O ESTUDO DO MOVIMENTO DE PROJÉTIL A PARTIR DE AÇÕES EPISTEMOLÓGICAS PARA A COMPONENTE CURRICULAR DE CIÊNCIAS DA NATUREZA EM CONTEXTO DA RESIDÊNCIA PEDAGÓGICA

## O ESTUDO DO MOVIMENTO DE PROJÉTIL A PARTIR DE AÇÕES EPISTEMOLÓGICAS PARA A COMPONENTE CURRICULAR DE CIÊNCIAS DA NATUREZA EM CONTEXTO DA RESIDÊNCIA PEDAGÓGICA

## Ana Clara Viana Mendes¹

1 UFMG/FaE/Residência Pedagógica, anaclaravmendess@gmail.com

## Resumo

O presente trabalho consiste em um Relato que descreve o recorte de uma experiência vivenciada por uma Licencianda em Física durante sua participação no Programa Residência Pedagógica (RP), pela Universidade Federal de Minas Gerais, entre Novembro de 2022 e Novembro de 2023. A experiência trazida relata a aplicação de uma Sequência Didática (SD) investigativa sobre o movimento de projétil, em uma turma de 1º ano do Ensino Médio de uma escola Estadual de Minas Gerais. Como resultado da aplicação da SD, para os alunos, pôde-se perceber o desenvolvimento de um bom entendimento da influência de cada variável envolvida no movimento de projétil e também grandes dificuldades no tratamento matemático das atividades. Além disso, o relato revela a importância do RP para que os licenciandos possam atribuir maior sentido às teorias e aos conceitos que fazem parte de sua formação na área do Ensino, bem como colocá-las em prática no ambiente de sala de aula.

Palavras-chave : Residência Pedagógica; Sequência Didática; Ensino por investigação.

## Introdução

O presente relato visa descrever uma experiência de regência desenvolvida em 2023, durante participação no Programa Residência Pedagógica (RP), visto que, tal atividade oportunizou estudar e tentar colocar em prática docente o que Sasseron e Carvalho (2013) denominam 'interações discursivas' e 'investigação em sala de aula'. O trabalho consistiu na elaboração de uma Sequência Didática (SD), cujo objetivo foi estudar os movimentos de projéteis através do uso de algumas 'ações epistemológicas', propostas pelas autoras citadas, a fim de serem desenvolvidas as seguintes habilidades da BNCC (2018):

Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros); Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica (BRASIL, 2018, p. 559).

A escolha do conteúdo seguiu critério cronológico do planejamento do professor preceptor, que após finalizar os estudos da dinâmica e da cinemática iniciaria a análise de lançamentos. Tendo em vista que esse conteúdo necessita da mobilização de uma grande quantidade de conceitos físicos por parte dos

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estudantes, a escolha da elaboração de uma SD como recurso pedagógico se justifica por ela permitir a associação de uma variedade de estratégias de ensino, como o uso de simuladores, resoluções de problemas, leitura de textos, dentre outros, ao longo de sua prática, tal como colocado por Souza e Pires (2012).

## Desenvolvimento

A Sequência Didática sobre movimento de projéteis foi desenvolvida ao longo de 6 aulas destinadas à componente curricular Ciências da Natureza, ministradas para uma turma de 1º ano do Ensino Médio da Escola Estadual Isabel da Silva Polck. Inicialmente a sequência foi planejada por mim, residente responsável por colocá-la em prática, e em seguida foi apresentada aos outros residentes e aos professores orientador e preceptor, em reunião, para que pudessem opiniar sobre os aspectos didáticos e pedagógicos de tal atividade.

Tendo em vista que as duas habilidades da BNCC (2018), que foram alvo da aprendizagem nessa sequência, apresentam características comuns ao próprio fazer científico, a montagem das aulas foi inspirada nas proposições do referencial de Sasseron e Carvalho (2013) sobre investigações em sala de aula, já que tal proposta procura favorecer o envolvimento dos estudantes com as práticas da comunidade científica. Nessa SD, mais especificamente, buscou-se trabalhar com o que as autoras denominam 'investigação em sala de aula', que consiste na aplicação, adaptada, das etapas do método de investigação científica à prática pedagógica, e 'interações discursivas', que são as interações entre pares. Sendo assim, a sequência pôde ser dividida nas seguintes etapas, conforme as 'ações epistemológicas' sugeridas pelas pesquisadoras:

## Etapa 1:

Retomada de ideias: é uma estratégia para o levantamento daquilo que já se tem como alicerce para as discussões que vão ocorrer e nisso reside sua importância. É uma maneira de o professor iniciar o trabalho de organização de informações e tomada de consciência sobre dados à disposição (SASSERON E CARVALHO, 2013, p. 8).

