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ENSINO – APRENDIZAGEM: UM FATO HISTÓRICO PARA ENTENDER CONCEITOS DE FÍSICA

Sônia Aparecida Ferreira dos Santos

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação (Universidade Federal de Mato Grosso) no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física.

Orientador: Prof. Dr. Alberto S. de Arruda Co-Orientador: Prof. Dr. Jorge Luiz Brito de Faria

Cuiabá Dezembro 2017

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Dedico esta dissertação a todos.

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Agradecimentos

Agradeço a minha família, ao orientador, aos professores que de alguma

forma contribuirão para a realização desse trabalho e finalmente à CAPES pelo

apoio financeiro por meio da bolsa concedida.

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RESUMO

ENSINO – APRENDIZAGEM: UM FATO HISTÓRICO PARA ENTENDER CONCEITOS DE FÍSICA


Orientador: Alberto S. de Arruda Co-orientador: Jorge Luiz Brito de Faria

Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-Graduação (Universidade Federal de Mato Grosso) no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física.

Com o propósito de promover uma aprendizagem significativa, indo ao

encontro do que ocorre comumente nas salas de aula, aprendizagem por memorização, se fez necessária à elaboração de um produto educacional que se utilize de um assunto verídico, para o estudo de conceitos físicos. Dessa maneira mostrar ao aluno que a física não é uma ciência alheia ao seu cotidiano, mas sim, a mesma é tão presente em suas vidas que até através um fato histórico pode-se aprender conceitos físicos. Assim, este trabalho tem por objetivo expor a experiência vivenciada em sala de aula de um produto educacional que auxilia a compreensão de alguns conceitos físicos, principalmente o princípio de Arquimedes, através de um fato histórico ocorrido durante a Segunda Guerra Mundial, especificamente nos dias 15, 16 e 17 de agosto de 1942, que resultou na morte de mais de 600 pessoas na costa brasileira. O protagonista dessa mortandade é o submarino alemão, U-507, que afundou cinco navios (Baependy, Araraquara, Aníbal Benévolo, Itagiba e Arará). O produto educacional é composto por, uma UEPS (Unidade de Ensino Potencialmente Significativa). A UEPS, sequência didática fundamentada na Aprendizagem Significativa de David Ausubel, que possui o propósito de ser um material potencialmente significativo, para o estudo de densidade e pressão que servem de base para o conceito principal que é o princípio de Arquimedes ou teorema do empuxo. Nessa UEPS possui ainda um aparato experimental produzido a partir de materiais de fácil acesso, que proporciona a verificação da variação do módulo do teorema do empuxo na emersão e imersão de um recipiente que simula submarino. Essa variação do módulo do teorema do empuxo permite verificar a relação entre as forças do princípio de Arquimedes e peso. No caso de igualdade entre as forças, verifica-se estado de equilíbrio entre as forças, portanto, a força resultante é nula; já no caso de subida ou descida existirá uma desigualdade entre elas, consequentemente resulta numa aceleração. O produto foi aplicado no primeiro bimestre, em uma turma de

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segundo ano, tendo outra turma também de segundo ano como turma controle, onde as aulas foram ministradas no formato tradicional.

Palavras-chave: Ensino de Física, Produto Educacional, Princípio de Arquimedes.

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ABSTRACT

TEACHING - LEARNING: A HISTORICAL FACT FOR UNDERSTANDING CONCEPTS OF PHYSICS


Supervisor(s): Alberto Arruda

Jorge Luiz Brito de Faria

Abstract of master’s thesis submitted to Programa de Pós-Graduação (Universidade Federal de Mato Grosso) no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), in partial fulfillment of the requirements for the degree Mestre em Ensino de Física.

With the purpose of promoting a meaningful learning, going against what

is commonly occurring in classrooms, learning by rote, it was necessary to

elaborate an educational product that uses a veridical subject, for the

understanding of physical concepts. In this way, to show the student that

physics is not a science apart to their daily life. Leaning but rather, it is so

present in their lives and even through a historical fact one can help to learn

novel physical concepts. Thus, this work aims to introduce in the classroom an

educational product that help to understand some physical concepts, especially

the Archimedes principle, through a historical fact which occurred during World

War II, specifically on the days 15, 16 and 17 of August of 1942, resulting in the

death of more than 600 people in the Brazilian coast. The protagonist of this

death is the German submarine, U-507, sinking five ships (Baependy,

Araraquara, Aníbal Benevolo, Itagiba and Arará). The educational product is

composed of a LPS (Potentially Significant Teaching Unit) and an experimental

apparatus. The LPS, a didactic sequence based on the Significant Learning of

David Ausubel, which is intended to be a potentially significant material for the

study of density and pressure that serve as the basis for understanding the

main concept, is. e., the principle of Archimedes or thrust. On the other hand,

the experimental apparatus produced from easily of easy access materials

provides verification of the variation of the buoyancy modulus in the emersion

and immersion of a vessel that simulates a submarine. This variation of the

thrust modulus allows verifying the relation between the forces of thrust and its

weight. In the case of equality between forces, there is a state of equilibrium

between forces, so the resulting force is zero. On the other hand, in the case of

rise or fall there will be an inequality between them, resulting in acceleration.

The product was applied in the first two months, of a second year class, having

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another class also of the second year as a control group, which was treated in

the traditional format.

Keywords: Teaching Physics, Educational product, Archimedes Principle.

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Sumário

INTRODUÇÃO ................................................................................................ 11. JUSTIFICATIVA...................................................................................................13. CAPÍTULO 1 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA............................................. ..... 15.

1.1 Teorias de Aprendizagem ................................................................. 15. 1.2 Filosofia Construtivista/Cognitivista ................................................... 15. 1.3 Aprendizagem Significativa ............................................................... 16.

1.4 Condições para Ocorrência da Aprendizagem Significativa .............. 18. 1.5 Processo de Assimilação .................................................................. 18. 1.6 Tipos de Aprendizagem Significativa................................................. 19.

1.7 Formas de Aprendizagem Significativa ............................................. 20. 1.8 Diferenciação Progressiva e Reconcialiação Integrativa ................... 21. 1.9 Organizadores Prévios ...................................................................... 21.

1.10 Avaliação da Aprendizagem Significativa ......................................... 22. 1.11 Unidades de Ensino Potencialmente Significativas .......................... 23. 1.12 Dificuldades de Aprendizagem ......................................................... 25. CAPÍTULO 2 – CONCEITOS FÍSICOS ........................................................... 26.

2.1 Definição de Fluído ........................................................................... 26. 2.2 Densidade ......................................................................................... 29. 2.3 Leis de Newton .................................................................................. 30.

2.4 Pressão ............................................................................................. 33. 2.5 Princípio de Arquimedes - Empuxo ................................................... 36. CAPÍTULO 3 – PRODUTO EDUCACIONAL ................................................... 41. CAPÍTULO 4 - METODOLOGIA ...................................................................... 65. 4.1 Atividades de Ensino .......................................................................... 66.

4.2 Atividades de Pesquisa ...................................................................... 66. CAPÍTULO 5 – ÍNDICIOS DE APRENDIZAGEM ............................................ 70. 5.1 Resultado ........................................................................................... 71. CAPÍTULO 6 – CONCLUSÃO ......................................................................... 90. APÊNDICE A ................................................................................................... 92. REFERÊNCIAS.........................................................................................................93.

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INTRODUÇÃO

O ensino de Física na maioria das vezes é ministrado num formato que

fomenta a memorização, principalmente de fórmulas. Esse mecanismo é tão

constante que alunos ao início da aula, já indagam: e a fórmula professor?

Para alguns alunos o que lhes interessam é somente a fórmula e como aplicá-

las para a resolução de problemas. A busca pelo quantitativo de acertos, sem a

preocupação com a aprendizagem com sentido, ou melhor, com significado,

simplesmente para o ingresso em uma instituição de ensino superior também

favorece a aprendizagem por memorização. Uma tentativa de contribuir para a

mudança desse tipo de ensino é propor um produto educacional que tenha

como objetivo ser potencialmente significativo, e ser utilizado pelos professores

de Física em sala de aula. A construção desse material potencialmente

significativo provém da Teoria Significativa de David Ausubel, e é com base

nela que foi desenvolvida a UEPS (Unidade de Ensino Potencialmente

Significativa). A UEPS é uma sequência didática fundamentada principalmente

na Teoria da que neste trabalho se deu de acordo com as orientações de

Marco Antônio Moreira, especializado em: Ensino de Ciências (Física); Teorias

de Aprendizagem; Pesquisa Educacional; Metodologia do Ensino Superior;

Epistemologia.

A UEPS foi elaborada contextualizando parte da história brasileira

ocorrida na Segunda Guerra Mundial, especificamente quando o submarino U-

507 torpedeou e afundou cinco navios brasileiros, que resultou na morte de

mais de seiscentas pessoas. A motivação para escolher um fato histórico foi

mostrar ao aluno a importância de se estudar a Física para a compreensão do

cotidiano e porque não, até mesmo de um fato histórico.

Entretanto para saber realmente se há possibilidade de contribuição

para o ensino de Física no ensino médio, o produto foi aplicado para uma

turma de segundo ano, na Escola Estadual André Avelino Ribeiro - Cuiabá -

MT. Além de aplicar o produto, que segue a filosofia construtivista, foi analisada

outra turma denominada controle, na qual foram ministradas aulas adotando o

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estilo convencional, para verificar o quantitativo de aprendizagem entre as

turmas com metodologias distintas.

A dissertação foi dividida em cinco capítulos. O primeiro descreve a

respeito da fundamentação teórica, isto é, explica toda a teoria utilizada. O

segundo capítulo trata dos conceitos Físicos envolvidos para a compreensão

do produto educacional. É notório dizer que somente os principais foram

abordados, uma vez que poderiam ser versados muitos outros conceitos, para

melhor entendimento do proposto. No entanto não houve cogitação dessa

possibilidade devido ao tempo disposto. O terceiro capítulo explica o produto

educacional, de forma sequencial o procedimento das aulas, juntamente com o

processo de construção e roteiro de utilização do aparato experimental. O

quarto capítulo relata a metodologia, que consiste na aplicação do produto em

uma turma do segundo ano do ensino médio que segue a filosofia construtivista

e outra sala também do segundo ano do ensino médio que foram ministradas

aulas de maneira convencional. No quinto capítulo versa a aplicação de um

mesmo questionário antes e depois das aulas para as duas turmas, cada uma

com sua metodologia, com intuito comparativo e quantitativo de aprendizagem.

Finalmente, no capítulo seis é apresentada a conclusão referente ao trabalho

desenvolvido.

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JUSTIFICATIVA

Por qual motivo a escolha de um fato histórico para trabalhar conceitos

de Física? De maneira generalizada o aluno possui dificuldade de associação

dos conceitos explicados em sala de aula com seu cotidiano, pelo contrário,

fala uma frase que certamente a grande maioria dos professores já deva ter

escutado: Aonde vou usar isso na minha vida? Isto provém da falta de

vinculação entre sala de aula e a dinâmica diária do aluno.

Uma vez sabido dessa problemática sofrida pelos educadores, algo que

se diz de maneira repetitiva é que os educadores necessitam contextualizar os

conceitos explanados. Entretanto é desafiador construir uma contextualização

que prenda a atenção dos aprendizes. Portanto podemos surpreender os

aprendizes elaborando uma aula, a partir de outra disciplina, a história.

Podemos dar uma dose ainda maior de surpresa, utilizando um fato histórico

pouco conhecido pela maioria dos brasileiros, em que o submarino, U-507,

torpedeou e matou mais de 600 pessoas.

No ano de 1942, a mando de Adolf Hitler, o submarino alemão U-507,

vem para a costa nordestina, entre Sergipe e Bahia, comandado por Harro

Schacht, começa a carnificina no cair da noite, do dia 15 de agosto, com o

navio Baenpendy. “Enquanto brasileiros conversam do lado de fora da sala de

música, segundos depois, um estrondo sacode a embarcação. Madeiras e

vidros estraçalham-se de uma só vez. De forma abrupta, as máquinas param

de funcionar. Em segundos, os soldados e os demais passageiros já estão com

a água pela cintura” (MONTEIRO, 2013, p.73). Um fato interessante ocorrido

nesse torpedeamento é que “em meio à urros desesperados e gritos de salve-

se quem puder...o tenente Luiz Claudino Assunção joga-se no mar...é ouvido

por outros naufrágos: - Viva o Brasil! Viva o Brasil!” (MONTEIRO, 2013, p.76).

Nesse navio foram mortas 270 pessoas.

Entretanto o Baenpendy, não foi o único àquela noite, o próximo navio a

ser atacado foi o Araraquara, porém “para quem estava no que ainda restava

do navio, o estrondo produzido pela quebra do casco e pela consequente

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divisão do navio aparentava ser um segundo disparo” (MONTEIRO, 2013,

p.85). Resultado desse ataque, 131 mortos.

