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________________________________________________________________O ENSINO DO CONTEÚDO ESTRUTURANTE ENERGIA COM O USO DE MAPAS CONCEITUAIS ASSOCIADOS COM ATIVIDADES PRÁTICAS, CONSIDERANDO-
SE O QUE PRECEITUA A NOVA DIRETRIZ CURRICULAR DO ESTADO DO PARANÁ.
Viviane Bertuol Pietreski Padilha1
Sandro Aparecido dos Santos2
RESUMO Este artigo resulta da implementação de um projeto de pesquisa em ensino de Ciências, do Programa de Desenvolvimento Educacional – PDE, Estado do Paraná, explorando a temática da energia, hoje posta na Diretriz Curricular (Paraná 2008), na disciplina de Ciências, como conteúdo estruturante; destacando sua relevância para o ensino de ciências e sua importância para as atividades que envolvem o cotidiano do aluno. O trabalho foi implementado na oitava série do Ensino Fundamental, do Colégio Estadual Floriano Peixoto - EFMP, Laranjeiras do Sul, Pr. Nossa proposta foi abordar uma maneira mais dinâmica de se trabalhar com o conceito de energia, em que o aluno não desenvolvesse apenas uma aprendizagem mecânica de decorar fórmulas e representar definições prontas. Mas, que através da teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel, fosse uma proposta que valorizasse os aspectos cognitivos do aluno e que objetivasse a compreensão de conceitos que lhes fossem realmente significativos; que o aluno pudesse entender o real conceito de energia, relacionando-o com sua importância, fontes, formas e transformações. As atividades propostas ocorreram em um ambiente de aprendizagem envolvendo estratégias, tais como atividades experimentais, o uso de mapas conceituais e do diagrama ADI (Atividades Demonstrativo-Interativas). Através destes instrumentos aproximamos mais os alunos do conhecimento, envolvendo a teoria com a prática; flexibilizamos a abordagem do conteúdo energia de modo a permitir que o aluno refletisse sobre o que ele já sabe do conceito de energia e a partir daí começasse a (re)construir novos conceitos científicos; apresentando condições de elaborar seu próprio conhecimento sobre energia. PALAVRAS-CHAVE: Conceito de energia, instrumentos de aprendizagem, aprendizagem significativa, abordagem integradora.
ABSTRACT:This article resulted from an implementation of a searching Science Project, from Educational Development Program - PDE, Paraná State, and exploring the thematic of energy, current at Curricular Guideline (Paraná 2008) at science grade, as structured content, given attention to its relevance for the science tuition and its importance for activities which involves the daily of student. This work was applied at eighth series of Elementary School, in the Floriano Peixoto Stadual School – EFMP, Laranjeiras do Sul, PR. Our focus was to get a more dynamic mode of working with the concept of energy, where the student does not develop only a mechanical learning of decorated formula and promptly definitions, but, through the theory of Significant Apprenticeship of David Ausubel, the proposal could valorize the cognitive aspects more significant for them, and understand the real concept of energy, interrelating its importance, resources, shapes and transformations. The activities proposed occurred at an ambient of learning which implicated in strategies such as experimental exercises, use of conceptual maps and the IDA Diagram (Interactive demonstrative Activities). With those instruments we can approach more the students to knowledge, mixing the theory with the practice, easing the approaching of energy content to permit the students think about what they already know concerning to energy concept and from that point they start constructing a new scientific concept, given conditions to build their own knowledge about the theme.KEY-WORDS: Concept of energy, learning instruments, significative learning, integranting approaching.
1 Professora de ciências do Ensino Fundamental do NRE de Laranjeiras do Sul, participante do Programa de Desenvolvimento Educacional – PDE, promovido pelo Governo de Estado do Paraná.
2 Professor Doutor do Departamento de Física da Unicentro, Guarapuava, PR. Coordenador do Projeto IDEC e desenvolve projetos na área do Ensino de Ciências.
1 INTRODUÇÃO
O conhecimento científico está em constante transformação, fruto de pesquisas
resultantes da aplicação de um conjunto de modelos explicativos baseados em métodos
científicos que permitem a construção de conhecimentos e valores, que nem sempre descobre
somente verdades. Contrapondo-se a isso, observamos que nossas aulas não acompanham
muito esta transformação e evolução da ciência. Analisando a educação básica, verificamos
que o processo de ensino ainda guarda resquícios oriundos de uma formação mais tradicional,
de memorização, e que, com o passar dos tempos, os alunos resultantes desse processo
acabam por ser reflexo desse sistema. Estamos preocupados com o “vencer os conteúdos” e
muitas vezes, não paramos para pensar na maneira pela qual o estamos ensinando. Se este está
fazendo a diferença para o aluno ou se a aquisição é apenas de forma mecânica, de
memorização. Observamos que nossos alunos, na maioria das vezes, não correspondem ao
resultado que esperamos, por exemplo, em uma apresentação de seminário, num debate ou
outra atividade qualquer. Pela falta de realizá-lo mais vezes, não trazem o conhecimento para
fazê-lo bem feito, pois estas atividades não fazem parte de sua prática diária. Dessa maneira, o
ensino passa a ser fragmentado, um ensino por definições e não por conceitos, onde o aluno
não desenvolve competências para um aprendizado significativo.
A influencia da cultura social e de suas crenças parece ser ainda maior e ou mais
importante do que a da cultura escolar, onde esta confere ao aluno um maior significado,
contrapondo-se com os objetivos da educação.
“(...) o ensino formal é pouco eficaz em favorecer o aprendizado dos conceitos científicos. A resistência à mudança é uma característica forte das concepções alternativas, independente do grau de estudo. Vimos, entretanto, que um ensino pautado em aspectos cognitivistas, que leva em conta as concepções prévias dos alunos, produz resultados mais eficazes” (Köhnlein e Peduzzi, 2002, p.32).
Os estudantes apresentam uma “bagagem” cultural advindo da cultura social que lhe
fornecem concepções diversas, dos diferentes assuntos. Essas concepções, muitas vezes não
são modificadas e ou ampliadas pela cultura escolar, responsável, quase sempre, pelo fracasso
escolar. A educação em ciências sempre visou à educação científica para melhorar esse
quadro buscando desenvolver no aluno o conhecimento escolar através das concepções
científicas mediado pela escola (Barbosa e Borges, 2006).
