PROJETO JOVENS FÍSICOS: ENSINANDO FÍSICA ATRAVÉS DE DEBATES CIENTÍFICOS NO FORMATO DA IYPT

## PROJETO JOVENS FÍSICOS: ENSINANDO FÍSICA ATRAVÉS DE DEBATES CIENTÍFICOS NO FORMATO DA IYPT 1

Rawlinson Medeiros Ibiapina 1 , Herbert José Aquino Sousa 2 , Nilzane Miranda 3 Paulo Diego Lima da Silva 4 , Terezinha Gomes da Silva Gomes 5

1 IFMA - Instituto Federal do Maranhão/rawlinsonibi@gmail.com 2 IFMA - Instituto Federal do Maranhão/herbertaquino@gmail.co 3 UFPI- Universidade Federal do Piauí/nilzane@gmail.com 4 UFPI- Universidade Federal do Piauí/ paulodiegolimadasilva@gmail.com

5 UFPI- Universidade Federal do Piauí/terezinhacscj@gmail.com

## Resumo

O projeto visou apresentar uma metodologia diferenciada para a abordagem da Física, no Ensino Fundamental (8 0 e 9 0 anos) e Ensino Médio (1 0 e 2 0 anos) em uma escola da rede privada em Teresina-PI, para um total de aproximadamente 500 alunos. A proposta foi utilizar o formato do IYPT (TORNEIO INTERNACIONAL DE JOVENS FÍSICOS) para motivar os discentes através da realização de atividades que os ajudariam no aperfeiçoamento de várias habilidades, dentre as quais: trabalho em equipe, desenvolvimento da oratória e utilização do Método Científico para solução de problemas de cunho experimental. Os professores dividiram as turmas em equipes e direcionaram suas aulas para a orientação dos alunos na realização dos experimentos. Cada problema continha a descrição do experimento, sua montagem, alguns questionamentos sobre prováveis resultados e uso de tabelas para a aquisição de dados. Os alunos deveriam complementar os questionamentos, fazendo novas perguntas e analisando outros parâmetros que identificassem como relevantes para a compreensão geral do experimento proposto. Os problemas foram resolvidos ao longo das aulas de Laboratório e em reuniões feitas pelos grupos. Nas reuniões eram realizadas discussões, pesquisa bibliográfica, montagem dos gráficos e análise dos resultados. À medida que solucionavam seus problemas, as equipes confeccionavam seus relatórios que eram entregues aos professores para darem seus pareceres. Os alunos do ensino médio, além da entrega dos relatórios e realização de avaliação escrita, apresentaram seus trabalhos através de debates científicos, denominados Physics Fights (PF's), existindo uma equipe relatora (que apresentava seu experimento), uma equipe oponente (que procurava apontar pontos fracos na apresentação da equipe relatora) e uma banca de jurados para avaliá-los nas apresentações. Os resultados da metodologia alcançaram os objetivos propostos, especialmente no que se refere ao trabalho em equipe e uso do método científico para a solução dos problemas, tendo em vista que os alunos demonstraram domínio na abordagem, na discussões dos experimentos realizados e boa performance durante as apresentações nos debates científicos.

Palavras-chave : Método científico, debates, habilidades, IYPT

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## 1 - Introdução

O presente trabalho se baseia na utilização do formato do Torneio Internacional de Jovens Físicos - IYPT, utilizando-o como ferramenta para auxiliar o ensino de física e permitindo que os estudantes sejam sujeitos ativos na compreensão de fenômenos e discussão de problemas experimentais. Nessa competição, equipes disputam entre si através de debates científicos, denominados Physics Fights -PF's, ou desafios de Física. Durante os debates ocorrem apresentações de possíveis soluções dos problemas propostos, estes de cunho experimental. Uma banca de jurados avalia cada equipe e atribui uma nota que varia de 0 a 10 pontos por cada apresentação. O torneio internacional teve início em Moscou, capital da antiga União Soviética em 1979, e foi criado pelo professor Evgeny Yunosov.

- O regulamento do torneio pode ser encontrado, conforme cita MARTINO, Márcio D. V.

Os problemas do torneio podem ser propostos por pessoas de qualquer país e são selecionados num seminário dos coordenadores nacionais do IYPT. Esses problemas devem abranger várias áreas da Física e devem desenvolver a criatividade, a concentração, o raciocínio indutivo e dedutivo, a habilidade de construir hipóteses, a capacidade de observação, de análise argumentos, de formulação de hipóteses, de estabelecimento de relações de causa e efeito, bem como o respeito a outras opiniões.