Durante a madrugada do dia seguinte, domingo, dia 16 o submarino U-

507, continua sua os torpedeamento, agora com o navio Aníbal Benévolo, em

que foram mortas 150 pessoas. “Agora, com relato da tragédia feita pelos

sobreviventes do navio, cresce o temor de que o Aníbal Benévolo também

tenha sido afundado pelos nazistas – sim, foram os alemães... E ainda há

sobreviventes lutando contra a morte em alto-mar” (MONTEIRO, 2013, p.102).

Na segunda-feira do dia 17 de agosto, o navio Itagiba foi torpedeado

pelo submarino alemão. “Fomos torpedeados. Vamos para as baleeiras – diz o

marinheiro, já fora de seu aposento, às pessoas que se olham, espavoridas,

sem entender a situação” (MONTEIRO, 2013, p.117). Nesse navio foram

mortas 36 pessoas.

Ainda no dia 17 de agosto, outro navio é atacado, o Arará. Ao ser

atacado o Arará estremece e é destruído por completo com o impacto

ocasionando 20 mortes. “... as rádios brasileiras divulgam uma nova nota...

Duplo torpedeamento de Itagiba e Arará” (MONTEIRO, 2013, p.139).

Em três dias o U-507 atacou cinco navios brasileiros como

consequência o extermínio 607 vidas, que resultou na saída do Brasil do

estado de neutralidade, e o então presidente Getúlio Vargas declara guerra ao

eixo (Itália, Japão e Alemanha). Aliando-se ao eixo oposto: Estados Unidos,

França, Reino Unido e União Soviética.

Curiosidades sobre o submarino:

O conhecimento a respeito do submarino provém de Leonardo da Vinci,

pois desenhou o projeto de uma nave submarina. Entretanto foi o trabalho de

William Bourne é que se pensou na utilização de lastro de submersão.

A profundidade que pode atingir um submarino depende da resistência

do seu casco. Sua forma de charuto é para aumentar a resistência a pressão.

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CAPÍTULO 1

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Neste capítulo faremos uma breve descrição dos referenciais teóricos

utilizadas para o desenvolvimento deste trabalho. Os referenciais adotados

foram: Filosofia Construtivista ou Cognitivista, Aprendizagem Significativa e

UEPS (Unidades de Ensino Potencialmente Significativa).

1.1 - TEORIAS DE APRENDIZAGEM

Teoria de aprendizagem é uma forma humana de ordenar uma área de

conhecimento, que implica em interpretar informações relativas ao saber

humano, que se denomina aprendizagem. Existem muitas teorias formuladas a

respeito da aprendizagem, isso devido a variedades de modos subjetivos de

entendimento de cada autor/pesquisador, que possuem o intuito de fazer claro

e compreensível à concepção e o seu funcionamento. Têm-se diferentes tipos

de aprendizagem, a cognitiva, a afetiva e a psicomotora. Porém nosso enfoque

destina-se a aprendizagem cognitiva, isto significa que o assunto central é a

cognição.

1.2 - FILOSOFIA CONSTRUTIVISTA/COGNITIVISTA

Para sistematizar as teorias de aprendizagem, é necessário o

conhecimento das visões de mundo, ou seja, da filosofia. No caso específico

da teoria de aprendizagem há três tipos, a comportamentalista, também

chamada de behaviorista, a humanista e por último a cognitivista ou

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construtivista. Como a teoria de aprendizagem significativa se encaixa a

corrente filosófica construtivista ou cognitivista, motivo esse que o

esclarecimento será exclusivo a essa filosofia.

A filosofia construtivista centraliza a cognição, que discorre, sobretudo

dos processos mentais, os quais estão atrelados a atribuição de significados,

modificações, compreensão, armazenamento e utilização das informações. É

notório o motivo que a teoria versada por Ausubel se enquadra na

construtivista, uma vez que ela enfatiza a cognição, logo se preocupa em como

o indivíduo constrói sua estrutura cognitiva, com este saber prever

observações. Entretanto na prática em sala de aula essa corrente filosófica

implica em apreciar o aprendiz como quem atua na própria construção, isto é,

edificador da estrutura cognitiva.

1.3 - APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA

A palavra aprendizagem para Ausubel diz ser a organização e a

agregação de material em uma estrutura cognitiva, que é uma ampla

quantidade de conteúdos informativos e ideias armazenadas por uma pessoa.

A organização e agregação exigem uma ação, que transita entre mental e o

físico, para montar o quebra-cabeça da aquisição de conhecimento.

Na estrutura cognitiva pode acontecer uma aprendizagem com

significado que necessita de uma espécie de âncora, que é o conhecimento

prévio do aprendiz. É na estrutura cognitiva que acontece às interações entre o

conhecimento existente e o a ser ancorado, o novo material. Para que o novo

material seja significativo a interação deverá acontecer com um conhecimento

exclusivamente relevante, que o indivíduo possui e que recebe o nome de

subsunçor, podendo ser, por exemplo, um conceito, um símbolo, etc.

O subsunçor é um conhecimento específico, que existe na estrutura

cognitiva do aprendiz, que possibilita o surgimento de significado a um novo

conhecimento. Esse conhecimento pode ser adquirido por recepção ou por

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descoberta. O subsunçor na estrutura cognitiva pode ter menor ou maior

elaboração quanto ao significado. Contudo à medida que a aprendizagem

passa a ser mais significativa denota subsunçores mais elaborados, logo

também são suscetíveis a ancorar um quantitativo maior de novas informações.

Essa ideia básica de funcionamento do aprender forma à centralidade da

Aprendizagem Significativa de David Ausubel, o qual se graduou em psicologia

e medicina, doutorou-se em psicologia do desenvolvimento. O essencial para

Ausubel no processo de ensino é estar em consonância àquilo que o aluno já

sabe, chamado de conhecimento prévio, isto é, cognições existentes na

estrutura cognitiva do aprendiz, para ele, “o fator isolado mais importante

influenciando a aprendizagem é aquilo que o aprendiz já sabe” (MOREIRA e

MASINI, 1982, p.7).

Portanto o princípio fundamental da Aprendizagem Significativa proposta

por Ausubel é a relação entre novas informações (conceito, ideia, proposição) e

o conhecimento existente previamente no sujeito, com certo nível de nitidez,

estabilidade e diferenciação, que denominado de subsunçor, suscetível a

transformações quando há interação com o material novo. Sendo caracterizada

como significativa quando formalizada sob duas condições: não arbitraria, ou

seja, a interação acontece com o conhecimento especificamente relevante e

não literal, isto é, o que é integrado a estrutura cognitiva é o essencial ao novo

conhecimento. Isso associado com a disposição do aprendiz em efetivar essas

duas condições. O material fornecido ao indivíduo para que ofereça tais

condições de aprendizagem é denominado de potencialmente significativo, ter

um significado lógico, nisto inclui ter estrutura, organização, linguagem

favorável, exemplos, por fim juntamente com esses elementos os aprendizes

devem ter conhecimento prévio capazes de atribuir significado às informações

atreladas aos materiais. Entretanto não se pode afirmar que toda

aprendizagem significativa é oriunda de material significativo, pois sua origem

pode ser de memorização.

O contrário a Aprendizagem Significativa é a Aprendizagem Mecânica

que utiliza de os novos dados e informações que possui escassa ou qualquer

relação com os conceitos relevantes que se pode dispor. Aprendizagem

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Mecânica é oriunda da memorização, não possui significado, suas informações

ficam reproduzidas por um curto tempo, é a famosa decoreba. Diferentemente

da significativa o conhecimento obtido não interagirá com os subsunçores

existentes na estrutura cognitiva. Logo o armazenamento da nova informação é

de maneira arbitrária e literal.

1.4 - CONDIÇÕES PARA OCORRÊNCIA DA APRENDIZAGEM

SIGNIFICATIVA

De acordo com Moreira (1999, p. 155), para a ocorrência da

Aprendizagem Significativa um dos pré-requisitos é que o novo material a ser

agregado à estrutura cognitiva do indivíduo seja não arbitrário e não literal, que

é classificado como material potencialmente significativo. Isto significa que

esse material na estrutura cognitiva do sujeito deverá disponibilizar

subsunçores específicos para a interação com o novo material.

Outra condição para a Aprendizagem Significativa depende

exclusivamente do aprendiz, pois é a sua disposição em interagir o novo

material com a sua estrutura cognitiva, desde que obedeça a condição

primeira, isto é, que seja potencialmente significativo.

1.5 - PROCESSO DE ASSIMILAÇÃO

O processo de assimilação inicia-se quando um novo material

potencialmente significativo, um conceito ou uma proposição, interage com

conceito especificamente relevante, o subsunçor. Essa interação gera um

produto, que não é o material inicial tão pouco o preexistente e sim um material

modificado, assim temos um subsunçor modificado. O esquema conforme

Moreira (1999, p. 157) é apresentado na figura 1:

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Figura 1 – Processo de Assimilação

No produto tanto o material potencialmente significativo quanto o

subsunçor são modificados, logo há um rearranjo do significado para o

aprendiz. Entretanto esse produto não pode ser considerado final, pode sofrer

mudanças ao longo do tempo, uma vez que a aprendizagem é um processo

dinâmico.

1.6 - TIPOS DE APRENDIZAGEM SIGNFICATIVA

Ausubel apresenta três tipos de aprendizagem significativa:

representacional, de conceitos e proposicional.

A aprendizagem representacional aproxima-se da aprendizagem

mecânica, isto é, por memorização, uma vez que ocorre quando os símbolos

arbitrários adquirem uma representatividade em significado. Esses significados

não vão além do que os eventos ou objetos realmente são, eles são somente o

que representam, por isso se equipara a aprendizagem mecânica. Porém a

aprendizagem representacional, apesar de ser comparada a mecânica, é

significativa, visto que as proposições análogas podem relacionar-se de forma

não arbitrária, peculiaridade da aprendizagem apresentada por Ausubel.

A Aprendizagem de Conceitos ocorre quando uma sucessão regular de

acontecimentos ou objetos tem sua representação por símbolo, características

próprias comuns de eventos ou objetos representados por um mesmo símbolo,

isso exige uma aprendizagem mais rebuscada que a representacional.

A Aprendizagem Proposicional é o aprender dos significados de ideias

no formato de proposições, isto pressupõe dizer que a exigência prévia para

sua ocorrência é a aprendizagem representacional e a conceitual.

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A Aprendizagem Proposicional tanto pode ser subordinada quanto

superordenada, as quais serão tratadas posteriormente.

1.7 - FORMAS DE APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA

Baseado no que diz Moreira (1999, p. 159), há três formas de

aprendizagem significativa à subordinada, superordenada e a combinatória.

A Aprendizagem Subordinada ocorre quando o novo conhecimento

ganha sentido, ou melhor, significado através do processo que envolve a

interação com o conhecimento prévio especificamente relevante, o subsunçor.

Que pode ser caracterizada por aprendizagem subordinada derivativa ou

correlativa. A aprendizagem subordinada derivativa acontece quando o material

do aprendizado se expande como exemplar específico de um conceito

instalado na estrutura cognitiva, ou como apoio ou como esboço de uma

proposição geral devidamente instruída. Já a correlativa por sua vez ocorre

quando o material instruído serve como uma expansão, modificação,

elaboração ou qualificação de proposição ou conceitos pré-existente na

cognição.

Quando algo mais abrangente que pode ser uma nova ideia, uma nova

proposição ou um novo conceito estabelece uma subordinação ao

conhecimento prévio na estrutura cognitiva temos a chamada Aprendizagem

Superordenada.

Já a Aprendizagem Combinatória é uma forma de aprendizagem

significativa que acontece quando um material potencialmente significativo

interage com uma combinação de conteúdos variados existentes na estrutura

cognitiva do indivíduo.

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1.8 - DIFERENCIAÇÃO PROGRESSIVA E RECONCILIAÇÃO INTEGRATIVA

De acordo com o que relata Paulo (2006, p. 65), no processo de

interação e ancoragem ocorre à utilização do subsunçor de acordo com o novo

material obtido pelo indivíduo, que por sua vez sucede constantemente, devido

ao dinamismo exigido na aprendizagem. Com isso há modificação do

conhecimento prévio especificamente relevante, o qual no decorrer do

processo vai adquirindo novos significados, se tornando mais elaborado, mais

diferenciado, portanto a disponibilidade de ancoragem sofre um aumento

quanto à atribuição de significados a novos materiais. Este procedimento na

estrutura cognitiva do aprendiz que permite a relação da nova informação com

o subsunçor específico denomina-se Diferenciação Progressiva.

Por outro lado quando acontece a relação entre conceitos, proposições

ou ideias que existe na estrutura cognitiva, e por ventura ocorra à

reorganização de elementos que possibilita banir diferenças aparentes, fazer

associações de significados, solucionar inconsistências, essa interação entre

subsunçores que admiti uma recombinação de informações é chamada de

Reconciliação Integrativa.