Tendo em vista as dificuldades encontradas pelos alunos para aprenderem os conceitos
básicos ou científicos no ensino das ciências naturais, e de encontrar nas salas de aula alunos
desinteressados, já acostumados com o saber memorizado e saber somente por saber, sem ter
noção da forma integradora que pode ter o ensino das ciências, desenvolvemos uma proposta
para o ensino de energia. Nesta proposta abordamos uma maneira mais dinâmica de se
trabalhar com o conceito de energia, em que o aluno não desenvolvesse apenas uma
aprendizagem mecânica de decorar fórmulas e representar definições prontas, mas que através
da Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel fosse uma proposta que
valorizasse os aspectos cognitivos do aluno e que objetivasse a compreensão de conceitos que
lhes sejam realmente significativos; que ele pudesse entender o real conceito de energia,
relacionando-o com sua importância, fontes, formas e transformações.
A Diretriz Curricular do Estado do Paraná da disciplina de ciências (Paraná, 2008)
aborda a questão de se trabalhar os conteúdos de ciências de uma forma integradora, tentando
superar a construção fragmentada de um mesmo conceito. Corroborando com essa idéia,
Santos (2008) e Santos e Moreira (2008) destacam a importância da integração conceitual no
ensino de Ciências, bem como as relações interdisciplinares com conteúdos das outras
disciplinas do Ensino Fundamental, as relações conceituais entre os diferentes conteúdos
estruturantes e as relações contextuais envolvendo o processo da construção do conhecimento
e os conteúdos científicos.
É com essa expectativa que abordamos neste trabalho a integração conceitual da
temática da energia no Ensino fundamental de 8ª série, hoje posta na Diretriz Curricular do
Estado do Paraná, na disciplina de ciências, como conteúdo estruturante; destacando sua
relevância para o ensino de ciências, sua importância para as atividades que envolvem o
cotidiano dos alunos. Bucussi e Ostermann, (2005) afirmam que a energia mostra-se como um
conceito fundamental para explicar à importância do mundo, pois tanto a matéria viva, quanto
os seres brutos são possuidores de energia e necessitam de suas transformações,
manifestações para que se processe o fluxo de matéria e energia nos ecossistemas.
“Se tivéssemos que citar um único conceito físico como o mais importante para a física, e para toda a ciência de um modo geral, esta seria, sem dúvida, o conceito de energia. De uma maneira análoga, se tivéssemos que citar qual o mais útil princípio físico para toda a ciência a escolha, certamente, recairia sobre o princípio da conservação da energia. Aliás, não é difícil de perceber que estas tarefas estão relacionadas” (Moreira, 1998, p. 2).
Barbosa e Borges (2006), destacam que o conceito de energia é muito difícil de ser
ensinado e mais ainda de ser compreendido, por ser considerado na física um conceito muito
abstrato, que foge do real, do concreto. No ensino fundamental ele é visto de uma maneira
muito superficial, resumido normalmente as suas manifestações. É um termo utilizado por
diferentes disciplinas, que o enfocam com diferentes fins não de forma consistente. No nosso
cotidiano, o termo energia é amplamente empregado, confundido com outras idéias como
força, potência, movimento; na linguagem o termo adquire significado nada científico, como
por exemplo, “repor as energias”, “liberar as energias negativas”.
Quando se aborda o conceito energia, as aulas, os professores e até mesmo os veículos
de comunicação referem-se geralmente na forma e manifestações de energia, não
discriminando o seu conceito. Desta maneira o real significado do termo energia, vai ficando
cada vez mais distante do aprendizado do aluno e, para ele, energia vai lembrar algo que está
relacionado a ela e não ao entendimento do que ela possa ter. Quando se trabalha o conceito e
energia no contexto escolar, os alunos procuram explicações em suas experiências cotidianas
baseadas nas suas concepções alternativas; por isso a importância de valorizar os
conhecimentos prévios dos alunos, a partir da utilização de experimentos, onde através dos
resultados poderemos compreender quais são os modelos que os alunos trazem sobre energia.
Como a energia é um conceito trabalhado em várias disciplinas (Barbosa e Borges,
2006), na ciência ela pode ser trabalhada “tanto no contexto disciplinar, quanto
interdisciplinar, envolvendo aspectos relativos à tecnologia, à sociedade, ao ambiente e ao
cotidiano dos estudantes”. (Bucussi e Ostermann, 2005, p. 19).
Tentando valorizar o conceito científico de energia, desmistificando as falsas idéias
sobre ele, propusemos o seguinte questionamento: Como ensinar o conteúdo estruturante
Energia na 8ª série do Ensino Fundamental, considerando o que preceitua a nova Diretriz
Curricular do Estado do Paraná?
Percebeu-se então que seriam necessárias alternativas diferenciadas para deixar a
proposta mais consistente e tentar superar o ensino tradicional. Buscamos através deste
trabalho, mostrar ao aluno uma visão geral da importância da energia nos aspectos relativos
ao cotidiano, suas formas, transformações, conservações e suas relações interdisciplinares. E
dessa forma corroborar para a compreensão do conceito científico de energia de forma
significativa, não fragmentada, fazendo com que o aluno pudesse aplicar os conhecimentos
adquiridos de forma responsável, de modo que pudesse contribuir para a melhoria das
condições ambientais, da saúde e das condições gerais de vida de toda a sociedade.
Para tanto, utilizamos ferramentas de aprendizagem que vieram a facilitar o ensino,
como o uso de mapas conceituais, de atividade prática confeccionadas com materiais
alternativos e de baixo custo e da aplicação do diagrama ADI (Atividades Demonstrativo-
Interativas) (Santos 2008). Através da utilização destes instrumentos, buscamos desenvolver
um ambiente de aprendizagem desafiador, que permitisse ao aluno interagir com o tema,
analisar resultados e discutir possíveis soluções; buscando aguçar sua curiosidade e que ao
mesmo tempo incentivasse-o a rebuscar seus “modelos sobre energia”, para que a partir
desses conhecimentos pudesse entender de modo significativo o tema proposto. Um bom
ambiente de aprendizagem, segundo Valadares (2001) apud Matos e Valadares (2001), deve
ser construído com ênfase ativa e significativa do conhecimento, de modo que sejam
valorizados os conteúdos sociais do aluno, seus conceitos pré-existentes, suas reflexões
críticas, as trocas de idéias, os trabalhos em grupos, a motivação por parte dos professores e a
avaliação do processo de ensino. Procuramos também desenvolver o pensamento lógico e o
senso crítico, utilizado para identificar e resolver problemas, formular perguntas e hipóteses,
testando, discutindo e redigindo explicações para os fenômenos relacionados à energia,
comunicando suas conclusões aos colegas para que elas fossem debatidas com todos.