Nessa primeira etapa, foram ministradas duas aulas geminadas, lecionadas no Laboratório de Ciências da escola, tendo em vista que era um ambiente no qual os estudantes teriam um espaço mais adequado às práticas experimentais que realizariam. Na primeira aula foi feita uma leitura coletiva sobre a caracterização de um movimento de projétil, guiada por intervenções do residente para a colocação de questionamentos sobre termos que os estudantes já deveriam conhecer das aulas anteriores, bem como breves explicações sobre termos os quais os alunos apresentassem dúvidas, a fim de serem retomadas as ideias que seriam necessárias no decorrer da atividade.

## Etapa 2:

Proposição de um problema: uma vez que materiais, dados ou informações já fazem parte do conhecimento dos alunos, a proposição de um problema atua como gatilho para a investigação. Vale mencionar que, em muitos casos, para que a investigação possa trazer resultados mais consolidados do ponto de vista do argumento em construção, outras

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perguntas podem ser feitas associadas ao problema central (SASSERON E CARVALHO, 2013, p. 8).

Ainda na primeira aula, porém ao final, foi colocado o seguinte problema para que os estudantes pudessem pensar sobre e, a partir dele, iniciarem uma investigação, guiada por um material com sugestões de outras perguntas relevantes à prática investigativa: 'O que aconteceria com o projétil se um astronauta disparasse uma pistola da Lua apontando para a Terra?' (CREF, 2022). Nesse momento é sugerido aos estudantes que para tentar responder tal pergunta é preciso estudar o movimento de projéteis e entender quais grandezas e variáveis estão envolvidas na sua descrição para então analisar porque um lançamento na lua seria diferente.

## Etapa 3:

Teste de ideias: o teste pode ocorrer de maneira empírica ou hipotética. Ele está associado ao problema proposto pelo professor, mas vai além dele: é um incentivo a que os alunos coloquem em prova ideias que apresentam para a solução do problema. Muitas vezes aparece como uma condição do tipo e se... (SASSERON E CARVALHO, 2013, p. 8).

Já na segunda aula iniciou-se a parte experimental que consistiu em gravar um vídeo de lançamentos oblíquos para que os estudantes pudessem analisá-lo no software Tracker , ferramenta gratuita de análise e modelagem de vídeo (TRACKER, 2018; TRACKERBRASIL, 2018). Essa ferramenta permite rastrear o movimento do corpo lançado e graficar dados coletados a partir da rodagem do vídeo tais como velocidade do corpo em função do tempo, posição do corpo em função do tempo, etc. Além disso, esse software tem mostrado resultados positivos enquanto recurso de ensino-aprendizagem conforme trazem Da Silva e Orkiel (2017).

Nessa parte da aula, os alunos tiveram a liberdade de testarem vários lançamentos diferentes a partir das sugestões colocadas no material com o objetivo de que pudessem testar ideias, como por exemplo: 'Antes de iniciar qualquer gravação, experimente executar alguns lançamentos oblíquos com seu trio. Observe algumas características dele e responda: Se vocês aumentarem o ângulo do seu lançamento, o que acontece com a trajetória?'.

## Etapa 4:

Delimitação de condições: trata-se da descrição e nomeação de ações realizadas e efeitos obtidos. Sua importância sustenta-se na necessidade de que as ações sejam construídas ou reconstruídas mentalmente, o que possibilita a tomada de consciência sobre as condições em torno do fenômeno em investigação. (SASSERON E CARVALHO, 2013, p. 8).

Ao final da segunda aula, foi possível trazer discussões sobre o que eles observaram na etapa anterior através do questionamento: 'A partir dessas análises iniciais e de seus conhecimentos prévios sobre dinâmica e cinemática, reflita para realizar uma hipótese inicial: Por que vocês acham que esses lançamentos apresentam essas trajetórias?'. E por último, antes de realizarem a gravação, ainda discutiram sobre quais eram as melhores formas de gravar o vídeo para extrair as informações de interesse com a pergunta: 'A partir da explicação de como o Tracker extrai informações reais através do vídeo e das discussões com os colegas e o professor(a), responda: Quais cuidados devemos ter para que a gravação fique

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adequada para posterior extração de dados como a posição e a velocidade, tanto horizontais quanto verticais, do corpo em movimento?'.

Quadro 1: Resumo das perguntas dirigidas aos estudantes no Laboratório de Ciências.

## Etapa 5:

Reconhecimento de variáveis: é um passo posterior ao reconhecimento das ações realizadas. Agora o que está sendo reconhecido são as variáveis que atuam no fenômeno e relevantes para a sua compreensão (SASSERON E CARVALHO, 2013, p. 8).

