monografia gustavo

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ UESCDEPARTAMENTO DE CINCIAS EXATAS E TECNOLGICAS

ESPECIALIZAO EM ENSINO DE CINCIAS E MATEMTICA

GUSTAVO OLIVEIRA SANTOS

UTILIZAO DE LABORATRIO NO ESTRUTURADO EM ATIVIDADES EXPERIMENTAIS DE INVESTIGAO NO ENSINO DE FSICA

ILHUS 2010



Trabalho de Concluso de Curso de Especializao apresentado como requisito parcial para a obteno do ttulo de Especialista em Ensino de Cincias e Matemtica, pelo Curso de Especializao em Ensino de Cincias e Matemtica da Universidade Estadual de Santa Cruz Orientador: Dr. Nestor Santos Correia

ILHUS 2010

S237

Santos, Gustavo Oliveira. Utilizao de laboratrio no estruturado em atividades experimentais de investigao no ensino de fsica / Gustavo Oliveira Santos. Ilhus, BA : UESC, 2010. 55f. : il. ; anexos. Orientador: Nestor Santos Correia. Monografia (especializao) Universidade Estadual de Santa Cruz, Departamento de Cincias Exatas e Tecnolgicas. Curso de Especializao em Ensino de Cincias e Matemtica. Referncias: f. 40-41. 1. Fsica (Ensino mdio) Estudo e ensino. 2. Educao Mtodos experimentais. 3. Laboratrios de fsica. 4. Fsica Experincia. I. Ttulo. CDD 530.07



Monografia apresentada como requisito parcial para a obteno do ttulo de Especialista, pelo Programa de PsGraduao em Ensino de Cincias e Matemtica da Universidade Estadual de Santa Cruz

Aprovado em ____ de Junho de 2010

BANCA EXAMINADORA

___________________________________________________________________ Dr. Wagner Duarte Jos Universidade Estadual de Santa Cruz

___________________________________________________________________ M. Sc. Maxwell R. da Purificao Siqueira Universidade Estadual de Santa Cruz

___________________________________________________________________ Dr. Nestor Santos Correia Universidade Estadual de Santa Cruz

DEDICATRIA

A todos e todas guerreiros e guerreiras que fazem da educao bsica o nico meio de sustento financeiro prprio e de sua famlia.

AGRADECIMENTOS

A escrita do trabalho contou com a valiosa colaborao de algumas pessoas, as quais fao questo de demonstrar o meu sincero agradecimento. Aos coordenadores do curso pela ateno e oportunidade. Ao meu orientador, Prof. Dr. Nestor, por sua disposio, disponibilidade e ateno durante a construo do trabalho e pelas zelosas revises que permitiu um maior rigor cientfico no documento. Aos meus pais Everaldo Oliveira e Ivonilde Dionisia (D. Bebezinha), por terem contribudo primordialmente com a construo da viso de mundo e de vida que tenho hoje. A minha companheira, Tatiana, por sua elegncia e condicional apoio nos meus vrios momentos de crise profissional. Em especial, ao meu amigo e professor, Lus Henrique, pelas longas e duradouras reflexes filosficas sobre ato de ensinar e de viver. Aos estudantes, por serem fonte de inspirao e objetivo de profisso. E a todos os amigos de profisso e irmos, dentre eles especialmente, Thiago, Mariva e Igor.

Resumo:O ensino de Fsica vem demonstrando, historicamente, dificuldades no que se refere ao processo ensino-aprendizagem. Atendendo s diretrizes educacionais e com intuito de reduzir as dificuldades encontradas no processo de ensino e aprendizagem, no que diz respeito ao contedo de hidrosttica, o presente trabalho investiga a utilizao de tcnicas de Laboratrio no Estruturado em atividades experimentais nas aulas de Fsica do Ensino Mdio. Pautado em dois suportes - um terico e outro metodolgico - sendo o terico o construtivismo e o metodolgico a fsica experimental, aplicamos uma seqncia de ensino abordando o Princpio de Pascal e o de Arquimedes, em uma turma de 1 srie do Ensino Mdio, do Colgio Estadual Octacilio Manoel Gomes, localizado no Municpio de Ubaitaba (BA). No processo de aplicao da seqncia de ensino, verificamos nos educandos a formao de conceitos cientficos a partir da construo, confeco e manipulao de um experimento e de suas concepes espontneas. Verificamos que a utilizao desse tipo de abordagem educacional, no ensino de Fsica, torna-o mais significativo, possibilitando ao educando(a) vivenciar a cincia Fsica como um processo investigativo, despertando a sua curiosidade para as observaes dos acontecimentos cotidianos e fenmenos naturais.Palavras Chave: Ensino de Fsica, Experimentos, Atividades experimentais, Laboratrios didticos.

AbstractThe education in physics has historically demonstrated difficulties in the teaching-learning process. In order to follow the official educational directives and aiming at reducing the difficulties encountered in the teaching-learning process with respect to hydrostatics, the present work adresses the utilization of Non Structured Laboratory (NSL) in experimental activities in High School. Using constructivism as theoretical framework and experimental physics as a methodology we develop, apply and analize a teaching sequence focusing on Pascal and Archimedes principles. The sequence was applied in a first year High School class at Colgio Estadual Octacilio Manoel Gomes, Ubaitaba, Bahia. In the process of applying the didatic sequence we verify in the students the formation of scientific concepts relating to the experiment construction and manipulation and starting from their spontaneous concepts. We verify that this type of educational approach in teaching Physics improves the meaningfull learning, by creating the possibility for the students to experience physics as an investigative process, thereby awakening their curiosity towards daily facts and natural phenomena.Keywords Physics Education, Experiments, Experimental activities, Didactic laboratories

SUMRIO 1 Introduo..................................................................................................................7 1.1 O problema...........................................................................................................10 1.2 Objetivo geral.......................................................................................................10 1.2.1 Objetivos especficos..........................................................................................9 1.3 Justificativa.............................................................................................................9 2 As Atividades Experimentais no Ensino de Fsica...................................................13 2.1 Conceitos espontneos........................................................................................19 3 Metodologia............................................................................................................22 3.1 Escolha das pesquisas analisadas..................................................................... 23 4 A seqncia de ensino................................................................................... .....25 4.1 Primeira etapa......................................................................................................25 4.2 Segunda etapa.....................................................................................................26 4.2.1 O experimento...................................................................................................26 4.2.2 O funcionamento...............................................................................................27 4.2.3 A montagem e execuo...................................................................................29 4.3 Terceira etapa.......................................................................................................30 4.4 Quarta etapa.........................................................................................................31 5 Resultados..............................................................................................................33 6 Consideraes finais...............................................................................................37 Referncias bibliogrficas..........................................................................................40 Anexos 1....................................................................................................................42 Anexos 2....................................................................................................................44 Anexos 3....................................................................................................................45 Anexos 4....................................................................................................................46 Anexos 5....................................................................................................................47

7 1 INTRODUO: Historicamente, no Brasil, o ensino da Fsica, a nvel de educao bsica, est pautado no verbalismo do professor(a), na memorizao de frmulas pelos estudantes e na ausncia do uso de atividades experimentais, corroborando para uma imagem limitada de cincia. Para compreender a cincia como processo que envolve investigao, alm de tentar minimizar o verbalismo e memorizao no ensino de Fsica, nos anos de 1953 e 1955, no mbito nacional, tm-se registros da realizao de cursos para aperfeioamentos de professores de Fsica do ensino secundrio, promovidos pelo ITA/So Paulo, dando nfase na experimentao (HAMBURGUER apud ALVES FILHO, 2000). Na mesma dcada, iniciou-se, nos Estado Unidos, um movimento de renovao do ensino de cincias, expandindo-se para toda Europa, frica, sia e Amrica Latina. Esse movimento iniciou-se com a criao do PSSC (Physical Science Study Comitte), programa que, independentemente do motivo polticoideolgico da sua formulao, revolucionou metodologicamente o ensino de Fsica daquela poca, com a reformulao de contedos, diversidade de utilizao de recursos pedaggicos e a incorporao do laboratrio didtico como parte integrante do curso (ALVES FILHO, 2000). Em contrapartida, surgiu, nos Estados Unidos, em 1963, o Projeto Harvard (Project Physics Course), uma alternativa para o PSSC e, na Inglaterra, em 1962, foi elaborado o Projeto Nuffield. Ambos os projetos inseriram o laboratrio didtico, como ferramenta de ensino. No Brasil, segundo Anna Maria P. Carvalho (1972 apud ALVES FILHO, 2000), a introduo do PSSC, em nosso meio educacional, provocou uma mudana no ensino da Fsica, principalmente na metodologia empregada e tambm influenciou nos projetos de ensino de Fsica em elaborao. Os projetos Harvard e Nuffield ficaram restritos a alguns grupos, no sendo difundidos para toda comunidade docente do Brasil. Uma grande contribuio dos projetos estrangeiros foi a modificao metodolgica na execuo dos experimentos que antes se caracterizavam por demonstraes verbalizadas por professores e a no participao dos estudantes - passando a utilizar equipamentos mais simplificados e de fcil manuseio e no mais predominando a exposio oral do professor(a), como nico elemento (ALVES FILHO, 2000). A nvel nacional, tal como aponta Alves Filho (2000), os projetos estrangeiros, em especial o PSSC, influenciaram a formao dos professores de Fsica. Apesar da

