ACELERA ROLIMÃ: atividade experimental e interdisciplinar (física e matemática) para alunos do Fundamental II

## ACELERA ROLIMÃ: atividade experimental e interdisciplinar (física e matemática) para alunos do Fundamental II

## Maria Lara Simões Lozovoi 1 e Abner Hierro 2

Universidade Estadual Pauista - Bauru, lara.lozovoi@unesp.br 1 Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP, abner.hierro@escolafourc.com.br 2

## Resumo

A interdisciplinaridade é fundamental na educação por integrar diferentes áreas do conhecimento, proporcionando uma visão holística da realidade. O projeto "Acelera Rolimã", realizado em uma escola bilíngue de Bauru com duas turmas de 8º ano e duas de 9º ano, exemplifica essa abordagem ao conectar matemática e física em uma atividade experimental. O objetivo foi calcular a velocidade da descida de um carrinho de rolimã, utilizando conhecimentos de velocidade adquiridos nas aulas de ciências, e construir um gráfico de função linear com os resultados. A atividade foi dividida em duas partes: a coleta de dados, realizada em uma aula de 40 minutos, e a conclusão e preenchimento do relatório na semana seguinte, em outra aula de 40 minutos. Essa abordagem prática e contextualizada não só enriqueceu o aprendizado dos alunos, tornando-o mais significativo e conectado a problemas reais como sustentabilidade e crise climática, mas também estimulou habilidades essenciais, como pensamento crítico e resolução de problemas. O papel do professor é crucial na integração dos conteúdos e na facilitação do conhecimento. A seguir, serão detalhados os aportes teóricos e metodológicos que sustentaram a atividade experimental.

Palavras-chave : experimental; interdisciplinaridade; ensino de matemática; ensino de física

## Introdução

As aulas interdisciplinares desempenham um papel crucial na educação ao integrar diferentes áreas do conhecimento, proporcionando uma compreensão mais abrangente e holística da realidade. Essa abordagem permite que os alunos vejam as conexões entre diferentes disciplinas, como matemática, ciências, e humanidades, e compreendam como esses saberes se inter-relacionam e se complementam.

Ao conectar conteúdos de diferentes áreas, os alunos conseguem aplicar conhecimentos de forma mais integrada e prática. Por exemplo, ao estudar um problema complexo como a crise climática, é possível explorar aspectos científicos, sociais, econômicos e tecnológicos simultaneamente. Essa integração não só enriquece o aprendizado, mas também ajuda os alunos a perceber a relevância dos conceitos acadêmicos em situações reais e cotidianas.

A interdisciplinaridade estimula o desenvolvimento de habilidades essenciais, como o pensamento crítico e a resolução de problemas. Ao serem desafiados a abordar questões complexas a partir de múltiplas perspectivas, os alunos aprendem a analisar e interpretar informações de forma mais profunda e abrangente. Isso

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

20 a 24 de janeiro de 2025 - Niterói - RJ

promove um maior engajamento, pois os alunos se veem mais conectados com o material e com o mundo ao seu redor.

Além disso, o aprendizado interdisciplinar promove uma maior capacidade de aplicar conhecimentos de maneira prática, preparando os alunos para enfrentar desafios multifacetados e dinâmicos. Por exemplo, ao investigar soluções para a sustentabilidade, os alunos não apenas aplicam conceitos científicos, mas também consideram fatores sociais, econômicos e éticos, desenvolvendo uma visão mais completa e crítica.

Em resumo, as aulas interdisciplinares oferecem uma abordagem educacional que promove a integração do conhecimento, o desenvolvimento de habilidades essenciais e a aplicação prática dos conceitos, tornando o aprendizado mais significativo e relevante para os desafios contemporâneos.

