A Física Conceitual como ambiente de Ensino e Aprendizagem

## A FÍSICA CONCEITUAL COMO AMBIENTE DE ENSINO E APRENDIZAGEM

## Ana Bárbara L. O. Lage 1 , Larissa A. Moraes 2 , Orlando Aguiar Jr 3 , Douglas Henrique de Mendonça 4

- 1 UFMG/Faculdade de Educação, anabarbarali@hotmail.com
- 2 UFMG/Faculdade de Educação, larissaalves1102@gmail.com
- 3 UFMG/Faculdade de Educação, oaguiar.ufmg@gmail.com

4 UFV-Florestal, douglasmendonca@ufv.br

Palavras-chave : Física conceitual; avaliação formativa; trabalho em grupo

## Resumo expandido

Neste trabalho apresentamos resultados parciais de pesquisas de mestrado em andamento que investigam os processos de ensino e aprendizagem que emergem ao longo da disciplina de Física Conceitual, ministrada virtualmente em uma universidade federal para estudantes do curso de Licenciatura em Física. A disciplina, cuja oferta foi inspirada pela proposta de Moreira (2020), tem como objetivo rever e aprofundar os principais conceitos básicos de Física, além de desenvolver habilidades procedimentais e atitudinais, como trabalho em equipe, argumentação, persuasão e síntese. A organização dos trabalhos na disciplina envolvia a leitura prévia de um capítulo do livro texto (Física conceitual, Paul Hewitt) e a resposta de algumas questões em uma plataforma online. Durante a aula os alunos se dividiram em grupos de 4 estudantes, conectando-se a salas de aulas virtuais criadas pelo professor. Cada grupo recebia uma série de questões conceituais (6 a 8) para serem respondidas e entregues ao professor no final dos 100 minutos de aula síncrona. Como regra da disciplina, as respostas deveriam ser elaboradas com o mínimo de formalismo matemático possível e em um nível de aprofundamento similar ao trabalhado no ensino médio.

Procuramos organizar este relato em torno da questão de pesquisa: quais os elementos do ambiente de aprendizagem da disciplina que favoreceram o engajamento e a emergência de aprendizagem dos estudantes?

Nossos dados são compostos por: gravações de todas as 22 aulas síncronas dos 4 grupos; relatórios produzidos pelos grupos a cada aula; respostas às 3 avaliações individuais; entrevistas realizadas com os 16 estudantes e com o professor. Inicialmente produzimos mapas de eventos para algumas aulas, destacando os momentos de intensa interação entre os estudantes, sendo estes trechos transcritos e analisados em maiores detalhes.

As questões apresentadas aos estudantes foram enunciadas de forma contextualizada e com forte viés na vida cotidiana. No ambiente de aprendizagem do curso, a aprendizagem de conceitos, procedimentos e valores ocorre com o suporte e uso constante de ferramentas e artefatos materiais, como o livro texto, sites de busca na internet e recursos mobilizados pelos estudantes. Nas discussões para resolução das questões conceituais, identificamos como os estudantes frequentemente transitavam entre diferentes modos semióticos da física, o que segundo Lemke (1998)

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19 a 30 de julho de 2021 - Online

é fundamental para a aprendizagem. Tomemos como exemplo a questão mostrada na figura 2, retirada do questionário relativo ao tema Momentum.

2 Um bombeiro tem dificuldade de segurar uma mangueira que ejeta água em grande quantidade e com alta velocidade. Para facilitar, ele procura manter a mangueira o mais esticado possível, sem fazer curvas. Por quê?

Figura 02: Segunda questão do questionário relativo ao tema Momentum

A questão apresentada permite que os estudantes transitem entre a linguagem fenomenológica (a água que percorre a mangueira), linguagem verbal e conceitual (força, velocidade e impulso no deslocamento da água pelos canos), linguagem gestual e gráfica e linguagem matemática (equações da mecânica), o que contribui para aprenderem a pensar e agir cientificamente. Essa questão também permite vincular objetos teóricos da Física a situações concretas, o que promove uma ciência mais cidadã para se pensar o mundo.

