EXPERIMENTOS DE FÍSICA NO ENSINO FUNDAMENTAL: UMA ANÁLISE À LUZ DA PSICOLOGIA SÓCIO-HISTÓRICA.

## EXPERIMENTOS DE FÍSICA NO ENSINO FUNDAMENTAL: UMA ANÁLISE À LUZ DA PSICOLOGIA SÓCIO -HISTÓRICA. 1 EXPERIMENTS OF PHYSICS IN THE FUNDAMENTAL EDUCATION:

## AN ANALYSIS THE LIGHT OF THE PARTNER -HISTORICAL PSYCHOLOGY.

## Sergio Luiz Bragatto Boss 1 , Moacir Pereira De Souza Filho 2 , João Mianutti 3 , João José Caluzi 4

1 Universidade Federal do Recôncavo da Bahia/Centro de Formação de Professores , serginho@fc.unesp.br

2 Unesp - Univ . Estadual Paulista/Faculdade de Ciências e Tecnologia/Departamento de Física, Química e Biologia , moacir@fct.unesp.br

3 Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul/Unidade Universitária de Jardim , jmianutti@uol.com.br

4 Unesp - Univ . Estadual Paulista /Faculdade de Ciências/Pós -Graduação em Ensino de Ciências/Departamento de Física, caluzi@fc.unesp.br

## Resumo

Este trabalho analisa a importância educativa de três experimentos de física, desenvolvidos com uma turma de alunos do 5° ano do Ensino Fundamental, de uma escola particular localizada no interior do estado de São Paulo. Os experimentos são sobre magnetismo e eletromagnetismo. Esta é uma análise preliminar de parte dos dados coletados na pesquisa. Um dos objetivos deste trabalho é contribuir com os professores que atuam nas séries iniciais diante do desafio de ensinar Ciências, demonstrando a importância da teoria no trabalho docente, desde o planejamento da situação didática até a análise da experiência vivida. O referencial teórico utilizado foi a psicologia sócio-histórica, sobretudo os estudos de Vigotski sobre a formação de conceitos. Assim, à luz do referencial teórico utilizado, pode-se afirmar que o ensino de física e o uso de atividades experimentais nas séries iniciais não podem, a rigor, ser r associadas simplesmente ao ensino de determinados conceitos científicos, mas exploradas tendo como horizonte o desenvolvimento da criança.

Palavras -chave: Ensino de ciências , Experimentos de física , Ensino Fundamental , Vigotski.

## Abstract

This study examines the educational importance of three experiments of physics, developed with a group of students from 5 th grade of elementary school. The experiments are on magnetism and electromagnetism. This is a preliminary analysis of the data collected in the survey. One goal of this work is to contribute to teachers who work in the early grades with the challenge of teaching science, demonstrating the importance of theory in teaching, from planning the teaching situation to the analysis of lived experience. The theoretical framework was the partner-historical psychology, especially the study of Vigotski on the formation of concepts. Thus, in light of theoretical analysis, it can be stated that the teaching of physics and the use of experimental activities in the early grades can not, strictly speaking, simply be attached to the teaching of certain scientific concepts, should be explored having in mind the development of child.

Keywords: Science teaching , Experiments of Physics , Fundamental Education , Vigotski.

## Introdução

Aos alunos das primeiras séries do Ensino Fundamental não é possível aprender conteúdos disciplinares como os conceitos físicos. Mas estes conteúdos podem ser trabalhados nas séries iniciais de forma que propicie ao aluno a aprendizagem de novos conhecimentos que auxiliem e façam , futuramente , parte da aprendizagem de conceitos. A aquisição de conceitos científicos pelo aluno é um processo paulatino, estes são adquiridos ao longo do tempo e de forma processual. (CARVALHO et al., 1998, p. 12-3). Quando da assimilação de algum conceito científico, o seu desenvolvimento não termina, mas apenas começa. A curva do desenvolvimento não coincide com a curva do aprendizado do programa escolar, a aprendizagem está à frente do desenvolvimento. (VIGOTSKI, 2000, p. 324). Neste sentido, é importante propiciar oportunidades para que as crianças discutam fenômenos físicos, propondo problemas que sejam possíveis de serem resolvidos e discutidos dentro do nível de desenvolvimento da criança (CARVALHO et al., 1998, p. 13).

Desta forma, é preciso trabalhar os conteúdos de uma forma que seja interessante para os alunos e que propicie o interesse das crianças pela ciência e consequentemente pelos seus conteúdos e conceitos . Algumas pesquisas têm sido realizadas sobre o ensino de Ciências para as séries iniciais e têm mostrado a importância desta prática (CARVALHO et al., 1998; GONÇALVES, 1991; SCHROEDER, 2007). Tais pesquisas têm como ponto em comum a utilização de experimentos e como principal fundamentação uma proposta centrada na interação do aluno com o objeto de ensino, o que justifica a utilização dos aparatos experimentais. Entretanto, também há estudos que demonstraram a fecundidade do referencial vigotskiano para reflexão sobre a aprendizagem conceitual nas séries iniciais (SFORNI; GALUCH, 2006).