- A interdisciplinaridade nas escolas deve estar alinhada aos objetivos educacionais, sendo intencional, como promover o pensamento crítico e a resolução de problemas. Além disso, a interdisciplinaridade escolar é diferente daquela usada na pesquisa acadêmica, pois, enquanto nas escolas visa melhorar o aprendizado, na pesquisa busca gerar novos conhecimentos e resolver questões complexas. (Lavaqui; Batista, 2007).
- O professor tem um papel fundamental na interdisciplinaridade, pois ele traduz o conhecimento científico para torná-lo mais acessível ao senso comum dos alunos (Arcà; Vicentini, 1981). Além disso, o professor vai além de sua área de especialização para integrar diferentes disciplinas, ampliando a compreensão dos conteúdos (Rosa, 2007).
- O projeto foi realizado em uma escola bilíngue de Bauru, SP, nas aulas de STM (Science, Technology & Mathematics) com alunos de 8º e 9º anos. Essas aulas são fruto de um projeto da própria escola de mesclar ciências, tecnologia e matemática. O planejamento das disciplinas é feito junto pelos professores para trabalharem com os conteúdos juntos.
- O presente trabalho pretende apresentar uma atividade realizada em uma dessas aulas, sobre a temática de cálculo de velocidade, intitulada 'Acelera Rolimã'. Sendo assim, pretende responder a seguinte pergunta: Como a matemática e a física podem atuar de forma interdisciplinar em uma atividade experimental?.

A interdisciplinaridade promove uma compreensão mais holística e integrada do conhecimento. Essas atividades permitem que os alunos vejam como diferentes áreas do saber se conectam e se aplicam a problemas reais, o que enriquece o aprendizado e o torna mais significativo. Além disso, a interdisciplinaridade estimula habilidades como o pensamento crítico, a resolução de problemas e a criatividade, preparando os alunos para enfrentar desafios complexos e multifacetados. Ao trabalhar com conteúdos de forma interligada, os alunos desenvolvem uma visão mais ampla e prática, contribuindo para uma formação mais completa e preparada para o mundo real.

- A seguir, serão apresentados os aportes teóricos e metodológicos utilizados na atividade experimental.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

## Aportes teóricos-metodológicos

O conceito de velocidade refere-se à rapidez com que um objeto se move, sem considerar a direção. É simplesmente a distância total percorrida dividida pelo tempo total. Ou seja, é a taxa de deslocamento de um objeto ao longo de um percurso completo, considerando o tempo total que o objeto leva para percorrer essa distância. Ela é calculada dividindo-se a distância total percorrida pelo tempo total. A velocidade média fornece uma visão geral do ritmo de deslocamento durante todo o percurso, sem levar em conta variações momentâneas na velocidade. Pode ser traduzida pela fórmula:

<!-- formula-not-decoded -->

Em que v representa a velocidade [medida em metros por segundos (m/s)], ∆ S representa o deslocamento [medido em metros (m)] e t o intervalo de tempo ∆ [medido em segundos (s)]. Essa mesma fórmula pode ser expressa por:

<!-- formula-not-decoded -->

Dessa forma, a velocidade de algum objeto pode ser encontrada por uma função linear de primeiro grau. Uma função linear de primeiro grau é uma relação matemática que descreve uma conexão direta entre duas variáveis, onde uma é uma função linear da outra. A forma geral dessa função é dada por:

<!-- formula-not-decoded -->

Nesse contexto, a representa o coeficiente angular, que indica a inclinação da linha no gráfico. Este coeficiente mostra a taxa de variação da variável dependente em relação à variável independente. Se a é positivo, a função é crescente; se a é negativo, a função é decrescente. Por outro lado, b é o coeficiente linear, também conhecido como intercepto, que define o valor da função quando a variável independente (x) é zero. Esse coeficiente indica onde a linha intercepta o eixo vertical (eixo y) no gráfico.

A velocidade está intimamente relacionada a funções lineares de primeiro grau quando se trata de descrever movimentos com velocidade constante. Em um movimento retilíneo uniforme, onde a velocidade é constante ao longo do tempo, a posição de um objeto pode ser representada por uma função linear.

<!-- formula-not-decoded -->

Dessa maneira, v é o coeficiente angular e representa a velocidade constante do objeto. Ele indica a taxa de variação da posição em relação ao tempo, ou seja, a cada unidade de tempo, a posição do objeto muda por v unidades. Já So é o coeficiente linear e corresponde à posição inicial do objeto no tempo t=0.