8 forte influncia e adeptos, houve crticos ferrenhos a esse projeto no meio

educacional. Algumas razes, dentre elas, o momento poltico no Brasil (dcada de 60) e a falta de infra-estrutura das escolas, impossibilitando a aplicao da metodologia proposta pelo PSSC, implicou numa certa rejeio ao projeto estrangeiro e ao mesmo tempo contribuindo/fortalecendo para o surgimento de projetos nacionais orientados ao ensino da Fsica. Com o objetivo de uma melhoria significativa no aprendizado da Fsica no sistema educacional brasileiro, iniciou-se na dcada de 70, aps o 1 SNEF (Simpsio Nacional de Ensino de Fsica), estudos para a elaborao dos projetos nacionais. Desses estudos, surgiram o Fsica Auto-Instrutiva (F.A.I) e o Projeto de Ensino de Fsica (PEF). O projeto FAI foi organizado por professores da Rede Estadual de Ensino de So Paulo e por professores dos institutos da Fsica, Histria, Psicologia e outros da Universidade de So Paulo (USP), tendo como objetivo a construo de situaes didticas com enfase na tecnologia educacional, visando fornecer um suporte aos professores. No FAI, o uso do ferramenta metodolgica que laboratrio didtico restrito atividades possa proporcionar aprendizagem e experimentais de comprovao de conceitos e/ou leis, no sendo utilizado como conseqentemente sistematizar o conhecimento fsico (ALVES FILHO, 2000). O PEF surge como uma proposta maior a um projeto apresentado no 1 SNEF pelo Professor Hamburger chamado de Projeto Inicial (ALVES FILHO, 2000). Sob forte influncia do PSSC, o PEF elabora seqncias didticas abordando tpicos de Mecnica, Eletricidade e Eletromagnetismo incorporando atividades experimentais como parte integrante e indissocivel. Essas atividades deveriam ser realizadas por todos os estudantes com o objetivo de ser o elemento motivador e objeto do processo de aprendizagem. Percebe-se que o laboratrio didtico no PEF assume carter de ferramenta metodolgica que auxilia na aprendizagem da Fsica. Segundo Alves Filho (2000), essas caractersticas foram influenciadas pelo PSSC e adotadas de forma intuitiva no sendo, portanto, uma proposta pautada em uma fundamentao terica de utilizao da Fsica Experimental. Para fins de uma simples distino, a Fsica experimental possui duas vertentes: a utilizada pelos cientistas, com o objetivo de solucionar um problema e produzir conhecimento cientfico, e a Fsica experimental para fins pedaggicos. Essa ltima, sendo utilizada em instituies de Ensino Superior, Tcnico

9 Profissionalizante e na Educao bsica por professores(as), fazendo uso do laboratrio didtico. O termo laboratrio didtico, aqui utilizado, significa o espao fsico onde atividades experimentais so realizadas, seja esse espao um ambiente contendo equipamentos e instrumentos sofisticados ou um outro ambiente, como por exemplo, uma sala de aula ou ptio da escola (ALVES FILHO, 2000). Inicialmente, a insero de prticas experimentais nas aulas de Fsica no ensino secundrio limitavam-se a atividades de demonstrao e/ou comprovao, pautadas numa concepo empirista-indutivista de cincia, priorizando o ensino do mtodo experimental em que o estudante se comporta como um pequeno cientista. Com o surgimento de uma nova concepo de educao, onde o processo de aprendizagem interativo e leva em considerao o estudante como portador de uma histria de vida e de experincias diversas, sendo ele - o prprio elaborador do seu conhecimento - e o professor - um mediador desse processo. Isso implicou em uma mudana epistemolgica no ensino de cincias. Essa concepo conhecida como construtivismo. Foi introduzida, principalmente, por Piaget e Vigotsky e, fortalecida, pelo historicismo filosfico de Kunh, Feyerabend, Popper e Chalmers. Entretanto, nota-se, que nos tempos atuais, poucos professores(as) conseguem implantar, de forma convicta e conseqente, atividades experimentais nas suas prticas pedaggicas. Vrias so as justificativas pelas quais essas atividades no so implementadas, desde falta de espao e equipamentos adequados, tempo insuficiente para a preparao das aulas, at o tumulto devido a indisciplina dos estudantes em sala de aula (ALVES FILHO, 2000). Foi centrado em dois suportes, um terico e outro metodolgico, que o presente trabalho foi desenvolvido. O terico est pautado no construtivismo e o metodolgico na Fsica experimental. Procurou-se criar uma alternativa de insero de atividades experimentais de investigao nas aulas de Fsica do Ensino Mdio. A seqncia de ensino foi dividida em quatro etapas e a anlise do processo serviu para a avaliao da sua contribuio, no que diz respeito formao de conceitos cientficos. Vale ressaltar, a investigao realizada nesse trabalho utilizou tcnicas bem estabelecidas de pesquisa qualitativa, nas quais, em geral, o sujeito e o objeto do processo so indissociveis. O fato do autor ser o prprio professor da turma uma vantagem e no um empecilho nesse tipo de pesquisa. Ver a esse respeito a obra de Schn (Schn, 2000).

10 1.1 O problema O ensino de Fsica vem demonstrando, historicamente, dificuldades no que se refere ao processo ensino-aprendizagem. Suas diretrizes objetivam a formao do educando como sujeito apto a compreender e atuar de modo participativo no mundo em que vive (PCN, 1998). Ento, surge a pergunta: De que maneira a Fsica pode ser ensinada e compreendida de forma mais significativa? 1.2 Objetivo geral: Atravs da experimentao com metodologia de Laboratrio no Estruturado (LNE), tornar o processo de ensino e aprendizagem da disciplina Fsica, na turma de 1 srie do ensino mdio, mais significativo.

1.2.1 Objetivos especficos:

- Inserir atividades experimentais nas aulas de Fsica do Ensino Mdio; - Estabelecer o contato dos estudantes com a Fsica experimental; - Estimular o interesse dos educandos para o estudo de cincias; - Estabelecer um maior contato entre professor e estudante; - Desenvolver uma seqncia de ensino sobre o Princpio de Arquimedes e de Pascal; - Propiciar a explicitao dos conceitos espontneos e o desenvolvimento de conceitos cientficos; - Avaliar a contribuio da seqncia de ensino proposta aqui, no que diz respeito a formao de conceitual. 1.3 Justificativa:

Para reduzir as dificuldades encontradas, tornar o ensino de Fsica mais significativo e, simultaneamente, atender s diretrizes estabelecidas nas polticas pblicas educacionais, a insero de atividades experimentais apresenta-se como

11 uma alternativa eficaz e consistente (ARAJO; ABIB, 2003). No caso das escolas pblicas, cujo perfil apresenta salas de aulas repletas de estudantes, com laboratrios de cincias inexistentes ou, nos casos em que exitem, esto desestruturados por falta de manuteno ou por outros motivos, tornando difcil a sua utilizao. Constitui assim, uma alternativa prtica e eficiente, a insero de experimentao com Laboratrio no Estruturado (LNE), como estratgia metodolgica, para potencializar o ensino de Fsica, visto que o LNE trata-se de experimentao. Define-se o laboratrio no estruturado como um laboratrio didtico no qual o aluno recebe apenas instrues sumrias e os objetivos da experincia, ficando livre para seguir o procedimento que lhe aprouvesse (MOREIRA; GONALVES, 1980, p. 390) e que os aspectos qualitativos relacionados aos fenmenos e conceitos abordados na atividade experimental sobressaemse sobre os aspectos quantitativos (ARAJO; ABIB, 2003). Complementa Ventura e Nascimento (1992, p. 55), que nessa perspectiva metodolgica (LNE), no h uma distino clara entre aula expositiva e aula prtica. Observa-se tambm que os estudantes apresentam deficincias formativas provenientes do Ensino Fundamental que podem ser suplantadas com a utilizao dessa estratgia metodolgica. Atividades de investigao baseadas em LNE possibilitam atingir objetivos educacionais preconizados pelo processo de ensino-aprendizagem poiso prprio carter de investigao das mesmas pode ser considerado como um elemento facilitador para uma abordagem que seja centrada nos aspectos cognitivos do processo de ensino-aprendizagem, intrnsecos a uma metodologia que busca uma transformao mais profunda nos estudantes, seja ela vinculada aos aspectos conceituais, relacionados aos contedos de Fsica, ou mesmo comportamentais, como a capacidade de reflexo, abstrao, generalizao, sntese e de senso crtico (ARAJO; ABIB,2003, p. 186).

Baseado na proposta de utilizao de LNE em atividade de investigao e no lema altamente significativo: escuto = esqueo , vejo = posso aprender e fao = posso entender (DEDIWALAGE , 1992 apud VILLANI; CARVALHO, 1993), utilizado na organizao do curriculum do Zimbabwe, referindo-se a utilizao de atividades experimentais nas prticas docentes, que inserimos uma atividade experimental tipo

12 LNE.

13 2 AS ATIVIDADES EXPERIMENTAIS NO ENSINO DE FSICA

De acordo com Arajo e Abib (2003), as atividades experimentais, utilizadas no ensino de Fsica, podem ser classificadas, utilizando-se como critrio, seus aspectos metodolgicos em: (1) nfase matemtica, (2) Grau de direcionamento (demostrao, verificao e investigao), (3) Uso de novas tecnologias, (4) Cotidiano e (5) Montagem de equipamentos. Atividades classificadas em nfase matemtica podem ser ainda subdivididas em duas categorias distintas: qualitativas e quantitativas - de acordo com a matematizao utilizada na formulao dos conceitos fsicos. As qualitativas enfocam os aspectos conceituais e metodolgicos, associados ao uso de Laboratrios no Estruturados (LNE) ou a execuo de atividades experimentais de demonstrao ou investigao. A utilizao de laboratrios didticos com elementos do cotidiano, com o uso de computadores ou com a construo de equipamentos tpicos de divulgao cientfica em ambiente escolar, so tambm caractersticas das atividades experimentais com nfase matemtica qualitativa. O que ocorre no ensino de cincia, em especial, na disciplina Fsica o uso da matemtica formal como pr-requisito para compreender esta cincia. Isto limita o ensino de Fsica na educao bsica (Ensino Mdio), somente na utilizao de frmulas para resolues de exerccios numricos e problemas fechados extrados das teorias. Essa estratgia metodolgica adotada pela maioria dos(as) professores(as), no contempla, a nvel educacional, a formao geral e educativa do cidado (PIETROCOLA, 2002). Salienta Pietrocola (2002) que, a matemtica, enquanto linguagem, empresta sua estruturao para podermos compreender as idias do mundo fsico, mas no deve ser a nica utilizada para descrev-lo. A estruturao das idias pode ser expressa atravs de palavras, conceitos, sendo considerado que O valor de um pensamento conceitual reside no fato de que as idias por ele criadas podem ser articuladas entre si formando teorias. (Bunge, 1974 apud PIETROCOLA, 2002). A matematizao (formal) precoce da Fsica, no Ensino Mdio, atrapalha o processo de aprendizagem. Atividades com LNE, quando comparadas com atividades realizadas em laboratrios estruturados, possuem grandes diferenas.

14Estas diferenas podem ser justificadas na medida em que, em geral, as atividades com LNE permitem uma abordagem que privilegia os aspectos qualitativos envolvidos no processo, com destaque para os aspectos de natureza conceitual, que podem ser relacionados com a verificao de conceitos espontneos, teste de hipteses e mudana conceitual , empregando uma metodologia que possibilita aos alunos buscarem por si mesmos as respostas e solues para os problemas apresentados ( ARAJO; ABIB, 2003, p. 179).

