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MAPAS CONCEITUAIS E A TRANSFORMAÇAO DE OBJETOS TÉCNICOS EM
EQUIPAMENTOS GERADORES: subsídios para a aprendizagem significativa
Sandra Mara Elias Gomes da Silva *
João Amadeus Pereira Alves **
RESUMO
O objetivo deste texto consiste em apresentar à comunidade de professores, em especial para a de
Física, um trabalho desenvolvido junto a alunos do segundo ano do Ensino Médio. Este trabalho foi
realizado no primeiro semestre do ano de 2008 e esteve atrelado ao Programa de Desenvolvimento
Educacional (PDE), proposto pela Secretaria de Educação do Estado do Paraná (SEED-PR). A
relevância desse trabalho se deu por investigar como o uso de objetos técnicos transformados em
equipamentos geradores e associados ao recurso de mapas conceituais, potencializa uma
aprendizagem significativa em Física na temática Termodinâmica. Outro ponto em que se procurou
avançar foi o trabalho integrado entre professores, onde cada profissional, em sua área de
conhecimento, buscou contribuir para o seu próprio entendimento sobre o tema gerador, a partir do
estudo do gás utilizado no funcionamento do objeto técnico (refrigerador) ,foi socializado o
conhecimento utilizando-se das relações sócio-ambientais A preocupação durante o
desenvolvimento do trabalho se ateve muito à observação sobre o sentido que a Física teria para o
aluno, bem como a reação deste quanto a metodologia utilizada. As observações diretas e indiretas
registradas em diário de campo e em fotos, as análises e as limitações encontradas nessa
pesquisa, mostram a necessidade de novas metodologias, sem descartar a necessidade da fixação.
Observou-se também que mesmo se utilizando de uma nova metodologia, há a necessidade de
aulas em que o aluno fixe o aprendizado por meio de resolução de problemas, utilizando-se das
equações.
Palavras – chave: Aprendizagem significativa.Objetos técnicos.Mapas conceituais.
Relações sócio-ambientais.
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*Professora PDE(2007) do Quadro Efetivo do Governo do Estado do Paraná.Graduada em Matemática(UEPG, 1991) E-mail:
[email protected] **Professor Orientador da Universidade Estadual de Ponta Grossa.Graduado em Licenciatura em Física
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ABSTRACT
The aim of this paper is to present to the teacher’s community, especially for the physics one, a work
developed with high school students. This work was made in the first semester of 2008 and it was
tied to the Educational Development Program (EDP), proposed by the Educational Secretary of the
Parana (SEED-PR). The relevance of this work was given by the investigation of how the use of
technical objects transformed in generator’s equipment and associated to the use of conceptual
maps, enhances a significant learning in physics, in the Thermodynamics Thematic. Another point
that was tried to advance was the integrated work between teachers where each professional in your
area of expertise sought to contribute for their own understanding on the generator theme, from the
study of the used gas in the operation of the technical object (refrigerator), it was socialized the
knowledge using socio-environmental relations. The concern over the development of the work was
related to the observation about the meaning that the Physics would have for the student, as well as
the reaction of the student about the new methodology. The direct and indirect observations
recorded in the daily field and in the photos, the analyzes and the limitations found in the research,
shows the necessity of new methodologies, without dispose the fixation necessity. It was also
observed that, even if use a new methodology, there is a need for classes in which the student sets
the learning through the resolution of problems, using equations
(UEPG, 1998), mestre (UNESP, 2005) e doutorando em Educação para a Ciência (UNESP-FC-Bauru/SP). E-mail: [email protected]
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INTRODUÇÃO
A experiência profissional dos autores deste trabalho permite-lhes afirmar
que a prática pedagógica dominante em nossas escolas, particularmente na
disciplina de Física, está baseada na memorização de leis e princípios físicos, na
resolução de problemas a partir de equações, fazendo com que o aluno apenas
reproduza aquilo que lhe foi apresentado, não despertando a curiosidade científica
e a criatividade, deixando de lado a formação do aluno como um cidadão crítico.
Com essa condução, a aprendizagem “obtida” é fragmentada e, isto gera
entendimentos distorcidos sobre o mundo. Dessa forma, a Física escolar como
disciplina é entendida pelos estudantes como uma decorrente de uma ciência de
difícil compreensão, pois dela se exige um nível de raciocínio elevado, calcado na
abstração tão somente. Desse modo, o entendimento dos seus conceitos é
visualizado (o que não significa que é aprendido) segundo conhecimentos físicos
distantes do mundo vivencial dos estudantes.
Aliado a essa problemática há outra: a baixa carga horária reduzida na
última década (de 3 para 2 horas-aula na maioria das escolas do país), mesmo que
as orientações das instâncias superiores não reorientem os currículos. Permanece
ainda um vasto elenco de conteúdos. Outro fato que corrobora com isso refere-se à
existência de grande parcela da população estudantil que encerra seus estudos
formais no Ensino Médio, pelo desencanto com a escola e/ou pela necessidade de
se iniciar ou imergir ainda mais no mercado de trabalho. Assim, a Física, como
ciência bem articulada com o mundo tecnológico pouco tem contribuído nessa
direção no Ensino Médio.
O projeto de intervenção em foco neste trabalho tinha como objetivo avaliar
uma experiência destinada a contribuir para a mudança do quadro acima descrito.
Ele foi desenvolvido em um colégio da rede pública de ensino do Estado do
Paraná, atrelado ao Programa de Desenvolvimento Educacional (PDE), concebido
pela Secretaria de Educação desse Estado (SEED-PR), com sustentação da
Secretaria de Ciência e Tecnologia (SETI-PR). A proposição desse trabalho
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aconteceu a partir do professor participante do PDE (1º autor), com orientação de
outro professor (2º autor), este último docente da Universidade Estadual de Ponta
Grossa (UEPG).