Portanto, a função linear de primeiro grau é uma ferramenta eficaz para descrever o deslocamento de um objeto em movimento com velocidade constante. A velocidade é representada pelo coeficiente angular da função, enquanto a posição inicial é representada pelo coeficiente linear. Esse modelo permite analisar a variação da posição ao longo do tempo e compreender a relação entre velocidade e deslocamento.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

Para a realização da atividade, foram utilizados os conhecimentos prévios dos alunos em cinemática, especialmente os conceitos de velocidade, tempo e distância, que já haviam sido trabalhados anteriormente nas aulas de ciências.

A fim de que os alunos desenvolvessem o novo conhecimento sobre função linear de maneira ativa e intencional, conectando com o conhecimento prévio, as aulas foram organizadas de forma interdisciplinar. A imagem abaixo ilustra a interação entre o conhecimento prévio e o novo conhecimento por meio da interdisciplinaridade.

David Ausubel (2003) destaca que a aprendizagem significativa ocorre quando novos conhecimentos são relacionados de forma substancial com os conhecimentos prévios dos alunos. Nesse caso, a integração interdisciplinar cria oportunidades para que os alunos ativem conceitos já aprendidos em ciência (como cinemática), conectando-os ao novo conhecimento de função linear. Assim, a fórmula da função linear y=mx+by, em vez de ser um conteúdo desconectado da realidade, passa a ser uma ferramenta para explicar e prever o comportamento físico do carrinho em um plano inclinado.

Para essa atividade optou-se por ser de caráter experimental. Uma atividade experimental é um tipo de atividade prática realizada para investigar, explorar e verificar conceitos, teorias ou fenômenos por meio da experimentação.

A partir do século XVII, a experimentação tornou-se fundamental para a consolidação das ciências naturais, marcando uma ruptura com práticas investigativas anteriores que misturavam a Natureza e o Divino e eram baseadas no senso comum. A nova abordagem científica se baseava na formulação de hipóteses e na verificação empírica, promovendo uma metodologia científica que valorizava a racionalização dos procedimentos e incorporava métodos de pensamento como indução e dedução.

A atividade Acelera Rolimã foi aplicada em duas turmas de 8°ano e outras duas turmas de 9° ano. A coleta de dados foi feita em uma aula de 40 minutos e a conclusão e preenchimento do relatório foi feita na semana seguinte, em outra aula de 40 minutos. O intuito da aula foi calcular a velocidade da descida de um carrinho de rolimã utilizando os conhecimentos de velocidade, adquiridos nas aulas de ciências, para no fim do experimento, construírem um gráfico de função linear.

- O subtópico a seguir, intitulado Resultados e análises, tem o objetivo de apresentar os resultados da atividade (como ela foi feita) e as análises e impressões dos professores (autores).

## Resultados

A primeira aula consistiu na atividade experimental, com o intuito de coleta dos dados, os alunos foram divididos em grupos de 5 integrantes. Cada um teve uma função: piloto (quem pilotaria o carrinho de rolimã), anotações (responsável por anotar as informações no roteiro), tempo 1, tempo 2 e tempo 3 (esses integrantes teriam acesso a um cronômetro e seriam responsáveis por medir o tempo de descida do carrinho). As informações apresentadas no roteiro consistiam em registrar os dados na tabela de acordo com o número do seu grupo. Por exemplo, se você pertence ao Grupo 1, preencha os dados na linha ou coluna designada para o Grupo 1 e colete os dados dos outros grupos. Quando o carro passar pelo ponto T1, o responsável pelo tempo 1 deve parar o cronômetro. Repita o mesmo procedimento

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

para os pontos T2 e T3. A pessoa encarregada das anotações deve registrar os tempos e, com a ajuda do grupo, calcular a velocidade média.

