METODOLOGIA PARA APLICACÃO DE ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS (APS) COMO MEIO DE CURRICULARIZAÇÃO DA PESQUISA.

## METODOLOGIA PARA APLICACÃO DE ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS (APS) COMO MEIO DE CURRICULARIZAÇÃO DA PESQUISA.

Emerson Luiz Lapolli 1 , Bárbara O. Miehe ; Pablo R. M. Fernandes ; Leticia 2 3 Pezenti 4 ; Tainara Jasper , Talisson Ricardo Da Silva Rodrigues , Wesley de 5 6 Paulo ; Kailane A. de Souza ; 7 8

- 1 Professor Instituto Federal Catarinense Campus Rio do Sul. E-mail: emerson.lapolli@ifc.edu.br
- 2 Discente Instituto Federal Catarinense Campus Rio do Sul. E-mail: barbaraoendim@gmail.com
- 3 Discente Instituto Federal Catarinense Campus Rio do Sul. E-mail: ricardopablo131@gmail.com
- 4 Discente Instituto Federal Catarinense Campus Rio do Sul. E-mail: lepezenti16@gmail.com
- 5 Discente Instituto Federal Catarinense Campus Rio do Sul. E-mail: tainaraj338@gmail.com
- 6 Discente Instituto Federal Catarinense Campus Rio do Sul. E-mail: talissonrodrigues26@gmail.com
- 7 Discente Instituto Federal Catarinense Campus Rio do Sul. E-mail: wesleydepaulo2001@gmail.com
- 8 Discente Instituto Federal Catarinense Campus Rio do Sul. E-mail: kaidesouza123@gmail.com

## Resumo

As atividades práticas supervisionadas (APS), constituem um meio, dentro do contexto didático-pedagógico, de aliar prática e teoria de maneira contextualizada, fenomenológica, de forma dinâmica. Atualmente, com foco em uma metodologia ativa, podem desempenhar um papel fundamental para prover a curricularização da pesquisa em sala de aula. Elas promovem, o desenvolvimento do pensamento crítico e investigativo nos alunos, permitindolhes aplicar conceitos teóricos, multidisciplinares, a situações reais sob a supervisão de professores. Essa metodologia facilita o aprender fazendo e a aquisição de competências essenciais para a pesquisa acadêmica. Além disso, as APS estimulam a curiosidade científica e preparam os alunos para enfrentar desafios do mundo profissional, consolidando a pesquisa como parte integrante do currículo educacional. Ao serem supervisionadas, essas atividades garantem a orientação necessária para que os alunos possam investigar de maneira sistemática, refletindo sobre os resultados obtidos e integrando-os ao aprendizado acadêmico, aproximando assim, a teoria da prática e enriquecendo a formação acadêmica. Visando o conceito de atividade de pesquisa fundamentado no método científico, o objetivo do trabalho é estabelecer uma metodologia, com base em APS, para nortear as atividades teórico-experimentais visando, principalmente a curricularização da pesquisa, e a aplicabilidade do ensino por projetos dentro de um componente curricular. Esta metodologia, que vem sendo melhorada pelo autor desde 2012, foi aplicada a um conteúdo na disciplina de Física 3, no primeiro semestre do ano de 2024 da terceira a fase de licenciatura em física. Na pesquisa os alunos moderaram um fenômeno hidrodinâmico, estabelecido pelo professor e sorteados entre equipes de 3 a 4 alunos. O método mostrou-se robusto como meio dos alunos vivenciarem o método científico correlacionado teoria e experimentação integrando os conteúdos de física teórica, experimental e cálculo.

Palavras-chave : Metodologia; Laboratório; APS;

## Introdução

A física teórica e a física experimental são ciências irmãs, dependentes uma da outra, assim como "irmãs siamesas". Uma sustenta a outra, realizando e comprovando previsões, determinando constantes e estabelecendo princípios e leis. H. Kragh (1999) coloca que, "a física teórica, ao contrário de outras ciências exatas, não se sustenta isoladamente; sua validade depende do confronto contínuo com a

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experimentação" (p. 212), mas, ao meu ver, a reciproca também é verdadeira, tal como a equação da força elétrica, estabelecida empiricamente, foi comprovada via primeiros princípios através da Lei de Gauss, uma das equações de Maxwell em notação vetorial. Essa interdependência torna a física uma ciência completa, levando à quebra de paradigmas, gerando a transformação e consolidação de teorias sobre fenômenos físicos que coexistem, ou não, cotidianamente com os seres humanos. Esses dois aspectos devem ser integrados ao currículo de forma planejada e bem estabelecida. Ao absorver os conteúdos da física teórica, aliados às práticas da física experimental, o aluno se torna mais crítico e preparado para enfrentar as adversidades impostas pela vida.