No trabalho desenvolvido na escola, do qual originou este texto, a utilização
de objetos técnicos com a perspectiva de transformação desses em equipamentos
geradores de aprendizagem (MION, 2001), se apresentou como a diretriz
metodológica apropriada para viabilizar uma aprendizagem significativa em Física
(MOREIRA, 2006), especificamente na temática Termodinâmica. Para tanto, o
recurso estrutural oriundo dos mapas conceituais se mostrou, a nosso ver, como
potencialmente capaz de orientar o ensino da Física, principalmente quanto à
organização e sistematização dos conceitos físicos pelos alunos.
Sabe-se que para que se tenha uma aprendizagem significativa do novo
conteúdo aprendido é preciso que haja uma relação do desenvolvimento da aula
com o conhecimento prévio do aluno (denominado subsunçor), e particularmente
no ensino da Física é imperativo que haja articulação entre os conceitos físicos e o
mundo vivencial dos envolvidos – alunos e professor.
Muitos trabalhos, realizados no Brasil e no exterior, apresentam a
preocupação, mas, sobretudo, mostram a possibilidade e a viabilidade pedagógicas
de se ensinar Física de modo que ela se torne significativa, mesmo que não
expressem fundamentos nas autoridades da teoria da Aprendizagem Significativa
ou Significante, como David Ausubel (Universidade de Columbia, EUA), Joseph
Novak (Universidade de Cornell, EUA) e Marco Antonio Moreira (UFRGS, Brasil).
Entre as produções/trabalhos que são salientes quanto a uma orientação
que vá ao encontro do que se objetiva para uma aprendizagem significativa, dois
deles são objetos de reflexão e intervenção para o trabalho que culminou com o
presente texto, a saber: o projeto do Grupo de Reelaboração do Ensino de Física
(GREF, integrado pelo Instituto de Física e pela Faculdade de Educação, da
Universidade de São Paulo, com a participação de professores da Secretaria de
Educação do Estado de São Paulo – na década de 1980) e os trabalhos de Glen S.
Aikenhead, no Canadá, nos estudos Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS), os
quais foram utilizados como objetos de reflexão e intervenção.
O desenvolvimento do trabalho utilizando o recurso metodológico dos mapas
conceituais (a partir dos trabalhos de Joseph Novak e Marco Antonio Moreira), bem
como a concepção de trabalho docente na perspectiva de transformação de
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objetos técnicos na transformação desses em equipamentos geradores [a partir de
trabalhos de De Bastos (1995) e Angotti e Mion (2001)], foi potencializado na sala
de aula na referida intervenção, com o objetivo de gerar uma aprendizagem
significativa da Física, permitindo aos alunos a apreensão de conceitos, leis e
teorias físicas a partir do entendimento e da análise crítica do próprio mundo
vivencial. Além disso, já podemos inferir que os objetos técnicos permitem uma
ampla discussão sobre o impacto da tecnologia na sociedade seus aspectos
construtivos e destrutivos, possibilitando fazer a relação ciência, tecnologia,
sociedade e ambiente.
Como forma de fazer com que os demais professores da referida turma se
envolvessem na intervenção em questão devolveu-se um projeto interdisciplinar,
sobre o qual algumas questões ambientais foram focalizadas em todas as
disciplinas da grade curricular. Neste texto é apresentado o andamento da
pesquisa sobre como os objetos técnicos e os mapas conceituais podem
potencializar uma aprendizagem significativa no ensino da Física. A seção 1 mostra
a fundamentação teórica acerca das ferramentas (objetos técnicos e mapas
conceituais e aprendizagem significativa). A seção 2 mostra a intervenção, ou seja
a ação propositiva, os sujeitos envolvidos, a descrição do trabalho e os seus
alcances. A seção 3 contempla os obstáculos enfrentados e a busca de possíveis
soluções. A seção 4 contém a análise dos dados coletados. A seção 5 contempla
as considerações finais e, finalmente, na seção 6 são apresentadas as referências.
1.INSTRUMENTAIS TEÓRICOS: POTENCIALIZANDO O ENSINO DE FÍSICA
Como já foi citado torna-se urgente atualizar o que e como se ensina nos
estabelecimentos educacionais, de modo que os saberes escolares sejam
pertinentes para a formação do aluno e a consolidação da escola. Para isso
precisamos utilizar elementos potencialmente significativos, que neste trabalho, se
fundamentam na utilização de objetos técnicos na transformação deles em
equipamentos geradores, bem como no uso do recurso dos mapas conceituais.
A tecnologia, presente na sociedade e influente nesta, possui estreitas
relações com a ciência. Diante disto, ela pode ser entendida como intrinsecamente
envolvida ao processo de pesquisa, desenvolvimento e produção de novos
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artefatos. Estes, por sua vez permitem melhor o desenvolvimento do conhecimento
científico. Esta relação que forma uma via de duplo sentido entre Ciência e
Tecnologia (C&T) carece de ser tratada didaticamente no ensino de Física, em
favor de uma aprendizagem significativa desta.
Entendemos que o aluno traz para a escola alguns saberes, necessários e
significativos ao desenvolvimento da prática docente em Física. Mas são saberes
que necessitam ser explicitados por eles, na relação dialógica com o professor, de
modo que este os problematize, colocando esses saberes frente a frente com
referentes científicos da Física. Assim, sobre esses saberes se faz a análise e se
reformula o pensar quando isto se faz necessário – o que geralmente necessita
ocorrer. Na verdade, pensado pela teoria da Aprendizagem Significativa, este
trabalho docente diz respeito à busca pelos subsunçores (MOREIRA, 1999), para
que se inicie um trabalho em favor da aprendizagem significante. Segundo Ausubel
(1978, p. 41), “[...] o fator isolado mais importante que influencia a aprendizagem é
aquilo que o aprendiz já sabe [...]”.
Em contraposição a aprendizagem significativa há a aprendizagem
mecânica, que segundo Tavares (2007) é aquela em que as novas informações
são memorizadas de maneira arbitrária, literal, não significativa. Esse tipo de
aprendizagem bastante utilizada nas escolas serve para “passar” nas avaliações,
mas tem pouca retenção, não requer compreensão e não dá conta das situações
novas. Porém, para que o significado seja potencial e, por isso, possa proporcionar
uma aprendizagem significativa, são necessários dois pré-requisitos, conforme
descrição a seguir:
O primeiro refere-se à natureza do próprio material, cuja logicidade “está na
base de relação arbitrária e substantiva entre o material e as idéias
correspondentes significativas que fazem parte do domínio da inteligência humana”
(AUSUBEL et. al., 1980, p. 41). Ou seja, o significado lógico é aquele que pode ser
percebido por qualquer indivíduo/grupo, apesar de ser incorporado de modo
diferente para cada indivíduo/grupo.