Na semana seguinte, foram ministradas mais duas aulas geminadas, dessa vez, no Laboratório de Informática da escola, onde os grupos de estudantes deram prosseguimento na atividade, com o meu auxílio e com o suporte de um material impresso contendo um pequeno tutorial sobre o software, para extrair os dados do vídeo em formato de gráficos diversos. O material de apoio continha sugestões de informações a serem extraídas e perguntas direcionadas às expectativas dos discentes quanto aos resultados observados para que eles pudessem tentar analisar, criticar e raciocinar sobre o significado físico das informações matemáticas obtidas.

Figura 1: Extração de dados realizada no Tracker pelos alunos.

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Quadro 2: Resumo das perguntas dirigidas aos estudantes no Laboratório de Informática

Figura 2: Exemplos de gráficos montados pelos estudantes no Tracker.

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As etapas posteriores foram elaboradas para que houvesse maior protagonismo de minha parte, enquanto residente, como consequência de os estudantes dessa Escola Estadual terem apresentado, ao longo do ano, muita dificuldade com o que Pietrocola (2010) descreve como matemática enquanto 'habilidade estruturante' da Física, devido ao baixo domínio do que este mesmo autor descreve como sendo matemática enquanto 'habilidade técnica'. Em outras palavras, por não dominarem bem os conteúdos, os sistemas e as propriedades matemáticas, os estudantes encontram bastante dificuldade na formulação matemática de situações físicas.

Ainda que tenhamos detectado esse obstáculo pedagógico da turma no decorrer do ano letivo, é válido ressaltar que essa situação já era esperada. Isso porque os resultados do Saeb (2021) do 9º ano do Ensino Fundamental, em matemática evidenciaram que os estudantes das escolas públicas (incluindo aqui somente escolas municipais e estaduais, que são de onde vieram a maioria dos alunos do 1º ano do Ensino Médio dessa instituição) em sua maioria estão entre o nível 0 e 4 da escala de proficiência. Isto significa, segundo a descrição das habilidades dessa escala, que a grande parte dos estudantes não domina a função de 1º grau, de 2º grau, a aplicação do teorema de Pitágoras e a resolução de problemas com ângulos.

## Etapa 6:

Correlação de variáveis: uma vez que as variáveis foram explicitadas, inicia-se a construção de relações entre elas: de que modo a alteração em uma afeta a outra. Pode ser um passo para a avaliação das variáveis anteriormente delimitadas, auxiliando a definir quais são as variáveis, de fato, relevantes. Aqui começam as ser construídas as explicações para o fenômeno (SASSERON E CARVALHO, 2013, p. 8).

Sendo assim, nas duas aulas geminadas da semana posterior, os alunos voltaram para a sala de aula a fim de que pudéssemos formalizar o estudo do movimento de projéteis a partir da formulação matemática das funções envolvidas nos gráficos plotados por eles. Nesse momento, o principal objetivo foi fazer com que eles percebessem que o movimento de projéteis pode ser analisado de maneira independente entre eixos horizontal e vertical e compreendessem quais os tipos de movimento ocorrem em cada eixo. Isto é, entendessem que as equações relacionadas ao movimento uniforme são válidas para descrever o movimento horizontal, bem como as equações relacionadas ao movimento uniformemente acelerado são válidas para descrever o movimento vertical.

## Etapa 7:

Avaliação de ideias: construídas as relações entre as variáveis, a análise das condições limites em que certas reações ocorreriam em decorrências de certas ações permite avaliar o que foi proposto. Este movimento de encontrar os limites por meio da avaliação contribui para o estabelecimento de justificativas e de refutações para a explicação dada (SASSERON E CARVALHO, 2013, p. 8).

Ao final da segunda aula, retomou-se o problema inicial sobre o lançamento de projétil na lua a fim de aplicarmos, coletivamente, os conhecimentos trabalhados a partir do uso da comunicação que Mortimer (2018) denomina como 'interativa e de autoridade'. Em outras palavras, quem leciona fala permitindo e estimulando

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também que os estudantes falem e participem ativamente da explicação, porém apenas leva em conta, no seu discurso, as participações que estão de acordo com os conceitos científicos alvos da aprendizagem.

Quadro 3: Resumo das ações epistemológicas, realizadas em cada etapa, por semana.

