CAIXA DAS CORES: UMA PROPOSTA DE ENSINO POR INVESTIGAÇÃO PARA O ENSINO FUNDAMENTAL

## CAIXA DAS CORES: UMA PROPOSTA DE ENSINO POR INVESTIGAÇÃO PARA O ensino fundamental

Thiago Queiroz Costa 1 , Carolina de Oliveira Santos 2 , Vanessa Grazieli Rogoski Golembionski 3 , Meirian Flauzino Ribeiro 4 , Adriano José Ortiz 5 , Nelson Barrelo Júnior 6

- 1 Instituto Federal do Paraná/Campus Ivaiporã, thiago.costa@ifpr.edu.br
- 2 Instituto Federal do Paraná/Campus Ivaiporã, carolinaoliveirasantos2018@gmail.com
- 3 Instituto Federal do Paraná/Campus Ivaiporã, vvaanessagrazieli@gmail.com
- 4 Instituto Federal do Paraná/Campus Ivaiporã, meirianribeiro922@gmail.com
- 5 Instituto Federal do Paraná/Campus Ivaiporã, adriano.ortiz@ifpr.edu.br
- 6 Universidade Federal Fluminense/Depto. de Educação, nbarrelo@gmail.com

## Resumo

Este estudo investiga a introdução de conceitos físicos relacionados à cor nos anos iniciais do ensino fundamental, utilizando a abordagem de Ensino de Ciências por Investigação (ENCI). A pesquisa focou em uma turma de quarto ano em uma escola municipal no interior do Paraná, empregando uma caixa com iluminação de LED e bolinhas coloridas para explorar fenômenos luminosos. O objetivo era avaliar como os alunos poderiam construir conhecimento sobre cores e luz de maneira interativa e contextualizada. A metodologia de ENCI foi utilizada para estimular a curiosidade dos alunos, proporcionando um ambiente de aprendizagem prático e investigativo. A atividade inicial consistiu na interação dos alunos com a caixa, na qual observaram como as cores das bolinhas mudavam com diferentes cores de luz. Os alunos registraram suas observações por meio de desenhos e discutiram suas hipóteses sobre as variações percebidas. Os resultados mostraram que a abordagem investigativa foi eficaz em engajar os alunos e promover uma compreensão mais profunda dos conceitos de cor e luz. As atividades permitiram que os alunos formulassem e testassem suas hipóteses, comparassem observações e participassem de discussões significativas sobre os fenômenos físicos. A sistematização coletiva do conhecimento facilitou a conexão entre a teoria e a prática, mostrando que os alunos foram capazes de internalizar os conceitos científicos básicos. Este estudo demonstra que é possível introduzir e ensinar conceitos científicos desde os primeiros anos do ensino fundamental de maneira significativa e adaptada à faixa etária dos alunos. A pesquisa reforça a importância de metodologias que integrem prática e teoria, e sugere que a continuidade da abordagem investigativa pode beneficiar a formação científica dos estudantes desde cedo.

Palavras-chave : Ensino por investigação; conhecimento físico; ensino fundamental Introdução

Na área do ensino de ciências e, em especial, na Física, há predominância de ações voltadas para a etapa do ensino médio dentro da educação básica. Essas ações tratam de abordagens pedagógicas adequadas, emprego de Tecnologias de Informação e Comunicação e, sobretudo, questões relativas à experimentação como estratégia didática (Costa; Arruda; Passos, 2020; Laburú; Maprin; Salvadego, 2011; Moreira, 2018; Ribeiro et. al., 2021 ). Por outro lado, considerando a educação básica, seria possível introduzir conteúdos e/ou conceitos de Física ainda no ensino fundamental, em específico, nos anos iniciais dessa etapa? Na busca de responder

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20 a 24 de janeiro de 2025 - Niterói - RJ

essa problemática, esta reflexão se pauta no que apresenta Carvalho et al ., (1998), quando afirma que, nos anos iniciais, os alunos não aprendem conteúdos 'estritamente disciplinares'.

De acordo com esses autores,

- [...] temos de buscar conteúdos, num recorte epistemológico - isto é, dentro do mundo físico que a criança vive e brinca - , que possam ser trabalhados nessas séries e que levem o aluno a construir os primeiros significados importantes do mundo científico, permitindo que novos conhecimentos possam ser adquiridos posteriormente, de uma forma mais sistematizada, mais próxima dos conceitos científicos (Carvalho et al ., 1998, p.12).