O segundo diz respeito à presença de conteúdo significativo na estrutura
cognitiva do aluno, isto é, depende do conhecimento prévio que, estando presente
na estrutura cognitiva do indivíduo, possibilitará a incorporação do novo material
por meio de relações não arbitrárias e substantivas. Esse conhecimento prévio, ao
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interagir com o novo conteúdo, modifica-se e torna-se mais abrangente, mais
elaborado e passível de “ancorar” novas informações.
Nessa interação, novos significados surgem como resultado de
aprendizagem significativa e, esta acontece graças a existência do significado
preexistente constituindo, assim, um processo cíclico e contínuo.
O professor desempenha um papel importante para uma aprendizagem
significativa segundo David Ausubel, pois é ele que tem as funções de: organizar
os conteúdos a serem ensinados, partindo do todo, para chegar aos conteúdos
específicos; identificar quais os conhecimentos prévios que o aluno deve ter para
que possa aprender o conteúdo de modo significativo e, ainda, verificar o que o
aluno sabe sobre o conteúdo a ser ensinado, mas caso faltem subsunçores aos
alunos, de uma forma ou de outra, ao professor cabe levar o aluno a adquirir esses
subsunçores. Por outro lado, de nada adiante se o aluno não se dispõe a aprender,
pois: se o indivíduo quiser memorizar o conteúdo arbitrária e literalmente, então a
aprendizagem será mecânica.
Após o retorno de David Ausubel à sua origem de formação, afastando-se
do contexto educacional, Joseph Novak (ex-orientado de Ausubel) assumiu o
desenvolvimento da teoria da aprendizagem significativa. Para Joseph Novak, a
educação é um conjunto de experiências (cognitivas, afetivas e psicomotoras);
enquanto que David Ausubel valorizava mais o aspecto cognitivo que faz com que
a pessoa cresça e se desenvolva como um todo.
Segundo Joseph Novak, os seres humanos fazem três coisas: pensam,
sentem e atuam. Logo, uma teoria de educação para esse autor precisa levar em
conta a pessoa como um todo e não apenas o desenvolvimento cognitivo. E, os
elementos sobre os quais a educação se desenvolve são: aprendiz, professor,
matéria de ensino (conhecimento), contexto e avaliação. Assim, para esse autor a
avaliação permeia os demais elementos, uma vez que o processo de ensino
precisa ser avaliado constantemente. Nesse modo de avaliação, os referidos
elementos entram em cena, em que de modo especial ao professor cabe
compreender como está a sua prática e como o material didático está sendo
potencialmente significativo.
Depois de definida a aprendizagem significativa, bem como sua
importância, conclui-se que no ensino da Física ela é de vital importância, pois
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esse deve apresentar significado e principalmente deve ser relacionado com o
conhecimento prévio que o aluno traz do seu mundo vivencial.
Para que isto seja possível é preciso que o professor compartilhe
inicialmente com o aluno os significados, trazidos por este, na medida em que as
atividades instrucionais se desenrolem. Devido às constantes interações à iniciação
ao diálogo, o aluno passará também a compartilhar os significados do professor, os
quais necessitam estar afinados com a cientificidade, nem por isso
desconsideradas as questões sociais, políticas, econômicas e éticas.
Neste sentido, os objetos técnicos que se apresentam de modo
incontestável atrelados ao mundo vivencial dos alunos e do professor necessitam
ser pensados como potencialmente capazes de subsidiar e mediar os
conhecimentos em Física em sala de aula. Imaginar como seria a vida e a
sociedade de hoje desprovida do refrigerador, do chuveiro, dos motores, do
computador, da internet, do celular, da TV, do forno de microondas, do DVD, do
computador dentre um cem número de outros produtos é um exercício importante
para se posicionar diante de questões controversas ocasionadas a partir de todo
esse instrumental, tais como: a dependência dos produtos da tecnologia; o conforto
gerado por eles; a comunicação rápida; os méis de transporte rápidos; os alimentos
industrializados; a mudança nas relações de trabalho; a mudança nas relações
pessoais; a poluição e os congestionamentos nos centros urbanos maiores,
acometendo a população com doenças ditas da vida moderna. Situações dessa
natureza não podem ser negligenciadas nas práticas docentes nas escolas, mas
são!
Então, já que esses aparelhos estão presentes em nossa vida porque não
utilizá-los para despertar a curiosidade científica dos estudantes, buscando
soluções a questionamentos relacionados ao dia a dia dos mesmos: como
funcionam as máquinas? Como a energia elétrica chega às residências? Ou ainda,
como o chuveiro elétrico esquenta a água do banho? São todos exemplos de
questionamentos que decorrem de discussões necessárias para entendimento dos
conceitos físicos.
Dessa forma os conceitos científicos e tecnológicos que fazem parte do
mundo-vida dos envolvidos, quando trazidos para a sala de aula têm um papel
relevante no sentido de tornar o ensino da Física significativo, proporcionando
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grandes possibilidades de discussão. (WINNER, 1987, apud ANGOTTI e MION,
2001, p. 99) revelam:
Causa decepção a noção razoável que herdamos de tempos antigos e
menos complicados: a que divide a gama de possíveis interesses acerca da
tecnologia em duas categorias básicas: fazer e utilizar. [...] Temos a
tendência de pensar de que esta é uma atração para certas pessoas em
determinadas ocupações, porém nada mais. ‘Como funcionam as coisas’ é
o terreno dos inventores, dos técnicos, dos engenheiros, dos mecânicos,
dos mecânicos de reparações etc., quem prepara os instrumentos artificiais
para a atividade humana e os mantém em bom funcionamento. Se pensa
que aqueles que não estão diretamente envolvidos com nenhuma das
diversas esferas do fazer têm pouco interesse ou necessidade de conhecer
os materiais, os princípios ou os procedimentos que incluem ditas esferas.