1.9 - ORGANIZADORES PRÉVIOS

Segundo Souza e Moreira (1981, p.304), os organizadores prévios são

materiais que antecedem o material a ser aprendido, ou seja, funciona para

interligar o que o indivíduo possui e o que deverá adquirir de conhecimento.

Quando o aprendiz, que por sua vez tem maturidade intelectual, entretanto não

possui subsunçores capazes de fazer a ancoragem, nesta situação é que

encaixa os organizadores prévios, que são apresentados no formato mais

geral, mais inclusivo e com alto nível de abstração comparado ao material de

aprendizagem.

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A função dos organizadores prévios tanto pode ser a de preencher a

carência de conhecimento relevante ou instituir relações entre as proposições,

conceitos ou ideias pré-existente na estrutura cognitiva do aprendiz, já que é

um recurso instrucional. Esse recurso pode ser uma situação-problema, uma

leitura, uma simulação, um filme, isto é, existem inúmeras possibilidades, até

mesmo uma simples pergunta se enquadra como organizador prévio. O fator

mais importante para Ausubel é ter conhecimento daquilo que o aluno já sabe.

Entretanto às vezes existe um distanciamento entre o que o indivíduo sabe e o

que deveria saber, diante desse impasse é que se enquadram os

organizadores prévios. Moreira diz que “organizadores prévios são propostos

como um recurso instrucional potencialmente facilitador da aprendizagem

significativa, no sentido de servirem de pontes cognitivas entre novos

conhecimentos e aqueles já existentes na estrutura cognitiva do aprendiz”. Isto

significa que os organizadores prévios são utilizados para prover a carência de

conceitos, ideias ou proposições relevantes necessárias para aprendizagem do

novo material.

Para Ausubel para que o aprendiz aprenda significativamente o fator

isolado mais importante é o que ele já sabe, contudo e se o novo material não

lhe é familiar? Ou quando somente é relativamente familiar? Para cada

indagação existe um tipo de organizador prévio, na primeira o tipo aconselhável

é o organizador expositivo, já para a segundo o tipo recomendável é

organizador comparativo. Logo os organizadores prévios é uma estratégia de

ensino que serve de ponte para ligar o conhecimento pretendido ao que o

indivíduo realmente possui.

1.10 - AVALIAÇÃO DA APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA

Dentre os assuntos mais complexos ao se tratar de aprendizagem, a

avaliação certamente é um deles, isso devido a uma filosofia

comportamentalista impregnada. Um exemplo disso são as questões objetivas

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presentes em provas, que exigem apenas assinalar a resposta correta, que

valoriza a aprendizagem mecânica e menospreza a apreensão de significados.

Como Ausubel avaliaria um aprendiz? Moreira (2010. p.24) diz que, para essa

situação Ausubel é radical, ele propõe que a melhor maneira é que o aprendiz

seja submetido a uma situação nova, que não seja costumeira, a qual exigiria a

máxima transformação do conhecimento adquirido. Na opinião de Moreira não

lhe parece a melhor solução, uma vez que o aluno não é acostumado a esse

tipo de situação nova, como método avaliativo.

Além disso, Moreira comenta que, uma avaliação da aprendizagem

significativa envolve compreensão, captação de significados, aptidão de

transferência do saber a situações desconhecidas e não habitual. Portanto

esse exame do saber deve ser preponderantemente formativo e recursivo, isto

é, encontrar indícios de aprendizagem e possibilitar que o aluno faça

novamente as atividades propostas, se necessário mais de uma vez. Esse

formato de avaliação é uma tentativa de extrair do aprendiz os significados

captados, isso é claro com questões discursivas, que permitam respostas

explicativas. É notório que essa maneira de avaliar é um tanto trabalhosa e

bastante complexa.

1.11 - UNIDADES DE ENSINO POTENCIALMENTE SIGNIFICATIVAS

As Unidades de Ensino Potencialmente Significativas são sequências de

ensino que possuem como essência uma base teórica, que leva a uma

Aprendizagem Significativa.

Para a construção de uma sequência que se enquadra nessa

modalidade Moreira (2011, p.45) orienta os seguintes passos:

1. Estabelecer o tópico específico a ser tratado, com suas particularidades que

atenda ao contexto da matéria para o melhor ensino do mesmo;

2. Criar/propor situação como: mapa conceitual, questionário, situação-

problema (tarefa, por exemplo, explicação de fenômeno, construção de

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diagramas, etc.) entre outros, que possibilite ao aluno expor seu conhecimento

prévio;

3. Propor situações-problema inicialmente de acordo com aquilo que o aluno já

sabe. Essa situação-problema pode ser: problemas rotineiros, simulações

computacionais, vídeos, etc.;

4. Expor o conhecimento a ser ensinado/aprendido, aplicando diferenciação

progressiva, isto significa que se deve iniciar o ensino com aspectos mais

gerais, ou seja, apresentará ao aluno a ideia do todo;

5. Constantemente voltar aos aspectos mais gerais, porém em nível mais

elevado de complexidade utilizando novas abordagens a cada retorno, numa

contínua tentativa de negociação de significados, para promover uma

externalização de significados, com a presença mediadora do docente;

6. Ao finalizar a unidade potencialmente significativa prosseguir com o

processo de diferenciação progressiva, entretanto buscando a reconciliação

integrativa, isso através de novas abordagens de significados;

7. A avaliação procede durante a aplicação da unidade de ensino

potencialmente significativa, de modo que enquanto perdurar o processo,

paralelamente deve ser feito um registro. Contudo somente um registro não

basta como método avaliativo, deve haver uma avaliação somativa, que

Moreira explica ser o quão atinge o aluno a determinado objetivo ao finalizar

uma fase da aprendizagem, e especifica a cada um posterior ao sexto passo,

que atenda aos moldes de um exame de aprendizagem significativa;

8. A unidade de ensino potencialmente significativa só poderá ser positiva se a

avaliação com relação ao desempenho do aprendiz mostrar evidências de

aprendizagem significativa, isto é, que envolva compreensão, captação de

significados, aptidão de transferência do saber a situações desconhecidas e

não habitual.

Moreira destaca também outros aspectos relevantes ao procedimento da

unidade de ensino potencialmente significativa os quais são:

25

a) variar em todos os passos as estratégias de ensino e os materiais, em que

se deve enfatizar o questionamento de modo a instigar a crítica;

b) permitir que os aprendizes participem durante a execução da unidade de

ensino potencialmente significativa sugerindo situações-problema, relacionadas

ao tópico abordado;

c) ao longo do desenvolvimento dos passos, enfatizar as atividades

colaborativas, contudo deve conter momento em que disponha de trabalhos

individuais.

1.12 – DIFICULDADES DE APRENDIZAGEM

Uma pesquisa feita na Espanha e Colômbia com 168 indivíduos

detectou aquilo que se percebe ao discutirmos o princípio de Arquimedes em

sala de aula, a dificuldade na aprendizagem conceitual:

Chama a atenção para o baixo nível de compreensão conceitual do

princípio de Arquimedes [...]. Isto sugere uma revisão do padrão de

ensino e temáticas estratégias utilizadas no ensino da hidrostática,

reconhecendo o potencial e as limitações que prendem livros de texto

a introdução do princípio de Arquimedes. (NIÑO, pág.13, vol. 38, nº 4,

e4401-2016).

Niño (p. 12, vol. 38, nº 4, e4401-2016) ainda aponta as principais

dificuldades conceituais:

A postulação do princípio de Arquimedes é lembrada

independentemente de uma análise de forças [...];

Quanto maior a massa do corpo submerso, maior o empuxo [...];

Os corpos pesam menos por estar emersos em um líquido [...].

Numa tentativa de amenizar estes entraves conceituais a respeito do

princípio de Arquimedes é que se faz importante à aplicação da UEPS

associada a um experimento de fácil acesso e manuseio.

26

CAPÍTULO 2

CONCEITOS FÍSICOS

Neste capítulo estão descritos os conceitos Físicos mais pertinentes

para o entendimento do conceito principal que norteia o trabalho que é o

princípio de Arquimedes ou empuxo.

2.1 - DEFINIÇÃO DE FLUÍDO

Segundo Halliday (2009, p. 58), um fluido é uma substância que pode

escoar, isto é, pode assumir o formato do recipiente a qual é colocada. O que

explica o fato do fluido escoar é a sua não resistência a uma tensão de

cisalhamento, força por unidade de área que age tangencialmente, não

importando o quanto pequena possa ser essa tensão. A distinção entre um

sólido e um fluido está baseada exatamente na capacidade da substancia

resistir à tensão de cisalhamento aplicada. “Nos sólidos a tensão é proporcional

à deformação, mas nos fluidos a tensão é proporcional à taxa de deformação”

(ÇENGEL, 2012, p. 02). De acordo com Vilanova (2010, p. 15), a diferença

entre substâncias sólidas e fluidas está representada na figura 2, que mostra

na substância sólida a aplicação da tensão, que produz uma deformação Δα

proporcional à tensão aplicada, que por sua vez pode levar ao rompimento do

sólido. Já nos fluidos, quando são submetidos a estas tensões de

cisalhamento, apresentam o comportamento conhecido como escoamento, que

é uma deformação contínua e independente da intensidade da tensão aplicada

e que irá existir por menor que sejam essas tensões.

27

Figura 2 – Tensões de cisalhamento em um sólido e em um fluido.

Crédito: Vilanova, p. 16, 2010.

Uma força de cisalhamento é a componente tangencial da força que age sobre

a superfície, e dividida pela área da superfície dá origem à tensão de

cisalhamento médio sobre a área. Em outras palavras quando é aplicada uma

força sobre uma superfície de área ela pode se decompor segunda a direção

da normal à superfície e a da tangente. “Tensão de cisalhamento num ponto é

o valor limite da relação entre força de cisalhamento e a área quando a área

tende a um ponto”. (CARVALHO, 2006, p.01).

Brunetti (2008, p.03) “define tensão de cisalhamento média como sendo

o quociente entre o módulo da componente tangencial da força e área sobre a

qual está aplicada”, tensão de cisalhamento 𝜏 é a força tangencial por unidade

de área de acordo com a figura 3.

𝜏 = �⃗�𝑡𝐴

⁄ . (1)

Figura 2 – Esquema mostrando a decomposição de forças em um ponto do líquido.

A unidade de tensão de cisalhamento de acordo com o Sistema

Internacional de Unidades (SI) é N/m2.

28

A Experiência das Placas:

Figura 5 – Experiência das duas placas.

Crédito: Brunetti, 2008, p.04.

Segundo Brunneti (2008, p.03), na experiência as duas placas,

inicialmente é acelerada pela força �⃗�𝑡, devido à passagem da velocidade nula

para uma velocidade finita. O fluido junto à placa superior irá se deslocar com

velocidade (v), enquanto aquele junto à placa inferior estará com velocidade

nula. Em cada seção normal às placas, irá se formar um diagrama de

velocidades, onde cada camada do fluido desliza sobre a adjacente com certa

velocidade relativa. O deslizamento ocorrido entre as camadas forma à

chamada tensões de cisalhamento. A figura 3 mostra o aparecimento da

tensão de cisalhamento, 𝜏 , devido à velocidade relativa (v1 – v2), que gera um

escorregamento entre as duas camadas indicadas.

Figura 5 – Proporcionalidade entre a tensão de cisalhamento ao gradiente de velocidade.

Crédito: Brunneti, 2008, p. 04.

Segundo Newton, em muitos fluidos a tensão de cisalhamento é

proporcional ao gradiente da velocidade, portanto, à variação da velocidade

com y. Com isso Newton estabeleceu a lei da viscosidade, que

consequentemente leva a inclusão de um coeficiente de proporcionalidade (µ),

29

grandeza essa que é uma propriedade de cada fluido e incluindo suas

condições.

𝜏 𝛼 µ 𝑑𝑣

𝑑𝑦 , (2)

onde: 𝜏 = tensão de cisalhamento, µ = coeficiente de proporcionalidade, 𝑑𝑣

𝑑𝑦 =

variação da velocidade ao longo da direção normal e 𝛼 = símbolo de

proporcionalidade.

Os corpos sólidos geralmente têm volume e forma definidos, que se

alteram quando sobre eles aplicam-se forças externas. Um líquido tem volume

bem definido, mas não a forma: mantendo seu volume, porém seu formato

amolda-se ao recipiente que está contido. Podemos concluir que, fluido

apropria do formato de certo recipiente, devido à falta de forma própria. Um gás

não tem forma nem volume bem definidos, expandindo-se até ocupar todo o

volume do recipiente que o contém. Os Líquidos e os gases possuem a mesma

propriedade, devido ao favorecimento da deformação, que é a capacidade de

poder escoar, ou fluir, portanto daí surge o nome fluido.