A proposta do presente trabalho se baseia na utilização da pesquisa, uso Método Científico e discussões dos experimentos na forma de debates, visando preparar os estudantes para lidarem com situações diversas, conforme proposto nos PCN's de Física, p.05.

Esse objetivo mais amplo requer, sobretudo, que os jovens adquiram competências para lidar com as situações que vivenciam ou que venham a vivenciar no futuro, muitas delas novas e inéditas. Nada mais natural, portanto, que substituir a preocupação central com os conteúdos por uma identificação das competências que, se imagina, eles terão necessidade de adquirir em seu processo de escolaridade média.

- O referencial teórico tem por base a teoria interacionista de Vygotsky, trazendo benefícios para os alunos de forma individual, bem como em grupo, conforme propõe REIN, Elano Gustavo, 2016, p.02.

[....] o aluno tenha uma iniciação ao estudo individual, com autonomia pessoal, como processo de busca e investigação; tentando descobrir e obtendo conhecimentos dos quais precisa adquirir (SEVERINO, 2012, p.23). Quando esse aluno, com tais característica compõem um grupo, o trabalho em equipe é de grande valor, trazendo diversos benefícios tanto para equipe quanto individualmente, pois potencializa a aprendizagem, onde vários alunos interagem dando suas opiniões, favorecendo o todo, levantando questões não percebidas no individual, segundo Vygotsky a interação é veículo fundamental para a transmissão dinâmica do conhecimento social, histórica e culturalmente construído (MOREIRA, 1999, p.109) .

O Torneio de Jovens Físicos, IYPT, possui um formato que se aproxima ao máximo da proposta supracitada, tendo em vista que a preparação das equipes se dá através de pesquisa e discussões sobre vários temas da disciplina de Física e ciências em geral.

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## 1.1 Objetivos

O projeto tem como objetivo motivar os estudantes para o estudo da disciplina de Física por meio de atividades em equipe, pesquisas e uso do Método Científico para a solução de problemas, conforme já citado. Visa também permitir ao aluno encarar a Física como ciência experimental que vai muito além de se limitar à resolução de problemas do livro texto. Paralelamente, procura estimular o desenvolvimento da capacidade de liderança, da habilidade de administrar conflitos e aprimoramento das habilidades de comunicação oral e escrita.

## 1.2 Justificativa

Aprender e ensinar física é tarefa desafiadora. Todavia, o estudo dessa ciência pode se tornar contagiante. Uma das motivações para se aprender física reside na curiosidade natural que o ser humano tem para compreender o mundo à sua volta, entender como certos padrões se comportam (ou por que se repetem), enfim, entender realmente, como as coisas funcionam, segundo GLEISER, Marcelo, 2001, p.02:

[....] o ensino de ciência tem de traduzir a paixão pela descoberta. O aluno deve participar desse processo durante a aula, e não apenas receber a informação pronta.

Visando a compreensão ampla dos fenômenos físicos e a formação dos estudantes como cidadãos dotados de capacidades diversas, o presente trabalho deriva da diversificação das estratégias didáticas utilizadas em uma escola da rede privada em Teresina, para o ensino de Física, tendo em vista que a prática de resolução de problemas no viés experimental, por parte dos estudantes, possibilita a estes o desenvolvimento de múltiplas habilidades cognitivas. De acordo com Wallyn , 2018, p.01.

O professor de física, na contemporaneidade, necessita, em sua formação de estratégias voltadas a aproximar os conteúdos da física com a realidade dos seus alunos e ter no seu exercício docente habilidades em contextualizar, dinamizar e incrementar suas aulas, objetivando participação ativa e reais aprendizados. Assim, trabalhar com atividades experimentais em aulas de física, além de proporcionar aprendizados de conteúdos programáticos na Educação Básica, permite ao aluno aproximações significativas entre a física e seu cotidiano. Thomaz (2000) afirma que o trabalho experimental, quando conduzido numa perspectiva em que, através da aprendizagem fundamental dos conteúdos científicos, os alunos possam desenvolver capacidades cognitivas necessárias para atuarem na sociedade de um modo mais eficaz, qualquer que seja o seu campo de ação, é um meio por excelência para a criação de oportunidades para o desenvolvimento dessas mesmas capacidades.

## 2- Metodologia

A aplicação prática da proposta seguiu o formato de um PF (Physics Fight) com algumas adaptações, em virtude da quantidade de alunos e dos conteúdos existentes na ementa de cada série. A seguir, serão apresentadas as etapas utilizadas na aplicação da metodologia proposta.

