ENSINO POR INVESTIGAÇÃO ALIADO AO USO DE EXPERIMENTOS NO ENSINO DE DILATAÇÃO NO ENSINO MEDIO

## ENSINO POR INVESTIGAÇÃO ALIADO AO USO DE EXPERIMENTOS NO ENSINO DE DILATAÇÃO NO ENSINO MEDIO

## Rodrigo Freitas Rocha 1 , Geazi Pereira dos Santos 2 , Lucas Alves Amorim 3 , José Antonio Duarte Santos 4

1 Discente, IFNMG Campus Salinas-MG, rodrigo.freitas17@hotmail.com

2 Discente, IFNMG Campus Salinas-MG, geazi\_ps@yahoo.com.br

3 Discente, IFNMG Campus Salinas-MG, lucasbery0@gmail.com

4 Docente, IFNMG Campus Salinas-MG, zedafisica.ifnmg@gmail.com

## Resumo

O presente trabalho consiste em contribuir para o ensino de Física que atualmente vem sofrendo pela falta de interesse por parte dos estudantes, que já em um primeiro contato, acredita que a Física é uma matéria totalmente fora da realidade, sem conexão com o nosso dia a dia. O que leva parte dos alunos a decorar apenas as fórmulas matemáticas, para conseguir apenas nota suficiente para ser aprovado, sem colaboração para a construção do conhecimento dos conceitos físicos abordados. Nesse contexto, visando mudar essa realidade, buscamos o uso de atividades experimentais aliada ao uso do Ensino por Investigação, na intenção de aprimorar o ensino de Física, no ensino aprendizagem dos conceitos de Dilatação Térmica, no segundo ano do ensino médio de uma escola da rede pública estadual de Salinas-MG. Com o uso de materiais de baixo custo, preparamos experimentos que mostre que a Física está presente em nosso cotidiano, e não apenas nos livros didáticos. Assim, desenvolver experimentos de fácil montagem e que possam ser apresentados na sala de aula, contribuindo para a construção do conhecimento teórico/científico dos alunos. Após analisar as atividades experimentais desenvolvidas, chegou-se à conclusão que o objetivo desta prática de contribuir com o ensino aprendizagem de Física usando experimentos simples com aplicação nos moldes do Ensino por investigação, como metodologia facilitadora da construção do conhecimento foi alcançado. Houve uma participação efetiva dos alunos e a cada passo das atividades experimentais, vimos que eles estavam estimulados a aprender.

Palavras-chave : Atividades experimentais; Ensino por Investigação; Materiais de baixo custo; Ensino Médio; Dilatação Térmica.

## Introdução

O Ensino de Física hoje vem sofrendo pela falta de interesse por parte dos estudantes, que já em um primeiro contato, deduz que a Física é uma matéria totalmente fora da realidade, sem conexão com o nosso dia a dia (DIAS; SANTOS; SOUZA; 2004). O que leva parte dos alunos a tentarem a aprender, é conseguir a quantidade de nota suficiente para ser aprovado, neste processo, a matéria vira um simples exercício de decorar o que foi exposto, para logo após a prova, esquecer tudo, então, não gerando qualquer conhecimento e interesse nos conceitos que foram abordados.

Boa parte desse desinteresse dos alunos, também pode ser gerado devido à falta de diversificação da metodologia usada pelos professores de Física, que geralmente, se prendem em uma metodologia tradicional, onde segundo Mizukami (1986), o professor, é considerado como homem acabado, "pronto" e o aluno um

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"adulto em miniatura", que precisa ser atualizado, o ensino será centrado apenas no professor, e o aluno apenas executa prescrições que lhe são fixadas por autoridades exteriores.

Visando mudar essa realidade, e buscar meios de melhorar o ensino, vários pesquisadores buscam possíveis soluções para minimizar esses problemas. Dentre essas possíveis soluções, o uso de atividades experimentais é uma ferramenta bastante utilizada e discutida. Moreira e Penido (2009), dizem que, ao analisar a produção na área, há diversos meios de uso, de acordo com a finalidade e realidade escolar no qual ela está envolvida.

Há uma ampla variedade de possibilidades e tendências para utilização de atividades experimentais nas salas de física. Desde situações que focalizam a simples verificação de leis e teorias, até que privilegiam as condições para os alunos refletirem e reverem suas idéias a respeito dos fenômenos e conceitos abordados (MOREIRA e PENIDO, 2009).