Dessa forma, cada grupo deveria preencher três tabelas iguais a apresentada na Imagem 1, abaixo:

Imagem 1 - tabela a ser preenchida por um integrante do grupo responsável pela medição do tempo

Fonte: os autores

Dessa forma, os alunos tinham o objetivo de calcular a velocidade de cada descida e comparavam os resultados obtidos pelos próprios grupos, mas também entre os grupos da turma toda.

A segunda aula teve o objetivo de construir gráficos com os resultados obtidos na prática com a plataforma do Google Planilhas. Com o gráfico construído, pode-se fazer referência a fórmula de velocidade média e como ela pode ser vista pela análise de função linear de primeiro grau.

No subtópico a seguir, serão discutidas análises feitas pelos professores de como aprimorar a prática e as considerações finais do trabalho.

## Considerações

A atividade experimental realizada com os alunos tinha como objetivo calcular a velocidade de cada descida do carrinho de rolimã, permitindo que os estudantes comparassem os resultados obtidos dentro dos próprios grupos e entre os diferentes grupos da turma. Essa abordagem promoveu um ambiente colaborativo e competitivo, incentivando a análise crítica e a discussão dos dados coletados.

Os resultados demonstraram que a atividade foi extremamente eficaz em termos de engajamento dos alunos, refletindo um sucesso significativo na aplicação de práticas interdisciplinares e experimentação. A atividade não apenas aprofundou a compreensão dos conceitos de função linear e velocidade, mas também integrou de forma eficaz os aspectos práticos e teóricos do conteúdo. Ao conectar teoria com prática, proporcionou uma experiência enriquecedora que possibilitou aos alunos aplicar o conhecimento de maneira concreta e relevante.

Para melhorar os resultados futuros, recomenda-se realizar a atividade em sessões contínuas, como uma aula dupla de 80 minutos, em vez de dividir a atividade ao longo de uma semana. A separação prolongada entre as sessões pode levar à necessidade de revisão e retomada dos conteúdos, o que pode comprometer

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

a continuidade e profundidade da aprendizagem. A realização de aulas seguidas ajuda a manter o foco e o ritmo da atividade, facilitando uma integração mais eficaz dos conceitos.

Além disso, a atividade ofereceu uma excelente oportunidade para a aplicação de tecnologias em sala de aula, tornando a experiência mais dinâmica e interativa. A utilização de recursos tecnológicos pode enriquecer a atividade e oferecer novas formas de análise e apresentação dos dados.

É crucial revisar e aprimorar o roteiro da atividade antes de sua aplicação em futuros contextos. Essa revisão permitirá ajustar detalhes operacionais e metodológicos, garantindo a máxima eficácia da atividade. Também é essencial que os alunos tenham recebido instruções prévias adequadas sobre funções lineares e velocidade para assegurar uma base sólida de conhecimento, facilitando a compreensão e aplicação dos conceitos durante o experimento.

Em resumo, a experiência destacou a importância de uma abordagem prática e interdisciplinar no ensino, evidenciando a necessidade de uma coordenação cuidadosa na aplicação de atividades experimentais. A integração eficaz dos conteúdos, a continuidade das sessões e a aplicação de tecnologia são fatores chave para maximizar o aprendizado e o engajamento dos alunos, preparando-os para enfrentar desafios acadêmicos e reais com maior competência.

## Referências

ARCÀ, M; VICENTINI, M. A refletion on some meanings of 'interdisciplinarity' and 'integration among the sciences'. International Journal os Scientific Education, London , 1981.

AUSUBEL, David P. Aquisição e Retenção de Conhecimentos: Uma Perspectiva Cognitiva. Portugal: Paralelo Editora , 2003.

LAVAQUI, V.; BATISTA, I. L. Interdisciplinaridade em ensino de Ciências e de matemática no ensino médio. Ciência &amp; Educação , Bauru, v.13, 2007.

ROSA, Maria Geralda Oliveira. Experiências interdisciplinares e formação de professore(a)s de disciplinas escolares: imagens de um currículo-diáspora. Pro-Posições , Campinas, v. 18, n. 2, p. 51-65, maio/ago. 2007.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_