É importante destacar que, para a educação básica, os fenômenos devem ainda ser adequados à fase do desenvolvimento em que se encontram os alunos, fazendo-os discutir fenômenos que os cercam, levando-os a construir, com seus referenciais lógicos, significados da realidade associadas a tais fenomenologia (Carvalho et al., 1998). Isso vai ao encontro do que advoga a Base Nacional Comum Curricular (BNCC) em relação às Ciências Naturais no ensino fundamental, ao destacar que 'nos anos iniciais, as crianças já se envolvem com uma série de objetos, materiais e fenômenos em sua vivência diária e na relação com o entorno' (Brasil, 2018, p.325). Tais experiências 'são o ponto de partida para possibilitar a construção das primeiras noções sobre materiais, seus usos e propriedades bem como sobre suas interações com luz, som, calor e eletricidade' (p.326).

Dessa forma, em termos de estratégias para se abordar esses fenômenos ainda nos anos iniciais, optou-se pelo denominado Ensino de Ciências por Investigação (ENCI) que, para Carvalho (2013, p. 2), significa um tipo de 'ensino em que se proporciona condições para que o aluno possa raciocinar e construir seu conhecimento'. Tal apontamento é confirmado ainda pela 'posição de Bachelard, quando propõe que todo o conhecimento é a resposta de uma questão' (Carvalho, 2013, p.6).

Além de serem adequados à fase do desenvolvimento em que se encontram os alunos, tal problematização deve ainda estar relacionada ao contexto dos alunos, principalmente nos anos iniciais do ensino fundamental, e deve motivá-los em torno dos assuntos do mundo físico em que eles vivem (Carvalho et al., 1998; Carvalho, 2013; Brasil, 2018). Logo, diante de tal perspectiva, cabe ao professor fazer hipóteses que exercitem práticas e raciocínios de comparação, bem como análise e avaliação (Oliveira; Obara, 2018; Almeida; Malheiro, 2022).

Portanto, esta proposta buscou convergir a abordagem do Ensino de Ciências por Investigação com o conhecimento físico sobre as cores, observando uma turma de anos iniciais do ensino fundamental em uma escola municipal do interior do Paraná. Na sequência, serão apresentadas considerações sobre a abordagem investigativa do ensino, bem como a respeito da proposta metodológica empregada e utilizada para coleta e análise dos dados que compõem essa investigação.

## Descrição do trabalho desenvolvido

- O trabalho aqui desenvolvido é pautado no Ensino de Ciências por Investigação, sobre o qual é pertinente evidenciar as etapas que o caracterizam metodologicamente (Carvalho, 2013; Belluco, 2014; Pedaste, 2015). Primeiramente, o foco principal é fazer com que o estudante possa estimular a sua capacidade de

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aprendizado. Para tanto, em um primeiro momento, é proposto um problema, experimental ou não-experimental (questões, figuras, pequenos vídeos) aos alunos (Carvalho, 2013). Em seguida, espera-se que os estudantes se motivem para resolver a problemática exposta, tendo como base os seus conhecimentos prévios.

Na próxima etapa, é realizada uma sistematização do conhecimento que foi construído com a atividade. O professor deve, também, contextualizar o problema com o cotidiano da turma, mostrando em quais situações este pode ser visualizado durante o nosso dia a dia. A última etapa é a avaliação, embora, no ensino por investigação, o estudante seja avaliado desde o início da atividade, pautado em suas ações e motivação para a resolução do problema apresentado.

Nesse cenário, o conteúdo escolhido para uma turma de quarto ano do ensino fundamental de uma escola pública municipal do interior do Paraná, em que uma das autoras deste artigo é atualmente a professora regente, envolveu a noção de cor e sua relação com a disciplina de Artes. A execução das atividades foi dividida em duas etapas: a confecção da caixa e a aplicação da proposta com a turma. Na primeira, foram empregados materiais alternativos ou de baixo-custo para sua confecção, composta por uma caixa de papelão encapada com feltro preto e, como fonte luminosa, uma fita de Led RGB com controle remoto; os objetos escolhidos para os testes na caixa, foram duas bolinhas plásticas com cores vibrantes, uma azul e outra vermelha (Figura 01).