Essas atividades podem ser realizadas com questes problematizadoras ou atravs de modelos que se adequem s dificuldades formativas do educando, sendo considerado, como o mesmo compreende um determinado conceito a partir dos seus conhecimentos prvios e do seu nvel cognitivo, isto , proporcionando a explicitao de conceitos espontneos. De acordo com a teoria cognitivista, as atividades tipo LNE implicam em uma reflexo que pode provocar uma mudana conceitual, ou seja, a substituio de concepes espontneas e/ou alternativas para o conceito cientfico (BARBOSA; PAULO; RINALDI, 1999). Entretanto, no adequado utilizar o termo substituio de concepes espontneas e/ou alternativas para mudana conceitual, j que nessa perspectiva constata-se o desenvolvimento paralelo e o convvio das idias espontneas e/ou alternativas para com os conceitos cientficos. E quando estes forem requisitados, sero utilizados de acordo com o contexto mais conveniente (MORTIMER, 1996). Com a abordagem matemtica quantitativa, entende-se os experimentos quantitativos que podem ser estruturados para a Fsica Clssica ou Moderna e so caracterizadas por atividades que tm objetivos bem definidos como a verificao de resultados previstos por modelos tericos existentes, a validade e limites das leis e o tratamento estatstico de dados obtidos a partir da utilizao de instrumentos de medidas. Suas caractersticas permitem estimular a criatividade e estreitar a relao entre professores e educandos, contribuindo para uma maior participao e gerando entusiasmo. Nesse tipo de experimentao, o uso de novas tecnologias como computadores, sensores e interfaces, para obter e tratar os dados, podem ser implementadas, embora seja necessrio realizar-se uma adequada capacitao dos professores envolvidos (ARAJO; ABIB, 2003, p. 180) Observa-se que a utilizao de roteiros de experimentos com objetivos prestabelecidos, procedimentos e respostas esperadas, no so condies

15 necessrias para realizao de atividades experimentais quantitativas. Apesar de usualmente serem feitas dessa maneira, as atividades experimentais com nfase matemtica podem ser realizadas com problemas prticos mais abertos, atribuindo o carter de investigao, onde os estudantes apresentam uma maior autonomia, seja ela parcial ou total no desenvolvimento da atividade prtico experimental, por no seguir um procedimento pr-estabelecido ou orientaes verbais do professor (BORGES, 2002). A atividade experimental em laboratrio estruturado com a utilizao de roteiro previamente estabelecido e fechado, no permite diretamente o estmulo da criatividade, no se mostra eficaz no que diz respeito a formao de conceitos alm de no permite uma reflexo mais profunda que possibilite a explicitao de conceitos espontneos. Para ter um melhor aproveitamento, essa atividade dever ser mais flexvel, com a insero de elementos e mtodos que provoquem uma reflexo crtica, contribuindo para uma aprendizagem mais significativa. Acredita-se que este tipo de comportamento por parte de quem conduz as atividades prticas pode contribuir efetivamente para um aprendizado mais significativo dos conceitos fsicos analisados (ARAJO; ABIB, 2003, p. 181). As atividades experimentais classificadas de acordo com o grau de direcionamento, categoria (2), so compostas de experimentos que objetivam a demonstrao, verificao ou investigao sendo observado, nessas atividades, se so realizadas nos moldes do ensino tradicional ou se utiliza elementos de investigao de uma abordagem construtivista. As atividades caracterizadas em demostrao podem ser ainda classificadas de acordo com suas abordagens metodolgicas em demonstraes fechadas ou demonstrao/observaes abertas. As demonstraes fechadas tm como objetivos: tornar menos abstrato o conceito abordado, compreender o funcionamento de equipamentos, incentivar a participao dos alunos e, a partir da compreenso do conceito, procurar estabelecer generalizaes para outros processos ou sistemas, nos quais o mesmo conceito esteja envolvido. As demonstraes/observaes abertas possuem caractersticas em comum com as atividades de demonstrao/observao fechada. Entretanto, apresentam uma distino fundamental na sua flexibilidade para as discusses que podem permitir um maior aprofundamento nos aspectos conceituais, criar a possibilidade de se levantar hipteses e incentivar a reflexo crtica. Vale destacar que a experimentao, utilizando demonstraes abertas, pode

16 ser utilizada para a formao docente com o intuito de diferenciar a Fsica da Matemtica priorizando os conceitos. Para sua aplicao, pode ser utilizada como estratgia para um aprendizado mais significativo, a insero de aspectos histricos antes da demonstrao. As demonstraes podem ser utilizadas para o incio de uma aula expositiva, podendo facilitar o entendimento do conceito ou como fechamento da compreenso do conceito trabalhado. Ambas esto centradas no professor que a realiza, no permitindo uma reflexo crtica, mais elaborada, por parte dos estudantes. Para potencializar o uso da demonstrao, o experimento poder ser repetido pelo educando. Os seus arranjos podero ser modificados propiciando a participao, contemplando o questionamento e desenvolvendo a capacidade de abstrao (ARAJO; ABIB, 2003). As atividades de verificao so caracterizadas por estudar a validade e limites de uma lei fsica, sendo importante para compreender os parmetros dos sistemas fsicos. Propiciam o desenvolvimento da capacidade de generalizaes e o questionamento dos limites de validade dos modelos tericos, tornando o ensino mais realista. Normalmente, utilizam-se tcnicas de estudo em grupo para sua realizao (ARAJO; ABIB, 2003). Conduzida de forma adequada, essas atividades podem ser realizadas com material de baixo custo ou com equipamentos estruturados, podendo atingir seus objetivos, independentemente do material utilizado. Esse tipo de atividade quando conduzida de forma inadequada, pode propiciar uma falsa concepo de cincia, levando a compreender como sendo algo pronto e acabado, com verdades absolutas, sistematizadas por gnios. Nas atividade de investigao, o LNE apresenta diferenas em relao ao estruturado, pois este oferece um roteiro de atividade fechada, no permitindo uma maior interao dos estudantes com os instrumentos de medida e maior manipulao do experimento. O uso de LNE, em atividades de investigao, podem desenvolver nos estudantes a capacidade de reflexo, observao e a reelaborao de explicaes causais para os fenmenos, estimulando o seu progresso intelectual ( ARAJO; ABIB, 2003). Nesse tipo de experimentao no h, necessariamente, um roteiro fechado a ser seguido e com a devida orientao do professor(a), o educando interage mais intensamente com o experimento, sendo estimulado a buscar

17 explicaes causais, atravs das quais pode alcanar novos patamares no aprendizado dos conceitos abordados (GONALVES; CARVALHO 1995). Por no seguir um roteiro fechado e interagir constantemente com o experimento, essa abordagem pode exigir do estudante um tempo maior de estudo, podendo despertar um maior interesse e, conseqentemente, como produto final, uma melhor compreenso dos fenmenos fsicos abordados. Para o objetivo ser alcanado com esse enfoque, necessrio que haja um envolvimento dos estudantes no processo de aprendizagem e um preparo adequado do(a) professor(a), tal como aponta Arajo e Abib (2003). Isso nos remete ao processo de formao dos professores, uma problemtica bastante interessante, mas que no objeto de estudo do presente trabalho. Para que possam ocorrer atividades experimentais significativas no Ensino Mdio, torna-se necessrio uma ruptura do modelo tradicional de ensino e de experimentao, ou seja, uma nova prtica de ensino. O uso de experimentao com o LNE apresenta maior facilidade de aprendizagem de conceitos cientficos, quando comparada com abordagem experimental pautadas em atividades experimentais baseadas em laboratrios estruturados com roteiros estabelecidos (BARBOSA; PAULO; RINALDI, 1999 ). Para que possa atingir a aprendizagem de conceitos cientficos, as atividades devem possuir enfoque construtivista, serem realizadas com experimentos qualitativos pautados em seqncias de ensino que envolvam uma problematizao inicial, montagem e execuo do experimento, uma organizao dos conhecimentos adquiridos e, finalmente, a aplicao destes conhecimentos adquiridos a outras situaes diferentes das que foram propostas inicialmente. Como afirmam Arajo e Abib (2003, p. 186), a respeito da experimentao com LNE,o prprio carter de investigao das mesmas pode ser considerado como um elemento facilitador para uma abordagem centrada nos aspectos cognitivos do processo de ensino-aprendizagem, intrnsecos a uma metodologia que busca uma transformao mais profunda nos estudantes seja ela vinculada aos aspectos conceituais, relacionados aos contedos de Fsica ou mesmo comportamentais, como as capacidades de reflexo, abstrao, generalizao, sntese e de senso crtico.

A aprendizagem significativa propiciada pelo LNE, como preconizamos aqui,

18 aquela em que os conceitos novos se relacionam a estrutura de conhecimento prvia do indivduo, chamada conceitos subsunores (AUSUBEL, 1980). As atividades experimentais, que tm enfoque na utilizao de novas tecnologias, limitam-se ao uso de computadores como ferramenta. Devidamente utilizado, o computador apresenta imensas potencialidades. Ele pode proporcionar aos educandos o estudo de situaes difceis ou inviveis de outra maneira. Permite repetir diversas vezes os experimentos, possibilitando o questionamento dos limites de validades dos modelos tericos, dos fatores e parmetros que governam os fenmenos abordados, contribuindo para o desenvolvimento do pensamento crtico (ARAJO; ABIB, 2003). Atividades experimentais utilizando computadores em algumas escolas pblicas so quase impossveis. A realidade das escolas pblicas muito diferenciada. Temos escolas com laboratrios de informtica funcionando na sua totalidade e escolas onde os laboratrios de informtica encontram-se desativados ou com equipamentos defasados tecnologicamente, pendentes de manuteno, com quantidade insuficiente de computadores e sem responsvel tcnico para manuteno. Para modificar essa situao, necessrio que investimentos substanciais e continuados sejam orientados para a instalao, manuteno e atualizaes dos laboratrios de informtica nas redes pblicas de ensino. Um outro enfoque em atividades experimentais o que estabelece relao com o cotidiano (categoria 4), proporcionando explicitao de concepes espontneas que se originam a partir de interaes do indivduo com a realidade do mundo que o cerca. Dependendo da conduo por parte do(a) professor(a), essa atividade pode apresentar caractersticas de investigao, permitindo uma maior participao dos estudantes que, conseqentemente, podem desenvolver aspectos cognitivos e crticos. Independente do enfoque e da sua finalidade, a utilizao de atividades experimentais no Ensino Mdio estimula a participao ativa dos educandos, despertando a curiosidade e o interesse, favorecendo um efetivo envolvimento com sua aprendizagem e proporcionando um ambiente motivador, agradvel, estimulante e rico em situaes novas e desaadoras que, quando bem empregadas, aumentam a probabilidade de que sejam elaborados conhecimentos e desenvolvidas habilidades, atitudes e competncias relacionadas ao fazer e entender a cincia. importante enfatizar que a utilizao de seqncias de ensino, baseadas