A pesquisa realizada e apresentada neste trabalho utiliza experimentos de Física no Ensino Fundamental e segue a mesma fundamentação teórica que o trabalho de Sforni e Galuch (2006) , ou seja, a psicologia sócio-histórica . Utilizamos as atividades experimentais não só como meio de ensinar o conteúdo conceitual , mas buscando explorá-las tendo como horizonte o desenvolvimento da criança. Os experimentos possibilitam a geração de atividades interessantes e estimuladoras para as crianças do Ensino Fundamental , além disso, propiciam práticas metodológicas que têm como fundamento a mediação docente . Nesta perspectiva, com base na teoria de Vigotski, foram propostas atividades com experimentos de Física para tratar alguns conteúdos específicos , seguida de uma reflexão sobre esse tipo de estratégia didática no processo de ensino e aprendizagem de conceitos científicos das crianças.

## Referencial Teórico

O referencial teórico do presente estudo é a psicologia sócio-histórica, sobretudo os estudos de Vigotski sobre a formação de conceitos. Cabe sublinhar que em função dos limites do presente texto, pontuar-se-á aspectos essenciais da teoria para analisar a situação investigada, o ensino de conceitos físicos, por meio de atividades experimentais, a crianças das séries iniciais do ensino fundamental.

Para a perspectiva teórica anunciada, a linguagem e o contexto sociocultural são essenciais para o desenvolvimento da criança. A linguagem representa um dos principais instrumentos inventados pela humanidade, e como todo instrumento, sofre mudanças no curso da história, constituindo com sua malha de conceitos o acervo da cultura humana. Nesse sentido, pode-se dizer que "[...] desde o momento do nascimento, as crianças estão em constante interação com adultos, que ativamente procuram incorporá-las à sua cultura e seu corpus É de significados e condutas, pppg historicamente acumulados" (LURIA, 1992, p. 49). É por meio da linguagem, da sua função comunicativa, que o homem pode se apropriar das aquisições históricas da

humanidade, aquisições que estão no seu mundo e nas grandes obras da cultura humana. Portanto, pode-se afirmar que o tornar-se homem envolve um processo educativo (LEONTIEV, 1978, p. 282-3).

Se para se apropriar da ciência é preciso se apropriar da sua linguagem, então, é essencial entender como se dá a formação dos conceitos científicos. Sabese que todo conceito, expresso numa palavra ou signo, constitui-se numa generalização. Para Vigotski, no processo de formação de conceito , esse signo - a palavra -, "[...] em princípio tem o papel de meio na formação de um conceito e, posteriormente, torna-se seu símbolo" (2000, p.161), razão pela qual o autor destaca que a "[...] debilidade do conhecimento científico é seu verbalismo", decorrente da "insuficiente saturação de concretude" (2000, p. 245). A palavra mostra-se de extrema importância no processo de desenvolvimento cognitivo do individuo, mas o fato de uma criança saber proferir a palavra não significa que houve a formação do conceito, pois "[...] um conceito é mais do que a soma de certos vínculos associativos formados pela memória", mas um processo complexo que "[...] só podendo ser realizado quando o próprio desenvolvimento mental da criança já houver atingido o seu nível mais elevado". (2000, p. 246). Ou seja, para este psicólogo soviético, o conceito na sua forma mais elevada pressupõe "[...] discriminação, a abstração e o isolamento de determinados elementos e, ainda, a habilidade de examinar esses elementos discriminados e abstraídos fora do vínculo concreto e fatual em que são dados na experiência" (2000, p. 220).

Pode -se dizer, de forma sumária, que Vigotski identifica nesse processo, que culmina com o pensamento por conceitos, três estágios: o primeiro estágio é freqüente no comportamento de crianças de tenra idade, sendo marcado pela discriminação unificada de vários objetos, "sem semelhança interna suficiente e sem relação entre as partes que o constituem", decorrentes do "sincretismo da percepção infantil" (2000, p. 175); o segundo é caracterizado pela formação de complexos, em que as generalizações criadas por este modo de pensamento representam "complexos de objetos particulares concretos, não mais unificados à base de vínculos subjetivos que acabaram de surgir e foram estabelecidos nas impressões da criança, mas de vínculos objetivos que efetivamente existam entre tais objetos", portanto, o fundamental "[...] para construir um complexo é o fato de ele ter na sua base não um vínculo abstrato e lógico, mas um vínculo concreto e fatual entre elementos particulares que integram sua composição" (2000, p. 178-80); - em decorrência disto, pode-se falar em complexo do tipo associativo, complexoscoleções, complexos em cadeia, complexo difuso e complexo de pseudoconceito (2000, p. 180-1); o terceiro estágio é "[...] desenvolver a decomposição, a análise e a abstração" (2000, p. 220). Cabe frisar que a comunicação entre a criança e o adulto é possível em decorrência da equivalência funcional, seja entre as imagens sincréticas da criança e os conceitos, seja entre os complexos e os conceitos.

Outro aspecto fundamental da teoria de Vigotski diz respeito à relação entre conceito espontâneo e conceito científico. Para este autor, o que distingue os conceitos científicos é que esses "se constituem no processo de aprendizagem escolar por via inteiramente diferente que no processo de experiência pessoal da criança" (2000, p. 263). Quanto à relação entre estes dois tipos de conceitos, Vigotski postula uma relação de interdependência, em que um influencia o desenvolvimento do outro (2000, p. 261). Neste sentido, é essencial uma base de conceitos espontâneos para iniciar a formação de conceitos científicos, pois a assimilação destes depende da estrutura conceitual formada anteriormente. Da mesma forma, os conceitos científicos permitem a re-estruturação cognitiva do indivíduo, inclusive dos conceitos espontâneos. Segundo Vigotski, com a formação de conceitos todo pensamento se renova e se reestrutura, sendo o conhecimento

científico, a arte e outras elaborações da vida cultural, somente assimiladas na sua plenitude por conceitos, ou melhor, por esta forma de pensamento (1996, p. 63-4).