Pedrisa (2001), Diogo e Gobara (2007) ainda reforçam que o ensino das ciências físicas e naturais no país está fortemente influenciado pela ausência da prática experimental, dependência excessiva do livro didático, método expositivo, reduzido número de aulas, currículo desatualizado e descontextualizado e profissionalização insuficiente do professor.

Borges (2002) nos mostra que a experimentação, apesar de ser uma maneira excelente de ensino, ela pela grande maioria, é deixada de lado por conta de alguns fatores.

A experimentação é sem dúvida uma boa maneira de ensinar física, porém ela não está muito presente em nossas escolas, as atividades pedagógicas experimentais não permeiam o ambiente escolar por vários motivos, entre eles, a limitação do professor devido ao excesso de carga horária, às vezes, por falta de conhecimento, ou até por falta de empenho em sua profissão (BORGES, 2002).

Marcos (2005) cita que, a inexistência de atividades experimentais é grande parte, descrita pela falta de recurso, falta de tempo para preparar as atividades, a do próprio laboratório ou o mesmo sem devida manutenção. Mas ele em outra parte de sua dissertação, fala que é um erro frequente confundir atividades práticas com a necessidade de laboratório equipado para a realização de experimentos, sendo que as atividades podem ser desenvolvidas em qualquer sala de aula, sem a necessidade de aparelhos sofisticados.

Ainda podemos citar uma parte do texto de Eduardo Valadares, onde ele nos diz que, consideram-se atividades práticas não somente aquelas que necessitam de um ambiente específico, com equipamentos especiais para a realização de trabalhos experimentais, mas também aquelas que podem ser desenvolvidas em ambiente escolar, sem a necessidade de instrumentos sofisticados (VALADARES, 2001).

Então no intuito de aprimorar o ensino de Física, planejamos desenvolver aulas onde adicionaremos o uso de experimentos no plano de ensino das turmas do segundo ano do ensino médio de uma escola da rede pública estadual. Com o uso de materiais de baixo custo, procuramos desenvolver experimentos que mostre que a Física está presente em nosso cotidiano, e não apenas nos livros didáticos. Assim, desenvolver experimentos de fácil montagem e que possam ser apresentados na sala de aula, sem que os alunos sejam retirados do ambiente da sala.

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## Justificativa

O nosso trabalho se justifica, pois no ensino de Física, normalmente a participação dos alunos está fadada a apenas ler, ouvir, escrever, resolver exercícios de fixação mediante a aplicação de fórmulas. Há uma mudança nítida na participação dos estudantes quando o professor leva algum aparato experimental para a sala de aula. Para Cunha (2008) além de ter um papel essencial no desenvolvimento e sedimentação de conceitos científicos, atividades experimentais também são fundamentais no desenvolvimento de saberes conceituais, procedimentos e atitudes, difíceis de serem construídas em uma aula tradicional.

## Metodologia

As aplicações foram feitas em três turmas de segundo ano da E. E. Coronel Idalino Ribeiro, na cidade de Salinas-MG.

Utilizamos a experimentação para apresentar os conceitos de Dilação, onde pudemos mostramos um conceito que abrange muitas coisas presentes no nosso dia a dia, em simples experimentos. Borges (2002) nos mostra que esse talvez, seja o principal objetivo da experimentação, onde pode ser testada na prática uma lei científica, ilustrar idéias e conceitos aprendidos nas aulas teóricas, assim simplesmente ver na prática, o que a teoria nos mostra nos livros.

Aliado com o uso de experimentos, utilizamos o Ensino por Investigação, que propõe para o estudante um trabalho de não apenas manipular ou observar uma experimentação, mas refletir, discutir, explicar e relatar o que está sendo feito. Mas isso tudo deve ser feito após um estudo profundo sobre aquilo que será mostrado através dos experimentos, pois caso isso não aconteça, talvez a atividade não fará sentido para os estudantes, pois eles ficaram perdidos diante os conceitos apresentados.

Lewin e Lemascólo (1998), vem para comprovar o que foi dito;

A situação de formular hipóteses, preparar experiências, realizá-las, recolher dados, analisar resultados, quer dizer, encarar trabalhos de laboratório como 'projetos de investigação', favorece fortemente a motivação dos estudantes, fazendo-os adquirir atitudes tais como curiosidade, desejo de experimentar, acostumar-se a duvidar de certas afirmações, a confrontar resultados, a obterem profundas mudanças conceituais, metodológicas e atitudinais.