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## I Etapa: Seleção de problemas pelos professores

Os professores da disciplina de Física, desde o oitavo ano do Ensino Fundamental até o segundo ano do Ensino Médio, planejaram os conteúdos e definiram alguns problemas que seriam resolvidos pelos alunos. Para isso, disponibilizaram suporte pedagógico ao longo de suas aulas mediante ferramentas, métodos e estratégias necessárias ao alcance dos objetivos desejados. Como exemplo, fizeram uso de demonstrações experimentais na sala de aula e no laboratório da escola. Além disso, fizeram simulações computacionais, apresentações de vídeos e uso de artigos científicos. Estes foram usados como base para o desenvolvimento e execução das atividades experimentais.

Como exemplos de problemas propostos, listamos alguns dos quais foram selecionados pelos professores para a abordagem em sala de aula e discussões efetuadas durantes os PFs.

## Ampulheta

Uma ampulheta está sendo pesada em uma balança sensível, primeiro quando a areia está caindo, segundo um fluxo contínuo da parte superior para a inferior, e depois quando a parte de cima está vazia. Os dois pesos são os mesmos ou não?

## Carro

Construa um modelo de um carro movido por um dispositivo que utiliza uma bexiga elástica cheia de ar como fonte de energia. Determine de que modo a distância percorrida pelo carro depende de parâmetros relevantes e otimize a eficiência do carro.

## II Etapa: Desenvolvimento dos problemas e montagem dos relatórios

Na segunda etapa do projeto, os alunos pesquisaram, aprofundaram conhecimentos, realizaram seus experimentos e apresentaram relatórios aos professores, recebendo destes, notas com escala variando entre 0 e 10 pontos. O desenvolvimento dos problemas seguiu as etapas do método científico e a nota bimestral da disciplina, em cada série, foi a média obtida nos relatórios juntamente com a nota de uma prova escrita, que tomou como base o conteúdo trabalhado no bimestre.

## III Etapa: Estrutura de exploração dos problemas para montagem da apresentação

Nessa etapa, os alunos foram organizados em equipes e debateram os resultados obtidos na execução dos experimentos. Além disso, conseguiram aprofundar conceitos e utilizaram a teoria adequada para explorar cada problema, definindo assim, seus principais parâmetros relevantes. Descreveram os experimentos com vídeos, fotos e esquemas para tornar suas apresentações mais didáticas e compreensíveis. Por fim, apresentaram seus resultados e as discussões dos mesmos, utilizando-se de tabelas, gráficos e teoria dos erros na análise dos dados obtidos.

## IV Etapa: Realização dos debates científicos, denominados Physics Fights.

Na execução desta etapa, as apresentações e debates entre as equipes, ocorreram em dois dias consecutivos. No dia 10/10/2017 foram feitas as

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apresentações das vinte e quatro equipes do segundo ano do Ensino Médio, divididas em quatro salas e em horários pré-definidos, conforme pode ser observado na Tabela 1. Na referida Tabela, observa-se também, o cruzamento dos respectivos Physics Fights.

Tabela 1: Divisão das equipes e cruzamento dos Physics Fights.

No dia 11/10/2017 foram feitas as apresentações de outras vinte e quatro equipes do primeiro ano do Ensino Médio, divididas em quatro salas e em horários pré-definidos, conforme apresentado na Tabela 2.

Tabela 2: Divisão das equipes e cruzamento dos PHysics Fights.

Cada rodada de um Physics Fight se dá com uma das equipes no papel de relatora e uma equipe no papel de oponente, seguindo orientação do Booklet 2011 IYPT Brasil, p.39 .

A equipe relatora tem a função de apresentar a essência da solução do problema, procurando atrair a atenção da audiência para as principais ideias, conceitos e teorias envolvidos e para as conclusões obtidas. Equipe Oponente: critica o relator, apontando imprecisão no entendimento do problema e nas soluções apresentadas, bem como identificando os seus pontos positivos; aponta erros cometidos ou aspectos importantes ausentes na solução apresentada, discutindo tais pontos com a equipe relatora.

As definições das equipes enquanto relatora e oponente foram feitas através de sorteio para que fossem surpreendidas em relação a seus papeis e não apenas decorassem 'falas prontas' para serem ditas no momento do debate.

Para uma melhor organização logística durante as apresentações e debates científicos, definiu-se o tempo limite utilizado pelas equipes, na execução de suas atividades, conforme pode ser visualizado na Tabela 3, apresentada a seguir.

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Tabela 3: Atividades realizadas por cada equipe e o tempo limite para sua execução.