Portanto, diferente do pensamento por complexo, que já é um pensamento "coerente e objetivo", no pensamento por conceito se estabelecem relações hierárquicas e "só no sistema o conceito pode adquirir as potencialidades de conscientizáveis s e a arbitrariedade", sendo que a "tomada de consciência dos conceitos se realiza através da formação de um sistema de conceitos, baseados em relações recíprocas de generalidade, e que tal tomada de consciência dos conceitos os torna arbitrários" (VIGOTSKI, 2000, p. 291-5).

Outro componente da teoria vigotskiana, bastante conhecido na área de 2 educação, diz respeito à zona de desenvolvimento imediato - ZDI 2 . A zona de desenvolvimento imediato representa a distância entre o nível de desenvolvimento real e o nível de desenvolvimento potencial, sendo o último caracterizado pela possibilidade de solução de problemas quando a criança conta com a orientação de um adulto ou em colaboração com companheiros mais capazes (VIGOTSKI, 1991, p. 97). Portanto, do ponto de vista pedagógico é pouco relevante ensinar o que a criança já sabe - o que estaria dentro do seu desenvolvimento real - ou ensinar o que ela é incapaz de resolver sob orientação de um adulto ou em colaboração com companheiros mais capazes.

Vigotski ressalta a importância da ZDI na relação existente entre os conceitos espontâneos e conceitos científicos. Conforme já exposto, "[...] o desenvolvimento dos conceitos científicos pressupõe um certo nível de elevação dos espontâneos, no qual a tomada de consciência e a arbitrariedade se manifestam na zona de desenvolvimento imediato " (2000, p. 351).

Para finalizar esta breve exposição, cabe destacar a importância do ambiente no desenvolvimento da criança. O ambiente, segundo Vigotski, é fonte e não cenário para o desenvolvimento da criança. Nesta perspectiva, para que desenvolva a linguagem é necessário que esta forma ideal, presente no ambiente, É sobretudo no ambgqp iente escolar, interaja com a forma rudimentar da criança. É oportuno sublinhar que qualquer que seja a situação, sua influência não depende somente da natureza da situação, mas do grau de consciência e compreensão que a criança tenha dela, pois o mesmo acontecimento, que ocorra em diferentes idades, se reflete em sua consciência de modo diferente e tem um significado distinto para criança. A criança não inventa a linguagem, mas encontra palavras feitas, palavras que identificam determinadas coisas, e assimila nossa linguagem e o significado que as palavras têm em nossa linguagem. Assim, apesar das crianças de tenra idade não utilizarem as generalizações superiores, os conceitos, e suas generalizações terem um caráter mais concreto, ao se apropriar, no curso do seu desenvolvimento, da linguagem, adquirem a possibilidade de acessar o patrimônio cultural da humanidade. Pode -se dizer que a linguagem é o instrumento essencial no processo de humanização (VIGOTSKI, 1998) .

## Metodologia

Este trabalho é fruto de um convite feito por uma escola particular do interior do Estado de São Paulo para que a UNESP/Bauru colaborasse com a preparação de uma turma de alunos do 5º ano do Ensino Fundamental 3 para uma feira de ciências , que seria realizada na escola . A temática pré-definida para aquele grupo de alunos era eletricidade , magnetismo e eletromagnetismo . Em conjunto com a

professora da turma e com a coordenadora pedagógica optamos por trabalhar com alguns experimentos em sala de aula , momento em que seriam trabalhados alguns conceitos físicos . Esta oportunidade nos motivou a levantar estudos realizados sobre o ensino de física nas séries iniciais do Ensino Fundamental e a buscar fundamentos teóricos para orientar o trabalho e para posterior análise da experiência.

A temática eletricidade, magnetismo e eletromagnetismo era parte do conteúdo de ciências daquele semestre para o 5º ano . Dentro da temática inicial a professora sugeriu quatro temas mais específicos: i) eletrostática 4 ; ii) materiais condutores e isolantes; iii) ímãs; e iv) eletroímã. Então, selecionamos seis experimentos e alguns conceitos, elaboramos uma atividade e montamos um projeto , o qual foi enviado para a escola. Após a avaliação e sugestões da docente, os aparatos experimentais foram montados . Foi elaborado também um folheto sobre normas de segurança , devido à atividade envolver fios e eletricidade . É importante ressaltar que todo o planejamento e a execução da proposta foram feitos em conjunto e com a plena participação da docente responsável pela turma.

