KIT DIDÁTICO COMO FERRAMENTA DE APOIO PARA O ENSINO DE FÍSICA

## KIT DIDÁTICO COMO FERRAMENTA DE APOIO PARA O ENSINO DE FÍSICA

Adriano Profeta 1 , Monica M. Lacerda 2

1 SEEDUC-RJ/CECO, adripftpro@gmail.com

2 UFRJ/Campus UFRJ - Duque de Caxias, monica\_lacerda@xerem.ufrj.br

## Resumo

Este trabalho apresenta a criação e avaliação de um 'kit' didático experimental de Física que tem como objetivo tornar as aulas mais atrativas e estimulantes, mitigar as dificuldades encontradas pelos alunos para a compreensão de fenômenos tratados de forma abstrata em sala de aula e contribuir para melhorar a relação ensino-aprendizagem no ensino de Física. Pensado para auxiliar o professor em sua prática pedagógica, permite demonstrar diversos conceitos físicos nas áreas de cinemática, hidrostática, óptica, termologia e magnetismo e pode ser utilizado nos ensinos fundamental e médio. Foi projetado de forma modular, com quatro componentes, e confeccionado com material de baixo custo e fácil aquisição. O kit foi apresentado a um grupo de professores que leciona conceitos de Física em todo o ciclo da educação básica, licenciados em biologia, ciências, química, matemática e pedagogia, além de física. A avaliação do kit, pelos professores, foi utilizada como diretriz que indicou a relevância de sua utilização como uma ferramenta de apoio didático eficiente para o ensino de conceitos de física na educação básica. Os resultados mostraram que a facilidade de compreensão dos experimentos e do uso do kit foram os principais pontos considerados pelos participantes.

Palavras-chave : ensino de física, ensino de ciências da natureza, atividades experimentais

## Introdução

Aulas tradicionais de Física no ensino médio, comumente chamadas de aulas quadro e giz, não atraem a atenção dos alunos e estão aquém de suas expectativas. Esse problema tem diversas causas tratadas na literatura (ALISON, LEITE, 2016; SILVA, BOSELLI, 2019), inclusive os tradicionais recursos didáticos usados pelos professores, que concorrem com as mídias sociais e com as ferramentas atrativas da internet (FORTUNATO, PENTEADO, 2015). O ensino de Física nos cursos de licenciatura é apontado como outra causa, quando docentes recém formados carregam a cultura universitária (WIEMAN, PERKIN, 2005) e empregam e apresentam o modelo de ensino, com conteúdo do século XIX, sem correlação com o cotidiano dos alunos (MOREIRA, 2017).

A fim de promover aulas estimulantes, entende-se que a prática experimental pode atuar como uma ferramenta auxiliar para a introdução de conteúdos facilitando a compreensão e o aprendizado de conceitos e promovendo habilidades importantes para o desenvolvimento sócio-profissional dos estudantes como o trabalho em equipe e a curiosidade. O incentivo à promoção dessas habilidades, entre outras, no espaço escolar habilita o estudante a criar o seu próprio interesse em pesquisas relacionadas

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20 a 24 de janeiro de 2025 - Niterói - RJ

às ciências, também, estabelece um elo entre o mundo dos objetos, o mundo dos conceitos, leis e teorias e o mundo das linguagens simbólicas, estimulando o aprendizado e diminuindo as dificuldades encontradas no ensino de Física nas turmas de ensino básico (MOREIRA, 2107; SÉRÉ, COELHO, NUNES, 2003). E ainda, as atividades práticas podem estimular o interesse e o prazer pela investigação científica, introduzir o conceito e a prática do método científico e despertar ou desenvolver habilidades necessárias para o trabalho em pesquisa. (NEVES, CABALLERO, MOREIRA, 2006 ).

Com o objetivo de contribuir para uma melhoria do ensino de Física na educação básica, neste trabalho apresentamos um material didático experimental que pode ser utilizado com diferentes abordagens em cada etapa da educação básica, seja no ensino fundamental ou no ensino médio, a fim de facilitar a prática docente e a fim de tornar a aulas de física mais criativas, atrativas e estimulantes. O kit didático foi avaliado por professores da educação básica, que o consideraram uma ferramenta de apoio didático funcional e facilitadora para a ampliação da relação ensinoaprendizagem.