A curricularização da pesquisa e as atividades práticas supervisionadas (APS) estão intrinsecamente ligadas ao promover uma educação que integra teoria e prática. As APS facilitam a aplicação do conhecimento teórico em contextos reais, permitindo que os alunos desenvolvam habilidades investigativas essenciais. Segundo Demo (2011), "a pesquisa é fundamental para que o aluno desenvolva autonomia intelectual, sendo uma prática que deve ser integrada ao currículo" (p. 78). As APS, nesse contexto, oferecem a estrutura necessária para que essa integração ocorra de forma eficaz. Severino (2013) destaca que "a educação que une teoria e prática, especialmente por meio da pesquisa, promove um aprendizado mais significativo e crítico" (p. 102). Dessa forma, as APS se tornam um meio eficaz de curricularizar a pesquisa, preparando os alunos para desafios acadêmicos e profissionais.

Na tentativa de estabelecer uma correlação entre teoria e experimento, é possível utilizar a metodologia de ensino por projetos em conjunto com o aprendizado teórico, por meio de um projeto de ensino (SOUZA e OSTERMANN, 2017). Nesse sentido, surgem as Atividades Práticas Supervisionadas (APS), que constituem um meio, dentro do contexto didático-pedagógico, de unir prática e teoria de maneira contextualizada e significativa. Essa metodologia de ensino apresenta um caráter interdisciplinar, permitindo a integração de diversos conteúdos de disciplinas diversas em prol da solução de um problema temático. Além disso, está fundamentada no ensino participativo, onde o aluno é um elemento ativo no processo de ensinoaprendizagem (SANTOS, 2018).

A APS também é adotada em muitas instituições, com regras bem definidas, até mesmo por meio de normativas que regulam a metodologia. Como aponta Franco (2013), "esta metodologia requer um planejamento prévio bem estabelecido para ser aplicada" (p. 89). Assim, proponho um método de aplicação do APS, fundamentado no método científico para pesquisa, assistido por um 'guia' cujo elemento primordial é o cronograma.

O método científico, em sua ampla diversidade, é um processo sistemático para a aquisição de conhecimento, que envolve observação, formulação de hipóteses, experimentação e análise de resultados. A metodologia científica baseia-se em observações rigorosas e experimentos controlados, e requer que as teorias sejam testadas e potencialmente refutadas ou aceitas. Além disso, a revisão por pares e a replicação dos estudos são fundamentais para validar e consolidar as descobertas científicas. Esse processo contínuo de questionamento e verificação contribui para o progresso do conhecimento e a correção de erros nas teorias.

Galileu Galilei, desempenhou um papel crucial no desenvolvimento do método científico. Considerado um dos pais da ciência moderna, Galileu aplicou a observação sistemática e a experimentação rigorosa para validar suas teorias, um princípio

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fundamental do método científico. Como destacado por Stephen Hawking (1998), "Galileu foi o primeiro a fazer da ciência um processo empírico e repetitivo" (p. 14). Esse enfoque transformou a maneira como a ciência é conduzida até hoje. Esse método, que foi formalizado por Francis Bacon no século XVII, é crucial para garantir a precisão e a objetividade das descobertas científicas. Segundo Richard Feynman (1994), "a ciência é a crença na ignorância daquilo que sabemos" (p. 7), o que ressalta a importância da dúvida e da investigação constante.

Devemos estar observando que não existe um único método científico, conforme Alan Chalmers (1993) discute, temos diversas concepções sobre o método científico, e a visão simplista de um progresso linear e objetivo por meio de um único método, não é a mais adequada. Em sua análise do método científico, aborda teorias como o empirismo e o falsificacionismo de Popper, além das revoluções científicas de Kuhn, argumentando que a ciência é influenciada por fatores sociais, históricos e culturais. Chalmers (1993) conclui que o método científico não é uma sequência fixa de passos, mas um processo complexo, teórico e criativo, sujeito a mudanças radicais e revisões, não se limitando à mera observação e experimentação. No entanto, neste trabalho, estaremos utilizando como base o método científico empirista, onde o conhecimento é constituído a partir da pratica. Essa abordagem contrasta com o racionalismo, que valoriza o uso da razão e da lógica como principais fontes de conhecimento. No contexto da física, o empirismo é fundamental, pois reforça a importância da experimentação e da observação como base para o desenvolvimento de teorias.