Assim a citação ainda nos chama a atenção para a necessidade de se
explorar na escola as íntimas relações entre as diferentes esferas que envolvem o
funcionamento dos objetos de origem e dimensão tecnológicas. Entretanto, essa
percepção pelo professor e conseqüente ação demanda da necessidade de um
esforço reflexivo, bem como de conhecimentos teórico-práticos na direção de uma
educação científico-tecnológica.
Segundo Angotti e Mion (2001) inúmeros objetos técnicos podem ser
utilizados de modo a se chegar em equipamentos geradores: com uma lâmpada
incandescente ou fluorescente pode ser estudado (fonte, propagação, efeito joule);
uma garrafa térmica (paredes adiabáticas, isolamento térmico, trocas de calor);
uma máquina fotográfica (imagens, escalas , óticas), um automóvel ou similares
(mecânica e termodinâmica, balanços de massa e de energia); um disco laser e
muitos outros. É fundamental, para tais autores, que se tenha especial atenção
ainda que estes conceitos físicos sejam investigados para poderem ser
relacionados com objeto técnico, o qual deve ser manuseado reflexivamente,
problematizado e investigado para posteriormente ser transformado em
equipamento gerador.
Outra ferramenta utilizada na intervenção são os mapas conceituais,
conforme definição de Moreira (2007) são diagramas indicando relações entre
conceitos, ou entre palavras que usamos para representar conceitos, tais
diagramas não devem ser confundidos com organogramas ou diagramas de fluxo,
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pois não implicam seqüência, temporalidade ou direcionalidade, nem hierarquias
organizacionais ou de poder. Mapas conceituais são diagramas de significados, de
relações significativas, de hierarquias conceituais.
Para a sua construção são utilizadas setas, figuras geométricas: elipses,
retângulos, círculos; onde os conceitos mais inclusos estão no topo do mapa e os
mais específicos estão na sua base.
Algumas aplicações dos mapas conceituais identificadas por Novak (1999):
exploração do que os alunos já sabem; traçado de um roteiro de ensino (pelo
professor) e de aprendizagem (pelo aluno); a extração de significados de livros
texto; a extração de significados de trabalhos práticos, de campo ou de
investigação; preparação de trabalhos escritos ou de exposições orais.
Acredita-se que a transformação de objetos técnicos em equipamentos
geradores leva a uma aprendizagem significativa da Física, a qual pode ser
percebida por meios dos mapas conceituais construídos.
2. A INTERVENÇÃO: SUJEITOS, DESCRIÇÃO DO TRABALHO E ALCANCES
2.1 - Os sujeitos envolvidos
Os alunos que participaram desse projeto de intervenção são de classe
média baixa, que cursam o segundo ano do Ensino Médio, com faixa etária entre
quinze e vinte anos. A turma composta por trinta e quatro alunos, sendo quinze do
sexo masculino e dezenove do sexo feminino, caracterizando alunos que vão da
adolescência à fase adulta, fator de relevância na análise da intervenção.
Nessa fase de adolescência, sabe-se que o aluno necessita de algo novo,
de práticas pedagógicas diferentes que gerem motivação no grupo. Tarefa
desafiadora, mas necessária, pois o ensino tradicional faz com que o aluno fique
sentado apenas anotando teorias, princípios e resolvendo problemas nos quais se
aplicam fórmulas. Assim, acreditamos que novos enfoques metodológicos possam
tornar o aprendizado mais atraente e efetivo.
Foram envolvidos também os demais professores da referida turma por
meio de um trabalho interdisciplinar, juntamente com a equipe pedagógica da
escola, com efetivo acompanhamento das atividades.
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2.2 - Descrição da intervenção desenvolvida
A intervenção descrita foi desenvolvida durante o primeiro semestre do ano
letivo de 2008 pela professora de Física pertencente ao programa PDE do governo
do Estado do Paraná no Colégio Estadual Humberto de Alencar Castelo Branco –
Ensino Fundamental e Médio, do município de Santana do Itararé, estado do
Paraná, sempre no período vespertino.
Essa intervenção ocorreu conforme matriz curricular durante as três aulas
semanais da disciplina em questão, sendo acompanhada pelo orientador da IES,
equipe pedagógica da escola, direção e o Núcleo de Educação de Wenceslau
Brás, os meios utilizados para o registro das ações foram o “diário de campo” e
fotos para possibilitar a análise do processo de investigação.
Na sala de aula, foi realizada primeiramente uma investigação com os
alunos envolvidos para a escolha do objeto técnico. Para isso recorreu-se ao GREF
(2006) , como referência e a partir da problemática: “Em nosso dia-a-dia utilizou-se
calor em diversas situações. Que situações são essas e de que maneira o calor é
obtido?” A partir dessa questão foi construída juntamente com os alunos uma
listagem de objetos e fenômenos e foram estabelecidas algumas relações com
calor ou temperatura.
Na seqüência passando para a classificação dessa listagem em: medida e
controle de temperatura, fontes e troca de calor, transformações térmicas e
máquinas térmicas e, partindo da classificação foi escolhido o objeto “geladeira”
como objeto de estudo, o qual foi selecionado por ser um objeto do cotidiano dos
envolvidos, além de permitir um maior potencial de utilização nas discussões
relacionadas aos conteúdos programados e passível de se fazer presente nas
aulas.
Percebeu-se de imediato a importância da confecção da lista dos objetos e
fenômenos, desse modo facilitando a escolha de um objeto que realmente tivesse
relação com os conteúdos a serem estudados, já que não podiam escolher um
objeto que estivesse fora da lista.
Iniciando o processo ensino-aprendizagem chamando a atenção do aluno
para um objeto do seu cotidiano, que tem uma importância muitas vezes esquecida
ou até mesmo banalizada, através da exposição do objeto de estudo pelo
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professor, seguido da discussão com a turma sobre o papel da geladeira no seu
mundo vivencial. A apresentação de uma geladeira real foi utilizada para fortalecer
o vínculo da aula com o cotidiano do aluno.
