EXPERIMENTOS DE MECÂNICA POR MEIO DE ROTAÇÃO POR ESTAÇÕES: RELATO DE EXPERIÊNCIA

## EXPERIMENTOS DE MECÂNICA POR MEIO DE ROTAÇÃO POR ESTAÇÕES: RELATO DE EXPERIÊNCIA

## Carolina Gottardi Peres 1 , Gabriele Cristine da Silva 2 , Silmara Alessi Guebur Roehrig 3 , Noemi Sutil , Jean Carlos Rodrigues 5 4

- 1 UTFPR - Licenciatura em Física/Residência Pedagógica - carolinagottardi@alunos.utfpr.edu.br
- 2 UTFPR - Licenciatura em Física/Residência Pedagógica - gabriele.2020@alunos.utfpr.edu.br
- 3 UTFPR - Departamento Acadêmico de Física - roehrig@utfpr.edu.br
- 4 UTFPR - Departamento Acadêmico de Física - noemisutil@utfpr.edu.br
- 5 SEED/PR - Colégio Estadual Paulina Pacífico Borsari - jeanrdz\_99@yahoo.com.br

Palavras-chave : Experimentação, Física, Rotação por estações de aprendizagem.

Este trabalho aborda o relato de uma atividade experimental desenvolvida em sala de aula da educação básica por duas estudantes do curso de Licenciatura em Física que participam do Programa Residência Pedagógica (PRP), vinculado a uma universidade federal localizada em Curitiba/PR. Uma sequência de atividades experimentais foram realizadas por meio da rotação por estações de aprendizagem (ALCÂNTARA, 2020), que foi desenvolvida em duas turmas de primeiro ano do ensino médio de uma escola pública da rede estadual paranaense, na qual as residentes desenvolvem as atividades junto ao professor preceptor.

A forma como a experimentação no ensino de Física é desenvolvida no contexto de sala de aula costuma ser, de forma geral, pautada em demonstrações de experimentos por parte do professor, ou pela atribuição de um roteiro contendo uma sequência de tarefas a serem executadas pelo aluno. Embora novas propostas sobre como inovar no desenvolvimento de atividades experimentais têm sido apresentadas no âmbito da pesquisa em Ensino de Ciências, percebe-se que o viés mais tradicional persiste nos contextos tanto da educação básica quanto no ensino superior.

De acordo com Lima e Teixeira (2011), o experimento usualmente é utilizado para que se construam conhecimentos sobre conceitos já bem estabelecidos pela ciência de referência. Dentre as vantagens da atividade experimental em relação à abordagem exclusivamente teórica, destacam-se a abertura para discussão sobre as possíveis respostas ao problema proposto, a interação entre os estudantes no sentido de debater hipóteses, bem como o maior envolvimento dos estudantes na atividade, que assumem uma posição menos passiva em relação à construção do conhecimento, dando espaço para a curiosidade de praticar uma atividade diferente da usual. Tal perspectiva se aproxima do ensino por investigação, que consiste numa abordagem em que os estudantes são conduzidos a buscar respostas para um problema proposto pelo professor, ao invés de simplesmente executar uma sequência de tarefas dispostas em um roteiro fechado (AZEVEDO, 2004).

Para que uma atividade experimental seja efetiva, ela deve satisfazer quatro condições: estar ao alcance da zona de desenvolvimento imediato do aluno; garantir que um parceiro mais capaz participe da atividade; garantir o compartilhamento das perguntas e das respostas pretendidas e, por fim, garantir o compartilhamento da

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linguagem utilizada (ARAÚJO; ABIB, 2003). Nesse sentido, o uso de estações de aprendizagem (ALCÂNTARA, 2020) pode constituir uma possibilidade interessante de organização de atividades experimentais condizente com tais condições. Trata-se de um sistema em que são planejados diferentes experimentos, que podem ser dispostos em espaços dentro da própria sala de aula, de modo que os estudantes, em grupos, interajam com cada um deles por um período pré-estabelecido de tempo. De maneira similar, a autora diz,

Em cada uma das estações há uma atividade diferente proposta sobre uma temática central de acordo com o objetivo da aula. As atividades de cada estação embora diferentes e independentes devem ser articuladas a partir do foco definido e os estudantes devem transitar pelo circuito percorrendo em todas as estações. Ao final deve-se avaliar todo o percurso e discutir as aprendizagens construídas. (ALCÂNTARA, 2020, p.1)

Considerando as potencialidades da proposta de rotação por estações de aprendizagem, foi idealizada uma sequência de atividades experimentais relacionadas a conceitos de Mecânica, que foi desenvolvida junto a estudantes de três turmas de primeiro ano do ensino médio de uma escola da rede estadual em Curitiba (PR). As residentes organizaram quatro estações com diferentes experimentos, desta forma cada turma foi separada em quatro grupos, que tinham um tempo de 25 minutos para interagir com os experimentos de cada uma das estações antes de passar para a próxima. Os quatro experimentos são: 1) curvas, 2) peso e inércia, 3) constante elástica da mola e 4) plano inclinado. Os grupos foram orientados a produzir um breve relatório de cada estação.