Foram utilizados cinco experimentos: Experimento 1: Carrinhos com ímãs - Objetivo: Identificação da polaridade dos ímãs; Experimento 2: Ímãs no Tubinho - Objetivo: Diferenciação entre ímãs e materiais ferromagnéticos; Experimento 3: Circuito elétrico - Objetitivo: Diferenciação de materiais condutores e não-condutores de eletricidade; Experimento 4: Circuitos Elétricos em Paralelo - Objetivo: Acender duas lâmpadas de 1,5 volt ao mesmo tempo (Conhecer circuito em série e em paralelo); Experimento 5: Eletroímã (Solenóide) - Objetivo: Características do eletroímã (corrente elétrica gerando campo magnético). Tendo em vista os limites deste trabalho, apresentaremos aqui 5três dos cinco experimentos: Experimento 01; Experimento 02; e Experimento 05. q 5

Os experimentos foram aplicados junto É aos alunos em uma aula de cinco horas , realizada no laboratório da escola. j É possível ver os experimentos 01, 02 e 05 na Figura 1. A turma era composta por 14 alunos, que foram divididos em cinco grupos pela professora, sendo quatro grupos com três integrantes e uma dupla. O número de grupos se deve ao número de experimentos, que também são em número de cinco. Os experimentos foram dispostos em cinco bancadas. Os alunos tinham cerca de 20 minutos para realizar cada experimento. Os grupos fizeram rodízio entre as bancadas para que todos os experimentos fossem realizados por todos os grupos. Sempre que os alunos chegavam às bancadas os experimentos estavam desmontados, i.e., seus componentes estavam soltos/desacoplados, pois uma das tarefas da atividade era a montagem dos experimentos.

Este é um estudo de caráter qualitativo, em que a produção de conhecimentos sobre fenômenos humanos e sociais preza pela compreensão e interpretação de seus conteúdos e não apenas pela sua descrição (TOZONI É -REIS, 2007, p. 10). É um trabalho de campo cuja técnica de pesquisa utilizada foi a da observação participante , na qual o pesquisador tem contato direto e uma participação real junto ao grupo estudado (MARCONI; LAKATOS, 2009, p. 196; TOZONI -REIS, 2007, p. 29). Como instrumento de coleta de dados foi utilizado o caderno de notas e as atividades feitas por escrito pelos alunos - i.e. , preenchimento de um roteiro aberto e redações. (BOGDAN; BIKLEN, 1994). As notas de campo foram feitas em dois momentos, em campo junto às atividades , tanto em sala de aula quanto na feira de ciências, e após a realização das atividades. As anotações e as atividades feitas por escrito pelos alunos foram

digitadas e discutidas à luz do referencial teórico, para este trabalho selecionamos algumas falas dos alunos e transcrevemos no item Resultados .

## Experimento 01:

## Experimento 02:

## Experimento 05:

Carrinhos com ímãs .

Ímãs no tubinho .

Solenóide .

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Figura 01: Experimento 01, 02 e 05, respectivamente .

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## Breve descrição do trabalho feito em sala de aula e da coleta de dados

A aula começou com uma discussão inicial l promovida pelos pesquisadores , com os seguintes objetivos: i) verificar e sistematizar os conhecimentos que os alunos já possuíam sobre os assuntos abordados; ii) fornecer r informações que pudessem auxiliar r e subsidiar r o entendimento dos problemas apresentados e a realização dos experimentos; iii) promover um ambiente que contribuísse para participação dos alunos, de forma que ficassem motivados e dispostos a desenvolver as atividades propostas; iv) discutir o folheto " Normas de Segurança". A discussão foi guiada pelas seguintes questões: O que é eletricidade?; O que é um circuito?; O que é um ímã?; Quais as características de um ímã?; Que tipo de material é atraído pelos ímãs?; O que é um interruptor?; O que é um condutor?; O que significam os termos série e paralelo? . Após a discussão inicial os alunos realizaram os experimentos. Para tanto, cada grupo recebeu um roteiro aberto que continha uma situação problema para cada experimento , espaços para registrarem a forma como o problema foi resolvido, as explicações para o fenômeno e um desenho do experimento. Durante a atividade, o papel dos pesquisadores e da professora foi o de auxiliar os grupos na solução dos problemas propostos e conseqüentemente na montagem e explicação dos experimentos e fenômenos . Este auxílio foi feito por meio de questionamentos e de sugestões aos alunos. Esta etapa foi importante por proporcionar a interação aluno-aluno e aluno-professor.

Ao término da realização dos experimentos foi feita uma discussão final , em que cada grupo pode expor r aos demais como resolveu cada um dos problemas propostos e as suas explicações . Este foi um momento muito rico de interação entre os alunos e os professores , e importante para trabalhar a sistematização das idéias dos estudantes e a sua argumentação. Aproveitamos a discussão para organizar a apresentação dos experimentos na feira de ciências. Em seguida, cada aluno fez uma redação, na qual deveriam escolher, descrever, explicar e desenhar um dos experimentos realizados . Os alunos participaram da feira de ciências do colégio uma semana após a realização da atividade em sala . Os pesquisadores foram à feira assistir r as apresentações das crianças. Uma semana após a feira os alunos fizeram uma nova redação sobre um dos experimentos, mas que não fosse o experimento escolhido na redação anterior .

## Resultados

Tendo em vista os limites do presente texto, nos limitaremos a apresentar algumas anotações do caderno de campo e algumas falas dos alunos presentes em seus textos . Como já comentamos, os dados constituem-se dos registros feitos nos roteiros pelos grupos e das redações individuais. No que tange às redações , há quatro referências ao Experimento 01, seis referências ao Experimento 02, e sete referências ao Experimento 05.