Ainda nesse momento o professor procurou levantar o grau de intimidade
dos alunos com o objeto de estudo, dialogando sobre os conceitos físicos que
serão estudados, através de questões como: Quem não tem um refrigerador em
casa? Como você acha que seria sua vida sem a geladeira? Por que será que o
congelador fica na parte de cima? O que seria a grade preta existente atrás da
geladeira? O que vocês já sabem a respeito do gás utilizado no funcionamento de
um refrigerador? Por que o refrigerador possui suas prateleiras vazadas? Qual o
problema de se colocar roupa para secar atrás da geladeira? Para essa introdução
foram utilizadas três aulas.
Após tais questões, os alunos realizaram uma pesquisa em grupo referente
ao histórico do refrigerador, socializada em forma de seminário pelos mesmos.
Assim, eles puderam perceber os fatores que levaram à criação da geladeira, para
essa apresentação e discussão. Aqui também foram utilizadas três aulas.
Conscientes da necessidade da geladeira para a sociedade o professor
realizou a explicação do seu funcionamento, a qual foi feita sempre em contato
com o objeto em questão.
A explicação do funcionamento do refrigerador foi feita também com a
presença do aparato tecnológico “panela de pressão” para explicação da
proporcionalidade entre pressão e temperatura, aproveitando também essa
oportunidade para se fazer o levantamento da seguinte problemática: Por que a
porta de um refrigerador ou freezer levam um certo tempo para abrirem depois de
fechadas?
Para a exposição oral do funcionamento do objeto técnico , ou seja,a
geladeira, foi utilizado recursos áudio-visuais(data-show), pois a geladeira, trata-se
de um objeto de difícil locomoção e o ambiente não comportava o número de
alunos, impossibilitando dessa forma o contato direto com o objeto real.
A exposição oral, citado à cima, oportunizou a práxis, propiciando assim, a
reelaboração do conhecimento. Para que os alunos pudessem organizar todo o
conhecimento obtido, foi confeccionado um mapa conceitual do funcionamento do
refrigerador, o qual foi feito pelo professor na lousa com a ajuda dos alunos. Antes
da montagem desse mapa foi apresentado aos alunos o objetivo dessa ferramenta,
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bem como as regras para sua construção. Nesta situação foram utilizadas três
aulas.
A partir da problemática: Que aparelho utiliza-se para podermos saber que
a temperatura aproximada em que o gás saiu do compressor foi de 41°C? Sem
dúvida a resposta imediata foi o termômetro e a partir desse instrumento foi
explicado o seu funcionamento e utilizado também para estimar a temperatura
interna de um refrigerador.
Para que os alunos percebessem a importância do termômetro foi realizado
o experimento no qual se colocou a mão esquerda num recipiente com água
quente e a direita na água fria e posteriormente as duas na água morna. Ocorreu
que a água foi percebida quente na mão direita e fria na mão esquerda. Como isso,
os alunos puderam perceber como nossos sentidos podem nos enganar e então o
porquê da importância do termômetro. Após a exposição e a realização do
experimento os alunos construíram um mapa conceitual que explicava o
funcionamento do termômetro. Foram necessárias duas aulas para essa atividade.
Com a utilização do termômetro pode-se realizar a abordagem de
conceitos físicos como: dilatação térmica da substância termométrica, pontos de
fusão do gelo e a temperatura de vaporização da água.
Relacionando com o termômetro, iniciou-se a apresentação do conteúdo
escalas termométricas e suas conversões, realizando atividades sobre as quais os
alunos aplicaram a equação de conversão das escalas termométricas, inclusive
utilizando-se da temperatura interna e das temperaturas do gás refrigerante no
processo de funcionamento do refrigerador. Para fixação das equações
termométricas foram feitas varias atividades onde o aluno aplicou essas equações,
por isso a necessidade de um tempo maior – 5 aulas.
Após essa atividade foi feita uma avaliação, de acordo com o sistema da
Escola. Notou-se um desempenho excelente pela turma nessa avaliação. Aqui
foram necessárias duas aulas.
Dando continuidade ao trabalho e observando o refrigerador, manifestou-se
a problemática: Por que o congelador de um refrigerador fica na parte de cima? Por
que nos manuais dos refrigeradores recomenda-se não colocar toalhinhas nas
prateleiras, nem roupa para secar atrás das geladeiras? Após essas reflexões,
resultou a abordagem do novo conteúdo “Os processos de transmissão de calor”, o
qual trouxe também um novo objeto a “garrafa térmica”, pois nela são parcialmente
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impedidos os de transmissão de calor, opondo-se ao refrigerador, no qual
acontecem os três processos. Foi possível para os alunos, perceberem o objeto
real, com todas as suas partes e; novamente foi feito o contato com o refrigerador
para que pudessem perceber as questões mencionadas. Essas explicações
utilizando-se dos objetos reais levaram três aulas.
Para reforçar o aprendizado dos processos de transmissão de calor foram
demonstrados alguns experimentos práticos, dentro da sala de aula, já que o
laboratório era impossibilitado de ser utilizado, pois a escola se encontrava em
reforma.
Os alunos montaram mapas conceituais a partir dos conhecimentos
adquiridos: processos de transmissão de calor e funcionamento da garrafa térmica.
Foram utilizadas duas aulas para montagem desses mapas.
Quanto à substância termométrica, iniciou-se o estudo da dilatação linear,
superficial e volumétrica dos sólidos. Nele se iniciou voltando ao mapa conceitual
construído, sobre o “termômetro”, pois o seu funcionamento utiliza-se da dilatação
térmica. Foram realizados experimentos e atividades com o uso de equações
específicas. Nessas atividades propostas sempre que possível se relacionou o
objeto de estudo – a geladeira.