Com essas duas metodologias aliadas, formulamos o nosso roteiro de execução, onde se consistia em três etapas;

- 1. Na primeira, ministramos com o auxílio do professor, o estudo mais aprofundado da matéria Dilatação Térmica para as turmas. Esse estudo se estendeu por duas aulas, e utilizamos uma atividade para fixação do conteúdo. E caso alguns estudantes ficasse com dúvidas, utilizamos o uso de monitorias no contra turno, para que todas essas eventuais dúvidas fossem sanadas.
- 2. Após o estudo da matéria, marcamos as aulas para a experimentação, selecionamos três experimentos, um para cada tipo de dilatação; linear, superficial e volumétrica. Nessas aplicações, procuramos introduzir toda a idéia do ensino por investigação, colocando os alunos para pensar o que poderia acontecer antes de

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cada passo, e após a sua execução, discutir e explicar o que aconteceu, a partir dos conhecimentos aprendidos na primeira etapa.

- 3. E por último, logo após as aplicações, foi pedido para que os estudantes pudessem montar um simples relatório do que foi exposto, relatando os conceitos apresentados. Também pedimos para que eles disserem se gostaram das práticas, e dando sugestões para futuras eventuais atividades experimentais.

## Desenvolvimento

No primeiro momento reunimos com o professor, que expôs os conteúdos já trabalhado e que ainda irá trabalhar em sala de aula, vimos a matéria de Dilatação Térmica como uma boa opção, pois segundo o professor, é uma das matérias que os estudantes mais ficam com dúvidas após a explicação teórica/científica. Tendo isto, já que é um assunto que possuí um grande número de experimentos e acreditamos ser um tema propício e interessante de trabalhar com aulas experimentais, logo após, procuramos os experimentos que seriam usados posteriormente, estes foram;

## 01 - DILATAÇÃO LINEAR DA CAIXA DE LEITE;

Experimento relata a diferença da dilatação do alumínio e do papelão do material que constitui a caixinha de leite. Quando colocamos o pedaço da caixa sobre a vela (Figura 01) , o alumínio do interior da caixa se dilata mais rápido que o papelão, assim se desprendendo do mesmo.

Figura 01 - Dilatação da caixa de leite.

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## 02 - DILATAÇÃO SUPERFICIAL DA MOEDA;

Nele podemos ver o crescimento da área superficial da moeda, após ela fica exposta sobre o calor da chama de uma vela, depois de um certo tempo, é colocada em um isopor, que derrete e fica com as mesmas medidas da moeda quente (Figura 02) . Em seguida a esse procedimento, resfriamos a moeda para que ela fique com as dimensões iniciais e assim podendo comparar as medidas no isopor (Figura 02) .

Figura 02 - Dilatação da moeda.

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## 3 - DILATAÇÃO DO AR NA GARRAFA DE VIDRO;

Nesse experimento, utilizamos uma garrafa de refrigerante de vidro com uma bexiga de borracha na sua boca. Quando a garrafa é colocada dentro de um recipiente contendo água com uma temperatura mais elevada que a do ambiente, a bexiga se infla (Figura - 03) , e colocando em um recipiente, agora com gelo, a bexiga além de murchar, é sugada para dentro da garrafa (Figura - 03) .

Figura 03 - Dilatação do Ar

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Como esses experimentos escolhidos, pudemos preparar o conteúdo e as atividades de fixação para preparar os estudantes para as práticas. Procuramos levar como apoio dessa preparação, o próprio livro didático usado pela escola, para que a forma de trabalhar o conteúdo, não fuja da que eles estão habituados. Foram utilizados também, exercícios do próprio livro, pois o mesmo contém exemplos que se encaixavam com que iria ser mostrado nas experimentações.

Durante as aulas, procuramos sempre que possível, exemplificar cada assunto com coisas presentes no nosso cotidiano. Ao final de cada aula, passamos a lista de exercícios para fixar o que foi estudado na aula. Como era esperado, alguns estudantes ficaram com dúvidas, e foi marcado um horário de monitoria para que essas dúvidas fossem sanadas.

Em cada aplicação, como é dito no Ensino por Investigação, não é fornecido aos alunos um roteiro com cada passo que deve ser seguido, com base com os conhecimentos adquiridos na aula anterior, eles iriam discutir o que deveria ser feito para que o conceito abordado seja mostrado na prática (Figura - 04).

