UEPS E A TERMODINÂMICA: UMA APLICAÇÃO DIDÁTICA BASEADA NA HISTÓRIA E FILOSOFIA DA CIÊNCIA

## UEPS E A TERMODINÂMICA: UMA APLICAÇÃO DIDÁTICA BASEADA NA HISTÓRIA E FILOSOFIA DA CIÊNCIA

## Debora Samir Conceição de Souza 1 Boniek Venceslau da Cruz Silva 2

1 Mestranda do MNPEF-UFPI / Secretaria de Educação do Estado do Piauí, debora\_samir@hotmail.com

2 Universidade Federal do Piauí/Cento de Ciências da Natureza, boniek@ufpi.edu.br Grupo de Estudos e Pesquisas em Educação Ciência e Cultura do Piauí

Palavras-chave : História e Filosofia da Ciência; Termodinâmica; Unidade de Ensino Potencialmente Significativa.

## Resumo expandido

Ao longo dos anos, o ensino de Física vem buscando novas propostas a fim de que os educandos tenham melhor desempenho no processo de aprendizagem da disciplina. Mas, ainda se percebe focos de um ensino mecanizado e baseado na memorização, o qual, às vezes, mostram-se sem significado para os discentes. Esse tipo de aprendizagem é notado, ainda hoje, em parte das escolas de nível médio, principalmente nas quais os currículos escolares apresentam, no seu cerne, a finalidade de "passar" nas avaliações e na realização de um bom exame de ingresso no ensino superior. Limitando, de certa forma, a inserção de novas abordagens.

O que se observa é que a educação científica, como destacamos acima, apresenta-se de forma fragmentada e descontextualizada dos aspectos sociais, políticos e culturais (ZANETIC, 1989), o que pode ocasionar, dentre outros fatores, uma concepção ingênua e distorcida da Física e de seus modos de produção.

Um dos resultados apontados nas pesquisas em ensino de Física é a relevância do papel desempenhado pela História e a Filosofia da Ciência (HFC) no ensino e aprendizagem da disciplina, fato destacado em muitos trabalhos, como, por exemplo: MARTINS, 2007; FORATO; PIETROCOLA; MARTINS, 2011). Os autores defendem que sua abordagem didática pode trazer benefícios em vários níveis de ensino, seja tanto para a aprendizagem de conteúdos da Física como para a compreensão de aspectos da Natureza da Ciência (NDC).

Diante do exposto até aqui, propomos a construção de uma Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS) direcionada para conteúdo da (e sobre a) Termodinâmica. Ela será voltada diretamente ao contexto da sala de aula e baseada nos preceitos da teoria da aprendizagem de Ausubel (1980). A UEPS será aplicada no primeiro semestre do ano de 2021 para alunos do segundo ano de uma escola pública e será composta por 08 (oito) passos a serem trabalhados em 18 (dezoito) aulas, configurando-se como o Produto Educacional de um dos autores do trabalho.

Dessa forma, no primeiro passo da UEPS procuramos identificar tanto os conhecimentos prévios dos alunos sobre conceitos relacionados ao campo da Termodinâmica (por exemplo: temperatura, calor, trabalho, dentre outros) como

aspectos da NDC (por exemplo: a imagem do cientista e a influência de fatores extracientíficos no desenvolvimento da Ciência). Para tal, fazemos uso de um questionário com perguntas sobre a temática abordada, buscando identificar o que o aprendiz já possui em sua estrutura cognitiva (MOREIRA, 2011).

No segundo passo, apresentamos uma atividade experimental (modelo de máquina térmica) que funciona como um organizador prévio, a ser apresentada antes do conteúdo propriamente dito. Seu principal objetivo é o de fazer ligações com o que aprendiz já sabe a uma nova informação (AUSUBEL, 1968).

No terceiro passo, construímos um texto histórico. A proposta desta atividade é trabalhar a história da Termodinâmica. Para isso é necessário conhecer o processo de desenvolvimento das máquinas a vapor, trazendo aos alunos contribuições de estudiosos como Thomas Newcomen, James Watt, dentre outros, no período da Revolução Industrial, no século XVIII, por ser um recorte histórico essencial para o entendimento dessa Ciência. Propõem-se, então, a leitura e discussão do episódio histórico. Consideramos os textos desta natureza um instrumento muito interessante quando se pretende compreender a interface entre episódios históricos e a aprendizagem de conceitos de (sobre a) Física. Por fim, elaboramos uma estrutura própria de aplicação, discussão e avaliação dos conteúdos do texto histórico criado.