Devemos valorizar sempre o conhecimento prévio dos alunos, acerca do tema
abordado, pois suas experiências e vivências irão sempre interferir na aprendizagem
(Ausubel, 1968, Novak, 1981 e Moreira, 1999), desse modo instrumentos facilitadores da
aprendizagem podem vir a contribuir para que o aluno perceba as relações existentes entre
conceitos que ele já sabe e que pode vir e entender, também despertar o interesse e a vontade
de descobrir coisas novas envolvendo-o ativamente no processo educativo.
A motivação pode servir como mediador entre o que o aluno precisa aprender e o que
a sua capacidade cognitiva pode assimilar. Os fatores contextuais favorecem ou bloqueiam o
engajamento dos estudantes na aprendizagem. As variáveis motivacionais e os conjuntos de
valores que os estudantes possuem podem se julgar adequados para permitir a compreensão
de determinado conteúdo (Aguiar, 1999).
Uma maneira de investigar as concepções alternativas dos alunos (Moreira, 1999) é
através dos mapas conceituais, que são instrumentos que podem ser utilizados para a
apresentação de conceitos e suas relações hierárquicas de determinado conteúdo. Quando são
utilizados pelo professor, tem o objetivo de facilitar a aprendizagem significativa, se for
construído pelo aluno, tem-se como objetivo verificar o que ele compreendeu de determinado
assunto abordado.
As atividades práticas pedagógicas introduzidas nos ritmos das aulas, contribuem para
promover uma aprendizagem mais significativa procurando auxiliar no desenvolvimento
cognitivo do aluno, estimulando-o e ao mesmo tempo contribuindo para um crescimento
sócio-cultural. Elas geralmente trabalham com o coletivo, desenvolvendo o companheirismo,
a ajuda mútua, as trocas de idéias, de experiências e promovendo as amizades. Promove um
contato mais direto com o problema, o que desperta no aluno o interesse pelo conteúdo e
aguça a curiosidade para se chegar ao resultado. Também promovem uma aproximação com o
conteúdo científico, enriquecendo sua cultura (Matos e Valadares, 2001).
As atividades experimentais na disciplina de ciências normalmente não são realizadas
na escola, fato esse resultante da falta de incentivo, de cursos que contemplem aulas práticas,
culminando com a falta de preparo do professor, falta de tempo no ritmo do calendário
escolar, de laboratórios e ou equipamentos necessários para as atividades. Considerando isso,
realizamos a construção e o funcionamento de um experimento, conhecido como um modelo
de “elevador eólico”, envolvendo o tema energia que veio a contribuir para o sucesso da
aprendizagem no ensino. Para se trabalhar com atividades práticas, é necessário determinar
certos procedimentos, como por exemplo: organizar a coleta de dados, escolher trabalhar com
turma controle e experimental e escolher certos parâmetros para se avaliar (Séré, M.G. et al,
2003).
Outro instrumento que utilizamos em nosso trabalho pedagógico para o entendimento
do conceito de energia foi o diagrama ADI (Atividades Demonstrativo –Interativas), como
instrumento auxiliar e complementar da atividade prática. Consiste num modelo em V,
baseado no modelo original do V de Gowin. Ele vem substituir os antigos relatórios nas aulas
práticas e por ser muito mais completo nas questões didáticas pedagógicas, enriquece o
aprendizado contribuindo para uma compreensão geral do tema, possibilitando um maior
desenvolvimento do educando (Santos, 2008 e Santos e Moreira, 2008).
Através das atividades propostas sobre o conceito de energia, ocorreu o confronto de
idéias que os alunos tinham como “conceitos certos”, com base nos resultados das atividades
desenvolvidas por eles. A partir de indagações, trocas de idéias e comparações foram se
desenvolvendo novas concepções que se ancoram nas concepções pré-existentes,
modificando-as, constituindo-se assim uma nova aprendizagem que pode se dar de modo
significativo.
2 REVISÃO DA LITERATURA
2.1 Aprendizagem significativa e instrumentos facilitadores da Aprendizagem.
“Um bom ensino deve ser construtivista, promover a mudança conceitual e facilitar a
aprendizagem significativa” (Moreira, Caballero, Rodriguez , 1997).
Nas propostas atuais de ensino, considera-se construtivista uma posição filosófica
cognitivista, onde o ato de conhecer realizado pelo ser humano se dá por construção. O aluno
é reconhecido como agente que constrói sua própria estrutura cognitiva, com capacidade
criativa de interpretar e representar o mundo. No que diz respeito às mudanças conceituais,
estas devem ter um significado para o aluno, os conceitos devem ser claros para que sejam
relevantes na aquisição de novos conhecimentos. A aprendizagem é a aquisição de
informações que tem por objetivo promover o acréscimo de conhecimentos e posteriormente
uma mudança comportamental; pois o novo conhecimento lhe dá oportunidade de novas
interações, novas discussões com outras pessoas, promovendo a aprendizagem. Quando
falamos em aprendizagem significativa, termo muito utilizado nos dias de hoje, nos vêm à
mente as teorias de aprendizagem, que tentam explicar como funciona o processo da
aprendizagem e as construções humanas para interpretar o conhecimento.
Nesta perspectiva baseamo-nos na Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel e
na sua elaboração, refinamento e divulgação por Novak e Moreira.
2.1.1 Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel, Novak e Moreira
Segundo Moreira, pode-se distinguir três tipos gerais de aprendizagem: cognitiva,
afetiva e psicomotora.
“A aprendizagem cognitiva é aquela que resulta no armazenamento organizado de informações na mente do ser que aprende, e esse complexo organizado é conhecido como estrutura cognitiva. A aprendizagem afetiva resulta de sinais internos ao indivíduo e pode ser identificada com experiências tais como prazer e dor, satisfação ou descontentamento, alegria ou ansiedade. Algumas experiências afetivas sempre acompanham as experiências cognitivas.... A aprendizagem psicomotora envolve respostas musculares adquiridas por meio de treino e prática, mas alguma aprendizagem cognitiva é geralmente importante na aquisição de habilidades psicomotoras” (Moreira, 1999, pp.151-152).
A aprendizagem significativa proposta por Ausubel é uma aprendizagem cognitivista,
na qual o conceito deve ser organizado e assim interagir com o conteúdo total de idéias.