## Materiais e Métodos

A realização do projeto foi dividida em etapas referentes à construção do kit, às dificuldades dos docentes em ministrar conceitos de física e a utilizar recursos didáticos experimentais e à avaliação realizada por um grupo de 30 professores da educação básica do município de Duque de Caxias no estado do Rio de Janeiro. Este trabalho foi submetido ao Conselho de Ética em Pesquisa da UFRJ e aprovado sob o parecer número 4.680.497.

## Preparação do kit

O processo de construção do kit partiu da ideia de se obter um material didático experimental que fosse prático, leve, fácil de transportar e multifuncional, que pudesse ser utilizado para abordar vários conceitos em uma só prática e que pudesse ocupar o menor espaço possível. O kit foi construído com materiais de fácil aquisição e sua estrutura foi produzida em madeira. Composto de 4 módulos, conforme figura 1, foi desenvolvido para demonstrar conceitos de física básica; de temas que permeiam os conteúdos de física dos ensinos fundamental (EF) e médio (EM), conforme a Base Nacional Comum Curricular (BNCC) (Brasil, 2017). O módulo 1 é utilizado para apresentação de experimentos de cinemática e hidrostática; o módulo 2 para a demonstração de experimentos de magnetismo; o módulo 3 para apresentar experimentos de termologia e o módulo 4 para apresentar práticas de óptica. A parte central do módulo 1 foi confeccionada com tubo de acrílico e glicerina líquida, ambos transparentes para facilitar a visualização dos fenômenos, onde uma esfera de aço e uma bolha de ar podem movimentar-se por toda sua extensão. Os módulos 2, 3 e 4 foram projetados para se conectarem na extremidade superior da torre do módulo 1. As bases e as estruturas de encaixe são feitas de madeira e cada parte reaproveita material descartável, fácil de se obter em casa ou no ambiente escolar, como recipientes plásticos, ou de vidro, transparentes com tampa e recipientes metálicos.

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Figura 1 : Imagens dos 4 módulos: A esquerda acima: módulo 1, parte central do kit; onde os outros 3 módulos são conectados; a esquerda abaixo: quatro módulos juntos; canto superior direito: módulo 1 mais módulo 2; No centro à direita - módulo 1 mais módulo 3; canto inferior direito: módulo 1 mais módulo 4.

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## Aplicação do kit

A aplicação do kit para o grupo de 30 professores ocorreu durante o afastamento social decorrente da COVID-19 e foi realizada de forma remota, através de sete (7) encontros virtuais pelo google meet. Os participantes responderam dois questionários. O primeiro, pré avaliativo, com o intuito de conhecer o perfil do grupo, a realidade enfrentada por cada um em seu cotidiano escolar como, também, conhecer os conteúdos de física considerados de maior dificuldade para lecionar em suas práticas pedagógicas. O segundo questionário, pós-avaliativo, teve como objetivo conhecer a percepção dos professores em relação a funcionalidade e utilidade do kit experimental considerando a própria realidade educacional.

As funcionalidades do kit foram apresentadas em 3 encontros, quando os participantes puderam avaliar a praticidade, a facilidade e a usabilidade em sala de aula.

## Resultados

Os dados para análise qualitativa e quantitativa foram coletados através das respostas dadas aos questionários aplicados antes e após a demonstração dos experimentos utilizando o kit didático.

Os resultados mostram que o grupo tem formação diversa, sendo ⅓ licenciado em biologia, ¼ em física, ⅙ em química e o restante em ciências da natureza, matemática e pedagogia. Três quartos dos participantes são pós-graduados, majoritariamente em cursos lato sensu pertinentes à docência. Vinte e três atuam nos

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ensinos fundamental (69%) e 26 no médio (79%), enquanto dois informaram atuar no ensino superior e apenas um na educação infantil; o único no grupo que não leciona conteúdos de física em suas disciplinas. Metade dos professores considera boa ou muito boa sua formação para lecionar física e a outra metade entende ter formação razoável ou insatisfatória, porém apenas 40% afirma ter dificuldade para ensinar seus conteúdos no ensino fundamental e 33% no ensino médio. Um pouco menos da metade (48,5%) utiliza experimentos didáticos para ministrar conteúdos de física, embora 97% afirme que eles tornam a disciplina mais atrativa. As dificuldades em manusear experimentos (12,5%), a falta de estrutura (56,3%) e o pouco tempo de aula (31,3%) são as justificativas dadas para que as experimentações não façam parte de suas práticas pedagógicas.