Nossa proposta, para aplicar a APS como meio de curricularizar a pesquisa de forma semiestruturada, foi a utilização de um 'guia'. O papel deste é propiciar aos alunos realizar toda a sequência do método científico: declarar e definir o objeto de estudo, levantar a hipótese e objetivos, realizar o levantamento e classificação das amostras, estabelecer um questionário direcionado, realizar a análise quantitativa, estabelecer suas conclusões, validar sua hipótese e, ao final, publicar seus resultados. Só observando, este 'guia', não é um roteiro estrutura tal como como comumente conhecido e utilizado em atividades experimentais.

Esta APS traz um foco investigativo, onde o aluno teve a oportunidade de construir seu próprio equipamento para alcançar o objetivo estipulado no projeto, utilizando a metodologia científica sobre o objeto de estudo. Proporcionando assim, condições para que utilizem todo os conhecimentos adquiridos, de maneira formal e informal, em prol de um objetivo comum, utilizando o caráter investigativo, ou seja, exercendo a ciência. O conhecimento é construído sobre um alicerce de erros e acertos.

## Materiais e Métodos

As APS têm como base normas bem estabelecidas, para isto foi elaborado um guia 'guia' para instruir o aluno, similar a um contrato didático. O 'guia' contém detalhes dos seguintes elementos em seu corpo: breve introdução com o conceito de APS, justificativas, tema e objetivo; descrição dos instrumentos de avaliação, seus respectivos pesos e equação geradora da nota da atividade; cronogramas para "nortear" as atividades; regras de formatação para relatório, slides e banner; e também as regras para apresentação no seminário e na feira .

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Figura 1: Cronograma de atividades a serem cumpridas.

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Um ponto importante nesta metodologia é o cronograma (Figura 1). É elaborado pelo orientador, e nele constam todas as etapas a serem cumpridas e suas respectivas datas, cuja sequência, respeita o método científico, citado no parágrafo anterior. Em cada etapa, a equipe entrega ao professor os materiais solicitados no cronograma. O cumprimento de cada etapa é pontuado com 0, 1/2 ou 1 ponto, conforme data de entrega estabelecido no cronograma a média dos pontos normalizado em 10 é utilizado como nota parcial desta atividade. O material é corrigido, mas não é dado uma nota, é devolvido ao aluno para que o mesmo realize as devidas correções para que possa compor um relatório final. Isso proporciona ao professor o acompanhamento do status da pesquisa designado a cada equipe.

Foram quatro os instrumentos de avaliação neste APS: cumprimento do cronograma, seminário, feira e relatório . O instrumento de avaliação denominado seminário, ocorre em sala e pode de aberto, ou não, ao público, servindo como correção de conteúdo e verificação da participação de cada membro da equipe no projeto, bem como a verificação do conhecimento relacionado ao tema e sua relação com o conteúdo da disciplina. Já o instrumento feira, foi aberto ao público geral da instituição mediante convite, em horário de aula, mas fora do ambiente de sala com apresentação guiada por Banner . Neste, é realizada uma nova avaliação do desempenho por meio da apresentação de um banner a um professor avaliador pertencente ao curso. O elemento relatório final, tem uma estrutura de artigo, é construído a partir de todas as atividades que constam no cronograma. Tanto o relatório, quanto o banner , são elaborado a partir de templates , e tem sua estrutura e formatação estabelecidas no 'guia'.

## Temas de Pesquisa do APS

Os participantes da turma da terceira fase do curso de licenciatura em física da disciplina de física 3 foram separados em 2 equipes de no máximo 4 componentes cujo tema foi a 'Estabelecendo e validando um modelo teórico'.

Uma equipe ficou designada modelar o comportamento do alcance em função do tempo, de um esguicho, através de um orifício na lateral de uma garrafa PET (Figura 2a) com dois diferentes fluidos foi utilizado água e óleo. E a outra ficou responsável de modelar o perfil de escamento laminar em queda através do bocal de uma torneira (Figura 2b) com três vazões diferentes.