## Resultados:

Durante as interações realizadas nas duas primeiras aulas geminadas da primeira semana, foi possível perceber que os alunos ainda confundiam os conceitos de distância (comprimento da trajetória) e de deslocamento (o alcance horizontal do lançamento), ambos estudados nas aulas anteriores. Além disso, foi notório que eles conseguem descrever oralmente bem sobre o que é perguntado, porém não conseguem escrever com os termos físicos mais adequados aquilo que estão observando, por exemplo: ao serem perguntados sobre a trajetória do corpo no lançamento oblíquo vários respondem algo semelhante à 'de uma pessoa até a outra fazendo curva' enquanto apenas alguns respondem 'uma parábola', e ao serem perguntados sobre a trajetória no lançamento com ângulo de 90º a maioria diz 'Não faz curva' ou 'Não acontece para os lados' enquanto praticamente ninguém nomeia o lançamento como vertical.

No decorrer das duas aulas geminadas da segunda semana, evidenciou-se uma grande facilidade dos estudantes em manipular o software Tracker , pela primeira vez, no laboratório de informática, já que conseguiram realizar as tarefas sugeridas pelo passo a passo descrito no material de apoio sem ser necessário tantas intervenções da Residente. No entanto, como já esperado e discutido anteriormente, eles não conseguiram estruturar, sozinhos entre colegas de grupo, as relações matemáticas envolvidas em cada gráfico obtido.

Por fim, após as duas últimas aulas geminadas da terceira semana, foi possível perceber que a maioria dos alunos compreendeu o principal fundamento teórico desse conteúdo: analisar separadamente o movimento horizontal de maneira uniforme e o vertical de maneira uniformemente acelerada torna os problemas que envolvem lançamento mais simples. No entanto, também foi perceptível que os estudantes os quais apresentaram dificuldades em manipular equações matemáticas, nas aulas de cinemática e dinâmica, acabaram carregando esses mesmos problemas, ainda que os conhecimentos conceituais tenham ficado claros, devido ao fato de essa SD ter tido um grande emprego de manipulações algébricas.

## Conclusão:

De maneira geral, a sequência didática realizada teve resultados positivos à medida que propiciou um bom entendimento acerca de quais são as variáveis envolvidas e como cada uma delas influencia o movimento de um projétil. No entanto, essa SD também evidenciou a, já conhecida e esperada, defasagem de conteúdos de matemática básica que esses alunos carregam desde o Ensino Fundamental.

Por último, em relação à experiência no RP, essa foi uma das vivências mais

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significativas na graduação. Isso porque consegui atribuir ainda mais sentido à minha formação docente, realizada nas disciplinas de Didática, ao vivenciar situações diversas com as quais já havíamos estudado e discutido. Somado a isso, o fato de os preceptores participarem ativamente de nossa formação faz com que o RP seja mais enriquecedor do que o estágio obrigatório comum, uma vez que, nos estágios comuns, os supervisores nem sempre estão abertos à aplicação de metodologias diversas e menos tradicionais em sala de aula.

## Referências:

BRASIL. Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira (Inep). Saeb 2021: Relatório de resultados do Saeb 2021 , DF: Inep, 2023.

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília, 2018

DA SILVA, Silvio Luiz Rutz; ORKIEL, Edenioson. Recursos tecnológicos e ensino de física: estudo do movimento bidimensional com o auxílio do programa Tracker. Enseñanza de las ciencias: revista de investigación y experiencias didácticas , n. Extra, p. 1429-1434, 2017.

MORTIMER, E. F. . Aprender Ciencias: tensões e diálogos entre a linguagem comum e a linguagem científica. In: Eduardo Fleury Mortimer; Penha Souza Silva. (Org.). Elaborando Sequências Didáticas para o Ensino Médio de Química . 1ed.Belo Horizonte: FAPEMIG/FaE-UFMG, 2018, v. 1, p. 10-27.

PIETROCOLA, M. A matemática como linguagem estruturante do pensamento físico. In CARVALHO, A. M. P. (Coord.). Ensino de física . São Paulo: Cengage Learning, 2010. p. 79-106.

PROJÉTIL LANÇADO DA SUPERFÍCIE DA LUA POR UMA PISTOLA. CREF , 2022. Disponível em: &lt;https://cref.if.ufrgs.br/?contact-pergunta=projetil-lancado-dasuperficie-da-lua-por-uma-pistola&gt;. Acesso em: 18, julho 2024.

SASSERON, L. H. Interações discursivas e investigação em sala de aula: O papel do professor. In: CARVALHO, A. M. P. (Org.) Ensino de Ciências por investigação: Condições para implementação em sala de aula . São Paulo: Cengage Learning, 2013, cap. 3, p. 41-61.

SOUZA, A. P.; PIRES, D. X. Uma proposta teórica-experimental de sequência didática sobre interações intermoleculares no ensino de química, utilizando variações do teste da adulteração da gasolina e corantes de urucum (A theoreticalexperimental proposal, in teaching sequences about intermolecular interactions). Investigações em Ensino de Ciências , v. 17, n. 2, p. 385-413, 2012.

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