## Ensino de Física e a experimentação

Análise qualitativa mostra que a visão dos participantes sobre as razões do desinteresse e das dificuldades da aprendizagem em física pode ser dividida em dois grupos, um predominantemente associado à contextualização de conteúdo com o diaa-dia e o segundo com o uso de experimentos como recurso didático.

Os licenciados em biologia, química e ciências indicaram, baseados em suas experiências profissionais, que o desinteresse dos estudantes em aprender física está associado à forma desconectada entre o ensino, a realidade e o cotidiano, dificultando a aprendizagem e o despertar da curiosidade dos jovens (SANTOS e MENEZES, 2005). Alguns depoimentos escritos, reproduzidos exatamente como o original, expressam suas opiniões.

'Eu apresentaria a Física em um contexto real, palpável e ainda, presente no cotidiano do estudante.'

'Aplicação dos conteúdos de uma maneira mais contextualizada e envolvendo analises e atividades práticas.'

'Tornarem de forma mais contextualizado e atualizado os conteúdos, para os alunos, no processo de ensino aprendizagem'

'Apresentar os conceitos de física empregados na vida cotidiana.'

Os licenciados em física e matemática, por sua vez, consideram a experimentação como uma prática pedagógica capaz de motivar a aprendizagem.

'Fazer com que o aluno sinta-se envolvido e integrado a participação da atividade. O aluno precisa experimentar o prazer de viver a experimentação de elementos atrativos na pesquisa.'

'Mostrar na pratica, utilizando material para faclitar a aprendisagem.'

Um docente de física considera aliar a experimentação e o cotidiano, envolvendo e provocando o estudante a alcançar o entendimento e a aprendizagem.

"Apresentar e compatibilizar os conteúdos teóricos com práticas experimentais, aproveitando as vivências e experiências dos alunos nas situações mais prosaicas do nosso dia-a-dia. Através de 5 dos nossos sentidos (visão, audição, tato), procurar desenvolver, didaticamente, as ideias de ÓPTICA, ONDAS, TERMOLOGIA, ELETRICIDADE etc. Estimular e provocar, nos alunos, a observação e tentativa de explicação das ocorrências

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do mundo, buscando atingir o conhecimento através de análises, conjecturas, experiências e conclusões."

## Avaliação do kit didático

A avaliação do kit foi realizada após seu uso para demonstração de experimentos sobre movimento retilíneo uniforme, densidade de líquidos e empuxo, linhas de campo magnético, Lei de Snell, propagação da luz em fibra óptica e radiação térmica. Ao todo foram 11 práticas realizadas, considerando-se os conteúdos e a profundidade necessária para os ensinos fundamental e médio. Os participantes responderam 24 questões sobre a clareza e facilidade das práticas, sobre o uso do kit como recurso didático para aulas mais atrativas e para melhorar a relação ensinoaprendizagem e como ferramenta que incentiva e desperta o interesse pelo aprendizado.

Todos os professores consideraram o kit uma ferramenta experimental relevante como apoio didático para o ensino dos conteúdos de Física. Avaliaram que o kit didático traz praticidade na explicação dos conteúdos; permite visualizar os fenômenos; é de fácil manuseio, básico, lúdico e atrativo, podendo ser utilizado em todos os segmentos; tende a tornar as aulas mais atrativas, especialmente no ensino fundamental, quando a capacidade de abstração dos estudantes encontra-se em desenvolvimento. O kit pode ser utilizado na própria sala de aula, sem precisar de um laboratório e facilita o aprendizado de conteúdos considerados difíceis de serem compreendidos. Abaixo, depoimentos escritos dos participantes que representam o resultado descrito acima.

'Desperta o interesse e atrai o aluno.'

- 'Sair da teoria e ir para a prática, sempre gera animação e a curiosidade dos alunos'
- 'O kit incentiva o aprendizado pois desperta o interesse e a curiosidade dos alunos'
- 'O kit ajuda a matéria sair do abstrato'
- '… qualquer atividade que estimule a participação visual ou ativa do aluno contribui para motivar e estimular o interesse dos estudantes.'