Optou-se, ainda, por uma caixa com tamanho suficiente para que as crianças, por meio de um orifício na mesma, pudessem observar o fenômeno em seu interior (Figura 01) para, assim, criar um ambiente instigante, dentro da abordagem metodológica escolhida (Carvalho, 2013).

Figura 01: Alunos observando dentro da caixa e parte interna da caixa

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Ao se considerar a faixa etária da turma do ensino fundamental, quando se apresentou a caixa, buscou-se instigá-los a acreditar que, dentro dela, havia um mistério que era necessário desvendar (Carvalho, 2013). Para buscar obter as hipóteses individuais de cada aluno, foi estabelecido pelo professor regente que cada um deles deveria visualizar o que estava dentro da caixa, sem contar aos demais. Nessa interação, a cor da luz e da bolinha era alterada conforme diferentes alunos fossem convidados a participar da dinâmica.

Na sequência, para registros das hipóteses dos alunos, logo após a interação, foi solicitado a eles, de forma individual, um desenho do que observaram

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dentro da caixa. Terminada a etapa da interação, após explicação da professora acerca dos conceitos físicos, os alunos foram convidados a elaborar outro desenho.

Alguns perceberam que tiveram as mesmas percepções que os colegas, enquanto outros viram cores diferentes. Aproveitando esse momento, e pensando na etapa relativa à sistematização coletiva do conhecimento construído (Carvalho, 2013), a regente fez novos questionamentos, tais como: por que alguns viram coisas iguais e outros diferentes? O que causou a mudança na cor das bolinhas dentro da caixa? Preto é cor? Já outras questões visavam estimular a contextualização desse experimento com o cotidiano dos alunos (Carvalho, 2013), por exemplo: como vocês observam as cores das coisas durante o dia e a noite? Vocês percebem diferenças? Qual seria a cor das bolinhas se levássemos ela lá fora, no pátio da escola?

Em seguida, as novas respostas dos estudantes foram registradas, conforme apresenta Carvalho (2013) sobre as etapas da ENCI. Solicitou-se a eles novamente um desenho para sistematizar os conhecimentos construídos de forma pessoal. É importante apontar que, para composição do escopo de análise deste trabalhos, optou-se por uma abordagem qualitativa de pesquisa, na qual a coleta de dados se deu na perspectiva do observador participante (Lüdke; André, 2001).

Nesse sentido, os registros aqui tomados para análise foram obtidos por meio do registro de caderno de campo e registros realizados pelos próprios alunos (desenhos iniciais e após resolução dos problemas). Devido ao escopo desta proposta, optou-se por analisar algumas respostas, consideradas significativas para a avaliação.

Na sequência, serão expostos alguns trechos dos registros realizados pelos pesquisadores e considerados para análise conforme os pressupostos do Ensino de Ciências por Investigação e os conteúdos inerentes do conhecimento físico.

## Resultados obtidos

Um primeiro ponto de destaque, ao se fazer a opção pela implementação da temática cor na integração entre os conhecimentos físicos com elementos da disciplina de Artes (pigmentos, cores primárias e secundárias), reside no fato de que tal temática permeia o mundo físico (Carvalho et al. ,1998). Isso pôde ser observado pelo burburinho causado logo após a interação deles com a caixa, como no fato de 'alguns acharem que os colegas poderiam estar inventando coisas'. Ainda sobre a etapa da resolução de problemas, considerando a faixa etária da turma, a principal ação dos estudantes para registrar suas hipóteses (Carvalho, 2013) foi a confecção de desenhos sobre suas observações. Nessa etapa, devido à comparação das observações entre eles, gerou-se um momento rico de discussões sobre os fenômenos (Figura 02).

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Figura 02: Registros iniciais dos alunos após primeira interação com a caixa

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Dessa forma, a figura 02 ilustra um exemplo da 'divergência' percebida pelos alunos ao compararem seus primeiros registros, na medida em que, para a 'mesma cor' de luz, as bolinhas apresentavam cores diferentes. Na sequência, visando então a sistematização coletiva do conhecimento, as questões deflagradoras da professora levaram a respostas interessantes, como o exemplo de uma aluna que respondeu da seguinte forma: 'a prova de que preto é uma cor é porque ele está na caixa de lápis de cor' . Outro exemplo de respostas para os questionamentos foi: 'a cor da bolinha se mistura com a cor do Led vira outra cor' .