2.2 - DENSIDADE

Densidade de um corpo é a relação entre massa e volume através da

razão, isto é, a quantidade de massa por unidade de volume.

Densidade = massa/volume

Nussenzveig (1981, p.02) dá um tratamento infinitesimal à densidade do

fluido em um ponto P e a defini por:

𝜌 = lim∆𝑣→0 [∆𝑚

∆𝑉] =

𝑑𝑚

𝑑𝑉 , (3)

sendo 𝜌 a densidade, ∆𝑚 um infinitesimal de massa, ∆𝑉 infinitesimal de

volume.

30

Figura 6 – Representação tridimensional da densidade.

Em que Δm é a massa de um volume ΔV do fluido em torno do ponto P. Na

expressão acima o limite ∆𝑣 → 0 deve ser interpretado nesse caso como sendo

o infinitésimo físico. Logo a densidade 𝜌 como foi definida terá variação

contínua na escala macroscópica.

Para o Sistema Internacional de Unidades (SI) a unidade para densidade

é kg/m3, entretanto é comumente utilizado também em g/cm3.

2.3 - LEIS DE NEWTON

Segundo Nussenzveig (1981, p.109), a primeira vez que formulada a Lei

da Inércia foi por Galileu Galilei na seguinte situação ideal: quando uma esfera

é lançada sobre um plano horizontal, sem atrito, o movimento não seria

acelerado ou desacelerado, isto é, teríamos um movimento retilíneo uniforme.

É evidente que neste movimento seria desprezada a resistividade do ar e

também não existiriam forças na horizontal. É claro que esta situação ideal

estabelecida por Galileu na prática é inviável.

Isaac Newton, em 1687, publicou a obra, Os Princípios Matemáticos da

Filosofia Natural, em que estabeleceu as três leis do movimento.

A primeira é a Lei da Inércia, em que Newton formula da seguinte

maneira: “Na ausência de forças externas, um corpo em repouso permanece

em repouso e um corpo em movimento permanece em movimento com

velocidade constante (isto é, com velocidade escalar constante em uma linha

31

reta)”. (SERWAY, 2007, p. 111). É importante salientar que os referenciais

válidos para esta lei são os denominados referencias inerciais1.

Para a segunda lei, Newton começou definindo o que denominou de

“quantidade de movimento”, que também possui outras nomenclaturas como

momento linear, ou momento, que consiste dizer que: “a quantidade de

movimento é a medida do mesmo, que se origina conjuntamente da velocidade

e da massa” (NUSSENZVEIG, 1981, p. 119). Em outro formato podemos

expressar que o momento linear de certa partícula é o produto de sua massa

por sua velocidade:

�⃗� = 𝑚�⃗�, (4)

quando se deriva a equação 4 em função do tempo com exceção da massa

temos:

d�⃗�

𝑑𝑡 = 𝑚

𝑑�⃗⃗�

𝑑𝑡 , (5)

em que a derivada da velocidade em função do tempo é igual à aceleração:

𝑑�⃗⃗�

𝑑𝑡 = �⃗�. (6)

Logo,

d�⃗�

𝑑𝑡 = 𝑚 �⃗�, (7)

portanto, pode-se afirmar que a derivada do momento linear em função do

tempo é igual à força:

d�⃗�

𝑑𝑡 = �⃗�, (8)

então, a variação do momento é proporcional à força impressa, e tem direção

da força. Isto significa que força é a taxa de variação temporal do momento.

Em outro formato, pode-se dizer, de acordo com Halliday (2008, p. 99), a

1 Referencial inercial consiste em um sistema de referência, em que corpos, que não possuem

forças aplicadas sobre eles não têm alteração de movimento, isto significa que não sofrem aceleração, logo o sistema ou está em repouso ou em movimento retilíneo uniforme uns em relação aos outros.

32

segunda Lei de Newton corresponde, “a força resultante que age sobre um

corpo é igual ao produto da massa do corpo pela sua aceleração”.

Existem várias aplicações da segunda Lei de Newton, entre elas: força-

peso, que corresponde à atuação da mesma sobre um corpo próximo da

superfície da Terra, devido à da atração gravitacional. É claro que a aceleração

no caso corresponde à aceleração da gravidade.

Outra lei estabelecida por Newton é a Terceira, também comumente

chamada de “Princípio da Ação e Reação”. Young & Freedman (2008, p.121)

relata que a terceira Lei, assim enunciada pelo próprio Newton diz o seguinte:

“Quando um corpo A exerce uma força sobre um corpo B (uma ação), então, o

corpo B exerce uma força sobre A (uma reação). Essas duas forças têm o

mesmo módulo e a mesma direção, mas possuem sentidos contrários. Essas

duas forças atuam em corpos diferentes”.

É notório informar que quando Newton diz ação e reação são sempre

aplicadas a corpos diferentes. Isto significa que, quando, por exemplo, um

homem executando exercícios da modalidade crossfit puxando uma corda

amarrada a um pneu, nesse caso o homem será igualmente puxado para trás

pelo pneu, situação ilustrada na figura 7.

Figura 7 – Demonstração da Terceira Lei de Newton.

Crédito: http://gq.globo.com/Corpo/noticia/2013/09/crossfit-vai-encarar.html

Freitas (2001, p.64) resume bem as três Leis da Mecânica da seguinte

maneira:

1ª – Todo corpo permanece em estado de repouso ou de movimento uniforme, em linha reta, a menos que seja obrigado a mudá-lo por forças aplicadas sobre ele.

http://gq.globo.com/Corpo/noticia/2013/09/crossfit-vai-encarar.html

33

2ª – A taxa de variação do Momento Linear é proporcional à

força aplicada, e na direção em que a força age, isto é, d�⃗�

𝑑𝑡 = �⃗�.

3ª – Para cada ação existe uma reação igual e oposta.

2.4 - PRESSÃO

“Quando uma força aplicada sobre uma superfície pode ser decomposta em

dois efeitos: um tangencial, que origina tensões de cisalhamento, e outro

normal, que dará origem às pressões” (BRUNETTI, 2008, p. 18). Em fluidos

estáticos não há tensão de cisalhamento, logo a única força existente de

superfície é a pressão. Apesar de ser uma área da mecânica dos fluidos que

engloba problemas mais simples devido a estática seus princípios são

utilizados para calcular forças sobre objetos submersos, desenvolver

instrumentos para medir pressões, e deduzir propriedades da atmosfera e dos

oceanos. Os princípios da hidrostática também podem ser usados para

determinar as forças desenvolvidas por sistemas hidráulicos em aplicações

como prensas industriais ou freios de automóveis (FOX, 2011, p. 47). É notório

dizer que quando falamos em pressão estamos tratando de campo escalar.

Segundo Brunetti (2008, p. 18), fazendo de 𝐹𝑛 a representação da força

normal que age em uma superfície de área 𝐴, e 𝑑𝐹𝑛 a força normal que age

num infinitésimo de área 𝑑𝐴, a pressão num ponto será:

𝑃 =ǀ 𝑑�⃗�𝑛ǀ

𝑑𝐴 , (9)

se a pressão for uniforme, sobre toda a área, ou caso a pressão for média,

logo:

𝑃 =|�⃗�𝑛 |

𝐴 . (10)

Como podemos observar através da equação 10, pressão é força aplicada por

unidade de área, em que a unidade de força é newtons e área, metro

34

quadrado, logo temos, N/m2, entretanto a unidade de pressão no SI é pascal

(Pa), portanto:

1 pascal = 1Pa = 1 N/m2.

Existem outras unidades de pressão usadas também, especificamente

na Europa, que são: bar, atmosfera padrão e quilograma-força por centímetro

quadrado. Algumas conversões são representadas:

1 bar = 105 Pa.

1 atm = 105 Pa.

1 kgf/cm2 = 9,807 N/cm2 = 9,807 x 104 N/m2 = 9,807 x 104 Pa = 0,9807

bar = 0,9679 atm.

Alguns exemplos de pressões do Halliday, 2009, p. 60.

TABELA 1 – EXEMPLOS DE PRESSÕES

Pressão (Pa)

Centro do Sol 2 x 1016

Centro da Terra 4 x 1011

Maior pressão constante em laboratório 1,5 x 1010

Maior fossa oceânica (no fundo) 1,1 x 108

Salto agulha em uma pista de dança 106

Pneu de automóvel 2 x 105

Atmosfera ao nível do mar 1,0 x 105

Pressão arterial sistólica normal 1,6 x 104

Melhor vácuo obtido em laboratório 10-12

No caso de líquido é importante salientar que a pressão está

subordinada a profundidade, assim conforme aumenta a profundidade

proporcionalmente é ampliado o quantitativo da pressão. Logo a pressão em

um ponto de um fluido em equilíbrio estático depende da profundidade desse

ponto, mas não da dimensão horizontal do fluido ou do recipiente (HALLIDAY,

2009, p.61). Vejamos na figura:

35

Figura 8 – Líquida em equilíbrio hidrostático.

De acordo com Máximo (2006, p. 251), na figura 8 estão mostrados os

pontos 1 e 2, no interior de um fluido de densidade 𝜇. A diferença de nível entre

estes pontos é ℎ. Consideremos uma porção do líquido, de forma cilíndrica,

imaginada como se estivesse isolada do restante do líquido. Esta porção está

em equilíbrio sob a ação de seu próprio peso (�⃗⃗�) e das forças que o restante do

líquido exerce sobre ela. Na direção vertical, estas forças são: �⃗�1, atuando para

baixo, na superfície superior do cilindro, devida ao peso da camada de líquido

acima desta superfície, e a força �⃗�2 deverá estar dirigida para cima. Logo

podemos escrever que:

�⃗�2 = �⃗�1 + �⃗⃗�, (11)

sendo 𝑃1 a pressão na superfície superior no ponto 1, 𝑃2 a pressão na

superfície inferior no ponto 2, e 𝐴 a área dessas superfícies, temos então:

�⃗�1= 𝑃1 𝐴, (12)

�⃗�2= 𝑃2 𝐴. (13)

Se 𝑚 é a massa da porção cilíndrica e 𝑉 o seu volume, podemos

expressar o peso desta porção da seguinte forma:

�⃗⃗� = 𝑚 �⃗�, (14)

e

𝑚 = µ𝑉 = µ 𝐴ℎ, (15)

logo:

�⃗⃗� = µ𝐴ℎ�⃗�. (16)

Então podemos reescrever a equação 11 da seguinte maneira:

𝑃2𝐴 = 𝑃1𝐴 + µ𝐴ℎ�⃗�. (17)

36

Chegamos a pressão no interior do líquido a uma determinada altura:

𝑃 = 𝑃𝑎 + 𝜇�⃗�ℎ, (18)

sendo 𝑃 = pressão, 𝑃𝑎= pressão atmosférica, 𝜇 = densidade do líquido, �⃗�=

aceleração da gravidade e ℎ = profundidade.

Portanto a pressão, no interior de um fluido aumenta linearmente de

acordo com a profundidade.

2.5 - PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES - EMPUXO

De acordo com Assis (1996, n.16, p.69-80) em um trabalho de tradução

do tratado de Arquimedes2 Sobre os Corpos Flutuantes, em que se encontra o

princípio fundamental da hidrostática, também apresenta algumas proposições,

entre as descritas estão as seguintes:

Proposição 4 - “um sólido mais leve do que um fluido não ficará, caso

colocado nele, totalmente submerso, mas parte dele vai se projetar acima da

superfície.”

Na proposição 5 – “qualquer sólido mais leve do que um fluido ficará,

caso colocado no fluido, submerso de tal forma que o peso do sólido será igual

ao peso do fluido deslocado”.

A junção dessas duas proposições enuncia o princípio de Arquimedes

comumente visto nos livros de ensino médio.

Com o objetivo de demonstrar o Princípio de Arquimedes, a figura 9

mostra um corpo sólido cilíndrico, de área de base A e altura h = , totalmente

2 Arquimedes viveu de 287 a 212 a.C., nasceu na cidade de Siracusa, localizada na

costa da Silícia, onde atualmente é a Itália. O pai de Arquimedes era astrônomo chamado

Fídias, foi quem conseguiu uma estimativa, da uma razão entre os diâmetros do Sol e da Lua.

37

imerso em um fluido em repouso de densidade ρ. Examinando as forças

envolvidas no sistema, percebemos que por simetria as forças atuantes na

lateral do cilindro equilibram-se em pares (pressões -p, p ou p’, p’) de acordo

com a figura 9. Contudo existe diferença entre as pressões p1 e p2, sendo p2

uma pressão desempenhada pelo fluido sobre a base inferior maior comparada

à pressão p1, localizada sobre a base superior p2>p1.

Figura 9 – corpo em equilíbrio no fluido.