Mesmo com a boa avaliação dada pelos participantes da pesquisa, consideramos que a prática experimental é um recurso didático e que sozinho não constroi o conhecimento. É importante para melhorar a relação ensino-aprendizagem e contribui para que os estudantes possam interagir com o próprio experimento e com as pessoas, colegas e professores, à sua volta (SEED, 2008). Os experimentos didáticos não são uma receita única nem um método infalível para minimizar os problemas no ensino de Física (TEIXEIRA, 2016), entretanto a partir dos resultados obtidos em nossa pesquisa, acreditamos que o kit experimental pode ser um grande aliado para o ensino de física no ensino médio e de ciências da natureza em todos os anos do ensino fundamental.

## Conclusão

Neste trabalho apresentamos a produção e avaliação de um kit experimental de Física compacto e de baixo custo, que compreende atividades que vão desde os

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fenômenos de cinemática até a projeção espacial de linhas de campo magnético. Os professores da educação básica, participantes da pesquisa, consideraram que o kit pode contribuir para tornar as aulas mais atrativas e para alcançar um público cada vez mais diversificado de alunos, embora não utilizem experimentos em sua rotina didática, pois consideram a infra-estrutura escolar, a formação básica das licenciaturas e a carga horária das disciplinas os obstáculos que impedem a incorporação de experimentos em suas práticas pedagógicas.

Concluímos esse trabalho certos de que a utilização de experimentos em sala de aula é um assunto relevante para a melhoria do ensino de Física na educação básica, e que quando o experimento é escolhido e planejado corretamente, a relação ensino-aprendizagem é eficiente, minimiza as dificuldades encontradas pelos alunos, incentiva a prática da pesquisa em assuntos relacionados a ciências e tecnologia e pode promover um aumento no número de jovens que queiram seguir carreiras nas áreas tecnológicas.

## Referências

ALISON, R. B. e LEITE, A. E. Possibilidades e dificuldades do uso da experimentação no Ensino de Física , Cadernos PDE, v.1, versão on line, ISBN97885-093-3, Curitiba.

BRASIL. Base Nacional Comum Curricular: Educação Infantil e Ensino Fundamental . Brasília: MEC/Secretaria de Educação Básica, 2017

FORTUNATO, I e PENTEADO, C. L. C. Educomunicação, ou contra a concorrência desleal entre educação e a mídia do espetáculo . ETD: Educaçao Temática Digital, v. 17, n. 2, p. 377-393, 2015.

MOREIRA, M. A. Grandes desafios para ensino de Física na educação contemporânea, Revista do professor de Física, vol. 1, n. 1, Brasília, 2017.

NEVES, M. C. e CABALLERO, C. e MOREIRA, M. A. Repensando o papel do trabalho experimental, na aprendizagem de Física, em sala de aula - Um estudo exploratório, Revista Investigações em Ensino de Ciências, v. 11, n. 3, p. 383-401, Porto Alegre, 2006.

SANTOS, C. F. e MENEZES, C. S. de. A aprendizagem no Ensino Fundamental em um Ambiente de Robótica Educacional , XXV Congresso da Sociedade Brasileira de Computação, A universidade da Computação: Um Agente de Inovação e Conhecimento, UNISINOS, São Leopoldo, jul. 2005.

SÉRÉ, M-G. e COELHO, S. M. e NUNES, A. D. O Papel da Experimentação no Ensino de Física, Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 20, p. 30-43, Florianópolis, abr. 2003.

SILVA, D. B. F. da. e BOZELLI, F. C. Influências de metodologias de aula nos discursos sobre aula de Física de estudantes do Ensino Médio, Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 36, n. 3, p. 599-629, Florianópolis, dez. 2019.

SEED - Secretaria de Estado da Educação, Paraná. Diretrizes Curriculares de Física para a Educação Básica . Curitiba: SEED, 2008.

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WIEMAN, C. e PERKINS, K. Transforming Physics Education, Physics Today on line, vol -58, iss-11, p. 36, shtml, nov. 2005.

TEIXEIRA, F. B. O uso de brinquedos no Ensino de Física: O Lúdico como possibilidade motivadora , 2016, 62.f, Dissertação (Mestrado Profissional em Ciências e Tecnologia na Educação), Programa de pós-graduação em Ciências e Tecnologia da Educação, Instituto Federal Sul, 2016.

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