A aprendizagem significativa é o processo através do qual uma pessoa adquire novos
conhecimentos de maneira não-arbitrária e substantiva.
“Não-arbitrariedade quer dizer que o material potencialmente significativo se relaciona de maneira não-arbitrária com o conhecimento já existente na estrutura cognitiva do aprendiz. Substantividade significa que o que é incorporado à estrutura cognitiva é a substância do novo conhecimento, das novas idéias, não as palavras precisas usadas para expressá-la” (Moreira, Caballero, Rodriguez, 1997, p.20).
Para que o conhecimento aconteça de maneira não-arbitrária ele deve estar relacionado
com que o aluno já conhece sobre o assunto, de maneira a ampliar os conceitos na estrutura
cognitiva do aprendiz. Esses conhecimentos já existentes, ditos “conhecimentos prévios
relevantes”, são chamados por Ausubel de “subsunçores”. Esses subsunçores servirão de
“ancoragem” para os novos conceitos, ou seja, são neles que os novos conceitos se apoiarão
para conseguir dar significado ao que o aluno aprende. Portanto, a aquisição de novos
conhecimentos se dá através de quando estes se ancoram em conhecimentos relevantes, pré-
existentes na estrutura cognitiva do aprendiz. O conhecimento prévio é a matriz
organizacional de idéias, conceitos, proposições que permitem a ancoragem de novos
conceitos. O conhecimento que se incorpora, que se aprende, é a substância do novo conceito
e não os seus significados e signos. Na interação de conhecimentos novos com os pré-
existentes (subsunçores), ocorre mudança dos prévios e o conhecimento adquire significado.
Na aprendizagem mecânica ou automática, onde o aluno apenas memoriza sem
compreender o real significado do conceito, não ocorre à formação de conceitos com
significado, pois ocorreu de uma maneira arbitrária e literal; onde o novo conhecimento
provavelmente não encontrou seus subsunçores. Não havendo a interação do novo
conhecimento com os já armazenados na estrutura cognitiva.
Quando no aluno ainda não existem subsunçores para determinado assunto, a
estratégia de Ausubel para promover a aquisição de conhecimento está baseada em
organizadores prévios que
“são materiais introdutórios apresentados antes do material de aprendizagem em si, em um nível maior de abstração, generalidade e inclusividade. Sua principal função é a de servir de ponte entre o que o aprendiz já sabe e o que ele deve saber a fim de que o novo material possa ser aprendido de maneira significativa. Seria uma espécie de ancoradouro provisório” (Moreira, Caballero, Rodriguez, 1997, p. 36).
Para facilitar ao aluno a aprendizagem significativa é importante manipular o
conteúdo, identificando conceitos básicos da matéria de ensino e entendendo-o como eles
estão estruturados, fazendo uma análise de sua importância e relacioná-los com aspectos
relevantes da estrutura cognitiva do aprendiz. Em seguida, esses conteúdos devem estar
programados para ordenar a matéria de ensino, respeitando sua organização e planejando
atividades práticas.
Duas condições são necessárias, segundo Ausubel e Novak, para que o aluno adquira a
aprendizagem:
•que o aprendiz apresente uma pré-disposição para aprender, manifestando a intenção de
aprender e perceber alguma relevância com o novo conhecimento, que depende de suas
experiências afetivas e educativas.
•que o material de aprendizagem seja potencialmente significativo com a estrutura cognitiva
do aprendiz.
“Gowin vê uma relação triádica entre professor, materiais educativos e o aprendiz. Para ele, o episódio de ensino-aprendizagem se caracteriza pelo compartilhar significados entre aluno e professor, a respeito do conhecimento veiculado por materiais educativos do currículo. Usando materiais educativos do currículo, aluno e professor buscam congruência de significados” (Moreira, Caballero, Rodriguez, 1997, p.34)
É indispensável saber exatamente o que se quer ensinar e ao objetivo que se pretende
chegar. Pois em muitos livros a organização lógica dos conteúdos não é exatamente a mais
adequada para se promover uma aprendizagem que esteja condizente com a estrutura
cognitiva do aprendiz. É importante também, identificar qual é a bagagem que o aluno já
possui com relação a aquele conteúdo, se ele possui disponível determinado subsunçor (a fim
de que o professor trabalhe em cima daquilo que foi identificado) que servirá de âncora para a
aquisição de novos conhecimentos.
2.1.2 Mapas Conceituais como recurso instrucional
O uso de mapas conceituais como recurso instrucional não é mais novidade. Trata-se
de uma estratégica originalmente desenvolvida pelo Professor Joseph Novak e seus estudantes
de pós-graduação, em meados dos anos setenta na Universidade de Cornell, que hoje se utiliza
com alunos de qualquer idade em qualquer disciplina. (Moreira, 2006).
Segundo Novak, Moreira e Gowin, mapas conceituais são
“...diagramas bidimensionais que indicam relações entre conceitos. Mais especificadamente, podem ser interpretados como diagramas hierárquicos que procuram refletir a organização conceitual de um corpo de conhecimento ou de parte dele. Ou seja, sua existência deriva da estrutura conceitual de um conhecimento” (Moreira, 2006, p. 9).
Os mapas conceituais podem ser utilizados para a apresentação de conceitos e suas
relações hierárquicas de determinado conteúdo. São instrumentos utilizados pelo professor
com o objetivo de facilitar a aprendizagem significativa. Ele serve tanto para o ensino do dia-
a-dia na sala de aula, para o processo avaliativo nas diferentes abordagens do ensino, quanto
para explanação, análise e planejamento de um currículo podendo abranger os conteúdos
gerais e os específicos que se pretende abordar em determinado curso ou disciplina. Eles não
são auto-explicativos, necessitam da intervenção do professor para que guiem os alunos para
o entendimento do mapa.
Podem ser utilizados como instrumentos de apoio para o processo de ensino
aprendizagem por qualquer disciplina, subdisciplina, textos, artigos, entre outros; podendo ser
confeccionados pelo professor, pelo aluno ou por uma equipe. São recursos flexíveis,
dinâmicos, cuja vantagem pode estar no fato de dar destaque ao ensino aprendizagem de
conceitos para que estes não fiquem perdidos em meio a tantas informações.
Avaliar com o uso de mapas conceituais significa verificar através de um mapa
construído pelo aluno o que ele aprendeu, captou de significativo dos conceitos abordados.
Observar de que maneira ele está relacionando os conceitos, se há relação lógica entre os
termos apresentados.