Experimento 01 - Carrinhos com Ímãs (polaridade dos ímãs)

O roteiro de atividades dos alunos continha as seguintes instruções: Experimento 01: Coloque os carrinhos sobre o trilho de forma que eles não encostem um no outro. Anote a seqüência dos números nos s carrinhos. Explique porque eles não encostam um no outro. Faça um desenho do experimento.

Figura 02: Esquema do Experimento 01 - - visto de cima .

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A Figura 2 apresenta um esquema do experimento 01 já montado. O aparato é composto por três carrinhos, sendo que cada um deles tem um ímã em forma de botão acoplado de cada lado. O experimento 01, em geral, não ofereceu dificuldades aos alunos, os cinco grupos chegaram sem dificuldades a uma configuração dos carrinhos em que eles não se encostavam .

O objetivo neste experimento é que os alunos entrem em contato com o fato de que ímãs possuem polaridade e consigam relacioná-la à atração e à repulsão. Dos cinco grupos, três deles explicaram que os carrinhos não se encostam devido à polaridade dos ímãs: G1 - "O pólo norte e norte ou sul e sul se repelem, mas s o norte e sul se atraem."; "; G2 - "N "Não encostam, porque os lados são norte, norte, norte ou todos sul, sul, sul."; G4 - "I "Isto acontece porque o pólo sul e o pólo norte se atraem, mas norte com norte ou sul com sul não se atraem que é o caso nesta experiência.". .

A segunda e terceira etapa da coleta de dados os alunos realizaram individualmente, a atividade entregue aos alunos dizia: " Escolha um experimento que você gostou e escreva o que você entendeu sobre ele. Faça um desenho deste experimento.". Nestas etapas, 4 alunos optaram por redigir sobre o experimento 01 , apresentamos duas explicações: A05 - "Entendi nesse experimento que o ímã tem dois pólos: pólo norte e pólo sul. Se colocar pólo norte com pólo norte ou pólo sul com pólo sul eles se repelem e se colocar pólo norte e sul ou pólo sul e pólo norte se atraem."; A09 - "O ímã tem dois pólos norte e sul. Quando você coloca os carrinhos com o mesmo pólo eles se repelem, e quando você coloca os carrinhos em pólos diferentes eles se atraem.". . As outras duas explicações foram semelhantes.

Ao término da realização do experimento os pesquisadores questionaram os grupos sobre o tipo de polaridade dos ímãs. Os grupos responderam como o grupo 2 , i.e. , que todos os carrinhos tinham a mesma polaridade e por isso se repeliam. Então, os alunos eram questionados sobre a possibilidade de as polaridades serem diferentes, mas para os grupos isso não era possível. O interessante é que as polaridades dos carrinhos eram diferentes, como mostra a Figura 2. Esta questão foi retomada na discussão final , para que os alunos pudessem entender como seria possível as polaridades dos carrinhos serem diferentes .

## Experimento 02 - Ímãs no Tubinho (ímãs e materiais f ferromagnéticos)

O roteiro de atividades dos alunos continha as seguintes instruções: Experimento 02: Coloque 3 cilindros dentro do tubinho de vidro para que eles flutuem. Você observou algo de diferente entre os cilindros? O quê? Como você explica isso? Anote a seqüência das letras nos cilindros. Faça um desenho do experimento.

O experimento era composto por r três ímãs cilíndricos e dois cilindros de ferro idênticos aos ímãs. O objetivo do experimento é a diferenciação entre ímãs e materiais ferromagnéticos . O desafio para os alunos era fazer com que três dos cinco cilindros ficassem dentro de um tubinho de vidro sem se tocarem (ver Figura

1). Neste experimento os grupos tiveram certa dificuldade na execução. A primeira dificuldade era fazer com que os três cilindros não se tocassem dentro do tubo. Inicialmente, os alunos iniciavam os testes de forma desordenada, e com isso 6 repetiam seguidamente a inserção das peças de ferro no tubo. Então, os instrutores 6 sugeriam que os grupos sistematizassem os testes, ou seja, que separassem os cilindros e anotassem aqueles que estavam sendo inseridos no tubo. Com esta intervenção e mais algumas tentativas os grupos chegavam ao objetivo. A segunda dificuldade era responder a pergunta do roteiro: Você observou algo de difererente entre os cilindros? A partir dos testes iniciais os grupos não perceberam que havia dois cilindros que não eram ímãs. Isso pode ter sido dificultado pelo fato de o tubo estar na vertical, então, quando se coloca os dois cilindros de ferro juntos no tubo a impressão que temos é de que há atração. Tendo em vista isso, após o grupo atingir o objetivo inicial os instrutores solicitaram aos integrantes que manuseassem os cilindros sobre a bancada, observando a atração e a repulsão. Com esta atividade os alunos percebiam que havia dois cilindros que não atraíam e nem repeliam entre si, mas eram atraídos pelos outros cilindros . De imediato dois grupos disseram que ambos não eram ímãs, eram de ferro. Um dos grupos questionou se não seriam ímãs com apenas um pólo. Os outros dois grupos não conseguiram propor explicação. Mediante esta dificuldade os instrutores questionaram os três grupos , individualmente, se ímã só atrai ímã. A partir desta questão os alunos discutiam entre eles e concluíam que dois cilindros eram de ferro. Assim que o grupo concluía que dois cilindros eram de ferro , um dos instrutores questionava como que era possível saber isso. A argumentação dos cinco grupos foi padrão, no sentido de que entre si não há atração e nem repulsão. Todas estas informações mencionadas aqui constam no caderno de notas feito em campo e após a atividade com os alunos.