Crédito: Nussenzveig (1981, p.10)

Portanto, podemos dizer que a diferença entre as pressões p2 e p1 seja

igual ao produto entre a densidade (ρ) do fluido, aceleração da gravidade (g) e

a altura (h):

𝑃2 - P1 = ρ �⃗� h. (19)

Assim, a resultante originária da soma vetorial das forças exercidas

acima do cilindro pelo fluido possui direção vertical e para cima. Essa força

denomina-se empuxo (�⃗⃗�). Logo 𝐸 ⃗⃗⃗⃗ = 𝐸�⃗⃗�, em que �⃗⃗� é o vetor unitário do eixo Oz,

então pode-se dizer que, empuxo é o produto da variação de pressão e área:

�⃗⃗� = ( 𝑃2 − 𝑃1 ) 𝐴�⃗⃗�. (20)

Sabendo-se que 𝑃2 - P1 = ρ �⃗� h, logo pode-se escrever que o empuxo

como:

�⃗⃗� = 𝜌 �⃗� ℎ 𝐴 �⃗⃗�. (21)

Uma vez que, o volume (𝑉) é o produto da altura (ℎ) pela área (𝐴) então:

38

�⃗⃗� = 𝜌 �⃗� 𝑉�⃗⃗�, (22)

sendo a massa (𝑚) o produto da densidade (𝜌) pelo volume (𝑉):

|𝐸⃗⃗ ⃗⃗ | = | − 𝑚 �⃗�𝑘|⃗⃗⃗⃗ , (23)

então:

�⃗⃗� = 𝑚�⃗� (24)

Logo, o empuxo é o produto da massa de fluido deslocada pelo corpo e a

aceleração da gravidade. Sendo empuxo uma força de direção vertical e

sentido para cima. Em que Nussenzveig (1981, p.10) apresenta o teorema do

empuxo como:

�⃗⃗� = 𝑚�⃗��⃗⃗� = −�⃗⃗�𝑓 , (25)

onde �⃗⃗�𝑓 é o peso da porção de fluido deslocada.

Young & Freedman (2008, p.79) expõe desta forma: Princípio de

Arquimedes – Quando um corpo está total ou parcialmente imerso em um

fluido, o fluido exerce sobre o corpo uma força de baixo para cima igual ao

peso do volume do fluido deslocado pelo corpo, denominado empuxo.

Esse princípio foi enunciado no século III a.C. por Arquimedes. Por trás

desse princípio existe uma lenda, como relata Martins (2000, v.17, p. 117-118)

ao falar do autor Marcus Vitruvius Pollio, um arquiteto romano do século I a.C.,

em sua obra De architectura, do trecho traduzido diz:

Quanto a Arquimedes, ele certamente fez descobertas admiráveis em muitos domínios, mas aquela que vou expor testemunha, entre muitas outras, um engenho extremo. Hieron de Siracusa, tendo chegado ao poder real, decidiu colocar em um templo, por causa de seus sucessos, uma coroa de ouro que havia prometido aos deuses imortais. Ofereceu assim um prêmio pela execução do trabalho e forneceu ao vendedor a quantidade de ouro necessária, devidamente pesada. Este, depois do tempo previsto, submeteu seu trabalho, finalmente manufaturado, à aprovação do rei e, com uma balança, fez uma prova do peso da coroa. Quando Hieron soube, através de uma denúncia, que certa quantidade de ouro havia sido retirada e substituída pelo equivalente em prata, incorporada ao objeto votivo, furioso por haver sido enganado, mas não encontrando nenhum modo de evidenciar a fraude, pediu a Arquimedes que refletisse sobre isso. E o acaso fez com que ele fosse se banhar com essa preocupação em mente e ao descer à banheira, notou que, à medida

39

que lá entrava, escorria para fora uma quantidade de água igual ao volume de seu corpo. Isso lhe revelou o modo de resolver o problema: sem demora, ele saltou cheio de alegria para fora da banheira e completamente nu, tomou o caminho de sua casa, manifestando em voz alta para todos que havia encontrado o que procurava. Pois em sua corrida ele não cessava de gritar, em grego: ευρηχα, ευρηχα [“Encontrei”, encontrei!]. Assim encaminhado para sua descoberta, diz-se que ele fabricou dois blocos de mesmo peso, igual ao da coroa, sendo um de ouro e o outro de prata. Feito isso, encheu de água até a borda um grande vaso, no qual mergulhou o bloco de prata. Escoou-se uma quantidade de água igual ao volume imerso no vaso. Assim, depois de retirado o corpo, ele colocou de volta a água que faltava, medindo-a com um sextarius, de tal modo que o nível voltou á borda, como inicialmente. Ele encontrou assim o peso de prata correspondente a uma quantidade determinada de água. Feita essa experiência, ele mergulhou, então, da mesma forma o corpo de ouro no vaso cheio, e depois de retirá-lo fez então sua medida seguindo um método semelhante: partindo da quantidade de água necessária, que não era igual e sim menor, encontrou em que proporção o corpo de ouro era menos volumoso do que o de prata, quando tinham pesos iguais. Em seguida, depois de ter enchido o vaso e mergulhado desta vez a coroa do que para o bloco de ouro de mesmo peso, e assim, partindo do fato de que fluía mais água no caso da coroa do que no do bloco, inferiu por seu raciocínio a mistura de prata ao ouro e tornou manifesto o furto do artesão.

Entretanto Martins (2000, v.17, p.119) cita que alguns autores

perceberam certas dificuldades na execução do procedimento, entre eles está

Galileu Galilei, que teria sugerido que Arquimedes teria efetuado medidas de

peso, e não de volume para resolver a questão, que denominou de “princípio

de Arquimedes”:

Cada corpo mergulhado em um líquido sofre um empuxo igual ao peso do líquido deslocado. Suponhamos que tomamos a coroa e um igual peso de ouro (medidos no ar). Depois, mergulhamos casa um na água, preso a um fio, e medimos novamente seu peso aparente. Esse peso será menor do que o peso anterior (medido no ar), por causa do empuxo. Se os volumes forem iguais, os empuxos serão iguais. Se a coroa contiver prata, seu volume será maior do que o do ouro puro, e seu empuxo será também maior, portanto seu peso na água será menor do que o do bloco de ouro puro. Através de medidas de peso da coroa e de blocos de prata e ouro puros, na água e no ar, é possível determinar-se com grande precisão a proporção de prata utilizada pelo ourives.

Além disso, Martins (2000, v.17, p.120) fortalece a proposição de Galileu

dizendo: “os argumentos e documentos estudados por Berthelot reforçam a

ideia de que Arquimedes teria utilizado um método de pesagens no ar e na

água e não o método de derramamento de água, descrito por Vitruvius”.

40

Quando coloca-se um corpo em uma balança calibrada para medir o

peso, a leitura obtida é o peso do corpo. Halliday (2009, p.67) relata que,

quando repete-se a experiência debaixo d’água a força de empuxo atuante no

corpo, a qual é submetido, diminui a leitura da balança. Portanto essa leitura

obtida é o peso denominado peso aparente (𝑃𝑎), obtido através da equação 18,

sendo a subtração entre o peso real (𝑃𝑟), e o módulo da força de empuxo (𝐸):

𝑃𝑎 = 𝑃𝑟 − �⃗⃗�. (26)

41

CAPÍTULO 3

PRODUTO EDUCACIONAL

O produto educacional é baseado em um fato histórico ocorrido no Brasil

entre os dias quinze e dezessete de agosto de 1942, em que navios brasileiros

foram torpedeados por um submarino alemão chamado U-507. Monteiro (2013,

p. 13) relata que entre esses dias ocorreram o torpedeamento de cinco navios

na costa nordestina, em um intervalo de menos de 72 horas. Esse massacre

teve por motivação, a tentativa de impedir a chegada de suprimento à indústria

bélica americana.

Houve um número expressivo de mortos nos navios (Baependy,

Araraquara, Aníbal Benévolo, Itagiba e Arará) entre os dias mencionados, em

que Monteiro (2013, p. 261) expressa os seguintes dados apresentados na

Tabela 2:

Tabela 2 – Navios torpedeados

Navio Data do Torpedeamento Número de Mortos

Baependy 15/08/1942 270

Araraquara 15/08/1942 131

Aníbal Benévolo 16/08/1942 150

Itagiba 17/08/1942 36

Arará 17/08/1942 20

Utilizamos o fato histórico ocorrido no Brasil, na década de quarenta do

século XX, para demonstrar através do funcionamento do submarino,

especificamente ao emergir e submergir, o conceito físico chamado teorema do

empuxo.

Outro fato interessante foi ocorrido com Walderez Cavalcante,

sobrevivente do navio torpedeado Itagiba, utilizado para estudar,

especificamente densidade, que Monteiro (2013, p. 58) narra da seguinte

maneira o sucedido:

42

Durante muitos anos, Walderez Cavalcante evitou tocar no assunto. Primeiro, por não conseguir falar sobre o drama vivido quando pequena. Mais tarde, quando, enfim, se sentia um mais à vontade para lembrar o episódio, não tinha coragem de comentar com ninguém, pois temia ser tachada de louca. Afinal, como explicar o fato de uma criança, com quatro anos de idade, ter sobrevivido de um naufrágio em alto-mar, boiando por horas dentro de uma caixa de transporte de leite condensado vazia?

O produto educacional é uma UEPS que será apresentado na

sequência.

3.1 - PROPOSTA DA UEPS

A Proposta da UEPS baseou-se em um fato histórico ocorrido, no Brasil

durante a Segunda Guerra Mundial, em que alemães atacaram cinco navios na

costa nordestina com a utilização de um submarino, o U-507, matou mais de

600 pessoas. A partir deste fato histórico elaboramos um material

potencialmente significativo, com o auxilio da sequência didática, UEPS, a qual

possui como finalidade a aprendizagem significativa de conceitos de Física.

Com o auxílio da UEPS pode-se abordar os conceitos físicos relacionados ao

submarino, tais como princípio de Arquimedes ou teorema do empuxo.

3.2 - OBJETIVOS

1. Facilitar o entendimento dos fenômenos e conceitos básicos que envolvem o

princípio de Arquimedes ou teorema do empuxo;

2. Contextualizar através da UEPS, utilizando o fato histórico, alguns conceitos

Físicos;

3. Propiciar indícios de aprendizagem significativa por meio das atividades da

UEPS.

43

3.3 – SEQUÊNCIA

As figuras a seguir foram feitas utilizando os recursos da página:

http://www.toondoo.com/createBook.toon.

Figura 10

Aplicação de um questionário para sondagem de conhecimento. E em

seguida a apresentação de um texto, que fala sobre o fato histórico,

com intuito de promover questionamentos para verificar o

conhecimento prévio dos alunos a respeito dos conceitos envolvidos.

44

Figura 11

Situação-problema que possui como finalidade a discussão com

os alunos, para que externalizem seus conhecimentos prévios.

Inicialmente uma questão-chave retirada do livro U-507, “Afinal, como

explicar o fato de uma criança, com quatro anos de idade, ter

sobrevivido de um naufrágio em alto-mar, boiando por horas dentro de

uma caixa de transporte de leite condensado vazia?” (MONTEIRO,

pág.58).

No segundo momento expor o vídeo do Jornal da Globo do

ano de 2012 que fala sobre uma publicação na bienal do livro

lembrando sobre os ataques do submarino alemão que acabou

provocando a entrada do Brasil na Segunda Guerra Mundial. A

reportagem enfatiza a história de Walderez Cavalcanti, a criança

sobrevivente do naufrágio do navio Itagiba torpedeado pelo

submarino alemão <

https://www.youtube.com/watch?v=5yp82b2gZ9I >.

https://www.youtube.com/watch?v=5yp82b2gZ9I

45

Figura 12

Crédito: https://www.youtube.com/watch?v=5yp82b2gZ9I

Figura 13

Posteriormente uma aula de intervenção dialogada sobre o assunto.

Seguidamente uma demonstração utilizando dois

saquinhos de plástico contendo, 115 g de algodão e outro com

115 g de chumbo, e perguntar para o aluno qual a diferença de

sensação caso os objetos caiam, sobre o pé direito e outro sobre

o esquerdo de uma pessoa. É importante alerta-los para não

esquecerem que os dois saquinhos de plásticos contendo

algodão e chumbo possuem as mesmas massas. Isso para que o

aluno entenda o conceito sobre densidade.


46

Figura 14

Figura 15

Crédito: https://www.ciensacao.org/experimento_mao_na_massa/e5071p_pressure.html

Em seguida usando o exemplo da figura abaixo promover um

questionamento a respeito, na sequência explanar sobre pressão.

Para finalizar o aprendiz redigirá um texto sobre o que

aprendeu na aula.

https://www.ciensacao.org/experimento_mao_na_massa/e5071p_pressure.html

47

Figura 16 – Aplicação do Princípio de Arquimedes.