Ainda no estudo da dilatação térmica utilizou-se o funcionamento do
termostato do ferro elétrico e do chuveiro elétrico,. Como demonstração prática foi
utilizado um termostato de radiador de automóvel, que quando colocado numa
vasilha com água quente observava-se a abertura da válvula, destacando a
diferença do termostato desses aparelhos com o da geladeira. Para o
desenvolvimento desse conteúdo foram utilizadas três aulas.
Para sistematizar os conhecimentos adquiridos foram construídos mapas
conceituais. Isto serviu como aprofundamento do conteúdo. Foram utilizadas duas
aulas.
Após o entendimento do conteúdo e demonstração das equações, foram
utilizadas cinco aulas para atividades de aplicação das equações de dilatação
térmica linear, superficial e volumétrica. Isto é algo que merece ser revisto numa
continuidade do trabalho.
Pensando numa forma de estabelecer relações entre as áreas do saber em
que estava sendo realizada a intervenção, desenvolveu-se um projeto
interdisciplinar com o título “O mundo está em nossas mãos: faça a sua parte” .
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Esse projeto surgiu a partir da preocupação com um gás muito utilizado no
refrigerador – o clorofluorcarbono (CFC) – responsável por muitos danos
ambientais. Esse projeto foi construído por recortes das diversas disciplinas num
sentido de complementariedade, além de ocasionar a integração professores-
alunos. Buscou-se estratégias para a utilização responsável dos recursos naturais
e preservação do meio ambiente.
Um trabalho que envolveu as diversas disciplinas, de forma interdisciplinar,
propiciou que relações fossem tecidas, enriquecendo cada área do conhecimento e
conservando as especificidades das seguinte maneiras:
Como forma de mostrar a importância da geladeira abordou-se na Biologia
a questão da conservação dos alimentos (técnicas), contaminação dos alimentos
por microorganismos e realização de experimento onde foi verificada as questões
discutidas.
Na disciplina de Física, foram abordados os seguintes assuntos: utilização
do CFC no funcionamento do refrigerador, no ar condicionado e nos tanques
resfriadores de leite, possibilitando o desenvolvimento dos assuntos inversão
térmica, consumo de energia, destino de pilhas e baterias, culminando com a
discussão sobre a construção de uma casa ecológica.
Em Química, para que o aluno entendesse como os CFCs causam danos
ambientais foi realizado um estudo da composição química de alguns gases que
compõem e também dos que poluem a atmosfera. Como forma alternativa de
preservação do meio ambiente os alunos confeccionaram sabão caseiro utilizando
óleo de cozinha, onde tiveram a oportunidade de visualizarem a reação química
envolvida, relacionado com a utilização de CFCs.
Na disciplina de História fez-se um estudo do protocolo de Kioto.
Os danos ambientais como: aquecimento global, efeito estufa,chuva ácida,
foram estudados na disciplina de Geografia, onde os alunos confeccionaram
maquetes e puderam visualizar os fenômenos. Percebeu-se a importância da
maquete para que pudesse ser visualizado o fenômeno apresentado.
Na disciplina de Educação Física foi estudado sobre os efeitos da poluição
no corpo humano, educação alimentar e a importância das atividades físicas para o
desenvolvimento saudável do ser humano.
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Como forma do aluno relatar os assuntos discutidos, em Português foram
produzidos textos envolvendo a problemática e na língua inglesa foram
confeccionadas histórias em quadrinhos envolvendo o tema.
Ainda foram realizados vários trabalhos, experimentos, maquetes, visitas,
produção textual, pelas disciplinas envolvidas, culminando com a apresentação dos
trabalhos realizados na Feira Cultural da escola e dessa forma a comunidade teve
oportunidade de conhecer o trabalho realizado pelo professor PDE.
Em todas as situações apresentadas na feira cultural nas diversas
disciplinas, foram construídos mapas conceituais para facilitação da explicação por
parte dos alunos aos visitantes. Esses mapas foram construídos pelos próprios
alunos.
Com a apresentação dos trabalhos na feira cultural da escola, encerrou-se
o projeto de intervenção descrito. Essa amostra oportunizou para a comunidade
local conhecer o trabalho do professor PDE, bem como a integração das diferentes
áreas. O projeto ambiental desde o início até a exposição final utilizou-se de nove
aulas.
2.3 – Alcances pedagógicos
Durante a atividade de problematização inicial, constatou-se que o trabalho
realizado já se fazia satisfatório, porque oportunizou aos alunos troca de idéias,
permitindo ao professor participação dos questionamentos lançados pelos alunos,
e as questões novas surgidas durante as discussões a partir da problematização
inicial foram aproveitadas pelo professor dar continuidade no trabalho.
Quanto à utilização dos mapas conceituais, foi observado que eles tiveram
bastante potencial para sistematizar o conhecimento dos alunos, bem como serviu
de para revisar os conteúdos estudados, a partir da sistematização dos mesmos
via processo de digitalização. Sempre que necessários os mapas também foram
utilizados como suporte ao conteúdo a ser ensinado.
Os alunos não tiveram dificuldade em entender o processo de construção
dos mapas-conceituais. Em pouco tempo já estavam construindo seus próprios
mapas, inclusive utilizando-os como forma de estudar outras disciplinas escolares.
A utilização dos objetos técnicos foi bastante motivador para o processo
ensino-aprendizagem. Percebeu-se o grande interesse dos alunos o estudo e
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apropriação dos conceitos físicos. Os alunos começaram a sentir e entender a
finalidade do ensino da Física a partir do estudo sistematizado fundamentado em
tais objetos.
Em relação ao trabalho interdisciplinar percebeu-se a importância de
relacionar as diversas áreas do conhecimento por meio de temas que fornecem
grandes possibilidades de discussões e interações. Nesse trabalho utilizou-se
também maquetes, pois além de oportunizarem uma certa arte-final no trabalho, a
nosso ver oportunizou de forma concreta as explicações dos fenômenos.
Os alunos demonstraram envolvimento participativo nas atividades
propostas relacionadas à melhoria das condições ambientais da Escola e da
Comunidade, como parte integrante da natureza, percebendo os processos
pessoais como elementos fundamentais para uma atuação consciente, criativa,
responsável e respeitosa em relação ao meio ambiente, compreendendo que a
sustentabilidade do planeta é um problema de todos e uma realidade que pode ser
modificada.