As explicações dos grupos foram as seguintes: G1 - - "Três são ímãs e dois são ferros . "; G2 - "O ferro não tem o lado norte e lado sul . "; G3 - "Os pólos quando iguais, não se tocam por causa do campo magnético 7 , e assim eles flutuam."; G4 - " Dentro do tubo só os ímãs com pólos iguais."; G5 - "[...] eles não se atraem pois os pólos são iguais . ".

Na segunda e terceira etapa da coleta de dados seis alunos optaram por redigir sobre este experimento, colocamos abaixo quatro explicações: A05 - "E "Entendi que nesse experimento o pólo norte-norte ou sul e sul os ímãs continuam separados uns dos outros. "; "; A07 - "[ "[...] dependendo do pólo os ímãs se separam. Quando você coloca alguns ímãs em um tubo com os pólos iguais eles vão flutuar. r. "; "; A08 - "Os ímãs têm dois pólos: norte e sul. Os pólos norte e norte se rerepelem e sul e sul se repelem, norte e sul se atraem por isso que os ímãs flutuam. "; "; A11 - "O tubinho tem três ímãs igiguais, e os ímãs tem os pólos sul e norte. Quando são iguais os pólos se repelem e quando são diferentes eles s se atraem. " .

## Experimento 05 - Solenóide (características de um eletroímã)

O roteiro de atividades dos alunos continha as seguintes instruções: Experimento 05: Com os materiais que estão em cima da carteira, faça com que o prego consiga atrair o clipe. Como você explica isso? Faça um desenho do experimento .

Este experimento é composto por r um suporte para pilhas, fios com "garras de jacaré", , interruptor, e um solenóide. No entanto, o solenóide é apresentado desmontado aos alunos. O núcleo é um prego (7 cm) e o enrolamento de fio de cobre esmaltado é feito sobre um pedaço de canudo de refresco (7 cm). Para que o prego atraia o clipe é preciso montar o circuito e colocar o prego dentro do canudo

de refresco (ver Figura 1). Nesta atividade também houve certa dificuldade para os alunos a realizarem. A grande dificuldade era os alunos perceberem que o prego deveria ser colocado dentro do enrolamento (canudo de refresco + fio de cobre esmaltado enrolado). Inicialmente os grupos colocavam o prego em série no circuito, alguns grupos colocaram o clipe em série no circuito também. Um dos grupos desmontou o enrolamento de fio de cobre. Os instrutores sempre permitiam que os grupos tentassem resolver o problema, então faziam a intervenção com base nas tentativas dos alunos.

A resolução deste problema exigiu uma intervenção mais direta, pois foi difícil fazer os alunos perceberem que o prego deveria ser colocado dentro do enrolamento (canudo + fio de cobre). Esse trabalho foi importante para que os alunos percebessem a importância da presença do prego junto ao enrolamento para que houvesse a atração do clipe. Para resolver o problema os alunos foram instruídos a montar r o circuito sem o prego e tentar atrair o clipe com aquele circuito . Dado o insucesso , um instrutor sugeria que o prego fosse utilizado sem que a configuração inicial do circuito fosse modificada. Com base nisso e alguns testes os alunos colocavam o prego dentro do enrolamento e faziam o solenóide atrair o clipe.

As explicações dos grupos foram as seguintes: G1 - "Quando colocamos o prego dentro do solenóide ele atrai o clipe."; "; G2 - "Quando colocamos o prego dentro do canudo, o prego se transforma em ímã e atrai o clipe"; G3 - - "O magnetismo entra no prego e o transforma em ímã."; "; G4 - "[...] o prego que se transforma em um ímã e atrai o clipe."; "; G5 - "[ "[...] transformando o ferro em ímã que atrai outro ferro.". ". Na segunda e terceira etapa da coleta de dados sete alunos optaram por redigir sobre este experimento, colocamos abaixo quatro explicações: A01 - "O prego ele não atrai o clipe porque os dois são ferros. Mas se eu colocar o prego dentro do solenóide ele vai i atrair pois a corrente elétrica que passa sobre ele transforma ele em ímã."; "; A02 - "[...] o prego vira um ímã devido a energia da pilha."; "; A08 - "pegue o prego coloque dentro do canudo e ligue o interruptor e o prego vai atrair o clipe."; "; A14 - "A "A hora que nós ligamos o interruptor a energia passa para o eletroímã transformando o ferro em ímã.". . As explicações dos alunos nos parecem fruto das circunstâncias, pois eles associaram o solenóide atraindo o clipe com o ímã que estava sendo objeto de estudo naquelas atividades. Além disso, o nome eletroímã pode ter colaborado sobremaneira para isso.