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Para ambos os trabalhos, não foram verificados comparações entre teoria e experimento, durante o levantamento do estado da arte, assim, ambos apresentaram um certo grau de originalidade na pesquisa.

Figura 2: Esquema da atividades experimentais desenvolvidas pelos alunos no APS. Fonte: Alunos e Orientador.

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## Resultados e Discussão

É muito comum que parte do cronograma não seja cumprida, ou cumpridas com atraso, pela equipe, para gerar as devidas pontuações. Mas mesmo assim os alunos acabanam, obrigatoriamente, que cumprir todas as etapas desde, pois são necessárias para os demais instrumentos de avaliação.

Um outro problema corriqueiro, é a desistência de competentes da equipe, ampliado a carga de trabalho dos restantes.

Cada equipe construiu seu próprio equipamento e realizou as devidas medidas sob orientação do professor e ou monitor. Os equipamentos e medidas foram realizado fora do horário de aula, para não comprometer o cronograma e ementa referente a disciplina. No enteando foi estabelecido um horário, com presença de um monitor e do orientador para auxiliar no desenvolvimento do equipamento e procedimento de medidas.

## Resultados da pesquisa no APS .

Os alunos estabeleceram a teoria para os desafios, com base na teoria aprendida em sala de aula. Logo, os modelos foram fundamentados na idealidade do escoamento, ou seja, foram desprezados todos os efeitos dissipativos e compressibilidade dos fluidos, gerando as equações (1) e (2), referentes aos respectivos trabalhos das equipes aparentadas anteriormente.

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Com isso, já era de se esperar a não coincidência entre teoria e experimento (figura 3). Mas o comportamento das respeitas teorias foram similares aos experimentais.

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Figura 3: Comparação entre teoria (linhas) e experimentos em cada desafio designado a cada equipe. Fonte: Alunos

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## Conclusão

O método apresentou uma estrutura robusta para que os alunos realizassem atividades de pesquisa na disciplina de maneira semiestruturada e concomitante ao conteúdo. A APS quando bem estruturada previamente, torna a aplicação mais branda das atividades. O 'guia' estabelece todas as regras, em quanto e o cronograma, ordenado com base no método científico, conduz toda a atividade da equipe. Isso evita muitas interversões do professor orientador, cabendo a este corrigir e orientar, as atividades.

A pesquisa foi aplicada, por meio de APS, em uma disciplina do curso de licenciatura em física, assim, foi apresentando de forma indireta uma metodologia para possibilitar ao discente uma forma de aplicar o ensino por projetos, ou a curricularização da pesquisa, ou constituir o trabalho de conclusão de curso.

Todas as equipes mostraram autossuficiência na coleta de dados, apesar dos entraves práticos impostos durante o experimento. A principal dificuldade foi no tratamento dos dados para gerar os gráficos com auxílio de planilha. A dificuldade foi imposta principalmente pela falta de prática do trato com dados, e com a própria planilha.

Um outro, ponto foi a aprendizagem propiciada pelo contraste entre teoria e experimento e o aprender fazendo, pois os entraves, teóricos e experimentais serviram como alavancagem para apreensão do conhecimento referente ao conteúdo dentro da disciplina. Além disso, os alunos vislumbraram a necessidade da multidisciplinaridade, pois, para atingir os objetivos, foram utilizados conceitos de hidrodinâmica, Hidrostática, Cinemática, Física experimental e Cálculo sobre o objeto de estudo.

Toda teoria utilizada pelos alunos durante a pesquisa, ficou vinculado ao conteúdo do livro texto, logo, está fundamentada na idealidade, do fluido e do escoamento, assim, era esperado que não houvesse coincidência entre teoria e experimentos. No entanto, levaram os alunos a supor os tipos de dissipação, que possibilitariam a melhorar a teoria. Dentre os efeitos que podem ser estudados a posteriori, são as devido a viscosidade e devido a passagem do fluido por um orifício de paredes delgadas.

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## Referências bibliográficas

CHALMERS, Alan. O que é ciência, afinal? 4. ed. São Paulo: Brasiliense, 1993.

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SOUZA, Maria A. Curricularização da Pesquisa e Inovação no Ensino Superior . Editora Universitária, 2018.

SOUZA, Marcos Antonio Barbosa de; OSTERMANN, Fernanda. Ensino por Projetos em Física: Desafios e Possibilidades . 1ª edição. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2017.

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