19 em LNE, podem ser intercaladas com outras que enfoquem e promovam discusses sobre aspectos tecnolgicos e sociais, uma vez que esses aspectos no pode ser dissociados no processo de ensino, por estar vinculado s modificaes de nossas sociedades promovida pela Cincia (CARVALHO, 2004). Um ensino de Cincias que possibilite aos educandos exercitar a razo, a argumentao e que, alm disso, possa contemplar a sua participao no processo de construo e formao do seu contedo conceitual, direciona o ensino para uma finalidade cultural e formativa mais ampla, relacionada com exerccio da cidadania e formao cientfica (CARVALHO, 2004). 2.1 Conceitos espontneos Estudos experimentais realizados por Vygotskij (VIGOTSKI,1998) revelam que os conceitos se formam mediante uma operao intelectual em que todas as funes mentais elementares participam numa combinao especfica. Quando se fala na formao de conceitos cientficos ensinados na escola e como ocorre a relao entre a assimilao da informao e o seu desenvolvimento interno na mente dos estudantes, a psicologia contempornea apresenta duas concepes, tal como aponta Vygotskij (1998): A primeira pressupe que a formao dos conceitos no passa por nenhum processo de desenvolvimento, sendo absorvidos j prontos, mediante um processo de compreenso e assimilao. Porm, investigaes realizadas sobre o processo da formao de conceitos, revelam que esse processo pressupe o desenvolvimento de muitas funes intelectuais: ateno deliberada, memria lgica, abstrao e capacidade para comparar e diferenciar. Sendo assim, atravs de experincias prticas, pode-se afirmar que o ensino direto de conceitos no adequado, obtendo apenas como resultado um verbalismo vazio, com repeties de palavras pela criana, simulando um conhecimento dos conceitos (VIGOTSKI,1998). De acordo com a segunda concepo, o desenvolvimento do conceito cientfico, na mente da criana, no difere, em nenhum aspecto, do desenvolvimento dos conceitos formados em sua experincia cotidiana. Entretanto, Piaget (1933 apud VIGOTSKI, 1998) questiona a validade da sua extenso. Para ele, existe uma fronteira entre os conceitos espontneos; idias acerca da realidade desenvolvidas,

20 principalmente, mediante seus esforos mentais prprios e os no-espontneas; idias, decisivamente, influenciadas pelos adultos. Embora Piaget (1933 apud VIGOTSKI, 1998), na sua teoria no conseguisse ver um elo de interao entre os dois conceitos, Vygotskij acredita

(...)que

os

dois

processos

()

se

relacionam

e

se

influenciam

constantemente, fazendo parte de um nico processo: o desenvolvimento da formao de conceitos , que afetado por diferentes condies externas e internas, mas que essencialmente um processo unitrio, e no um conflito ()(VIGOTSKI,1998, p. 107).

Ao estudar a relao entre os conceitos cientficos e os espontneos, em crianas com idade entre oito e dez anos, Vygotskij (1998) salienta que os dois conceitos se desenvolvem, inicialmente, em direo contrrias e, a sua evoluo, faz com que terminem por se encontrar, ou seja, esto intimamente relacionados. Apesar dos conceitos espontneos estarem intimamente relacionados com os conceitos cientficos, no contexto ensino-aprendizagem, os conceitos espontneos interferem ou no no desenvolvimento dos conceitos cientficos? Basta saber de que forma ocorre essa interferncia. No ambiente da sala de aula, ao longo das ltimas dcadas, vrias estratgias, numa perspectiva construtivista, foram implementadas para verificar as possveis mudanas conceituais dos estudantes, tendo como caractersticas principais: 1)a aprendizagem se d atravs do ativo envolvimento do aprendiz na construo do conhecimento; 2) as idias prvias dos estudantes desempenham um papel importante no processo de aprendizagem (MORTIMER, 1996, p.22). Entretanto, alguns crticos da abordagem construtivista sinalizam que estratgias baseadas no processo de instruo - rigidamente pautados na explicitao das idias prvias, no esclarecimento dessas idias atravs de trocas e discusses em grupos, na promoo de situaes de conflitos cognitivos e construeso de novas idias e, finalmente, na efetuao da reviso do progresso de entendimento, atravs da comparao entre as idias prvias e as recmconstrudas - no implicam, necessariamente, em um processo de ensinoaprendizagem, onde os conceitos espontneos ou alternativos devero ser

21 abandonados ou substitudos por conceitos cientficos (MORTIMER, 1996). Essas crticas so reforadas por resultado de pesquisas, a nvel nacional e internacional, realizadas nas ltimas dcadas sobre mudanas conceituais. Esses resultados apontam que os conceitos espontneos de crianas e adolescentes, acerca de um determinado evento, so pessoais fortemente influenciados pelo contexto e resistveis mudanas. E no lugar de mudana conceitual ocorre uma evoluo de idias paralelamente ao desenvolvimento de conceitos cientficos, visto que as mesmas podem conviver juntas, cada qual utilizadaem contextos especficos (MORTIMER, 1996). Segundo Mortimer (1996), ensinar Cincias dentro de uma abordagem construtivista onde possa iniciar os estudantes em uma nova maneria de pensar e explica o mundo natural - bem diferente daquelas disponveis do senso comum auxiliando-os a superar suas dificuldades em generalizar explicaes cientficas, pode ser uma estratgia poderosa por visar uma formao mais consistente. nessa perspectiva que atividades experimentais baseadas em LNE podem contribuir para a formao desses estudantes.

22 3 METODOLOGIA

Nesse trabalho, o processo de pesquisa um processo que visa a aprendizagem, onde o pesquisador tambm o professor, a sala de aula o objeto de pesquisa e o objetivo compreender e melhorar o processo de ensinoaprendizagem. Sendo assim, definida a metodologia aplicada como pesquisa-ao (ENGEL, 2000). Atravs do uso LNE em atividade de investigao, com enfoque construtivista, j que a aplicao da experimentao dentro de uma abordagem construtivista se apresenta como uma metodologia que pode proporcionar aprendizagem de conceitos cientficos (BARBOSA; PAULO; RINALDI, 1999) , os estudantes confeccionaram um experimento qualitativo, utilizando material de baixo custo e, aps a montagem, executaram o experimento, fazendo uma organizao dos conhecimentos adquiridos e, posteriormente, a aplicao destes conhecimentos adquiridos a uma outra situao diferente da que foi proposta inicialmente. Todos esses procedimentos, citados anteriormente, com o objetivo de promover aprendizagem, sero chamados de seqncia de ensino. Toda a seqncia de ensino foi desenvolvida em uma nica sala de aula do primeiro ano do Ensino Mdio - fazendo parte do currculo da disciplina Fsica -, composta por 30 (trinta) estudantes com idades entre 15 e 19 anos, do turno vespertino do Colgio Estadual Octaclio Manoel Gomes localizado no municpio de Ubaitaba BA. Em toda a sua extenso, a mesma, teve durao de 6 (seis) horas/aula, ou seja, trs semanas de durao. Isto porque, na escola onde foi aplicada a seqncia de ensino, a disciplina Fsica dispunha de 2 (duas) horas/aulas semanais. Esse conjunto de atividades tambm servir como critrio de avaliao, substituindo uma avaliao tradicional (a prova escrita) aplicada na turma. A seqncia de ensino (anexo 1, 2, 3 e 4) tem como objetivo demonstrar os Princpios de Pascal e o de Arquimedes, priorizando a explicitao de conceitos espontneos e uma possvel incorporao de conceitos cientficos pertinentes hidrosttica. A partir dos resultados obtidos pela seqncia de ensino (repostas escritas), foi feito uma anlise qualitativa das respostas dos estudantes. A seqncia de ensino foi organizada em 4 (quatro) etapas, sendo a primeira etapa de carter individual, com o objetivo de investigar os conhecimentos prvios dos estudantes sobre densidade, equilbrio de corpos em fludos e presso, com o

23 propsito de verificar a influncia desses conhecimentos nas suas concepes espontneas e na futura incorporao dos conhecimentos cientficos. A segunda etapa consiste na confeco, montagem e execuo do experimento descrito no anexo 2, esse realizado em grupo. Todo o material, utilizado na confeco do experimento, foi providenciado pelos estudantes. Em sala de aula, os estudantes formaram 6 (seis) grupos de 5 (cinco) componentes cada e realizaram seis montagens do experimento. A organizao do trabalho, em sala, foi um pouco tumultuada porque era somente um professor (pesquisador) para orientar a confeco, montagem e execuo do experimento. Entretanto, apesar de termos trabalhado com grupos relativamente numerosos, isso propiciou uma maior discusso entre os estudantes, o que fora o processo de verbalizao dos conceitos. A terceira etapa, de cunho individual, foi direcionada para a anlise do experimento: as concepes espontneas dos estudantes sobre o que fora observado. Entre a terceira e quarta etapa, houve um momento de dilogos entre o professor/pesquisador e os estudantes, uma espcie de bate-papo sobre os Princpios de Pascal e Arquimedes com objetivo de interveno e mediao para potencializar a construo e compreenso dos conceitos cientficos das grandezas envolvidas no fenmeno observado no experimento. A quarta e ltima etapa (anexo 4), realizada individualmente, procurou-se verificar a sua contribuio com respeito a incorporao de conceitos cientficos pelos estudantes. Foram coletadas para efeito de anlise 9 (nove) seqncias de ensino correspondendo 30% dos estudantes da sala. Dos 30 estudantes, somente seis, por questes pessoais, no participaram da seqncia de ensino na sua totalidade. O processo foi avaliado atravs da anlise das respostas dos estudantes s atividades propostas nas diversas etapas (ver anexo 1, 3 e 4) da seqncia de ensino, utilizando tcnicas de pesquisa qualitativa.

3.1 Escolha das pesquisas analisadas

Para a montagem do experimento, os grupos, que eram seis no total, organizados em semi-crculos, foram enumerados de acordo com o posicionamento

24 na sala de aula no momento da sua organizao para a montagem. O grupo que ficou mais prximo da lousa e localizado a sua esquerda, recebeu a identificao 1 (grupo 1), o da sua esquerda 2 (grupo 2) e assim, sucessivamente, at completar o total de identificao dos seis grupos. Aps o trmino da seqncia da ensino, foram selecionadas duas seqncias de ensino dos grupos 1 (um), 2 (dois) e 3 (trs) e uma seqncia de ensino de cada um dos grupos 4, 5 e 6, totalizando 9 (nove) seqncias de ensino.