No quarto passo, construímos um segundo texto histórico com a finalidade de apresentar aos alunos a evolução dos conceitos de temperatura e calor, fazendo referência, principalmente, aos elementos históricos e aspectos da NDC inerentes ao episódio. Tentamos, ainda, tomar como pano de fundo a controvérsia histórica relacionada à natureza do calor e a evolução técnica dos termômetros e sua influência nos estudos relacionados a temperatura. Para isso, começamos com alguns questionamentos: Como você definiria o que é calor e temperatura? Calor é fluído ou substância? Em que se diferenciam essas duas teorias? Entendemos que esses questionamentos propiciarão uma aproximação dos discentes com o conteúdo e, possivelmente, uma melhor compreensão de aspectos da NDC.

No quinto passo, iremos trabalhar com aulas expositivas, auxiliadas por uma sequência de slides. Aqui, apresentaremos o tema Termodinâmica, em particular as suas leis, com o objetivo de apresentar também as teorias dessa ciência para os alunos.

No sexto passo, será realizada uma retomada do conteúdo científico, histórico e metacientífico. Este é um momento muito importante da UEPS e tem a finalidade de problematizar possíveis incompreensões e organizar as ideias dos alunos. Para tanto, utilizaremos, novamente, as atividades/passos que geraram mais dúvidas e incompreensões, principalmente as que não houver intervenção docente. Para isso é fundamental que os alunos sejam estimulados a externalizarem seus conhecimentos prévios, para que possam interagir com as novas informações trabalhadas durantes as aulas, que poderá ser feito por meio de mapas conceituais.

No sétimo passo, será realizado uma prova pedagógica, que consistirá em questões relacionadas aos conhecimentos científico e histórico sobre à Termodinâmica. Contudo, ressaltamos, que na nossa UEPS buscamos uma avaliação do discente em todo os passos e não somente nessa 'prova', em específico.

No oitavo passo será proposto aos alunos a construção de histórias em quadrinhos e sua apresentação (encontro integrador). Nessa etapa buscamos conhecer suas assertivas acerca de situações cotidianas que envolvem conceitos de Termodinâmica, com destaque para os de calor e temperatura, buscando problematizar, na medida que apareçam, algumas concepções prévias ainda persistentes no processo de aprendizagem dos discentes.

A UEPS apresentada, por si só, não garante a eficiência do processo de ensino e aprendizagem, tão pouco tem essa pretensão. No entanto, com este Produto Educacional buscamos apresentar algumas possibilidades aos professores de como tornar o ambiente de sala de aula mais investigativo, significativo e favorável aos discentes. Para finalizar, acreditamos que a inserção da HFC pode ser uma ferramenta importante para auxiliar o professor na produção de novas abordagens de ensino. Já para os alunos, pode contribuir tanto na compreensão dos fenômenos físicos como para aspectos da NDC, como tentamos apresentar na nossa UEPS.

## Referências

FORATO, T. C. M; PIETROCOLA, M; MARTINS, R. A. Historiografia e natureza da ciência na sala de aula. Caderno Brasileiro de Ensino de Física . v. 28, n. 1. p. 27-59, 2011. Disponível em: https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/viewFile/21757941.2011v28n1p 27/18162.

MARTINS, A. F. P. História e Filosofia da Ciência no ensino: Há muitas pedras nesse caminho. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , v. 24, n. 1, p. 112131, 2007. Disponível em: https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/view/6056. Acesso em: 26 fev. 2019.

MOREIRA, Marco Antônio. Aprendizagem significativa: a teoria e textos complementares . São Paulo: Editora Livraria da Física, 2011.

ZANETIC, J. Física também é cultura . 1989. 160 f. Tese - Instituto de Física e à Faculdade de Educação, Universidade de São Paulo, São Paulo, 1989.