Os mapas conceituais são úteis para a determinação dos conhecimentos prévios dos
alunos, bem como para a mudança conceitual e cognitiva do aluno no processo de ensino.
Devem ser construídos de maneira a permitir que se faça uma leitura dos conceitos mais
gerais até os mais específicos, abordando aí a diferenciação progressiva, mas ao mesmo
tempo consiga fazer uma leitura dos conceitos menos abrangentes até os mais amplos, a qual
se refere à reconciliação integrativa. Possuem certa flexibilidade e nenhum mapa é igual ao
outro, por mais que seja do mesmo assunto, pois são construídos por pessoas diferentes.
Conceitos mais gerais são colocados no topo do mapa, na parte intermediária estão os
conceitos menos abrangentes (subordinados) e finalmente na base do mapa os conceitos mais
específicos, todos interligados por linhas que sugerem relações.
Com o uso de mapas conceituais pretendeu-se desenvolver no aluno uma organização
hierárquica dos conceitos de maneira que ele entenda a colocação dos conteúdos
superordenados e subordinados na hierarquia, sendo uma maneira do aluno exteriorizar o
conhecimento de energia aprendido.
2.1.3 Experimentação.
Outra estratégia que utilizamos nessa proposta de ensino e que chama a atenção dos
alunos, principalmente na disciplina de ciências é o uso de atividades experimentais, com o
intuito de envolver o aluno com o conteúdo proposto, estimular sua curiosidade sobre o tema,
permitir sua interação e ação, desenvolver competências e contribuir de forma favorável para
o enriquecimento do estudo.
O experimento faz com que o aluno não fique apenas no campo da teoria, mas traga a
teoria para o mundo prático, dando a ela mais sentido. Dessa maneira, o aluno passa a ser
membro mais atuante na comunidade, pois carrega uma melhor “bagagem” conceitual que lhe
fornece condições de atuar sem medos e preconceitos. Permite desenvolver no aluno um
“olhar crítico”, possibilitando a investigação e a discussão dos resultados. O diálogo, os
questionamentos e as dúvidas que surgem durante o desenvolvimento de uma atividade
experimental são subsídios para uma abordagem integradora que o professor deve manipular
para que a aprendizagem ocorra de modo mais significativo.
Segundo a Diretriz Curricular de ciências,
“As atividades experimentais estão presentes no ensino de ciências desde sua origem e são estratégias de ensino fundamentais, pois podem contribuir para a superação de obstáculos na aprendizagem de conceitos científicos, não somente por propiciar interpretações, discussões e confrontos de idéias entre os estudantes, mas também pela natureza investigativa”. (Paraná, 2008, p.37).
Millar (1987) apud Arruda e Laburú (1996), afirma que o experimento numa visão
mais tradicional, tem sua importância como subsídio para a comprovação de uma idéia, sendo
a fonte das teorias inventadas pelos cientistas. Portanto ele pode comprovar uma teoria,
facilitar a aprendizagem e despertar a curiosidade pelo assunto proposto.
Numa visão mais moderna, “o conhecimento científico se origina da observação (ou
experimentação, ou mediação) sistemática da natureza” (Arruda e Laburú, 1996, p.18). O
conhecimento nasce de modificações de conhecimentos já existentes. Portanto, a função do
experimento é permitir que a teoria se aproxime mais da realidade; é fazer com que ela seja
melhor compreendida.
As atividades experimentais foram desenvolvidas com materiais alternativos e de
baixo custo, construídos pelos alunos durante o desenvolvimento do projeto, estimulando
dessa forma a participação integral do aluno na realização do experimento. Segundo Axt e
Bonadiman (1997) apud Bonadiman e Nonenmacher (2007, p. 217), “a tendência de
identificar a complexidade dos materiais com o mérito educativo é controvertida, uma vez que
a aprendizagem com equipamentos simples é perfeitamente possível no estudo de uma ampla
gama de fenômenos físicos”.
2.1.4 Diagrama ADI (Atividades Demonstrativo-Interativas).
O diagrama ADI - Atividades Demonstrativo-Interativas, foi elaboradorado a partir de
um curso de formação para professores da rede estadual do Paraná, ofertado pela Unicentro.
Consiste em um instrumento em forma de V com função didático-pedagógica. Foi
desenvolvido a partir do Vê epistemológico de Gowin, e segundo Santos (2008), o ADI surgiu
a partir de dificuldades encontradas pelos professores em realizar exercícios com o diagrama
de Gowin e de sua aplicação junto aos alunos; por isso foi organizado com uma linguagem
mais apropriada para estudantes do ensino fundamental e médio.
Tem por objetivo principal auxiliar “no planejamento, desenvolvimento e avaliação
das atividades colaborativas” (Santos, 2008, p.161).
De acordo com Moreira (2006, p.87) “o Vê nos ajuda a identificar os componentes do
conhecimento, clarificar suas relações e apresentá-los em um modo visualmente compacto e
claro”. O conhecimento é fruto de uma construção humana num determinado contexto, o
diagrama permite que o aluno entenda e identifique a estrutura desse conhecimento.
Dessa maneira, Santos (2008), ressalta que o diagrama ADI possui vantagens e
características, que justificam sua importância no processo ensino-aprendizagem a partir da
teoria da aprendizagem significativa, sendo elas:
• Instrumento com estrutura semelhante ao V de Gowin, porém usado para fins
didático-pedagógicos; usado para planejamento, abordagem e avaliação da
aprendizagem.
• Pode ser utilizado pelo professor e alunos em atividades colaborativas; também
necessita de planejamento prévio por parte do professor e deve ser compatível com o
nível cognitivo do aluno.
• Proporciona maior interação em sala de aula.
• Pode ser utilizado como um organizador prévio, por meio do pré-teste e pós-teste;
substitui os relatórios de atividades experimentais, os quais não são recomendados no
ensino fundamental.
• Permite uma visão do todo para quem o utiliza; deve estar associado a um mapa
conceitual.
• Pode ser desenvolvido com o auxílio do professor na forma de estudo dirigido.
Com o uso do diagrama ADI, complementamos o trabalho do experimento “elevador
eólico” possibilitando ao aluno a integração da prática com os conceitos envolvidos.
No Apêndice 1 encontra-se um modelo desse diagrama usado no planejamento da
atividade do experimento elevador eólico.