## Discussões

Segundo Vigotski, a palavra é um meio para formação do conceito científico (2000, p. 245) . Sendo assim , podemos dizer r que é importante para a criança começar a lidar com palavras mais específicas dos conteúdos de ciências desde os primeiros anos do Ensino Fundamental . A partir dos nossos dados podemos inferir que crianças adquiriram novas palavras durante a realização da atividade com os experimentos. Esta inferência é feita tendo em vista a discussão inicial l (i.e., primeiro momento da atividade em sala de aula). Algumas palavras utilizadas pelos alunos para descreverem e explicarem os experimentos não foram mencionadas inicialmente . Para exemplificar destacamos as seguintes palavras e expressões: i) pólo norte e pólo sul; ii) repelir; r; iii) solenóide; iv) eletroímã; v) corrente elétrica. Estas expressões e palavras não foram expressas pelos aprendizes no momento da discussão inicial, só passaram a ser utilizadas por eles na medida em que tiveram contato com pesquisadores. Tais palavras aparecem nas falas dos alunos nos três momentos em que os dados foram coletados, sempre utilizadas em contextos apropriados. Entretanto, mesmo que algumas das palavras já fizessem parte do vocabulário das crianças, é possível que elas tenham sido re-significadas pela experiência didática. Um caso específico é a palavra ímã. Ao questionarmos os alunos durante a discussão inicial l sobre o que é um ímã, as respostas se

concentram em torno da atração de outros objetos. Apenas um aluno mencionou que os ímãs poderiam se atrair ou se afastar. Após a atividade, os dados nos mostram que os alunos passaram associar ao ímã a existência de dois pólos (norte e sul), que pólos iguais se repelem e pólos diferentes se atraem, que um ímã atrai ferro. Vários alunos expressam isso, por exemplo, A5 e A9 no experimento 1, A7, A8 e A11 no experimento 2. Parece-nos que houve re-significação da palavra ímã.

Segundo nosso referencial , é provável que a criança entre 09 e 10 anos pense por complexos, pois estudos "mostram que só depois dos doze anos, [...] ao término da primeira idade escolar, começam a desenvolver-se na criança os processos que levam à formação dos conceitos e ao pensamento abstrato" (VIGOTSKI, 2000, p. 155). A última forma de pensamento por complexos corresponde aos pseudoconceitos. Esta denominação deve-se ao fato de que " a generalização formada na mente da criança, embora fenotipicamente semelhante ao conceito empregado pelos adultos [...], é muito diferente do conceito propriamente dito pela essência e pela natureza psicológica" (VIGOTSKI, 2000, p. 155). O fato de os complexos infantis coincidirem com os conceitos dos adultos é o que permite a comunicação entre ambos. O pseudoconceito é bastante importante para o desenvolvimento do pensamento infantil, pois ele serve como elo entre o pensamento por complexos e o pensamento por conceitos, e mesmo sendo um complexo, já contém em si o embrião de um futuro conceito, além disso, a comunicação com os adultos se torna um poderoso móvel, um importante fator de desenvolvimento dos conceitos infantis. (VIGOTSKI, 2000, p. 198).

A partir disso, entendemos que a criança deve ser estimulada a enriquecer sua estrutura de pseudoconceitos e a exercitar esta forma de pensamento. Nesse sentido, foram propostas atividades que propiciassem às crianças o contato com idéias de Física , de forma que pudesse ocorrer a aquisição de pseudoconceitos e a possibilidade de elas exercitarem o pensamento por complexo, tanto nas manifestações por escrito, quanto nas interações aluno-aluno/aluno-professor e na feira de ciências. Neste trabalho, a evidência de que os alunos adquiriram pseudoconceitos está na apropriação da palavra . Na medida em que a criança consegue adquirir novas palavras (ou expressões) e as utilizam na comunicação com os adultos, é possível que tenha ocorrido a aquisição de um pseudoconceito. Por exemplo, as palavras solenóide e eletroímã, mencionadas no experimento 5 pelo G1 e pelos alunos A1 e A14. Se partirmos do princípio que na idade destas crianças não é possível a existência de conceitos, mas sim de pseudoconceitos, podemos inferir a partir das suas respostas que eles adquiriram um pseudoconceito . Os dados do experimento 5 mostram que os grupos G2, G3, G4 e G5, bem como os alunos A1, A2 e A14 disseram que o prego (ou o ferro) se transformou em ímã. O importante neste episódio é o fato de as crianças começarem a associar que um fio enrolado em um prego e percorrido por eletricidade apresenta aspectos de um ímã, tal como fica evidente nos dados referentes ao experimento 5. Chamamos a atenção para o fato de que na discussão inicial os alunos não apresentaram estes termos e estas explicações, por este motivo é que cogitamos a possibilidade da aquisição de um pseudoconceito com a atividade proposta.

As crianças adquiriram pseudoconceitos de conteúdos específicos da Física, que não seria comum de se adquirir fora do âmbito escolar, e isto é importante para que em níveis escolares mais avançados, como o Ensino Médio, a criança tenha maiores condições de avançar para o pensamento por conceitos nesta disciplina. "Quando uma palavra nova, ligada a um determinado significado, é aprendida pela criança, o seu desenvolvimento está apenas começando; no início ela é uma generalização do tipo mais elementar que, à medida que a criança se desenvolve, é substituída por generalizações de um tipo cada vez mais elevado, culminando o processo na formação de verdadeiros conceitos." (VIGOTSKI, 2000, p. 246).