Crédito: http://propriedadesaguinha.blogspot.com.br/2011/09/empuxo.html

Nova situação-problema, com nível introdutório ao que

se pretende ensinar de fato utilizando a figura 16, de maneira

que possibilite para o aluno expor o que sabe.

Posteriormente ministrar uma aula sobre empuxo, que é o

conceito central a ser ensinado, de modo que o aluno inicialmente

conheça os aspectos mais gerais, diferenciando-os

progressivamente.

http://propriedadesaguinha.blogspot.com.br/2011/09/empuxo.html

48

Figura 17

Figura18

Situação-problema mais complexa, através do

seguinte questionamento: o que aconteceu com o módulo

do empuxo quando o submarino U-507 estava sobre e sob

o mar? Esse questionamento envolve o trabalho em equipe,

que registrará os significados captados.

49

Figura 19

Crédito: https://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/buoyancy

Após fazer a reconciliação integradora, com exemplo

demonstrativo, utilizando o laboratório virtual <

https://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/buoyancy >, que

possibilite ao aluno interagir, de maneira a promover uma

negociação de significados.

Em seguida uma exposição oral sucinta sobre empuxo.

Posteriormente apresentar o experimento que possibilite uma

simulação da variação do módulo do teorema do empuxo quando o

submarino U-507 afundava e flutuava de acordo com a realização

de um experimento.

50

O experimento conta com o seguinte aparato demonstrado na figura 20.

Figura 20 – Aparato experimental para o experimento sobre o teorema do Empuxo.

Os elementos constituintes estão descritos abaixo:

EXPERIMENTO

51

Primeiramente fixa-se parte do suporte de micro-ondas na madeira

branca. Posteriormente colocou-se a haste de ferro cilíndrica na perfuração do

suporte de micro-ondas com auxílio de um parafuso preso por uma borboleta.

No recipiente de 300 ml foi feito vários furos na lateral e um furo na

tampa com ajuda de um material aquecido, logo após inserir as 6 bolas de

CONSTRUÇÃO DO APARATO EXPERIMENTAL

52

gudes dentro do recipiente. Seguidamente pegou-se a mangueira flexível de

silicone de 87 cm e passou-a no furo da tampa do recipiente. Depois fixou-se o

balão na mangueira de silicone com a fita isolante cor preta. No outra ponta da

mangueira de silicone colocou-se um tampão. Logo após prendeu com fita de

cor branca a mangueira de silicone na chapa de ferro com perfurações

equidistantes. Nas duas extremidades da chapa de ferro colocou-se dois copos

perfurados com auxílio de dois pedaços de arame de 10 cm.

Introdução

Quando um corpo é imerso total ou parcialmente em um fluido sente a

ação de uma força de direção vertical apontada para cima que é denominada

de princípio de Arquimedes ou também de empuxo. A força estabelecida por

Arquimedes possui módulo igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo.

Para efetuar o cálculo do módulo do fluido deslocado pelo corpo utiliza-

se a seguinte equação:

𝐸 = 𝜌 𝑔 𝑉 (26),

sendo 𝐸 = empuxo, 𝜌 = densidade do líquido, 𝑉 = volume do líquido

deslocado.

PRÁTICA EXPERIMENTAL

53

Existem algumas relações possíveis entre empuxo (�⃗⃗�) e peso (�⃗�) de um

corpo imerso:

- Se o corpo permanecer parado no ponto onde foi colocado, isto é,

estabelecer equilíbrio, logo: �⃗⃗� = �⃗�.

- Se o corpo afundar ao ser colocado, então: �⃗⃗�< �⃗�. Pode-se afirmar que

o corpo desce em um movimento acelerado.

- Se o corpo for submetido à superfície do fluido, portanto: �⃗⃗�> �⃗�. Logo o

corpo sobre num movimento acelerado.

Objetivos:

- Saber como funciona um submarino;

- Medir o volume do líquido deslocado;

- Entender a relação entre empuxo e peso;

- Calcular a variação de empuxo.

Materiais Utilizados:

- equipamento constituido por uma balança, copos, suporte, madeira,

mangueira flexível de silicone e recipiente de 300 ml contendo: um balão e seis

bolas de gude;

- proveta;

- recipiente com capacidade de 4L tendo uma mangueira flexível de

silicone e um tampão.

54

Parte 1

- Execute a montagem de acordo com a figura:

Figura 31 – Aparato montado para a execução do experimento

- Encha o recipiente com capacidade de 4L até transbordar pela

mangueira. Ao cessar o transbordamento de água coloque o tampão.

Roteiro Experimental

55

Figura 32

Figura 33

56

- Insira água no copo (1), extremidade contrária ao recipiente de 300 ml

(contendo 6 bolas de gude e um balão), de maneira que se estabeleça o

equilíbrio.

Figura 34

- Meça a quantidade de líquido que estabeleceu o equilíbrio.

Volume do líquido:__________ml.

57

Figura 35

- Mergulhe o recipiente de 300 ml (contendo 6 bolas de gude e um

balão), dentro do recipiente de 4L até que afunde.

- Retire o tampão do recipiente de 4L e recolha a água que vazar.

- Meça com auxilio de uma proveta o quantitativo de líquido vazado.

Volume de líquido deslocado:__________ml.

58

Figura 36

- Coloque o quantitativo de líquido escoado no copo (2), extremidade

que contém o recipiente de 300 ml (contendo 6 bolas de gude e um balão).

- Verifique o que acontece após inserir água no copo.

Figura 37

59

- Retire o recipiente de 300 ml (contendo 6 bolas de gude e um balão) do

recipiente de 4L e o líquido do copo da mesma extremidade (2).

- Reserve o quantitativo de água, do copo (1) que estabeleceu o

equilíbrio.

Figura 38

Parte 2

- Coloque água novamente no recipiente de 4L até escoar pela

mangueira, ao cessar coloque o tampão.

- Insira o recipiente de 300 ml (contendo 6 bolas de gude e um balão),

dentro do recipiente de 4L para afunda-lo.

- Sopre a mangueira de extremidade contrária ao recipiente de 300 ml

(contendo 6 bolas de gude e um balão), para encher o balão.

60

Figura 39

- Coloque o tampão na extremidade da mangueira para permitir que o

balão permaneça cheio.

Figura 40

- Retire o tampão do recipiente de 4L e recolha a água escoada.

61

Figura 41

- Meça o quantitativo de água escoada com auxílio da proveta.

Volume do líquido deslocado:__________ml.

- Coloque o quantitativo de água escoada no copo (2) da mesma

extremidade do recipiente de 300 ml (contendo 6 bolas de gude e um balão).

Figura 42

62

- Para estabelecer novamente o equilíbrio insira a água reservada do

copo (1) no mesmo, isto é, na extremidade contrária ao recipiente de 300 ml

(contendo 6 bolas de gude e um balão).

Figura 43

- Verifique o que ocorre ao colocar o líquido no copo.

Parte 3

- Faça a conversão dos volumes dos líquidos para quilograma, isto é, de

ml para Kg.

- Compare os quantitativos de líquidos deslocados quando o recipiente

de 300 ml afunda (balão vazio) e quando o recipiente de 300 ml flutua (balão

cheio).

- Explique como funciona um submarino.

- Aplique a equação (1) e calcule os módulos do empuxo quando o

recipiente de 300 ml afunda e flutua.

63

𝐸 = 𝜌 𝑔 𝑉 (1)

- Aplique a equação (2) e calcule os módulos do empuxo quando o

recipiente de 300 ml afunda e flutua.

𝐸 = 𝑚 𝑔 (2)

𝐸 = empuxo; 𝑚 = massa do líquido deslocado; 𝑔 = aceleração da gravidade.

- Compare os resultados obtidos para as equações (1) e (2).

- Escreva se o estado do corpo imerso durante a variação dos módulos

do empuxo referente ao recipiente de 300 ml quando afunda (balão vazio) e

flutua (balão cheio) foi de permanência de equilíbrio, desce acelerado ou sobe

acelerado. De acordo com a informação registre a relação entre as força de

empuxo e a força peso:

𝐸= 𝑝; 𝐸< 𝑝; 𝐸> 𝑝.

Tabela 3 - Conversões

1 ml 1 cm³

1m³ 1000l

1000 ml 1l

1m³ 1000000 ml

1l 1 kg

1 ml 0,001kg

Mililitro – ml, centímetro cúbico – cm3, metro cúbico – m3, litro – l e quilograma – kg.

Algumas conversões

Informação necessária: densidade da água - 1000 kg/m³

64

Avaliação somativa individual, em que são somadas as

atividades realizadas, juntamente com questões propostas.

Avaliação da UEPS através de uma análise qualitativa das

atividades efetuadas.

65

CAPÍTULO 4

METODOLOGIA

O desenvolvimento prático do produto educacional foi na Escola

Estadual André Avelino Ribeiro, localizada na região de Cuiabá, para duas

turmas de alunos do segundo ano do ensino médio, de turnos diferenciados,

matutino e vespertino. Na turma de período matutino a aplicação foi realizada

entre os dias nove de maio à dois de junho do ano de 2017, em intervalos não

sequências de aulas, devido à aplicação de provas bimestrais. Já na turma de

período vespertino, o trabalho ocorreu entre os dias dez de maio a trinta de

maio, também em intervalos não sequências, o motivo é o mesmo citado

anteriormente.

Para o desenvolvimento da pesquisa-ação se implantou didáticas

distintas, uma voltada ao propósito de inserir fundamentos da Aprendizagem

Significativa, outra por sua vez a prática da metodologia tradicionalista. A turma

matutina foi contemplada com aulas que buscavam a Aprendizagem

Significativa, no período vespertino a outra turma com aulas tradicionalistas.

Por duas vezes foram aplicados o mesmo questionário com intuito de

sondar o conhecimento, antes e após as aulas, para verificar a evolução

conceitual em cada metodologia.

Com a finalidade de verificar indícios de aprendizado dos alunos antes e

depois das aulas, cada uma com sua metodologia específica, foram utilizadas

as seguintes letras: D (desconhecimento); I (insuficiente); R (regular) e S

(suficiente), na elaboração dos questionários.

66

4.1 – Atividades de Ensino

Foram ministradas três aulas de acordo com a sequência:

Aula1- Aplicação do questionário de sondagem de conhecimento.

Posteriormente aula expositiva sobre densidade, com auxílio das massas de

115 g de algodão e 115 g de chumbo, o uso exatamente dessa quantidade de

gramas de algodão é devido às embalagens que geralmente são vendidas em

estabelecimentos comerciais possuírem esse valor, para demonstrar a

diferença de densidade entre algodão e chumbo.

Aula2- Apresentação do conceito de pressão, com auxilio de um lápis

para a percepção prática da diferença de pressão em cada extremidade.

Aula3- aula expositiva sobre empuxo, e exercício de fixação. Ao final da

aula foi pedido aos alunos que realizassem uma atividade em casa.

No encontro seguinte foi empregado o mesmo questionário de

sondagem de conhecimento aplicado na aula 1.

4.2 – Atividades de Pesquisa

A aula teve a sequência de acordo com os tópicos descritos:

Aula 1. Primeiramente foi aplicado um questionário com a finalidade de sondar

o conhecimento do aluno. Apresentação de um texto (Apêndice A), que

explanava o fato histórico ocorrido durante a Segunda Guerra Mundial no

Brasil, que vitimou mais de 600 pessoas, provocada pelo ataque do submarino

U-507.

Aula 2. Foram apresentados os principais assuntos abordados na aula anterior

e depois a respeito do caso retirado do livro U-507, que trata sobre a criança

Walderez, que atualmente é uma senhora que foi salva na época por ter sido

inserida em uma caixa de leite condensado vazia. Com auxilio de uma questão

67

chave retirado, do livro U-507 foi proposta uma discussão, “Afinal, como

explicar o fato de uma criança com quatro anos de idade, ter sobrevivido de um

naufrágio em alto-mar, boiando por horas dentro de uma caixa de transporte de

leite condensado vazia?” (MONTEIRO, pág.58). Logo em seguida foi exibido o

vídeo < https://www.youtube.com/watch?v=5yp82b2gZ9I >. No segundo

momento foi feita uma demonstração de um recipiente contendo 115 g de

algodão e outro com 115 g de chumbo, para a compreensão do conteúdo

densidade. Em seguida usando o exemplo da figura abaixo:

Figura 15

Crédito: https://www.ciensacao.org/experimento_mao_na_massa/e5071p_pressure.html

Foi proporcionado um questionamento a respeito da diferença de percepção

de dor para as duas áreas distintas. Por fim foi feita uma explanação a respeito

do conceito de pressão.

Aula 3. Inicialmente foi feita uma retomada dos conceitos expostos na aula

anterior e logo após apresentada a ilustração seguinte:

Figura 16

Crédito: http://propriedadesaguinha.blogspot.com.br/2011/09/empuxo.html




68

Possibilitando um questionamento a respeito da variação de sensação de leve

e pesado de um objeto dentro da água. Posteriormente foi ministrada a aula

sobre empuxo.