2.1.5 O Conceito de Energia
A etiologia da palavra energia deriva o grego energeia, que significa “em
funcionamento”(Projeto Araribá 8ª série, 2006, p.50). No entanto para se chegar à definição
do termo energia é necessário que o aluno interaja com diferentes situações em que é
abordado o tema energia, com exemplos e analogias e também com outros conceitos
relacionados. Nesse caso o aluno cria condições de entender que energia
“é alguma coisa que permanece constante em qualquer processo físico, isto é, como uma regularidade nos processos físicos. Ou seja, quando for capaz de fazer uma abstração no sentido de que “aconteça o que acontecer” em um determinado processo físico sabe-se de antemão que existe algo que permanecerá constante e que poderá ser chamado de energia. Trata-se, sem dúvida, de uma idéia extremamente
abstrata, pois, a rigor, o princípio da conservação da energia (...) é o princípio mais útil em toda a ciência (...) uma lei que governa todos os fenômenos da natureza até agora conhecidos. (...) é alguma coisa que pode assumir várias formas, que pode ser calculada através de fórmulas apropriadas, mas que, feito os cálculos e somando-se os resultados, obter-se-à para um sistema isolado sempre o mesmo número independentemente dos processos físicos nele ocorridos (Moreira, 1998, p.6).
Para Montanari (2003, p.6), a “energia, do ponto de vista científico literário, (...) é algo
muito importante e está presente em tudo o que fazemos”. É um conceito abstrato (Moreira,
1998) e por isso é difícil de ser definido. Alguns cientistas propuseram algumas definições,
mas nenhum deles conseguiu chegar a uma definição exata para o conceito de energia, que
não abrisse precedentes para discussão. Para o físico-químico letoniano Wilhelm Ostwald,
“energia é aquilo de que se necessita para realizar qualquer tarefa ou trabalho” (Montanari,
2003, p12); Thomas Young, em 1807, propôs um conceito semelhante ao de Ostwald e muito
utilizado nos livros didáticos de ciências: “energia é a capacidade de realizar trabalho”
(Montanari, 2003, p. 13). Energia e trabalho são conceitos muito interligados, pois trabalho é
a medida do esforço que uma pessoa, por exemplo, pode fazer ao deslocar um objeto a uma
determinada distância, com isso gastando energia.
A energia está em tudo, tanto no corpo dos seres vivos, permitindo as reações
metabólicas que compreendem todo o ciclo vital, como no ambiente físico, permitindo o
funcionamento de diversos sistemas, nas quais os seres vivos de muito se utilizam. Fica mais
fácil para a compreensão de todos, principalmente dos alunos, quando, ao se referir à energia,
abordarmos as suas manifestações e transformações; sendo mais fáceis de serem
compreendidas por estarem diretamente relacionadas com o cotidiano das pessoas.
Para Moreira (1998), a energia pode ser representada sob três formas: a cinética, que
representa o estado de movimento de um corpo “e pode ser calculada pela operação
matemática Ec = m.v²/ 2” (Montanari, 2003); a potencial, que representa o efeito da força
acumulada em um corpo e “pode ser calculada pela seguinte expressão: Ep =m.g.h”
(Montanari, 2003) e a energia de massa, onde a equação E = m.c² estabelece uma relação
entre massa e energia.
É conveniente ainda falar sobre “formas de energia” como: energia eólica, energia
elétrica, energia química, energia nuclear, por exemplo, mas todas são diferenciações das três
formas básicas de energia.
A energia elétrica é uma das formas de energia mais utilizada pelo homem, nos
aparelhos domésticos, nas lâmpadas, em aparelhos elétrico-eletrônicos, dentre outros úteis no
dia-a-dia. Ela pode ser transformada em uma usina hidrelétrica que utiliza a energia potencial
da água; em uma usina termelétrica, que utiliza o calor para esquentar a água, vaporizá-la para
acionar as turbinas e gerar energia elétrica; em uma usina eólica, que utiliza o movimento do
ar; em um sistema de energia solar fotovoltaica, que aproveita a luz do sol para gerar
eletricidade; em usina nuclear que utiliza a energia liberada nas reações nucleares.
A energia química é a energia acumulada nos corpos e que pode ser liberada pelo
processo de combustão. Alguns objetos liberam mais facilmente a energia química
acumulada, são então chamados de combustíveis, como por exemplo: carvão, derivados do
petróleo (gasolina, querosene, óleo diesel e gás liquefeito) e álcool, outros não a conseguem
liberar facilmente (Montanari, 2003). A energia dos alimentos é liberada com o processo de
digestão, onde vai ser utilizada pelo corpo dos seres vivos para o metabolismo geral,
promovendo o funcionamento de todos os sistemas de uma maneira harmônica.
A energia solar é a principal fonte de energia para os seres vivos, dela provem todas as
outras formas de energia. Diretamente ela é importante para a realização da fotossíntese pelos
seres clorofilados, para clarear e permitir a identificação de objetos e formas através da visão;
indiretamente é importante para o ciclo da matéria e energia nos ecossistemas e para a
manutenção e equilíbrio das cadeias e teias alimentares.
Algumas das fontes alternativas de energia da qual disponibilizamos hoje em dia, são a
utilização da energia solar, através de placas fotorreceptoras, instaladas geralmente nos
telhados das casas, que absorvem a energia solar e a transformam, através dos geradores, em
energia elétrica e a utilização da velocidade do vento – energia eólica- para mover as pás
(gerando energia cinética) e sua transformação em energia elétrica. Como disse o Xeque
saudita Zaki Yamani, “A idade da Pedra acabou e não por falta de pedras, e a idade do
Petróleo vai terminar em breve e não por falta de petróleo” (Cenários Energéticos Globais
2020, 2007, p.12). Esse comentário nos faz pensar nas descobertas e utilização de novas
fontes de energia, que substituirão as atuais, por terem, dentre outros fatores positivo, menor
custo e serem fontes de menor liberação de gás carbônico, contribuindo para a diminuição do
efeito estufa, promovendo o equilíbrio ambiental.
A energia pode ser transformada de uma forma para outra, assumindo suas “várias
formas”, como no exemplo de uma usina hidrelétrica, onde a energia potencial da água
represada é transformada em energia do movimento da queda da água e essa, é novamente
transformada em energia elétrica, acumulada nos geradores. A importância do conceito de
energia destaca que ela se conserva de maneira constante em suas transformações, num dado
sistema isolado, sem acréscimo ou perda de energia.