Observou-se também que os alunos sentiram a necessidade da leitura dos
manuais dos objetos técnicos, bem como conseguiram entender o porquê de
determinadas recomendações na utilização desses objetos, bem como
apresentaram um olhar diferente se fossem adquirir tais objetos, sobre o que
deram destaque às questões de: necessidade, economia de energia, qualidade,
durabilidade e descarte.
3. OBSTÁCULOS ENFRENTADOS E PROCURANDO POSSÍVEIS SOLUÇÕES
Em relação à utilização dos objetos técnicos, um aspecto importante
observado foi o interesse, a curiosidade dos alunos em relação ao funcionamento
destes, e também a necessidade de sempre buscar paralelamente ao objeto de
estudo outros que tenham também relação aos conteúdos trabalhados. Mesmo
assim, no caso do objeto de estudo escolhido – a geladeira –, a dificuldade
encontrada, foi a inviabilidade de alguns alunos em estarem em todas as aulas em
contato com o objeto real, devido à dificuldade para a locomoção de tal objeto. No
18
caso da escola em que foi desenvolvido o projeto, a geladeira se encontrava na
sala dos professores, sendo que era necessário locomover os alunos até esse
ambiente, o qual era pequeno para o elevado número de alunos da turma. Essa
dificuldade foi amenizada com o uso de vídeos e data-show, e também com a
utilização de outros objetos técnicos, como: a garrafa térmica, lâmpada, panela de
pressão e ferro elétrico.
Havia também sido planejada a explicação do funcionamento do
refrigerador por um técnico especializado, mas devido a estrutura do município que
não conta com um profissional desses, não houve a possibilidade de realização
desse evento.
Outro obstáculo encontrado diz respeito ao planejamento realizado. Ao
elaborar o plano de intervenção foram computadas 56 horas-aulas para serem
implementadas no 1º semestre de 2008. Colocado em ação, foi observado que
devido a causas que não estavam previstas como: a impossibilidade de alunos da
zona rural chegarem à escola devido à chuva; reforma na escola; reuniões
pedagógicas não-previstas e; projetos desenvolvidos pela escola. Assim, 30% da
carga horária prevista não foi contemplada no projeto.
Durante as atividades do projeto interdisciplinar ocorreram certas
dificuldades em relação aos professores, pois nem todos os convidados se
envolveram como se previa. Atrelado a esta, outra dificuldade importante consistiu
na baixa adesão dos professores às reuniões para delineamento do trabalho, pois
as horas-atividades são realizadas por disciplina na escola em que o projeto se
desenvolveu. Em partes, essa dificuldade foi amenizada, com discussões com os
professores durante alguns intervalos.
4. ANÁLISE DOS DADOS
Quanto aos registros das observações, é preciso dizer que na condição de
participante e observador em sala de aula, foi inviável realizá-los durante o tempo
das aulas, propriamente dito. Portanto, elas foram feitas logo após o término de
cada um das aulas.
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O papel de professor e aprendiz de pesquisador facilitou a obtenção de
muitos dados. Portanto, as observações feitas refletem o processo vivido da forma
mais natural possível – o cotidiano do trabalho realizado.
Em relação ao seminário apresentado, os alunos demonstraram muita
curiosidade na evolução dos modelos de refrigeradores. Os grupos fizeram as
pesquisas com fotos, sobre o que puderam mostrar toda a evolução e os vários
modelos de refrigeradores, bem como discutiram sobre as diferenças entre os
vários modelos de refrigeradores.
Durante a escolha do objeto técnico de estudo verificou-se a necessidade
de seleção conforme sugestão do GREF, pois precisava-se de um objeto que
realmente pudesse fazer com que os conteúdos a serem estudados se
relacionassem com seu funcionamento, e durante todo o trabalho esse objeto foi
realmente o centro das problematizações que deram origem aos conteúdos da
Física.
Durante todo o trabalho era visível o interesse dos alunos pelo
funcionamento dos objetos técnicos mencionados, o porquê das recomendações
dos fabricantes, a importância de saber adquirir esses objetos, sem causar danos
sócio-ambientais. O objeto técnico geladeira foi utilizado até o final do trabalho, o
que fez com que ela sua inserção se tornasse um tanto cansativa. Isto se deve à
esse modo de condução da prática educativa, o qual é algo novo para o 1º autor
deste texto.
Quanto aos mapas conceituais construídos, primeiramente houve a
explicação de como montá-los passo a passo. Em seguida os alunos
confeccionaram-nos juntamente com o professor, o que veio a facilitar o
entendimento dos conceitos envolvidos. Inicialmente eles demonstraram
dificuldade em montar seus mapas conceituais, mas gradativamente e até o final
do trabalho esses alunos já produziam seus mapas de modo mais efetivo.
Foi gratificante, ver o resultado do trabalho feito com os mapas, inclusive
como forma de estudar outras disciplinas, pois eles começaram a utilizá-los como
método de estudo. Esses mapas construídos pelos próprios alunos foram
selecionados e gravados em um disco removível externo (pen-drive) e sempre que
se fez necessária determinada explicação tais mapas foram buscados, utilizando-
os como forma de revisar o conteúdo, mas também como ponto de partida para
conteúdos novos.
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A seguir destacamos alguns mapas construídos pelos alunos durante o
trabalho de intervenção na escola:
Figura 1: Mapa conceitual sobre o funcionamento da geladeira, elaborado pelo primeiro autor deste texto juntamente com
seus alunos.
Figura 2: Mapa conceitual “funcionamento do termômetro” construído pela aluna Maíra
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Figura 3: Mapa conceitual “processos de transmissão de calor” construído pela aluna Ellen Cris.
Observa-se nos mapas conceituais construídos a relação entre o objeto
técnico com os conteúdos físicos. Por meio dessa construção oportunizou-se a
iniciação a uma aprendizagem significativa.