25 4 A SEQNCIA DE ENSINO

A seqncia de ensino aborda os conceitos pertinentes da hidrostticas por alguns motivos relevantes. Para a compreenso desses conceitos, no necessrio a utilizao de formalismo algbrico matemtico; o currculo da disciplina Fsica na primeira srie do Ensino Mdio (contedo programtico a ser trabalhado nos quatro bimestres) d maior nfase mecnica (cinemtica e dinmica ), muitas vezes, no contemplando os tpicos de hidrosttica. Os materiais necessrios para realizao de atividades experimentais so de fcil acesso. Contribui tambm para a melhor efetivao dessa seqncia de ensino, os estudantes vivenciarem situaes em que esto presentes as grandezas fsicas a serem compreendidas como, por exemplo, a utilizao de balsas e canoas para transporte de pessoas (travessia UbaitabaAurelino Leal), bem como prticas de esportes aquticos, sendo a canoagem, de Ubaitaba, referncia nacional no esporte.

4.1 Primeira etapa

A primeira etapa (anexo 1) consiste na aplicao de uma atividade, contendo sete questes abertas com o objetivo de verificar os conhecimentos prvios dos estudantes acerca dos conceitos sobre densidade, equilbrio de corpos em fludos e presso. As questes foram baseadas na experincia do professor/pesquisador em ministrar aulas sobre hidrosttica ao longo do exerccio da profisso no Ensino Mdio e nas argumentaes e questionamentos realizados pelos educandos nesses momentos.

Ao perguntar sobre o que densidade a estudante Paula (Os nomes utilizados em todo o trabalho so fictcios, para proteger a identidade do educando) disse que sabia mais ou menos, e relatou uma experincia para tentar defini-l: Voce pega um ovo cru e coloca dentro de um copo com gua, o ovo no vai subir para a superfcie do copo porque ele menos denso que a gua, mas se colocar um ovo cozido ele ir subir pois nesse caso o ovo cozido mais denso que a agua.

26 Apesar de ter trocado a explicao do experimento (o menos denso flutua), percebe-se que Paula tem um conhecimento prvio do conceito de densidade. Flvia, embora tenha dito que sabia o conceito, o definiu equivocadamente. Patrcia e Pedro relacionaram com o peso do corpo. Joo e Marcos associaram a massa do corpo. Mara disse J ouvir falar, mas me esqueci e Rafael conceituou, na sua estrutura matemtica, a razo entre a massa e o volume. Sobre equilbrio de corpos em fludos, especificamente, na gua, os estudantes apresentaram exemplos corretos de corpos que flutuam e os que no flutuam, como o do estudante Pedro: Um objeto que pode flutuar seria uma garrafa de refrigerante, e o que afundaria seria uma chave de fenda de ferro. Porm, alguns estudantes associaram a condio de flutuao presena de oxignio nos corpos, como o caso do Pedro: Eu penso que a garrafa flutuaria por causa do oxignio dentro dela e tambm por ser leve. E a chave de fenda afundaria pela razo do seu corpo ser formado de ferro ou metal. Essa associao pode ser devida ao fato que o oxignio, no interior de um objeto, provoque um aumento de volume implicando em uma diminuio da densidade do mesmo. O estudante Marcos, embora no conseguisse definir o conceito de densidade, utilizou corretamente para explicar a condio de flutuao, comparando a densidade do objeto com a da gua. Para verificar os conhecimentos prvios dos estudantes sobre a grandeza fsica presso, na atividade (1 etapa, anexo 1) continha uma pergunta sobre o seu conceito fsico e seu significado enquanto palavra. A respeito do seu significado fsico, os estudantes no souberam definir com clareza, mas relacionaram com fora aplicada sobre um corpo, com o ato de pressionar um objeto e outros nunca ouviram falar. Sobre o significado da palavra, souberam associar com presso arterial, com a panela de presso e, at mesmo, com a presso psicolgica. Percebe-se que os estudantes apresentam algum tipo de conhecimento no que diz respeito s grandezas mencionadas, seja ele aprendido nas sries anteriores ou na sua prpria vivncia.

4.2 Segunda etapa 4.2.1 O experimento

27

Foto 1: O Experimento

O experimento confeccionado (foto 1) consistiu em um objeto flutuante, imerso em gua. Apresentando como objetivo principal, investigar o Princpio de Pascal e de Arquimedes, bem como verificar a atuao de foras no objeto, quando imerso em gua. O material utilizado na sua confeco foi uma garrafa pet de 2 l, um tubo de caneta BIC, vedado por duas tampas, e um pedao de arame. 4.2.2 O funcionamento Ao ser pressionada (garrafa), fornece-se um acrscimo de presso a todos os pontos da gua no seu interior (Princpio de Pascal). Com esse aumento de presso, a gua da garrafa penetrar no objeto flutuante atravs do furinho e far com que a

28 massa do objeto flutuante aumente e, conseqentemente, a intensidade da fora peso tambm aumente. Todo objeto imerso em fludo (lquido ou gasoso) sofre ao de uma fora, que tem direo vertical, sentido de baixo para cima e intensidade igual ao peso do volume do fludo deslocado. Essa fora denominada empuxo. Este o Princpio de Arquimedes. Como o objeto flutuante dever estar completamente imerso na gua contida na garrafa, logo, o empuxo ter intensidade constante. Com o aumento da intensidade da fora peso, devido modificao na massa do objeto submerso com a entrada de gua, causada pelo acrscimo de presso e, sendo o empuxo constante, ocorrer um desequilbrio de foras na direo vertical, sendo a resultante na direo vertical para baixo, o objeto flutuante afundar. Ao descomprimirmos a garrafa, a presso volta ao normal. Ento, sai gua gradativamente do objeto flutuante e a intensidade da fora peso fica gradativamente menor que a intensidade do empuxo, fazendo com que ele suba. Ao atingir a superfcie da gua, o objeto flutuante adquire a condio inicial de equilbrio. Caso necessrio, o objeto flutuante confeccionado com o tubo de uma caneta bic, poderia ser substitudo por uma cortia recheada de pregos. A mesma, se comportaria da seguinte forma: os pregos fariam o papel de ajuste do objeto flutuante, desenvolvendo a mesma funo do pedao de arame contido no interior do tubo da caneta. Ao colocar a cortia, devidamente ajustada, na garrafa pet (completamente cheia de gua) quando esta for pressionada, ocorrer um aumento de presso interna. Como a cortia apresenta uma elevada compressibilidade e alguns espaos porosos, esse aumento de presso far com que uma pequena quantidade de gua penetre nesses espaos e, tambm esse aumento de presso, provocar uma pequena diminuio do seu volume (devido a elevada compressibilidade). Isso suficiente para torn-la mais densa do que a gua, fazendo-a submergir. Descomprimindo a garrafa, a presso ser (re)estabelecida e a cortia retornar s suas condies inicias voltando para a superfcie da gua contida na garrafa pet. Embora seja comum a utilizao de experimentos similares para a explicao do princpio de funcionamento do submarino, isto no adequado, j que sua explicao fundamentada na variao do peso dependente da variao da presso. Enquanto o funcionamento do submarino, est baseado na variao do seu

29 peso, mediante a aquisio de gua, em seus compartimentos estanques acionadas por equipamentos (DE JESUS; MARLASCA; TENRIO, 2007).

4.2.3 A montagem e execuo:

A montagem foi subdividida em trs momentos: sendo o primeiro para a construo do objeto flutuante, o segundo a preparao do recipiente e, o terceiro e ltimo momento, o ajuste do objeto flutuante. O primeiro momento: Para a construo do objeto flutuante, os estudantes utilizaram um tubo de caneta da marca BIC. Para tanto, foi necessrio retirar o refil da caneta de posse da caneta BIC. Os estudantes, dos grupos 2 (dois) e 6 (seis), retiraram o refil manualmente. Os grupos 1 (um), 4 (quatro) e 5 (cinco) utilizaram um alicate de bico para retirar o refil e, no grupo 3(trs), um dos estudantes utilizou os dentes, mesmo tendo sido disponibilizado um alicate de bico para o procedimento dessa etapa. Aps o tubo estar vazio, os estudantes de posse de uma serra, realizaram um corte transversal no tubo, na parte onde fica a ponta da caneta, de forma a deix-la igual a outra extremidade, para que se pudesse colocar a tampa, vedando-a totalmente. Para deixar a parte cortada igual a outra extremidade, foi necessrio, aps o corte, fazer uma raspagem com a ponta de um faca, para aumentar o dimetro do tubo, facilitando o encaixe da outra tampa. Todos os grupos realizaram esse momento sem nenhuma dificuldade. Sem vedar o tubo, os estudantes inseriram gua no interior do mesmo, deixando aproximadamente 4 a 5 cm de ar no interior. Antes de ved-lo com a outra tampa, foi inserido, no interior do tubo da caneta, um pedao de arame ( nesse experimento, foi utilizado um clip de papel totalmente aberto e cortado em pequenos pedaos). Aps a insero do arame, o tubo foi vedado e o objeto flutuante estava pronto. Surgiram algumas dificuldades para inserir gua no tubo, uma vez que o mesmo apresenta um pequeno furo, o qual foi vedado com a ponta de um dos dedos para que a gua no flusse pelo mesmo. Uma outra dificuldade apresentada foi vedar o tubo, visto que a tampa no encaixa com facilidade na extremidade cortada. Com os grupos 1 e 5, no momento de encaixar a tampa, houve um trincamento do tubo, danificado-o. Quando isso ocorreu, foi orientado que os estudantes desses