James Prescott Joule, baseado em Lavoisier, criou uma frase que explica o princípio
da conservação de energia: “a energia não pode ser criada nem destruída: quando uma forma
de energia se transforma em outra, a quantidade total de energia continua a
mesma”(Gewandsznajder, 2002, p. 157); ou seja a energia é apenas transformada de uma
forma em outra. O princípio da conservação da energia é descrito na 1ª Lei da
Termodinâmica, definida como: “a variação da energia interna de um sistema é igual a
energia a ele transferido devido a uma diferença de temperatura menos o trabalho que ele
realiza (Moreira 1998, p.23).
O conceito de temperatura tem a ver com a quantidade de energia interna que um
corpo possui e ou energia cinética entre átomos e moléculas. Quando a energia interna
aumenta, conseqüentemente a temperatura de um corpo também aumenta; quando a energia
interna diminui a temperatura do corpo, também diminui. “Portanto, uma variação da energia
interna de um sistema pode se manifestar, macroscopicamente, através de uma variação de
sua temperatura ou de uma mudança de estado físico”(Moreira 1998, p. 5). Quando dois
corpos com diferentes quantidades de energia interna estiverem intimamente ligados, o que
possui mais energia tende a doar energia para o corpo que possui menos energia interna, de
modo que os dois corpos fiquem com a mesma temperatura. Neste caso dizemos que esse
fluxo de energia de um sistema para outro denomina-se calor. “Calor é energia em trânsito
entre um sistema e sua vizinhança” (Moreira 1998, p. 5).
As concepções que os alunos apresentam sobre o conceito de energia, estão baseadas
na sua cultura social, que muito influencia o seu cotidiano nas suas tomadas de decisões e
resoluções de problemas. Quando se trata do conhecimento sobre energia, o aluno sempre
sabe se manifestar de uma maneira ou outra, utilizando o seu conhecimento social. Eles
apresentam uma diversidade grande de interpretações e de termos utilizados em relação a esse
conceito, que se referem à fonte (solar, eólica, nuclear, combustível), formas (elétrica,
movimento, bateria) e transformações de energia (elétrica em sonora, térmica, visual),
também associada aos seres humanos e quase nunca se referem à energia aprendida na escola
como a energia potencial elástica ou gravitacional e a energia química. Mas os seus “modelos
de energia” em nada têm a ver com o seu real conceito. Eles se sentem mais à vontade para
utilizar essas concepções, de uma maneira mais espontânea, do que utilizar as concepções
adquiridas na cultura escolar.
Barbosa e Borges (2006), afirmam que a grande quantidade de concepções alternativas
sobre o conceito de energia sugere que os alunos tenham pouco contato com o conceito
abstrato de energia aplicado na física, que lhe seja significativo. Dessa forma desenvolve-se
uma estrutura cognitiva com conhecimentos escolares prévios fragmentados. O que pressupõe
ao aluno criar uma concepção de que a energia existe de fato, é transferível entre sistemas,
pode ser armazenada ou liberada em certas condições.
Analisando duas coleções de livros didáticos da disciplina de ciências, uma
anteriormente adotada, do autor Fernando Gewandsznajder, publicada pela Editora Ática e
trabalhada nos últimos três anos e outra atual, onde foi adotado pelas escolas públicas de
Laranjeiras do Sul, Paraná, o Projeto Araribá de 5ª a 8ª séries, coleção desenvolvida e
produzida pela Editora Moderna, observa-se que o tema energia é visto durante todo o ensino
fundamental, de 5ª a 8ª série, na disciplina de ciências. Portanto, para que o aluno compreenda
de forma coerente o conceito de energia, é importante que se desenvolva as competências
iniciais para a observação de fenômenos simples, a partir das séries iniciais e com isso ele
desenvolva capacidades de testar, questionar, interagir, interpretar experimentos, para que o
fenômeno estudado sobre energia lhe atribua significado. O conceito de energia é algo que
reúne uma grande aplicabilidade de concepções, oriundas da vivência social e que desse modo
precisa ser trabalhado através do ensino escolar, apoiando-se no que o aluno já sabe, para dar
significado real ao tema abordado.
3 METODOLOGIA
Este trabalho é resultado de um conjunto de atividades realizadas durante o período de
dois anos do Programa de Desenvolvimento Educacional – PDE, promovido pela Secretaria
de Estado da Educação do Estado do Paraná, com o objetivo de capacitação continuada do
professor estatutário da rede pública. Neste período participamos de curso de aperfeiçoamento
e aprofundamento gerais e específicos, simpósios, seminários, grupos de estudos e encontros
de orientações, entre outros. Realizamos algumas atividades essenciais para a permanência no
programa: a realização de um projeto de pesquisa que foi entregue no primeiro semestre do
programa em 2008, a produção de um material didático, entregue no segundo semestre e no
terceiro semestre, em 2009, a implementação pedagógica, que consistia na aplicação do
projeto de pesquisa com base no material didático produzido em turmas pré-estabelecidas,
visando à melhoria na qualidade do ensino; e, como trabalho final, a elaboração de um artigo
científico baseando-se nos resultados de todo o processo.
A aplicação desta proposta foi realizado no Colégio Estadual Floriano Peixoto –
EFMP, em Laranjeiras do Sul, Pr, com alunos da 8ª série A, turno manhã, do Ensino
Fundamental, chamada turma experimental e comparada com a turma da 8ª série C, turno
manhã, turma controle, onde foi desenvolvido o método tradicional. O fato de se trabalhar
com uma turma experimental e uma turma controle facilita a observação dos resultados e
permite avaliar a eficiência dos instrumentos utilizados.
As turmas envolvidas não ficaram inicialmente sabendo que estariam participando de
um processo de pesquisa. Pretendia com isso avaliar como seria a participação e o rendimento
dos alunos e que eles fossem aos poucos descobrindo que algo diferente estava acontecendo e
se motivassem com isso.
3.1 Pré-teste e pós-teste:
Como atividade inicial da proposta de ensino aplicamos dois pré-testes (Apêndices 2 e
3), nas duas turmas, um de questões e outro de figuras, que consiste em um conjunto de
atividades a serem respondidas pelos alunos com o objetivo de verificar seus conhecimentos
prévios e também suas concepções alternativas sobre o tema energia. Eles foram aplicados
antes de iniciar o conteúdo e novamente (re)aplicados (pós-teste) após a abordagem teórica e
desenvolvimento de todas as atividades propostas, objetivando a verificação da aprendizagem
e crescimento pedagógico dos alunos. Aplicamos valores a esta atividade para posteriormente
comparar o rendimento do aluno na verificação da aprendizagem (pós-teste).