Esses exemplos retratam que os alunos interagem com o mundo físico que os envolve e são dotados de conhecimentos prévios. Ainda, conseguem apresentar ações mais ativas no processo de construção dos conhecimentos dos fenômenos que foram apresentados durante a aula. Outro ponto a se destacar ressalta o que indica Carvalho (2013), ao apontar a importância do erro nesse processo de construção dos primeiros conhecimentos físicos dos alunos.

Em seguida, durante a fase da sistematização coletiva, foi explicado pela professora regente as diferenças e relações entre a 'cor pigmento' e a sua interação com a luz. Tais explanações levaram os alunos a questionarem se isso realmente havia acontecido. Ou seja, é possível observar que, na faixa etária em que se encontram os estudantes, eles precisaram 'testar novamente' a caixa a fim de 'comprovar' empiricamente a explicação dada pela regente.

Nesse sentido, a professora os instigou e deixou que eles fossem interagir com a caixa novamente. Agora, eles olharam para a interação de uma mesma 'cor de luz' com as duas bolinhas dentro da caixa. Após essa 'rodada', alguns alunos ficaram com expressões assustadas e outros se mostraram 'encantados' com a verificação do fenômeno.

Ainda sobre esse momento da sistematização coletiva, foram explicados os 'conceitos' envolvidos na interação entre a luz e os pigmentos presentes nos objetos, a fim de construir o conhecimento físico sobre tais fenômenos com os estudantes, como as questões relativas à reflexão, dispersão e absorção da luz pelas bolinhas colocadas dentro da caixa.

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No seguimento da proposta e dentro da contextualização desses conhecimentos, a regente mostrou as fotos de um vestido que gerou polêmica na internet devido ao conflito sobre qual seria a sua cor real, fato que, novamente, gerou curiosidade e comentários por parte dos alunos. Após tais momentos, os alunos confeccionaram novamente um desenho no qual explicitaram, de forma organizada, os conteúdos tratados (Figura 03).

Figura 03: Registro ilustrando a sistematização individual do conhecimento

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No registro destacado (Figura 03), é possível constatar que, nesse caso, houve uma compreensão por parte desse aluno sobre os fenômenos tratados e as variações utilizadas pela professora regente durante as interações deles com a caixa, ao representar corretamente as cores de cada uma das bolinhas em função das diferentes cores da luz de Led. Destaca-se, ainda, a organização da representação, em que é possível comparar os fenômenos tratados.

## Considerações finais

A presente investigação sobre o ensino de conceitos físicos relacionados à cor, aplicada nos anos iniciais do ensino fundamental através da abordagem de Ensino de Ciências por Investigação (ENCI), demonstrou a eficácia e relevância de introduzir conteúdos científicos desde os anos iniciais. A metodologia empregada permitiu que os alunos se envolvessem ativamente na construção do conhecimento, explorando fenômenos físicos de maneira contextualizada e empírica.

O uso da caixa com iluminação de LED e a interação com bolinhas coloridas proporcionaram um ambiente de aprendizagem rico e instigante, que despertou a curiosidade dos alunos e facilitou a compreensão dos conceitos de luz e cor. Observou-se que a abordagem investigativa, alinhada com a busca pela inserção de conteúdos do mundo físico, não apenas motivou os estudantes, mas os encorajou a explorar e refletir sobre suas observações e hipóteses.

Os resultados mostram que, ao engajar os alunos em atividades práticas e contextualizadas, foi possível promover uma compreensão mais profunda dos conceitos científicos básicos. As discussões e registros produzidos pelos alunos evidenciam que eles conseguiram estabelecer conexões significativas entre a teoria e a prática, além de desenvolver habilidades críticas importantes para o seu processo de aprendizagem.

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Em suma, esta investigação contribui para a compreensão de como o ensino de ciências pode ser efetivamente iniciado nas etapas iniciais da educação básica, preparando os alunos para uma construção mais sólida e sistematizada dos conhecimentos científicos ao longo de sua trajetória educacional.

## Referências

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