Aula 4. Primeiramente os conceitos tratados na aula anterior foram

recapituladas, logo após foi demonstrado um experimento virtual <

https://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/buoyancy >. Seguidamente uma

discussão foi fomentada sobre o que acontece com o módulo do empuxo

quando o submarino flutua e afunda. Posteriormente foi feita a demonstração

do experimento que possibilita a verificação da variação de empuxo quando o

submarino afunda e flutua, juntamente com uma atividade grupal de acordo

com o roteiro experimental apresentado 4º etapa da UEPS.

Figura 44

Figura 45

69

Figura 46

Figura 47

Em outro momento foram aplicadas às mesmas questões da primeira

aula para sondar os conhecimentos adquiridos.

70

CAPÍTULO 5

INDÍCIOS DE APRENDIZAGEM

Para sondar o conhecimento foi aplicado um questionário contendo seis

questões abertas, para tentar extrair dos alunos participantes da pesquisa os

seus conhecimentos prévios. Após serem ministradas as aulas, novamente foi

aplicado o questionário, para verificar indícios de aprendizagem, de acordo

com as duas metodologias distintas. As questões estão dispostas a seguir:

1- Sabe como funciona um submarino para afundar e flutuar?

2- Fale o que você sabe sobre densidade.

3- Informe, se souber, qual o conceito físico que explica a maior

sensação de dor quando posicionamos o lado 1 comparado ao lado 2 em uma

superfície de contato, como a ponta dos dedos.

4- Já ouviu falar a respeito do conceito Físico chamado teorema do

empuxo, também conhecido como princípio de Arquimedes?

5-Explique o porquê ao entrarmos em uma piscina temos a sensação

que o nosso corpo fica mais leve?

6- Comente o que você sabe sobre pressão.

A questão 1, proposta para tentar extrair do aluno o conhecimento a

respeito da alteração de densidade do submarino, conforme enche ou esvazia

o tanque. Na questão 2, fazer com que explane seu conhecimento sobre

densidade. Já a questão 3, é uma tentativa de subtrair do aluno através de uma

experiência corriqueira seu saber relacionado a pressão. A questão 4,

elaborada com intuito de identificar se o aluno teve contado com o conceito

71

(teorema do empuxo). Questão 5, proposta para sondar se o aluno no seu

cotidiano consegue contextualizar o conceito sobre o teorema do empuxo.

Finalmente a questão 6, elaborada para tentar extrair do aluno todo seu

conhecimento sobre pressão.

5.1 RESULTADO

Os resultados foram apresentados através de tabelas, gráfico e quadros

com respostas escritas pelos alunos.

Na tabela os resultados são apresentados individualmente antes e

depois das aulas, e o número simboliza um aluno, isso para preservar a

identificação do aluno pesquisado. Já os gráficos são comparativos em relação

às respostas das questões antes e depois das aulas.

72

TURMA – BUSCA POR

APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA

TABELA 4: AVALIAÇÃO DA RESPOSTA DA QUESTÃO 1

ALUNO ANTES DAS AULAS

DEPOIS DAS AULAS

1 D S

2 I R

3 D I

4 I S

5 D R

6 I S

7 D S

8 R S

9 R S

10 I I

11 D S

12 I I

13 D I

14 D S

15 D S

16 D I

17 D S

TABELA 5: TOTAL AVALIATIVO DE RESPOSTAS - QUESTÃO 1

TURMA – CONTROLE



DEPOIS DAS AULAS

1 D S

2 D I

3 I R

4 D I

5 D I

6 D S

7 D D

8 D S

9 D D

10 NÃO RESPONDEU D

11 D I

12 D S

13 NÃO RESPONDEU I

14 D I

15 S S

16 I S

17 S S

18 I S

19 I I

20 S S


RESPOSTAS ANTES DEPOIS

D 11 (64,70%) 3 (15,00%)

I 4 (20,00%) 7 (35,00%)

R 0 (0,00%) 1 (5,00%)

S 3 (15,00%) 9 (45,00%)


D 10 (58,82%) 0 (0,00%)

I 5 (29,41%) 5 (29,41%)

R 2 (11,76%) 2 (11,76%)

S 0 (0,00%) 10 (58,82%)

73

TURMA – BUSCA POR APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA

GRÁFICO 1: QUESTÃO 1

TURMA – CONTROLE


Através dos dados que diz respeito à questão 1 podemos notar que a

turma controle apresentou um conhecimento prévio superior à turma

designada, busca por aprendizagem significativa, entretanto após as aulas o

número de respostas consideradas suficientes foi expressivamente superior.

Algumas respostas:

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

D I R S

ANTES

DEPOIS

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

D I R S

ANTES

DEPOIS

74

No quadro 1 são apresentadas algumas respostas dos alunos referente

a questão 1 da turma busca por aprendizagem significativa.

Quadro 1 – Questão 1 Antes Depois

Aluno 1-“Não sei.” “Funciona por causa da densidade quando aumenta a densidade do submarino, aumenta ele afunda e quando abaixa o submarino flutua.”

Aluno 6-“Bom ouvi dizer que quando é para

flutuar é para pegar alguns animais da água,

afundar pode ser tanto para observar como

esta o mar e também para pegar coisas

valiosas entre outras.”

“Para ele afundar ele se enche de água e

flutuar ele solta a água assim ele fica mais

leve.”

Aluno 11-“Não sei” “Para ele afundar o submarino puxa água

para dentro, e para flutuar ele solta a água

para fora.”

Aluno 14-“Não sei.” “Para afundar ele enche o tanque, e para

flutuar ele despeja a água.”

Aluno 17-“Não sei.” “Mudança de densidade.”

No quadro 2, apresentamos algumas respostas dos alunos com relação

a questão 1 da turma controle.


Aluno 6-“Não sei.” “Para afundar o submarino enche o tanque e

para flutuar ele tira a água do tanque que faz

subir e ficar sobre a água.”

Aluno 7-“Não sei.” “Esqueci.”

Aluno 9-“Não.” “Esqueci.”

Aluno 15-“Para flutuar é necessário tanques

de água capazes de bombear a água para

fora. Para afundar é necessário encher os

tanques.

“Para flutuar, o submarino precisa esvaziar os

tanques de água contra o mar. Para afundar,

é necessário fazer o contrário.”

Aluno 20-“Quando ele vai descer ele enche

um galão de água e quando ele sobe ele solta

essa água.”

“Quando vai afundar enche o tanque e para

flutuar ele solta a água. Por causa da

densidade. Ele pode ser mais denso e menos

denso.”

75

TURMA – BUSCA POR



ALUNO ANTES DAS

AULAS

DEPOIS DAS

AULAS

1 I I

2 D S

3 D S

4 I S

5 D I

6 D S

7 D S

8 I S

9 I S

10 S S

11 D S

12 D I

13 I S

14 D S

15 D I

16 I I

17 I S



D 9 (52,94%) 0 (0,00%)

I 7 (41,17%) 5 (29,41%)

R 0 (0,00%) 0 (0,00%)

S 1 ( 5,88%) 12 (70,58%)

TURMA - CONTROLE


ALUNO ANTES DAS

AULAS

DEPOIS DAS

AULAS

1 D S

2 D I

3 D I

4 D NÃO RESPONDEU

5 D I

6 D D

7 D I

8 D S

9 S R

10 S D

11 I S

12 D S

13 I I

14 S I

15 I S

16 D S

17 I I

18 S S

19 I S

20 S S



D 10 (5,00%) 2 (10,00%)

I 5 (25,00%) 7 (35,00%)

R 0 (0,00%) 1 (5,00%)

S 5 (25,00%) 9 (45,00%)

76



TURMA – CONTROLE


Com relação aos gráficos da questão 2 podemos verificar que o nível de

conhecimento com relação a questão da turma controle anteriormente era

maior, em contrapartida a turma, busca por aprendizagem significativa, após

as aulas apresenta um percentual superior a outra turma, apesar de

inicialmente estar em desvantagem.

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

D I R S

ANTES

DEPOIS

0,00%

5,00%

10,00%

15,00%

20,00%

25,00%

30,00%

35,00%

40,00%

45,00%

50,00%

D I R S

ANTES

DEPOIS

77

Algumas respostas:

No quadro 3 são apresentadas algumas respostas referente a questão 2

da turma busca por aprendizagem significativa.

Quadra 3 – Questão 2 Antes Depois

Aluno 4-“Massa, volume.” “D=m/v, massa dividida pelo volume.”

Aluno 6-“Não sei.” “D=m/v densidade igual a massa

dividida pelo volume.”

Aluno 7-“Já estudei sobre isso, mas

não me lembro muito.”

“Densidade igual a massa dividida

pelo volume.”

Aluno 9-“Quando uma coisa neutraliza

a outra isso é chamado densidade.”

“Densidade igual a massa dividida

pelo volume.”

Aluno 11-“Não sei.” “Densidade é igual a massa dividindo

pelo volume.”

No quadro 4, apresentamos algumas respostas dos alunos

correspondente a questão 2 da turma controle.


Aluno 6-“Não sei.” “Não sei.”

Aluno 8-“Já estudei, mas não lembro.” “Massa por unidade de volume.

Densidade = massa/volume.”

Aluno 12-“Não sei nada sobre isso.” “A densidade é uma relação entre

massa e volume.”

Aluno 18-“Densidade é massa pelo

volume.”

“Densidade = massa/volume.”

Aluno 20-“Massa por volume.” “Densidade é determinada pela

quantidade de massa por volume.”

78

TURMA – BUSCA POR




DEPOIS DAS AULAS

1 D S

2 D S

3 D S

4 D R

5 I I

6 D S

7 D R

8 D R

9 D R

10 D S

11 D S

12 D S

13 I S

14 I S

15 D S

16 I S

17 I S



D 12 (70,58%) 0 (0,00%)

I 5 (29,41%) 1 (5,88%)

R 0 (0,00%) 4 (23,52%)

S 0 (0,00%) 12 (70,58%)

TURMA – CONTROLE


ALUNO ANTES DAS

AULAS

DEPOIS DAS

AULAS

1 D R

2 D S

3 D S

4 D NÃO RESPONDEU

5 D I

6 D I

7 I I

8 D R

9 I I

10 I I

11 D R

12 D R

13 D S

14 I I

15 I I

16 D S

17 I S

18 NÃO RESPONDEU

S

19 I S

20 I S



D 11 (55,00%) 0 (0,00%)

I 8 (40,00%) 7 (35,00%)

R 0 (0,00%) 4 (20,00%)

S 0 (0,00%) 8 (40,00%)

79



TURMA – CONTROLE

GRÁFICO 6: QUETÃO 3

De acordo com os gráficos da questão 3 podemos perceber que o grau

de desconhecimento é alto para as duas turmas, contudo com relação às

respostas consideradas suficientes, o percentual de satisfação para a turma na

busca por aprendizagem significativa é maior.

Algumas respostas:

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

D I R S

ANTES

DEPOIS

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

D I R S

ANTES

DEPOIS

80

No quadro 5 são apresentadas algumas respostas dos alunos com relação a

questão 3 da turma busca por aprendizagem Significativa.


Aluno 1-“Não sei.” “O lápis dá maior sensação de dor na

ponta 1, porque na ponta a pressão é

maior que o outro lado.”

Aluno 3-“Não sei.” “O ponto de pressão 1 é maior e a ponta

2 a pressão é menor.”

Aluno 10-“Não sei.” “A ponta 1 maior pressão e a ponta 2 a

pressão é menor.”

Aluno 15-“Não sei.” “O lado 1 a pressão é maior do que o

lado 2.”

Aluno 17-“No ponto 1 a força se aplica

em um único ponto, no 2 ela se espalha

em vários pontos.

“A pressão. No lado 1 a pressão é maior,

portanto, a dor também. No lado 2 a

pressão é menor e a dor também.”

No quadro 6, apresentamos algumas respostas dos alunos referente a questão

3 da turma controle.


Aluno 2-“Não estudei.” “A ponta 1 faz uma pressão com que

cause a dor.”

Aluno 3-“Não sei.” “Porque o primeiro lado exerce mais

pressão por isso dói mais e o segundo

lado exerce menos pressão.”

Aluno 6-“Não sei.” “Lado 1 quando você posiciona o lápis sobre

uma mão vai machucar mais devido a área e

por da ponta e lado 2 quando você faz a

mesma coisa do lado 1 vai ser diferente

devido a área.”

Aluno 12-“ Sei lá” “A ponta 1 faz uma pressão com que

causa a dor.”

Aluno 15-“ O lado 2 tem algo ponta aguda

que permite a penetração na pele

humana.”

“No lado há algo agudo tornando mais fácil a

sensação de dor, mas se colocarmos força no

lado 2, também sentiremos dor.”

