elaboração de questões para a prova (02), preparação do seminário (02), trabalho com o erro (07), palpabilidade do assunto (03), atividades semanais (03), entrega de slides antecipada (03), texto do feynman (01), chamada oral (01).

Os elementos negativos, divididos entre as fatias verde e laranja do gráfico, apontam para a complexidade do texto do Feynman (09), atividades semanais (04), tempo para apresentação do seminário (02), chamada oral (01). Essas características podem ser visualizadas graficamente, na figura 2 abaixo:

Figura 02: Características positivas e negativas de cada item levantado pelos educandos

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É possível observar que o que mais trouxe aspectos negativos foram a leitura do texto do Feynman e o ritmo semanal de atividades.

Já o que parece ter tido melhor receptividade entre os educandos foi a diversidade da metodologia usada, já que a cada semana havia uma atividade

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diferente, seguida pelo incentivo à autonomia dos educandos e o trabalho com os erros da prova.

Além desses resultados há também percepções que não puderam ser tabeladas neste estudo, como constantes referências dos educandos aos assuntos estudados durante essa atividade. Espontaneamente surgem observações do tipo 'esse conteúdo se enquadra naquela explicação de energia', que demonstram que os conceitos novos podem realmente ter sido assimilados pelos educandos, para muito além de uma simples resposta memorizada em provas.

## Discussão

A leitura do texto do Feynman foi, segundo os educandos, muito complexa para um primeiro contato com os assuntos. Interessante destacar que, apesar de não ter um grande peso final, essa atividade de chamada oral, ou quiz, (vinculada à leitura do texto) parece que gerou muito desconforto entre os educandos.

- O tempo de apresentação, embora tenha figurado em terceiro lugar como aspecto negativo neste levantamento, logo após as atividades em conversa com a sala pareceu ser uma unanimidade, todos os educandos concordaram que havia pouco tempo para a apresentação. Foi até comentado que eles haviam feito muitas pesquisas e tinham muito mais a falar. O fato dessa característica não ser muito levantada pode ter sido em decorrência da forma como a pergunta do levantamento foi formulada.

Em contrapartida, a diversidade metodológica pode ter sido a mais comentada, talvez em decorrência da natureza multimidiática a que os educandos são apresentados desde muito cedo, na qual de um instante para o outro eles navegam em telas diferentes no celular ou computador, mudam de aplicação e mesmo de atividade em tempos muito curtos.

A autonomia estudantil foi levantada na sequência e era justamente este o foco dessa atividade, desenvolver melhor as habilidades de estudo, pesquisa e trabalho em grupo de forma autônoma. Para isso, deixamos que cada grupo escolhesse o tema (dentro do tema maior, energia) e as formas que apresentariam esse tema. Para estimular essa autonomia foi feita a cobrança semanal de atividades, para a qual 4 educandos levantaram aspectos negativos e 3 aspectos positivos.

## Considerações finais

Dessa forma, é possível afirmar que a atividade teve relativo sucesso em alcançar seu objetivo principal, pelo menos na percepção dos educandos colhida pelo questionário aberto aplicado.

Pode-se considerar também que a atividade foi realizada com sucesso pois a escola contava com dupla regência em sala de aula, visto que os encontros semanais dedicados à Física (2 aulas) devem ser extremamente bem aproveitados para se dar conta de cumprir todo o programa da disciplina.

Caso essa atividade seja realizada em escolas sem dupla regência, pode ser necessárias adaptações no que tange algumas atividades semanais. A própria avaliação do objeto educacional virtual e o domínio que os grupos apresentavam

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demandou todo o tempo de aula com os professores se dividindo para conversar com os grupos.

## Referências

Anais do IV ICLOC 2014, p. 214, disponível em

&lt;http://www.icloc.org.br/congressoicloc/livros/6congresso\_icloc.pdf&gt;

BRASIL. Ministério da Educação. Secretaria da Educação Média e Tecnológica. Parâmetros Curriculares Nacionais + (PCN+) - Ciências da Natureza e suas Tecnologias . Brasília: MEC, 2002.

BUCKLEY, H. E. O menininho . Disponível em

&lt;http://www.ufrrj.br/leptrans/arquivos/O\_menininho.pdf&gt;. Acesso em 29/08/2018.

FEYNMAN, R. P., Leighton, R. B., Sands, M. Lições de física de Feynman: edição definitiva. Porto Alegre: Bookman, 2008.

MARTINI, G. et al. Conexões com a física . São Paulo: Moderna. 2013. MOREIRA, M. A. Teorias de aprendizagem . 2. Ed. São Paulo: EPU. 2011.

PHET Interactive simulations for science and math . Disponível em &lt; https://phet.colorado.edu&gt;. Acesso em 10 de julho de 2018.

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