Com o término das aplicações, seguimos o que foi planejado anteriormente, e propomos que os estudantes presentes, montassem um relatório individual, relatando o que foi feito e exposto, e também atribuindo uma nota para a atividade em geral desenvolvida.

## Resultados

A princípio, quando expomos o que pretenderíamos realizar, que era uma aula experimental, boa parte dos estudantes ficaram animados com a aplicação. Na aula de explicação do que seria abordado e a forma de trabalho, alguns estudantes, que segundo o professor são geralmente dispersos nas aulas, continuaram do mesmo jeito. A diferença nítida na participação dos estudantes foi no dia da aplicação dos experimentos, onde, aqueles que estavam dispersos na aula teórica, foram os que se mostraram mais participativos e interessados nas discussões dos experimentos.

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Nos relatórios produzidos pelos estudantes após a prática, foi relatado por grande parte dos estudantes que o uso de materiais para 'mostrar' a Física na prática, serviu muito bem para chamar a atenção dos alunos, e que segundo eles, iriam mudar a visão do estudo da matéria a partir desta aula. Outra observação foi que, a maioria dos relatórios descreveram que o modo com que a aplicação foi feita, os levou a lembrar bem o que foi estudado nas aulas anteriores, e que com isso o conteúdo ficou compreendido e fixado de uma maneira diferente em sua mente, isso mostra que a aplicação nos moldes do Ensino por Investigação, os tocou de maneira diferente, fazendo-os ir além de manipular os experimentos, discutir e explicar cada passo desenvolvido.

Como foi dito, também pedimos uma avaliação do projeto como todo, e essas avaliações podem ser vistas no Gráfico - 01 ;

## AVALIAÇÃO POR PARTE DOS ALUNOS

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## Considerações Finais

Como relatamos, segundo o professor, durante a aplicação dos experimentos, a diferença da participação dos alunos foi notória, isso fortalece que o uso de atividades experimentais durante as aulas é um grande trunfo que merece ser mais utilizado. Grande parte dos estudantes que geralmente são mais dispersos durante as aulas, foram os que se mostraram mais participativos da prática, com isso eles puderam notar que a Física não é essa matéria longe da realidade, onde só pode ser vista com aparatos sofisticados e presentes em grandes laboratórios, ela pode sim, ser encontrada no nosso cotidiano e ser estudada a partir de experimentos confeccionados com materiais de baixo custo.

Após analisar as atividades experimentais desenvolvidas, chegou-se à conclusão que o objetivo desta prática de contribuir com o ensino aprendizagem de Física usando experimentos simples com aplicação nos moldes do Ensino por investigação, como metodologia facilitadora da construção do conhecimento foi alcançado. Houve uma participação efetiva dos alunos e a cada passo das atividades experimentais, vimos que eles estavam estimulados a aprender. Muitas escolas públicas não contam com laboratório ou materiais específicos, mas mesmo assim é possível realizar atividades simples em sala de aula, e sua realização chama a atenção do aluno, deste modo fazendo com ele, consequentemente, participe mais ativamente das aulas, e automaticamente melhorando o seu aprendizado.

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## Referências

BORGES, A. T. Novos rumos para o laboratório escolar de ciências . Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 2002.

CUNHA, Antonio Eugenio. Afeto e Aprendizagem, Relação de Amorosidade e Saber na Prática Pedagógica . Rio de Janeiro. 2008.

DIAS, P. M. SANTOS, W. M. S. SOUZA, M. T. M. A Gravitação Universal: um texto para o Ensino Médio . Revista Brasileira de Ensino Física, 2004.

LEWIN, A. M. F. LOMÁSCOLO, T. M. M. La metodologia científica em La construcción de conocimientos . Enseñanza de lãs ciências. 1998.

MIZUKAMI, M. G. N. Ensino: As Abordagens do Processo . São Paulo. 1986.

MOREIRA, A. C. S. PENIDO, C. M. Sobre as propostas de utilização das atividades experimentais no ensino de física . VII ENPEC. 2009.

MOREIRA, M. L. B. Experimentos de Baixo Custo do Ensino de Mecânica Para o Ensino Médio . UFRPE. 2015

VALADARES, E. Propostas de Experimentos de Baixo Custo Centradas no Aluno e na Comunidade . 2001.

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- ," Resultados: "Outra observação é que, foi relatado por boa parte deles, disseram que o modo com que a aplicação foi" --&gt; correção gramatical

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