## 3- Avaliação das apresentações dos Physics Fights

Para a avaliação das equipes durante os PF's, foram montadas quatro bancas de jurados [ J1 - J4 , ] formadas por professores da escola, professores convidados e alguns ex-alunos. Estes últimos, participantes de edições nacionais e internacionais da IYPT. As bancas permutaram de sala a cada rodada. Todos os jurados receberam fichas de avaliações, com critérios de julgamento bem definidas. Dentre os critérios mais amplos adotados na avaliação, podemos citar: Visão geral da resolução (3,0 pontos); Abordagem experimental (4,0 pontos) e Abordagem teórica (3,0 pontos). A Tabela 4 apresenta a logística de divisão das bancas de jurados em cada sala, para todas as rodadas.

Tabela 4: Distribuição das bancas em cada rodada dos debates

## 4- Relato de Experiência

Depoimentos de alunos que participaram do projeto:

Estudante 1: 'Participar do projeto, foi uma das experiências mais incríveis de toda a minha vida. Trabalhamos juntamente com toda a equipe, superamos desafios e obstáculos que nunca imaginei que conseguiria. Foram meses de trabalho intenso em que cada um de nós dava seu máximo e, assim, crescíamos bastante a cada dia, desde o início da preparação até o fim do torneio'.

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Estudante 2: 'Através do evento passei a ser alguém mais extrovertida, passei a valorizar o contato em grupo e perdi o medo de falar em público. Aprendi a me comunicar com outras pessoas de um modo mais natural. Ganhei ainda mais gosto para estudar física e pude me expressar na frente de um público seleto, demonstrando aquilo que tinha aprendido e pesquisado'.

Estudante 3: 'Para mim o projeto foi um incentivo diferente. Um desafio a mais do que as provas tradicionais já ofereciam. Minha equipe conseguiu aprender conteúdos de modo prático. E o melhor, conseguiu demonstrar para a banca de jurados o que produzimos nos experimentos'.

Estudante 4: 'Foi uma oportunidade inesquecível, pois pela primeira vez estudei física de verdade! Pude colocar em prática meus conhecimentos teóricos e chegar a conclusões através dos debates que travamos entre as equipes'.

## 5- Organização das salas durante os debates científicos

Foram selecionadas algumas fotografias que ilustram a disposição das salas, banca de jurados e discussões ao longo da execução dos debates científicos.

Figura 2: Organização da sala e debate de um dos problemas durante o PF.

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Figura 1: Alunos debatendo durante um dos PFs e jurados apresentando suas notas.

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Figura 3: Equipe discutindo um dos problemas durante o PF.

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## 6- Considerações finais

O Projeto aqui apresentado foi consistente, desafiador e estimulante para professores e alunos.

Conforme depoimentos, sua execução permitiu o desenvolvimento de habilidades que vão além do aprendizado da física. Permitiu aos estudantes trabalharem em equipe, defenderem seus pontos de vista e resolverem problemas de modo prático, através do uso do Método Científico, conforme proposto nos objetivos do trabalho. O projeto serviu de suporte para estimular os estudantes a participarem de forma ativa da compreensão da teoria tratada na abordagem de um dado problema proposto. Além disso, permitiu aos alunos avançarem de modo mais aprofundado na compreensão da física, enquanto ciência experimental, do que se tivessem se limitado apenas à resolução de questões do livro texto, conforme métodos utilizados na maioria das abordagens pedagógicas em nosso país, para a disciplina de física.

O presente trabalho complementou a metodologia tradicionalmente utilizada no Laboratório de Física da escola, tendo em vista que o formato proposto alcançou os objetivos de formação e desenvolvimento de várias habilidades, conforme anteriormente mencionadas.

## 7- Referências

MARTINO, Márcio Dala Vale , Associação B8 Projetos Educacionais, em &lt;http://www.iypt.com.br&gt; Acesso em 18/02/2018.

PCN\_FIS , em &lt; http://www.sbfisica.org.br/arquivos/PCN\_FIS.pdf&gt;. Acesso em 01/09/2018.

GLEISER, Marcelo. Por que ensinar Física? Física na escola, v.1, 2001.

REIN , Elano Gustavo. Atividades em equipe para o Ensino de Física nos moldes do IYPT. V Simpósio Nacional de Ensino de Ciência e Tecnologia, 2016.

VYGOTSKY , L. S. Pensamento e linguagem. São Paulo: Martins Fontes, 1989.

SEVERINO , A. J. Ensinar e aprender com Pesquisa no Ensino Médio - 1 Ed. - São Paulo: Cortez, 2012.

MOREIRA, M. A. Teorias da Aprendizagem, São Paulo, Ed. EPU, 1999.

SILVA, Wallyn Vieira da. Ensino de física e atividades experimentais em sala de aula: algumas considerações.

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