No que se refere ao trabalho interdisciplinar, notou-se a dificuldade dos
professores para o trabalho em grupo, primeiramente pela indisponibilidade de
horário para esses encontros, e em segundo lugar pela visão de fragmentação do
conhecimento, fazendo com que os alunos também tivesse dificuldade de
globalizar, isto é, de reunir os conhecimentos adquiridos.Outra dificuldade foi a
rotatividade de professores da turma, devido a licenças e desistências, o que
contribuiu para tal fragmentação, bem como para a geração de dificuldade em
relacionar o conteúdo programado com as questões sócio-ambientais.
Apesar de todas as dificuldades descritas, os alunos tiveram uma grande
dedicação ao trabalho, a qual foi observada por toda a comunidade escolar durante
a apresentação na feira cultural. Nela, observou-se que até mesmo os alunos mais
desinteressados apresentaram seus trabalhos com muito esmero.
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A seguir são apresentadas algumas fotos que mostram a exposição do
trabalho interdisciplinar, sobre o que toda a comunidade escolar pode conhecer o
trabalho realizado pelo professor PDE.
Figura 4: Slogan do projeto interdisciplinar desenvolvido
Figura 6: Explicação do funcionamento do refrigerador Figura 7: Mapas conceituais utilizados para explicação do
funcionamento do refrigerador e da garrafa térmica.
Figura 5: Experimento de Biologia
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Figura 8: Mapa conceiutual utilizado para explicação do
fenômeno “chuva ácida
Figura 9: Maquete utilizada para explicação do fenômeno “chuva ácida”.
Figura 10: Maquete utilizada para explicação do fenômeno ”
“efeito estufa”.
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Figura 11: Explicação do fenômeno “aquecimento global”
Esse trabalho teve como foco o refrigerador; isto é, a partir do seu
funcionamento, problematizando-se a presença do CFC, gerando com isso uma
reflexão sobre danos sócio-ambientais envolvendo tal gás.
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A preocupação durante o desenvolvimento do trabalho se ateve muito à
observação, quanto ao significado que a Física teria para os alunos, bem como a
reação desses quanto à metodologia utilizada.
Figura 12: Sabão caseiro feito com gordura já utilizada
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De acordo com descrição apresentada neste artigo, o ensino de Física
constitui um importante campo de estudo para os próprio educadores do Ensino
Médio. Uma situação de ensino deve promover alterações positivas, pois não são
gerados significados no ato de memorização de fórmulas, leis e princípios.
Para que realmente ocorra a aprendizagem significativa, é preciso perceber
antes a necessidade de modificações na prática pedagógica, no conteúdo dos
livros didáticos e na formação do professor.
No caso da metodologia aplicada nesse trabalho, envolvendo “objetos
técnicos” e “mapas conceituais” se pode constatar a importância dessa alternativa
para a mudança do processo ensino-aprendizagem no ensino da Física, pois por
meio dela os alunos são capazes de sentirem estímulos e motivações no processo
ensino-aprendizagem.
Verificou-se que os objetos técnicos utilizados são potencialmente capazes
de gerar todo o aprendizado do conteúdo em questão, por isso a importância da
escolha correta do objeto de estudo e a necessidade desse objeto se fazer
presente nas aulas de Física.
Para que o professor consiga utilizar esses objetos técnicos em suas aulas,
de modo a se trabalhar sobre “como as coisas funcionam” ou sobre a fabricação
desses objetos, há a necessidade de um conhecimento técnico da Física. Portanto,
se nota importância de parceiros técnicos e/ou especializados de modo que os
conhecimentos sejam transformados em conhecimento educacional em Física.
Em relação aos mapas conceituais, esses se mostraram como um grande
aliado ao processo ensino-aprendizagem, pois eles fizeram com que os alunos
sistematizem todo o conhecimento adquirido por meio do estudo dos objetos
técnicos de uma forma hierarquizada, podendo a partir desses mapas realmente se
efetivar concretamente uma aprendizagem significativa.
Percebeu-se ainda que recursos didáticos, tais como: livro-texto, vídeos,e
lousa e giz juntamente com as atividades práticas e teórico-experimentais,
resolução de problemas são também de fundamental importância e, portanto, não
podem ser deixados de lado, como se fossem recursos e métodos ultrapassados.
Este trabalho teve como pretensão ser o início de um processo de reflexão
no que se diz respeito ao ensino da disciplina de Física, mostrando a necessidade
de que, permanentemente, sejam discutidas e avaliadas os recursos metodológicos
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utilizados e adaptados à realidade dos envolvidos. O trabalho mostrou ainda que os
professores, são formadores de pessoas que desenvolverão papel fundamental na
sociedade em que estão inseridos. Independente da profissão que escolherem, os
alunos atuais atuarão numa sociedade que está em constante transformação
principalmente no que se diz respeito a tecnologia, o que precisa ser observado
atentamente na prática educacional.
6. REFERÊNCIAS
ANGOTTI, J. A. P.; MION, R. A. Equipamentos geradores e a formação de
professores de física. In: ANGOTTI, J.A.P. e REZENDE JUNIOR, M.F.(Orgs).
Florianópolis: Laboratório de Ensino de Física a distância, 2001.
AUSUBEL, D. P. Psicologia educacional. Rio de Janeiro: Interamericana, 1980.
BORGES, E. L. Teorias e Práticas Pedagógicas. Disponível em:
<http://www.tvebrasil.com.br/salto/boletins2003/tcc/tetxt2.htm> Acesso em: 20
junho 2007.
FREIRE, P. Educação como prática de liberdade. São Paulo: Paz e Terra, 1966.
GREF: Grupo de Reelaboração do Ensino de Física. Física 1: Mecânica. São
Paulo: Edusp, 2006.
_____ Grupo de Reelaboração do Ensino de Física. Física 2: Física térmica:
Óptica.São Paulo: Edusp, 2006.
MOREIRA, M. A. Mapas Conceituais e Aprendizagem Significativa. Disponível
em: <http://www.if.ufrgs.br/~moreira>. Acesso em 18 junho 2007.
______; MASINI, E. F. S. Aprendizagem Significativa. A Teoria de Ausubel. São
Paulo: Editora Moraes, 1982.