81

TURMA – BUSCA POR

APRENIZAGEM SIGNIFICATIVA



DEPOIS DAS AULAS

1 D S

2 D I

3 D S

4 S S

5 D S

6 D S

7 D S

8 D S

9 NÃO RESPONDEU

R

10 D S

11 D S

12 I S

13 D S

14 D S

15 D S

16 D S

17 D S



D 14 (82,35%) 0 (0,00%)

I 1 (5,88%) 1 (5,88%)

R 0 (0,00%) 1 (5,88%)

S 1 (5,88%) 15 (88,23%)

TURMA - CONTROLE



DEPOIS DAS AULAS

1 D I

2 D I

3 D S

4 D NÃO RESPONDEU

5 D I

6 D I

7 D I

8 I S

9 D I

10 D I

11 I S

12 D S

13 I I

14 D D

15 D S

16 D D

17 D S

18 S S

19 D S

20 D S



D 16 (80,00%) 2 (10,00%)

I 3 (15,00%) 8 (40,00%)

R 0 (0,00%) 0 (0,00%)

S 1 (5,00%) 9 (45,00%)

82



TURMA – CONTROLE


De acordo com informações observadas nos gráficos, o índice

percentual de desconhecimento antes das aulas é o mesmo para ambas as

turmas, porém o índice é superior para a turma, no qual busca por

aprendizagem significativa, após as aulas.

Algumas respostas:

0,00%

20,00%

40,00%

60,00%

80,00%

100,00%

D I R S

ANTES

DEPOIS

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

D I R S

ANTES

DEPOIS

83

O quadro 7 apresenta algumas respostas de alunos correspondente a

questão 4 da turma busca por aprendizagem significativa.

Quadro 7 – Questão 4

Antes Depois

Aluno 5-“Não lembro.” “Sim.”

Aluno 7-“Não.” “Sim, empuxo é a força posicionada para

cima da sua intensidade é igual ao volume do

líquido deslocado, ou igual ao peso do líquido

deslocado.”

Aluno 14-“Não.” “Sim é uma força direcionada para cima, tipo

gravidade é para baixo, empuxo é para cima,

o empuxo funciona sobre o líquido ou o gás.”

Aluno 15-“Não sei.” “Sim, pois o empuxo é uma força posicionada

para cima.”

Aluno 17-“Não sei.” “Apresenta direção vertical e sentido para

cima, é o peso do volume do líquido

deslocado pelo corpo.”

No quadro 8, apresentamos algumas respostas de alunos referente a

questão 4 da turma controle.


Aluno 2-“Não estudei.” “Fluido (gases e líquido).”

Aluno 3-“Não.” “Já.”


Aluno 12-“Não nunca ouvi.” “É uma força vertical, dirigida para cima.”

Aluno 17-“Não.” “Força vertical dirigida pra cima.”

84

TURMA – BUSCA POR



ALUNO ANTES DAS

AULAS

DEPOIS DAS

AULAS

1 R S

2 D R

3 I S

4 D I

5 D S

6 I I

7 I I

8 I I

9 I S

10 D S

11 D S

12 R S

13 I S

14 I S

15 D R

16 I S

17 I S



D 6 (35,29%) 0 (0,00%)

I 9 (52,94%) 4 (23,52%)

R 2 (11,76%) 2 (11,76%)

S 0 (0,00%) 11 (64,70%)

TURMA - CONTROLE



DEPOIS DAS AULAS

1 D R

2 D R

3 D I

4 D NÃO RESPONDEU

5 D I

6 D I

7 D I

8 I S

9 I I

10 D I

11 D I

12 I R

13 D R

14 D I

15 I I

16 D I

17 I R

18 S S

19 I I

20 I S



D 12 (60,00%) 0 (0,00%)

I 7 (35,00%) 11 (55,00%)

R 0 (0,00%) 5 (25,00%)

S 1 (5,00%) 3 (15,00%)

85



TURMA – CONTROLE


Esses dois gráficos são reflexo do entendimento sobre o conceito

principal, Teorema do Princípio de Arquimedes, cujo questionamento faz com

que o aluno faça uma ligação entre sala de aula e compreensão do seu

cotidiano. O que se observa é que os alunos da turma, busca por

aprendizagem significativa, obtiveram um percentual expressivamente superior

quando comparado à outra turma na qual a aprendizagem ocorre de forma

tradicionalista, ou turma controle.

Algumas respostas:

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

D I R S

ANTES

DEPOIS

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

D I R S

ANTES

DEPOIS

86

O quadro 9 apresenta algumas respostas dos alunos com relação a



Antes Depois

Aluno 3-“Por que quando entramos na água

ficamos parados flutuando.”

“É assim por conta do empuxo, que está

direcionado para cima.”

Aluno 10-“Não sei.” “Por causa do empuxo, que está direcionado

para cima.”

Aluno 11-“Não sei.” “Devido o empuxo.”

Aluno 12-“É uma força que empurra, que

ativa o elemento de impulsão.”

“Por causa do empuxo.”

Aluno 15-“Não sei.” “Por que o nosso peso é menor que da água

e a força de empuxo é maior.”

No quadro 10 são apresentadas algumas respostas dos alunos

correspondente a questão 5 da turma controle.


Antes Depois

Aluno 8-“Não lembro.” “Devido a uma força vertical chamada de

empuxo.”

Aluno 9-“Eu sabia, mas esqueci.” “Esqueci.”

Aluno15-“Por causa das ondas de gravidade.” “Devido a água se mais densa que o ar. Além

disso, a gravidade também ajuda nisso.”

Aluno 17-“Por causa da densidade da água

que mexe com seu corpo e da impressão que

está mais leve.”

“Por causa da densidade da água.”

Aluno 20-“Por que nosso corpo precisa da

H2O.”

“Empuxo.”

87

TURMA – BUSCA POR




DEPOIS DAS AULAS

1 D I

2 D D

3 I I

4 D I

5 I I

6 I I

7 D I

8 I I

9 I S

10 D S

11 D S

12 I I

13 I I

14 R I

15 D I

16 D I

17 I I



D 8 (47,05%) 1 (5,88%)

I 8 (47,05%) 13 (76,47%)

R 1 (5,88%) 0 (0,00%)

S 0 (0,00%) 3 (17,64%)

TURMA - CONTROLE



DEPOIS DAS AULAS

1 NÃO RESPONDEU

I

2 D I

3 D S

4 NÃO RESPONDEU

NÃO RESPONDEU

5 NÃO RESPONDEU

I

6 D I

7 I D

8 I R

9 I I

10 D I

11 I S

12 I S

13 I R

14 D D

15 NÃO RESPONDEU

I

16 D I

17 I I

18 D NÃO RESPONDEU

19 I I

20 S S



D 7 (35,00%) 2(10,00%)

I 8 (40,00%) 10 (50,00%)

R 0 (0,00%) 2 (10,00%)

88



TURMA – CONTROLE


Diferentemente dos outros gráficos em que a turma, busca por

aprendizagem significativa, era superior na porcentagem de respostas

consideradas suficientes, ocorre o oposto, a turma de controle apresenta nível

maior. O que deve ter ocorrido para tal fato é inerente ao produto educacional,

que impossibilitou uma contextualização do conceito pressão, com o fato

histórico ocorrido no Brasil na década de quarenta. Portanto, devido ao

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

D I R S

ANTES

DEPOIS

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

D I R S

ANTES

DEPOIS

89

problema que resultou em um índice insatisfatório de aprendizagem por parte

da turma busca por aprendizagem significativa, a questão 6 deverá ser retirada

do questionário.

Algumas respostas:

O quadro 11, apresentamos algumas respostas dos alunos referente a



Aluno 1-“Não sei.” “É uma força sobre a massa.”

Aluno 2-“Não sei.” “Não sei.”

Aluno 3-“Quando a gente não sabe.” “É como exercer uma força deslocada sobre a

mesa.”

Aluno 4-“Não sei.” “Quando recebe uma força e recebe ela de

volta.”

Aluno 8-“Pressão é quando uma coisa fica

presa e sobe o excesso de uma força.”

“É uma força acumulada.”

No quadro 12 são apresentadas algumas respostas dos alunos

corresponde a questão 6 da turma controle.


Aluno 3-“Não sei de nada.” “Pressão é uma força exercida em uma área.”


Aluno 11-“É um impacto sobre duas coisas.” “Pressão é uma força sobre a área.”

Aluno 12-“A não sei explicar.” “Pressão é força em uma área.”

Aluno 20-“É uma força implantada sobre uma

área.”

“P=F/A.”

90

CAPÍTULO 6

CONCLUSÃO

O desenvolvimento da atividade didática ocorreu numa escola

estadual, para duas turmas do segundo ano do ensino médio. Essa atividade

contava com dois métodos diferentes de ministrar aulas, sendo uma em

concordância com a Teoria da Aprendizagem Significativa e a outra no formato

tradicional. A turma que se buscou a aprendizagem significativa, com a

finalidade de alcançar esse objetivo, se aplicou o produto educacional, que é

composto pela UEPS (Unidade de Ensino Potencial Significativa), quer dizer,

uma sequência didática que visa uma aprendizagem com sentido.

O produto educacional teve como base um fato histórico ocorrido na

Segunda Guerra Mundial, que um submarino alemão denominado U-507,

exterminou mais de 600 pessoas no Brasil, fazendo com que o presidente na

época Getúlio Vargas declarasse estado de beligerância.

Os resultados da experiência didática para as duas turmas do segundo

ano do ensino médio, usando o produto educacional com o objetivo de se obter

uma aprendizagem significativa, e contendo outra turma de controle para se

pesquisar se realmente o produto promovia a aprendizagem com sentido.

Foram apresentados os resultados da sondagem para as duas turmas antes e

depois das aulas verificou-se através de tabelas e gráficos comparativos, que a

turma a qual aplicou-se o produto teve o percentual mais elevado de respostas,

suficiente, ou seja, que tiveram as respostas conceitualmente satisfatórias, com

relação a turma de controle.

É pertinente relatar que houve uma questão que a turma controle obteve

melhor resultado, a questão 6, que pede para o aluno comentar o que sabe

sobe pressão. Uma possível causa provém da análise do produto educacional,

que em nenhum momento promoveu a contextualização histórica com o

91

conceito referente à questão, pressão. Portanto durante a aplicação do produto

educacional em sala de aula, o educador deverá retirar a questão 6, uma vez

que apresentou problema no índice de aprendizagem por parte da turma busca

por aprendizagem significativa.

Entretanto não se pode afirmar com convicção que os alunos os quais

se deu a aplicação do produto educacional, pela pesquisa ação em uma

amostra, teve entre as seis questões, cinco delas um percentual superior a

turma de controle, na qual as aulas foram no formato tradicionalista, que a

aprendizagem realmente foi significativa, pois apenas um questionário antes e

depois, não é suficiente para atestar a ocorrência da aprendizagem

significativa. Contudo a produção do material potencialmente significativo,

produto educacional, propicia uma sequência didática voltada ao professor com

propósito de direcionar o aluno para a aprendizagem significativa.

92

Apêndice A

U-507, O SUBMARINO, QUE MATOU MAIS DE 600

PESSOAS NO BRASIL.

Durante a Segunda Guerra Mundial, na noite do dia 15 de agosto de

1942, o submarino alemão U-507, torpedeou o navio brasileiro Baependy.

“Enquanto brasileiros conversam do lado de fora da sala de música. Segundos

depois, um estrondo sacode a embarcação. Madeiras e vidros estraçalham-se

de uma só vez. De forma abrupta, as máquinas param de funcionar. Em

segundos, os soldados e os demais passageiros já estão com a água pela

cintura” (MONTEIRO, 2013, p.73). Nesse navio foram mortas 270 pessoas.

No mesmo dia às 21h03 outro massacre provocado pelo mesmo

submarino alemão, porém com endereço diferente, navio Araraquara. 131 foi o

número de mortos neste naufrágio.

Domingo, dia 16 de agosto, na madrugada foi a vez de o navio brasileiro

Aníbal Benévolo ser torpedeado pelo U-507 em que foram mortas 150

pessoas.

Na segunda-feira do dia 17 de agosto, o navio Itagiba foi torpedeado

pelo submarino alemão levando a morte 36 pessoas. No mesmo dia prossegue

o massacre do U-507 ao atacar o navio Arará. Ao ser torpedeado o Arará

estremece e é destruído por completo com o impacto ocasionando 20 mortes.

Após os naufrágios, corpos em estado de decomposição eram

encontrados à costa.

Em três dias o U-507 atacou cinco navios brasileiros na Costa

nordestina, entre o litoral de Sergipe e da Bahia, como consequência o

extermínio 607 vidas, que resultou na saída do Brasil do estado de

neutralidade, e o então presidente Getúlio Vargas declara guerra ao eixo (Itália,

Japão e Alemanha). Aliando-se ao eixo oposto: Estados Unidos, França, Reino

Unido e União Soviética.

93

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