A estação das curvas foi composta por um suporte de madeira com quatro canaletas, nas formas de cicloide, parábola, hipérbole e reta. O experimento consiste em soltar quatro bolinhas, uma em cada canaleta, e determinar em qual das curvas a bolinha chega ao solo primeiro, soltando todas ao mesmo tempo. Os estudantes tendem a crer que a resposta é a reta, por pensarem na menor distância e não no menor tempo. Isso possibilitou que cada grupo elaborasse hipóteses sobre como poderiam determinar a trajetória mais rápida. Todos os grupos descobriram que a melhor estratégia para visualizar o movimento era gravar a descida das bolinhas com o celular e assistir o vídeo em câmera lenta. Percebeu-se que alguns grupos soltavam as bolinhas juntas, outros soltavam em pares e observavam qual era a mais rápida.

A segunda estação, denominada peso e inércia, era composta por uma balança, quatro objetos diferentes, um copo e um cartão. O objetivo era calcular o peso dos quatro objetos a partir da medida de sua massa. Em seguida, orientou-se posicionar o cartão sobre o copo, e então posicionar um dos objetos em cima do cartão. O cartão era, então, puxado lentamente, de modo que o objeto apenas acompanhava o movimento do cartão. Em seguida, quando o objeto é colocado novamente sob o copo, o cartão é puxado rapidamente e o objeto cai dentro do copo. Nesse experimento são trabalhadas a diferença entre massa e peso e, de forma prática, a primeira lei de Newton. Percebeu-se que no momento de puxar rapidamente o cartão, alguns alunos queriam eles mesmos puxar, o que lhes foi permitido para que chegassem juntos à conclusão do que estava ocorrendo.

Na estação do experimento sobre constante elástica da mola, foram utilizados: um suporte de madeira, uma mola, um gancho de metal, uma régua de 30 cm, dez roscas de metal e um carrinho de madeira. Com o objetivo de determinar a constante elástica da mola, os estudantes foram incentivados a investigar a melhor

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forma de chegar no resultado. Eles tinham que escolher entre utilizar as roscas ou o carrinho de madeira como peso. Era preciso também calcular o peso do objeto escolhido e a deformação da mola para determinar o valor da constante elástica. Este experimento, realizado de forma investigativa, permitiu que os estudantes pensassem e testassem as possibilidades, chegando por exemplo à conclusão de que o carrinho de madeira era pesado demais para a mola, assim não era possível medir com precisão utilizando a régua de 30 cm, pois produzia uma deformação excessiva na mola.

Por fim, a estação do plano inclinado era composta por: um bloco de madeira, um plano inclinado de madeira e lixa. O experimento consiste em posicionar o bloco de madeira sobre o plano e começar a incliná-lo até o bloco deslizar para a base, repetindo o mesmo procedimento com a lixa sobre o plano e sob o bloco. Realizando esses procedimentos, os estudantes foram questionados sobre o que aconteceria e a razão disso. O objetivo foi que percebessem a relação do atrito com a inclinação, e que a força de atrito é uma força contrária ao movimento. Com este experimento foi possível introduzir o conceito de atrito de forma visual, relacionando com elementos do cotidiano. Notou-se que os estudantes descreveram corretamente o que acontecia, mas a maioria falava sobre a lixa ser mais áspera, e apenas um estudante utilizou a palavra atrito. Depois de compreender o fenômeno, os grupos buscaram usar diferentes materiais para analisarem seu atrito.

Durante a passagem do grupo pelas estações, percebeu-se que os estudantes discutiram formas de explicar os fenômenos, desenvolveram estratégias para conduzir o experimento a fim de encontrar as respostas, e elaboraram hipóteses para explicar o que observaram. Ao longo do processo, foi possível perceber que a prática proporcionou tanto a compreensão de conceitos que já haviam sido abordados de forma teórica, como a aquisição de novos conhecimentos. O viés investigativo da atividade experimental propiciou maior interação entre os estudantes, que se uniram na busca por achar formas de respostas aos questionamentos. Concluiu-se que a atividade proposta e aqui relatada apresentou as condições elencadas por Araújo e Abib (2003), caracterizando-se como uma atividade experimental efetiva.

O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001.

## Referências

ALCÂNTARA, E. F. S. de. Rotação por estações de aprendizagem. Simpósio de Pesquisa e de Práticas Pedagógicas do UGB , n. 8, mar. 2020.

ARAÚJO, M. S. T .; ABIB, M. L. V. S. Atividades experimentais no ensino de física: diferentes enfoques, diferentes finalidades. Revista Brasileira de Ensino de Física , v. 25, n. 2, p. 176-194, jun. 2003.

AZEVEDO, M. C. P. S. Ensino por investigação: problematizando as atividades em sala de aula. In: CARVALHO, A. M. P. (Org.). Ensino de ciências: unindo a pesquisa e a prática . São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2004.

LIMA, K. E. C.; TEIXEIRA, F. M. A epistemologia e a história do conceito experimento/experimentação e seu uso em artigos científicos sobre ensino das ciências. Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciência , v. 8, 2011.

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