30 grupos realizassem novamente um outro corte transversal no tubo da caneta, retirando a parte trincada e refazendo o procedimento da construo do objeto flutuante. Vale ressaltar que essas dificuldades incentivam a criatividade e desenvolvem habilidades manuais essenciais s atividades experimentais. O segundo momento: A garrafa pet, de 2 l, de cada grupo, foi completamente cheia de gua, tentando eliminar ou deixar a bolha de ar dentro da garrafa, menor possvel. Foi utilizado, pelos estudantes, a torneira do bebedouro, a do banheiro masculino e do feminino e uma outra perto do bebedouro, para encher essas garrafas pet. Aps cheias, as garrafas, os estudantes, de alguns grupos, s trouxeram para o interior da sala de aula e de outros preferiram utilizar o prprio ptio do colgio. Foi necessrio utilizar um recipiente para trazer gua at o local onde se encontrava a garrafa pet de cada grupo, para adicionar mais gua, minimizar ou at mesmo tentar eliminar a bolha de ar do interior da mesma, pois assim o experimento funciona melhor. Os estudantes utilizaram os copos que estavam disponveis no prprio bebedouro. Com a garrafa completamente cheia de gua, em cada grupo, foi inserido o objeto flutuante e a garrafa foi fechada com a tampa, sendo assim iniciado o terceiro momento. O objeto flutuante do grupo 4 no ficou na superfcie. Ele submergiu. Nessa situao, houve a necessidade de ajuste. Os estudantes resolveram retirar um pedao de arame do objeto flutuante. Retirado o arame e refeito parte do procedimento da construo do objeto flutuante, o mesmo foi inserido novamente na garrafa e por sua vez ficou flutuando, parcialmente submerso, na superfcie da garrafa pet . Nos demais grupos, o objeto flutuante permaneceu conforme o indicado na seqncia de ensino. Os seis equipamentos confeccionados funcionaram de acordo com a expectativa, exceto o do grupo 5, para o qual, quando pressionada a garrafa, o objeto flutuante no submergia. Os estudantes desse grupo adicionaram, ento, gua dentro do objeto flutuante e o inseriram novamente na garrafa, fechando-a. Assim, ao pressionar a garrafa, o objeto flutuante comportou-se conforme esperado. 4.3 Terceira etapa Nessa etapa, foi aplicado um questionrio contendo trs perguntas ( anexo 3)

31 sobre as concepes espontneas acerca da execuo e observaes relativas ao experimento. Os estudantes Paula, Flvia, Pedro, Joo e Marcos, ao responderem a pergunta Qual a sua explicao para o fato do tubo da caneta ficar flutuando na gua contida na garrafa, quando esta permanece ausente da ao de foras externas?, associaram, condio de flutuao, presena de oxignio no interior do tubo. A estudante Mara observou que o objeto flutuava porque no havia gua suficiente no interior do tubo para que o mesmo afundasse. Ao executar o experimento, todos os estudantes observaram que ao pressionar a garrafa, o objeto flutuante desce e, ao descomprimir a garrafa, o mesmo retorna a posio inicial. Ao perguntar sobre como ele (estudante) poderia explicar o que foi observado, com o intuito de explicitar suas concepes espontneas do funcionamento do experimento, Pedro observou que a caneta enche de gua quando pressionamos a garrafa com uma fora, tambm que a caneta flutua quando no est submetido a alguma fora. A estudante Mara explica que Por que a presso obtida no vaso faz que a gua penetre no tubo, obtendo um peso adequado para que ele afunde. E tambm o ferro dentro do tubo faz com que tenha mais peso. Nesses casos, os estudantes fizeram o uso das grandezas fora e presso para descreverem o que foi observado de acordo com as suas concepes. Aps os estudantes finalizarem a terceira etapa, foi realizada uma aula expositiva, de uma hora, com o objetivo de expor e discutir os conceitos das grandezas (densidade, presso e empuxo) envolvidas no experimento executado. Nessa aula, o prprio experimento realizado pelos estudantes foi utilizado como instrumento facilitador para compreenso dos conceitos. 4.4 Quarta etapa Essa etapa (anexo 4)da seqncia de ensino aplicada, tem como objetivo verificar a sua contribuio , no que diz respeito a uma possvel incorporao de conceitos cientficos a partir de uma atividade de investigao associada ao uso do LNE. A atividade continha perguntas especficas sobre as grandezas fsicas envolvidas na atividade experimental e uma nica pergunta objetivando a generalizao do conhecimento adquirido, ou seja, a aplicao desse conhecimento

32 a uma situao diferente da que foi proposta inicialmente. Nesse caso, o funcionamento de um submarino. A aplicao do questionrio/atividade teve durao de uma hora. Como fator de comparao de uma possvel evoluo conceitual, foi refeita, nessa etapa a, mesma pergunta realizada na terceira etapa. A pergunta refere-se explicao, por parte dos estudantes, do que foi observado no experimento. A nossa expectativa de que os estudantes consigam utilizar os conceitos cientficos no contexto especfico e possam generalizar as suas respectivas compreenses para o funcionamento do submarino. . Discutiremos essa anlise a seguir.

33 5 RESULTADOS A anlise dos resultados foi realizada atravs das respostas obtidas no conjunto de atividades propostas (etapas 1, 3 e 4), organizadas em tabelas (anexo 5), de modo a propiciar comparaes e detalhamento na evoluo dos termos utilizados nas vrias etapas da seqncia de ensino. Aps os estudantes, em grupos, executarem e manipularem, por diversas vezes, o experimento e observarem o que acontecia com o objeto flutuante, ao pressionar a garrafa pet, eles transcreveram suas concepes espontneas a respeito da suas observaes. O estudante Joo descreve: Quando apertamos ou pressionamos a garrafa de dois litros usada na experincia, o objeto flutuante desce para a base do litro e quando paramos de pressionar ele sobe novamente!. Embora o estudante Joo descrevesse o que foi observado por ele, no experimento, sem utilizar noo conceitual de grandezas fsicas, outros estudantes apresentaram a noo conceitual das grandezas fsicas, fora e presso, em suas concepes espontneas, como no caso dos estudantes Pedro e Vitor : Ele enche at um serto ponto de gua, e desse quando pressionamos com uma fora maior. e Ele para de flutuar, e desce, a partir de que aplicando-se uma fora. Ao escrever Ele enche at um serto ponto de gua., Pedro se refere ao objeto flutuante, uma vez que o mesmo apresenta um pequeno furo e este permanece aberto e em contato com a gua contida na garrafa pet. Essa noo conceitual de fora e presso apresentada pelos estudantes, deriva de aprendizagem de momentos anteriores, seja ela escolar ou da sua prpria vivncia cotidiana. Para explicar o que foi observado, a estudante Patrcia acredita que foi devido e relacionando a gravidade foras e presso., no sabendo explicar de que maneira essas foras atuam no objeto flutuante e a sua relao com o comportamento do mesmo. Nessa mesma compreenso, Joo explica que, quando apertamos o litro uma certa presso no tubo, fazendo com que desa para a base. e o Vitor explica que quando aplica uma fora qualquer no vaso ele afunda.. Marcos, Flvia e Paula utilizaram, coerentemente, o conceito de fora, entretanto, no mantiveram a mesma coerncia para a grandeza fsica presso. Rafael, alm de utilizar os conceitos das grandezas fora e presso na sua explicao, complementou a mesma, utilizando como parmetro de flutuao o conceito de densidade como podemos ver:

34 Quando apertamos a garrafa exercemos uma fora sobre ela, assim a agua da garrafa exerce a preso sobre o tubo da caneta fazendo o tubo torna-se denso e logo afunda. Nas concepes espontneas, relativas ao que foi observado, notamos que houve utilizao dos conceitos das grandezas fora e presso com uma certa coerncia, faltando complementar e identificar quais foras atuavam no objeto flutuante e a sua relao com a condio de equilbrio. Mara explicou que a presso aplicada na garrafa a responsvel pela variao da fora peso do objeto flutuante, sendo esta, a condio para que o objeto flutuante afunde ou flutue, pois o aumento da presso faz que a gua penetre no tubo. Uma outra observao que a mesma fez com relao ao ferro (pedao de arame) inserido dentro do tubo, salientando que o mesmo ajuda o objeto ter mais peso. Na quarta etapa da seqncia de ensino, para a mesma explicao do fenmeno observado no experimento, Mara utilizou outra grandeza fsica: o empuxo, para explicar o comportamento do objeto flutuante. Em sua escrita, ela relata Que quando o empuxo igual que o peso o objeto flutua. E se o peso for maior que o empuxo o objeto afunda. Notamos, na estudante, uma ampliao na compreenso dos conceitos cientficos envolvidos no experimento, j que a mesma consegue empregar, corretamente, o conceito da grandeza empuxo e a sua relao com o movimento do objeto flutuante confirmando, assim, conceitos. Na quarta etapa da seqncia de ensino, podemos observar as mudanas nas estruturas das respostas em termos conceituais. A utilizao de novos conceitos notvel para a explicao do mesmo fenmeno observado no experimento. Sobre a condio de equilbrio de corpos imersos em fludo, nota-se que os estudantes Joo e Marcos associavam a condio de flutuao presena de oxignio no interior do tubo, na quarta etapa , explicam que devido ao equilbrio de foras que atuam no objeto flutuante e a relao entre a densidade do objeto e do fludo. Segundo Joo, todos os movimentos da caneta, depende da fora peso, como no caso da garrafa que pressionamos e a caneta se move ou seja a densidade do objeto e a do fludo. Marcos relataram que o empuxo e o peso so responsveis pelo movimento da caneta (objeto flutuante). Sendo assim, constatamos uma incorporao de novos conceitos - no que diz respeito ao equilbrio de corpos imersos na gua. a incorporao de novos

35 Por sua vez, os estudantes Vitor, Rafael e Patrcia utilizaram, em suas respostas ( quarta etapa da seqncia) os conceitos cientficos, empuxo e peso, que outrora (concepes espontneas) no utilizaram para explicar o fenmeno observado no experimento. Vitor descreveu que a variao do peso a condicionante para o movimento do objeto flutuante, pois sendo o peso do objeto maior que o empuxo ela afunda e quando o peso menor que o empuxo ele sobe ficando a flor do vaso.. Rafael salientou que o objeto flutua porque a fora da gua em baixo, o empuxo igual a fora que impurra o objeto para baixo, o peso e Patricia concluiu que de acordo a presso que exercemos na hora de apertar a garrafa o objeto ele se desloca devido ao aumento do peso. A utilizao dos conceitos cientficos das grandezas fsicas, empuxo e peso, nas entrelinhas de suas respostas, demonstraram uma incorporao de novos conceitos pelos estudantes ou, at mesmo, um complemento conceitual como, no caso especfico, do estudante Rafael. Sobre a generalizao e a aplicao da compreenso do experimento, para o funcionamento do submarino, obtemos explicaes coerentes. Os estudantes Patricia e Pedro conseguiram associar o funcionamento do experimento com o funcionamento do submarino. Patricia relatou que o funcionamento do submarino parecido com o do experimento, sendo o empuxo, que atua no submarino, constante em qualquer profundidade e o fato do mesmo submergir e emergir devido a variao da quantidade de gua armazenada. Pedro escreveu que O submarino tem uma quantidade de gua em seu meio, para que possa navegar dentre a gua se no houver essa quantidade de gua ele no pode afundar, ele ficaria apenas flutuando em cima da gua. Assim como a caneta que tem uma quantidade de gua superior a normal ela tambm afunda. O estudante Vitor escreveu que o submarino tem um compartimento onde fica a agua quando a agua esta presa ele afunda pois o peso maior que empuxo a ele afunda e quando esse compartimento llibera a agua que fica vazio, o peso ficar menor que o empuxo a e ele flutua e volta a flor da agua. Nota-se a utilizao pertinente dos conceitos das grandezas fsicas empuxo e peso para explicar o funcionamento do submarino, demostrando uma evoluo das suas idias nesse contexto especfico. Outros estudantes relataram que o funcionamento do submarino depende do empuxo e da variao do peso, porm no explicam de que forma ocorre essa