A metodologia adotada nesta disciplina se enquadra como um dos vários métodos de aprendizagem colaborativa (STAMOVLASIS et al., 2006). Na aprendizagem colaborativa, os estudantes trabalham juntos em pequenos grupos a fim de atingirem objetivos de aprendizagem comuns, como chegar à solução de uma questão. As pesquisas sobre aprendizagem colaborativa fornecem evidências consideráveis de que os alunos que trabalham em grupos colaborativos têm um desempenho melhor do que os que trabalham sozinhos (SPRINGER ET AL, 1999; JANG, 2007). Para Jang (2007), falar e escrever em um grupo colaborativo estimula os alunos mutuamente a construir conhecimento por si próprios, facilitando a compreensão dos conceitos de ciências e ajudando a gerar suas explicações sobre os fenômenos científicos. O ambiente da disciplina Física Conceitual corrobora com as análises e resultados de tais pesquisas ao se mostrar um ambiente efetivo para a aprendizagem de Física.

Destacamos em nossos resultados a importância do trabalho em pequenos grupos de discussão, permitindo que os estudantes possam elaborar diversas hipóteses, utilizando argumentos diversos, avaliando as respostas de seus pares e refletindo sobre seus conhecimentos. Salientamos a importância do uso consciente do livro texto para o bom desenvolvimento da atividade, sendo ele uma ferramenta de consulta importante para que os alunos pudessem avançar em diversas discussões.

Outro ponto que destacamos no ambiente da disciplina de Física Conceitual é o uso de avaliação formativa para dar suporte e orientar a atividade dos estudantes. A avaliação formativa é definida por Cowie e Bell (1999) como sendo 'o processo usado por professores e alunos para reconhecer e responder à aprendizagem dos alunos a fim de potencializar esse aprendizado, durante o aprendizado'. A avaliação em processo evoca informações sobre a aprendizagem e as utiliza para modificar as atividades nas quais professores e alunos estão envolvidos (BLACK et al., 2003). No ambiente da disciplina, o professor corrigia e comentava os relatórios produzidos pelo grupo a cada aula e entregues na aula seguinte. Além disso, cada bloco de 4 aulas era seguido por uma aula de síntese, em que o professor corrigia questões para as quais os grupos tiveram maior dificuldade, comentando e discutindo com os estudantes as respostas dadas e a solução mais adequada ao problema.

A dificuldade dos estudantes em responder questões conceituais de física, bem como redigir respostas dissertativas, com um mínimo de formalismo matemático são fatores que precisam ser discutidos nos cursos de Física, em especial nos cursos

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de licenciatura. Obviamente não estamos desconsiderando o importante papel da matemática para o pensamento físico, entretanto, salientamos que, por vezes, a manipulação algébrica se torna o foco de toda a atenção das disciplinas no curso de física, e pouco espaço é dado para análises e discussões conceituais das situações problematizadas.

## Referências

BLACK, P., HARRISON, C., LEE, C., MARSHALL, B., WILIAM, D. Assessment for Learning: Putting It into Practice. Maidenhead: Open University Press. 2003.

COWIE, B., and Bell, B.. A Model of Formative Assessment in Science Education. Assessment in Education: Principles, Policy & Practice, 6:1, 101-116. 1999.

JANG, S. J. (2007). A study of students' construction of science knowledge: Talk and writing in a collaborative group. Educational Research , 49(1), 65-81.

LEMKE, J. L. Teaching All the Languages of Science: Words, Symbols, Images, and Actions. International Conference on Ideas for a Scientific Culture , p. 1-13, 1998.

MOREIRA, José Guilherme. Ensinando Física Conceitual - Uma experiência em um Curso de Licenciatura em Física. Revista Brasileira de Ensino de Física , v. 42, 2020.

SPRINGER, L., STANNE, M. E., & DONOVAN, S. S. (1999). Effects of small-group learning on undergraduates in science, mathematics, engineering, and technology: A meta-analysis. Review of Educational Research , 69(1), 21-51.

STAMOVLASIS, D.; DIMOS, A.; TSAPARLIS, G. A study of group interaction processes in learning lower secondary physics. Journal of Research in Science Teaching , v. 43, n. 6, p. 556-576, ago. 2006.

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