Outro ponto importante a ser destacado é a interação entre os alunos e os instrutores (parceiro mais capaz) e a ZDI. O experimento 1 tinha como objetivo que os alunos entrassem em contato com o fato de que ímãs possuem polaridade (norte e sul) e conseguissem relacioná-la à atração e à repulsão. A realização do experimento não ofereceu dificuldades aos alunos . A análise dos dados revela que os cinco grupos explicaram que os carrinhos não se encostam devido à polaridade dos ímãs, entretanto, três deles (G1, G2, G4) especificaram que pólos iguais se repelem, tal como evidencia os dados do experimento 1 . Os quatro alunos (A2, A5, A9, A11) que optaram por fazer a redação sobre este experimento utilizaram o mesmo argumento. No experimento 1 apresentamos a explicação de dois alunos. As crianças tiveram condições de realizar o experimento e explicá-lo sem o auxílio efetivo dos instrutores . Desta forma, podemos dizer r que a execução e a explicação deste experimento estavam dentro da zona de desenvolvimento real l daqueles alunos, tanto pela execução sem maiores dificuldades quanto pelas explicações plausíveis dadas pelos alunos.

No entanto, os alunos tiveram certa dificuldade para a realização dos experimentos 2 e 5 . O auxílio do instrutor (parceiro mais capaz) foi fundamental em todos os grupos, sem este auxílio não seria possível a realização de ambos os experimentos. No experimento 2, os alunos não conseguiram fazer com que três cilindros não se encostassem dentro do tubo de vidro, só conseguiram com a intervenção de um instrutor. Da mesma, os alunos não conseguiram perceber sozinhos que dois dos cinco cilindros não eram ímãs, mas o fizeram após o auxílio de um instrutor. No experimento 5 ocorreu o mesmo, os alunos só conseguiram montar o solenóide após a intervenção de um instrutor. Com isso, podemos inferir que a execução dos experimentos estava dentro da ZDI dos alunos, pois eles conseguiram realizá-lo, mas exigiu grande colaboração dos instrutores. A teoria de Vigotski ressalta importância que a ZDI tem para a dinâmica do desenvolvimento intelectual e a importância da colaboração no processo de aprendizagem, pois em colaboração a criança pode sempre fazer mais do que sozinha (2000, p. 328-9) . Isso é importante quando se pensa em elaborar uma atividade para trabalhar com os alunos, pois para que sejam profícuas do ponto de vista da aprendizagem é preciso que estejam dentro da ZDI e que propiciem a colaboração do professor durante o processo. Para Vigotski é imprescindível ao avaliar o estado do desenvolvimento também se levar em conta as funções em maturação e não só as funções já maduras, é preciso avaliar não só o nível atual, mas também a zona de desenvolvimento imediato. (2000, p. 327).

## Considerações Finais

Tal como consideramos em um trabalho anterior (BOSS et al., 2008), apesar do recorte feito e das características peculiares à situação analisada, a teoria vigotskiana nos pareceu fecunda para orientar o ensino de ciências nas séries iniciais do Ensino Fundamental. A experiência revelou, de forma geral, uma elevação dos pseudoconceitos das crianças, o que pode auxiliar o desenvolvimento do pensamento da criança. Novas palavras foram apropriadas e novos significados foram associados a determinadas palavras que, de certa forma, já faziam parte do É repertório das crianças, e.g., a palavra ímãq . É oportuno sublinhar que conceitos na forma mais elaborada, o que exige um pensamento por conceitos, ainda não é possível para as crianças. Isto é importante para evitar um ensino que valorize demasiadamente a memorização de palavras, em detrimento de outras situações que poderiam tornar mais rica a experiência vivida pelos alunos.

Ao levantar as concepções prévias dos alunos sobre o assunto abordado, na discussão inicial, criaram-se pontes comunicativas para facilitar a compreensão da situação que estava sendo proposta. A discussão inicial, além de mapear as concepções prévias, teve como objetivo fornecer aos alunos conhecimentos

importantes para a realização da atividade, isto se mostrou profícuo na medida em que estes conhecimentos foram utilizados na realização dos experimentos e nas suas explicações, dando origem inclusive a pseudoconceitos.

Neste trabalho os experimentos foram utilizados não só como meio de ensinar o conteúdo, mas possibilitam a geração de atividades interessantes e estimuladoras para as crianças do Ensino Fundamental, bem como propiciam certa concretude às atividades. Ressaltamos que, procurou-se ensinar o conteúdo dentro das possibilidades cognitivas e peculiares àquela faixa etária, tendo em vista toda a discussão já feita neste trabalho. Desta forma, também é importante sublinhar que à luz do referencial teórico utilizado, pode-se afirmar que o ensino de física e o uso de atividades experimentais nas séries iniciais não podem, a rigor, ser associadas simplesmente ao ensino de determinados conceitos científicos, mas exploradas tendo como horizonte o desenvolvimento da criança.

Para concluir, cabe destacar que: se o ambiente, de forma geral, se constitui em fonte para desenvolvimento da criança, quanto mais rica as situações forem em termos didáticos, mais interessante é para o processo de ensino e aprendizagem e, para realizar a mediação é imprescindível que o professor das séries iniciais tenha uma boa formação geral, que tenha conhecimentos básicos de ciências, no âmbito das diferentes disciplinas escolares.

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