36 dependncia. notvel que a seqncia de ensino aplicada contribuiu para explicaes corretas dos fenmenos e sua generalizao para uma explicao especfica. Alm disso, tambm propiciou, aos estudantes, uma maior participao durante a aula exigindo , por parte deles, um maior aprofundamento nos estudos dos conceitos abordados. O fato de poder manusear os materiais com a finalidade de confeccionar o prprio experimento, facilitou a compreenso do seu funcionamento e, ao mesmo tempo, serviu de instrumento motivador para a efetiva participao dos estudantes nas etapas da seqncia de ensino subseqente: a referida montagem. Salientamos que o mais importante nessa seqncia de ensino no foi a manipulao dos materiais ou o ato de confeccionar o experimento, mas a busca por resposta para as questes colocadas. Para obter essas respostas, os estudantes exploraram, ao mximo, suas habilidades referentes s observaes. Quando se trata de fenmenos observados em atividade experimental, podemos perceber que a descrio do fenmeno observado pelos estudantes, depende dos seus conhecimentos prvios. Portanto, para um mesmo fenmeno observado, em uma atividade experimental, teremos distintas observaes. Ao levar em considerao os conhecimentos prvios e as concepes espontneas dos estudantes, evidenciamos de fato, que para determinados conceitos abordados em aulas de Fsica, os estudantes apresentam uma noo inicial que extremamente importante para a formao dos conceitos cientficos. Uma outra observao relativa s incorporao de novos conceitos que para ocorrer a formao do conceito cientfico nos estudantes, a partir de suas concepes espontneas, necessrio utilizarmos mtodos investigativos, pautados no construtivismo, associados a atividades experimentais. Isso no quer dizer que esta seja a nica forma, entretanto, muito eficiente para esse propsito.

37 6 CONSIDERAES FINAIS Para qualquer atividade experimental, necessrio, para o seu relativo

sucesso, definir claramente qual o objetivo a ser atingido. Um bom planejamento nortear todo o seu desenvolvimento. Apesar de terem existido dificuldades em alguns momentos na aplicao da seqncia de ensino, como o tumulto durante a confeco do experimento, podemos perceber, a partir dos resultados obtidos, que esses objetivos estabelecidos, a priori, foram alcanados. A no dependncia de um laboratrio de Cincias, ou seja, um espao formalmente adequado para a realizao da atividade experimental um fator extremamente importante para sua execuo. Todavia, salientamos que atividades, pautadas na metodologia do Laboratrio no Estruturado, no se restringem s atividades qualitativas. Poderamos fornecer um carter quantitativo, inserindo um manmetro experimental. O experimento possibilita tambm uma discusso terica em relao ao seu funcionamento. Para uma problematizao maior acerca do funcionamento do experimento, poderamos utilizar dois tipos de objetos flutuantes: o que foi utilizado no experimento confeccionado com tubo de uma caneta, conjuntamente com outros acessrios, e o outro objeto flutuante seria um pedao de cortia recheada de pregos. Dispondo de um maior tempo para anlise e interpretao dos fenmenos, executar os dois experimentos e confrontar as observaes relativas ao comportamento dos dois tipos de objetos flutuantes, seria uma oportunidade excelente para colocar em questionamento os modelos de explicao fornecidos. Levando em considerao que a seqncia de ensino proporcionou a explicao de fenmenos corretos, possibilitou uma maior participao dos estudantes no processo de aprendizagem, contribuiu para a incorporao de conceitos cientficos e que o resultado da sua aplicao pode-se constituir um mtodo alternativo de avaliao da aprendizagem, torna-se, nesse sentido, um material didtico bastante poderoso com vrios objetivos a serem pleiteados. Contudo, a seqncia de ensino pode ser utilizada por qualquer professor(a), desde que seja adaptada sua realidade. O ideal seria que cada professor(a) pudesse no experimento, obtendo assim, uma varivel quantitativa e, posteriormente, relacion-la com as demais grandezas envolvidas na atividade

38 preparar as suas seqncias de ensino, conforme sua necessidade e realidade das suas intervenes. O que ocorre na educao bsica, no Estado da Bahia, uma m distribuio da carga horria dos professores. A orientao da Secretaria de Educao do Estado da Bahia que essa distribuio de carga horria, para um professor(a) que possui uma jornada de trabalho de 40 horas semanais, ministrando a disciplina Fsica, nas trs sries do Ensino Mdio, seja da seguinte forma: 28 aulas presenciais, totalizando 14 turmas, com no mnimo de 28 alunos e mximo de 45 isso porque so 2 (duas) aulas por turma, 8 aulas para desenvolvimento de atividade complementar e 4 aulas para planejamento. Com essa estrutura de jornada de trabalho, tona-se difcil preparar seqncias de ensino para esse universo de turmas, as quais tambm apresentam uma diversidade considervel de estudantes. Com essa organizao e para dinamizar o seu trabalho, o profissional recorre somente aos livros didticos para a preparao das suas aulas. Sendo estes, muitas vezes, imprprios para a realidade de uma determinada comunidade de estudantes e acabam por limitar o ensino de Fsica a, apenas, resolues de problemas com aplicao de formalismo matemtico (ALVES FILHO, 2000). Entretanto, as dificuldades que possam surgir, devido a jornada de trabalho, no devem ser consideradas como empecilhos, uma vez que o professor/pesquisador, no momento da pesquisa, ministrava aulas de Fsica em 14 turmas (oito turmas da 1 srie e cinco da 2 srie do Ensino Mdio). E a seqncia de ensino foi aplicada simultaneamente em oito turmas da 1 srie do Ensino Mdio, sendo trs do turno matutino, trs do turno vespertino e duas do turno noturno, salientando que uma dessas oito turmas foi a investigada no presente trabalho. As seqncias de ensino, das oito turmas, constituram-se como partes integrantes do currculo e foram utilizadas como requisitos de avaliao, substituindo o mtodo tradicional de avaliao (resoluo de situaes problemas, extrado dos livros didticos e provas de vestibular), mostrando assim a sua praticidade para as atuais condies de trabalho de um professor(a) da educao bsica. Para um real melhoramento do Ensino Bsico, a Secretria Estadual de Educao ter que rever e propor uma melhor distribuio da carga horria para que possamos, efetivamente, participar, construir e executar uma educao de qualidade. Torna-se tambm necessrio uma verdadeira modificao no conceito do que seja um(a) professor(a) da Educao Bsica. Esse profissional, nos tempos de hoje, no pode limitar-se a

39 ser somente um dador de aula. Faz-se essencial tambm, ser um pesquisador em ensino, propondo novas seqncias didticas, participando dos encontros regionais e nacionais que discutem o ensino de Fsica, alm de planejar e realizar pesquisas. Entretanto, para isso se tornar realidade, fundamental a criao de polticas educacionais de incentivo ao(a) professor(a) da Educao Bsica, para que este(a) possa exercer atividades investigativas relacionadas ao seu trabalho, uma vez que, s atravs da educao permanente e capacitao profissional, o(a) mesmo(a) ter propriedade para pontuar os nortes da Educao Bsica. A proposta do presente trabalho foi includa no projeto de extenso UescEscola consCincia, coordenado (coordenao geral) pela pesquisadora e docente Dr. Irene Maurcio Cazorla, tendo comoobjetivo formar uma rede de ensino, pesquisa e extenso entre os pesquisadores da Universidade Estadual de Santa Cruz e os professores de cinco escolas estaduais das cidades baianas de Itabuna, Ilhus, Camacan e Ubaitaba, visando o desenvolvimento da cultura das aulas investigativas no ensino de Matemtica, Estatstica e Cincias (Fsica, Qumica e Biologia) na educao bsica.

40 Referncias BibliogrficasARAJO,M. S. ; ABIB, M. L. Atividades Experimentais no Ensino de Fsica: Diferentes Enfoques, Diferentes Finalidades. Rev. Bras. Ens. Fs., v.25, n.2, p.176-194, 2003. AUSUBEL, David P., NOVAK, Joseph D. e HANESIAN, Helen.. Psicologia educacional. Traduo: Eva Nick. Rio de Janeiro: Editora Interamericana Ltda. 1980. BARBOSA, J. O.; PAULO, S. R.; RINALDI, C. Investigao do papel da experimentao na construo de conceitos em eletricidade no ensino mdio. Cad. Cat. Ens. Fs., v.16, n.1, p.105-122, 1999. BORGES, A. T.. Novos rumos para o laboratrio de cincias. Cad. Bra. Ens. Fs., v.19, n.3, p.291-313, 2002 CARVALHO, Anna Maria Pessoa. O ensino da Fsica na Grande So Paulo - Estudo sobre um processo de transformao. 1972. Tese de Doutoramento. FEUSP. So Paulo. CARVALHO, Anna Maria Pessoa. Critrios Estruturantes para o Ensino das Cincias. In: CARVALHO, Anna Maria Pessoa. Ensino de Cincias: unindo a pesquisa e a prtica. So Paulo, Pioneira Thomson Learding, 2004, p.1-17. CHALMERS, Alan F. O que Cincia, afinal?, So Paulo: Brasiliense, 1995. DE JESUS, V. L. B.; MARLASCA , C.; TENRIO, A. . Ludio versus princpio do submarino. Rev. Bra. Ens. Fs., v.29, n.4, p.599-603, 2007. ENGEL, I. G. Pesquisa-ao. Educar em Revista, n.16, p. 181-191, 2000. GONALVES, M. E e CARVALHO, A. M. P. . As atividades de conhecimento fsico: um exemplo relativo a sombra. Cad. Cat. Ens. Fs., v.12, n.1, p.7-16, 1995. MOREIRA, A. M. e GOLALVES, S. E. Laboratrio Estruturado versus Laboratrio no Estruturado: Um Estudo Comparativo em um Curso Convencional. Rev. Bras. Ens. Fs., v.10, n.2, p.389-402, 1980. MORTIMER, E. F. Construtivismo, mudana conceitual e Ensino de Cincias: Para Onde Vamos?. Rev. Inves. Ens. Cien., v. 1, n.1, p. 20 -39, 1996. PCN - Parmetros Curriculares Nacionais (Ensino Mdio): Cincias da natureza, matemtica e suas tecnologias / Secretaria de Educao Fundamental. Braslia: MEC / SEF, 1998. PIETROCOLA, M.. A Matemtica como estruturante do conhecimento fsico. Cad. Cat. Ens. Fs., v.19 n.1, p. 88-108, 2002. ALVES FILHO,, J.P. Atividades Experimentais do mtodo prtica construtivista. Dissertao

41(Doutorado em Educao: Ensino de Cincias Naturais) Centro de Cincias da Educao, Universidade Federal de Santa Catarina. 2000. SCHN, D.A. Educando o Profissional Reflexivo: um novo design para o ensino e a aprendizagem. Traduo Roberto Cataldo Costa. Porto Alegre: Artmed, 2000. VENTURA, P.C.S; NASCIMENTO, S. S. Laboratrio no Estruturado: Uma Abordagem do Ensino Experimental de Fsica. Cad. Cat. Ens. Fs., v.9, n.1, p.54-60, 1991. VIGOTSKI, Lev Semenovich. Um estudo experimental da formao dos conceitos. In: _____.Pensamento e linguagem. Traduo Jefferson Luiz Camargo: Reviso Tcnica Jos Cipolla Neto. - 2 ed. - So Paulo: Martins Fontes, 1998, Cap. 5, p. 65-101. VIGOTSKI, Lev Semenovich. O desenvolvimento dos conceitos cientficos na infncia. In: _____.Pensamento e linguagem. Traduo Jefferson Luiz Camargo: Reviso Tcnica Jos Cipolla Neto. - 2 ed. - So Paulo: Martins Fontes, 1998, Cap. 6, p. 103-147. VILLANI, A. ; CARVALHO, L. O. . Representaes mentais e Experimentos Qualitativos. Rev. Bras. Ens. Fis., v.15, n.1-4, p. 78 -89, 1993.

42 ANEXO 1 SEQNCIA DE ENSINO: ESTTICA DOS FLUDOS 1 Etapa: Individual Questo 01 Voc sabe o que densidade de um corpo? Caso saiba, explique. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Questo 02 Quem ocuparia um maior espao ao ser guardado em armrio: um quilograma de ferro ou um quilograma de algodo? Explique. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Questo 03 Existem objetos ou corpos que flutuam na gua e outros que no. Cite ao menos um exemplo, de objetos/corpos que possuem e que no possuem a capacidade de flutuar na gua. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Questo 04 De acordo com a resposta anterior, qual a condio para esse(s) corpo(s)/objeto(s) flutuar(em), ou no, na gua? Explique. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________

43 Questo 05 Ao colocar trs bolas, A, B e C de diferentes materiais, no interior de um recipiente contendo gua, verificou-se que a bola A no afundou completamente, nem flutuou completamente, conforme a figura. Por que isso aconteceu _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ ___________________________________________________________________ Questo 06 Voc sabe o significado da grandeza fsica presso? Caso saiba, explique. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Questo 07 E o significado da palavra presso no dia a dia? Explique. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________

44 ANEXO 2 SEQNCIA DE ENSINO: ESTTICA DOS FLUDOS

2 Etapa: Grupo Montagem do Experimento Essa etapa pode ser realizada em grupo, composto no mximo por 5 componentes. Material utilizado: 1 garrafa pet de 2 l transparente. 1 tubo de caneta da marca BIC. 2 tampas do tubo da caneta BIC gua Procedimento Construindo o objeto flutuante 1 O tubo da caneta BIC, dever estar vazio, para isso retire a tampa e o refil da caneta. . 2 Utilizando uma serra, realizar um corte transversal no tubo, na parte onde fica a ponta da caneta, de forma a deix-la igual a outra extremidade, para que possa colocar a tampa, vedando-a totalmente. 2 Inserir gua no interior do tubo, que dever estar com uma das extremidades tampadas. No encher completamente. Deixar, aproximadamente 5 a 6 cm de ar no interior. 3 Tampar a extremidade do tubo com a tampa Preparando o recipiente: 1 Encher completamente, a garrafa pet de 2 l, eliminando ou deixando a bolha de ar dentro da garrafa o menor possvel. 2 Colocar o objeto flutuante, na garrafa e ajustar a quantidade de gua no interior do tubo, caso necessrio, para que o mesmo fique flutuando. 3 Feito o ajuste, feche a garrafa com a tampa e verifique o que acontece com o objeto flutuante, quando a garrafa pressionada.

45 ANEXO 3 SEQNCIA DE ENSINO: ESTTICA DOS FLUDOS 3 Etapa: Individual Anlise do Experimento Questo 01 Qual a sua explicao para o fato do tubo da caneta ficar flutuando na gua contida na garrafa, quando esta permanece ausente da ao de foras externas? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Questo 02 O que acontece com o objeto flutuante, quando voc aperta ou pressiona a garrafa? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Questo 03 Como voc pode explicar o que foi observado? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________

46 ANEXO 4 SEQNCIA DE ENSINO: ESTTICA DOS FLUDOS 4 Etapa: Individual Questo 01 Quais foras atuam no objeto flutuante? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Questo 02 O que pode ser observado a respeito da densidade do objeto flutuante em relao a densidade da gua? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Questo 03 Qual a relao entre a presso exercida sobre a garrafa e o comportamento do objeto flutuante do experimento? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Questo 04 Como voc pode explicar o que foi observado? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Questo 05 A partir da anlise do experimento, voc poderia explicar o funcionamento de um submarino? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________

47 ANEXO 5Paula Questo 01 Questo 02 Questo 03 Questo 04 Questo 05 Questo 06 Questo 07

Mais ou menos. Ex: Voce pega um ovo Porque ela no cru e coloca dentro O algodo, porque tinha em sua de um copo com o ferro voce pode forma muito agua, o ovo no vai cort-lo e deixar Por causa do oxigenio nem subir para a em pedaos oxignio e gas to pouco, no superfcie do copo pequenos assim carbono que tinha uma porque ele menos ocuparia menos contem na gua densidade denso que a agua , espao, j o por isso que o muito grande mas se colocar um algodo iria ovo cru no nem pequena Sei l! que faz Pode ser ovo cozido ele ir ocupar mais flutua porque ele por isso que parte ou tem que presso de subir pois nesse espao porque menos denso ela no afundou ter tambem (presso arterial) caso o ovo cozido no poderia juntar O ovo por exemplo que a gua, e e nem flutuou presso para ou de presso mais denso que a ou amaar se no ele cru no flutua. J cozido mais completamente flutuar ou algo de panela olha 1 Etapa agua. estragaria o cozido flutua. denso. . parecido. eu nem sei viu. Ele desce porque a gua exerce uma grande fora de atrao, com Quando apertamos isso o tubo da a garrafa caneta flutua sobre exercemos uma Porque dentro da a gua, apesar fora sobre ela caneta tem ar e com que o tubo da assim a gua da a presso da gua, caneta j contm garrafa encerra a 3 Etapa o tubo sobe gua. presso. Digamos que o peso foi menor do Ao pressionar ou que a fora que o empuxo da apertar a garrafa que atua em caneta com isso entra um pouco de corpos imersos ela vai flutuar. J gua no tubo da em corpos Forcas que atua em com a densidade caneta fazendo fluidos pode ou, O submarino corpos imersos em da gua menor comque ao invez de capaz de ter tem um peso fluidos, que do que o do continuar flutuando o direo vertical e maior do que o chamada de empuxo da tubo da caneta sentido de baixo empuxo com 4 Etapa empuxo. caneta. afunda. para cima. isso afundar.

48

Flvia

Questo 01

Questo 02

Questo 03

Questo 04

Questo 05

Questo 06

1 Etapa

3 Etapa

4 Etapa

Uma garrafa, moeda eles possuem O algodo, ele capacidade de ocupa mais afundar na gua espao do que o rapidamente. O Porque a bola A ferro, por ele ser ovo, e o o vaso de estava com a bem mais leve, ele refrigerante com presso, por ela tambm tem a sua tapa eles no afundar e no Sim; so dois capacidade de flutua sobre a gua O ovo afundaria se flutuar, ocorreu corpos que no flutuar no espao, por cauda de todo o espao que a sua no momento no podem ocupar o dependendo do espao que dentro dele se grandeza no foi lembro. Desculpemesmo espao. espao. possuem dentro. retirasse. constante. me Ele desce porque a gua exerce uma grande fora de Quando a atrao, com isso apertamos o tubo da caneta garrafa exercemos Porque dentro da flutua sobre a uma fora sobre caneta tem ar e gua. Apesar que ela assim a gua com a presso da o tubo da caneta j da garrafa encerra gua, o tubo sobe. contm gua. a presso. Observei que a Pode se dizer que Ao pressionar a fora ao atuar em Foras que atua o impuxo foi maior garrafa, acaba corpos imersos Sim, o submarino em corpos do que o peso da entrado gua no em fludos, pode tem o peso maior imersos em caneta com isso tubo da caneta, ter a direo do que o empuxo fludos, que ela vai subir, ento fazendo que que o vertical e sentido com isso afundar. chamado de a densidades so objeto flutuante de baixo para O objeto maior do empuxo diferentes. afundasse. que o fludo. cima.

49

Patrcia

1 Etapa

Questo 07 Presso de panela pois o ar tem que O algodo. ficar preso para a Pois por ter a O que flutuam pois panela pegar mesma eles possui materiais por causa do seu Uma quantidade mais leve e a bola de peso e dos materiais Algo que puxe presso. que o ferro chumbo no flutua usados ela no para baixo ou pessoa ele e mais pois a sua densidade possui totalmente o at mesmo pressionista que Mais ou menos. espaoso sim o objetos que no ou peso ou at material do isopo e dependendo do diz que vai fazer mas na Tem haver com o no e uma flutuam uma bola de mesmo o material tambm do chumbo corpo puxe para algo peso e com o massa ligada chumbo e que flutua o que e feito e muito ela possui um pouco cima. Algo que verdade no faz nada. aspecto de algo. totalmente isopo, plasticos. pesado de cada material possui fora. Por que a quantidade de gua permanecente na Ele desce caneta e menor quando que a da garrafa. E pressionamo a grande s e sobe ao quantidade de soltamos a Acredito que foi devido gua na garrafa garrafa ou e relacionando a tem uma fora para gravidade foras e muito extrema pressiona-la. presso. a densidade O submarino tem do obejto como receber gua flutuante at um determinado menor que a tempo e quantidade . do fludo e a O empuxo que as densidade do guas exercem sobre fludo que o o submarino o lquido e mesmo em, todas as maio

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