3.2 Situação problema:
Em seguida lançamos aos alunos duas situações problemas como introdução geral ao
tema energia, que consistia na situação-problema 1: Por que está tão evidente nos meios de
comunicação a preservação do ambiente e reportagens que enfatizem a utilização da energia
alternativa?; e na situação-problema 2: O ar que aspiramos é saudável?
Ao apresentar a situação problema para os alunos procuramos despertar a curiosidade
que os motivasse a procurar uma solução que lhe atribuísse significado como uma possível
resposta para o problema. O professor esteve atento aos alunos, procurando instigá-los,
desafiá-los nas suas análises e reflexões; de modo que o aluno atingisse o objetivo proposto
na atividade ou o mais próximo possível. Os alunos foram divididos em 8 grupos, ficando a
metade dos grupos com cada tema; que se organizaram para responder as questões e
posteriormente fazer uma breve explanação para toda a turma, dos conceitos envolvidos que
foram pertinentes para responder as situações problemas.
3.3 Pesquisa bibliográfica:
Para que os alunos confirmassem suas hipóteses foi necessário recorrer à literatura.
Para isso os alunos novamente organizados em grupos realizaram uma pesquisa bibliográfica,
utilizando a biblioteca escolar, e a internet do laboratório digital do Paraná Educação. Após a
pesquisa realizada, os alunos fizeram uma síntese do material encontrado, prepararam-se para
uma apresentação oral, em tempo pré-determinado, para fazer a socialização de suas
conclusões para a classe. Nesse momento surgiram muitos apontamentos relacionando a
situação problema com diferentes enfoques. Coube a professora aproveitar as colocações dos
alunos direcionando para o foco da questão.
3.4 Construção do experimento “elevador eólico” e preenchimento do ADI (Atividades
Demonstrativo –Interativas):
A construção do modelo de elevador eólico (Apêndice 4) foi realizada com materiais
alternativos e de baixo custo organizados previamente, onde cada grupo de alunos
confeccionou o seu modelo. Porém antes de fazer o experimento funcionar, os grupos
responderam no diagrama ADI (Apêndice 1), no item “resultados conhecidos”, um pré-teste
com questões específicas sobre o conteúdo do experimento. A realização dessa atividade antes
da prática experimental, objetivou a busca dos conhecimentos prévios dos alunos e
concepções alternativas que sejam relevantes serem relembrados nesse momento;
contribuindo com o desenvolvimento e com o estímulo do aluno na prática experimental. A
seguir os alunos sopraram o cata-vento do modelo do elevador eólico até que o peso dentro do
tubo subisse uns 20 cm e responderam: Por que o objeto subiu? Através dessa atividade
buscou-se envolver novos conceitos relacionados à energia, sua fontes, formas e
transformações; bem como fazer o aluno entender que a energia está presente no fenômeno
observado.
Na seqüência, os grupos preencheram o diagrama ADI baseado no experimento do
elevador eólico, refizeram as questões do campo predição do aluno, para verificar os
conhecimentos adquiridos e confrontá-los com as concepções anteriormente respondidas.
Após a conclusão desta atividade, foi socializado oralmente cada item do diagrama com os
grupos, sempre valorizando o raciocínio que tiveram, fazendo correções e sugestões se
necessário.
3.5 Abordagem teórica e produção textual:
Após as atividades já propostas, foi necessário fazer uma abordagem teórica
esclarecendo alguns conceitos envolvidos no experimento como: energia e suas
transformações, tipos e fontes de energia, energia alternativa, preservação ambiental e
princípio da conservação da energia, possibilitando a substituição da linguagem usual do
conhecimento cotidiano pela linguagem científica, envolvendo o aluno com o conhecimento
escolar e promovendo a socialização do tema. Individualmente os alunos fizeram uma
produção de texto acerca do tema explorado e dos resultados atingidos, que foi revisado pela
professora de língua portuguesa e com a orientação da professora de artes, confeccionaram
desenhos que representasse o seu texto e o seu entendimento sobre o conceito de energia;
explorando desta forma o trabalho interdisciplinar. Atividades diferenciadas que valorizem o
uso do raciocínio e a aplicabilidade do conceito estudado em diferentes situações, bem como
o relacionamento com temas já estudados, garantem a unidade da ciência.
3.6 Seminário com abordagem integradora:
Com o objetivo de fazer o aluno entender que os conteúdos que se estudam nas
diferentes séries são sempre um aprofundamento e complemento da série anterior, foi
necessário fazer o resgate de alguns conceitos importantes que também enfatizam o conceito
de energia. Organizamos um seminário que contribuísse para a abordagem integradora dos
conceitos de 5ª a 8ª séries que envolvem o conceito de energia. Cada grupo de alunos ficou
responsável por pesquisar e preparar uma explanação sobre um dos conceitos, nada muito
demorado, algo bem prático que fizesse associação ao conceito de energia, tais como: Sol
fonte de energia, planeta Terra, ciclo da água, correntes de ar, alimentos, digestão, combustão,
relações alimentares, cadeias e teias alimentares, seres vivos, fotossíntese, calor, temperatura,
fontes e formas de energia, energia renovável e não-renovável.
Fizemos uso de mapas conceituais (Apêndice 5), como instrumentos facilitadores da
aprendizagem, preparados no material didático, fazendo as relações entre os conceitos já
trabalhados e introduzindo conceitos novos, como: conceito de trabalho, energia, energia
mecânica, potencial, cinética, de massa, ondas, luz, som, que são pertinentes ao estudo de
ciências na 8ª série. Após o contato dos alunos com os mapas conceituais e uma breve
explicação sobre sua finalidade e construção, os alunos, em grupos, construíram seus mapas
conceituais conforme os textos sobre energia estudados; valendo-se dele como uma estratégia
de avaliação.
Os dados coletados através das atividades propostas foram organizados em tabelas e
gráficos para que pudéssemos fazer as análises e conclusões nos resultados e nas
considerações finais.
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1 Análises Qualitativas
Observamos após anos de magistério, que o ensino escolar mudou muito. De tempos
atrás, para hoje, os alunos perderam muito o compromisso e a responsabilidade com o estudo.
É claro que se analisarmos, hoje toda e qualquer criança de até 14 anos, segundo o Estatuto da
Criança e do Adolescente (Brasil, 1990), tem a obrigação de estar freqüentando uma escola,
sob pena dos pais serem punidos caso isto não esteja ocorrendo.
Temos portanto, na escola pública, crianças com todos os tipos de estruturação
familiar: pai, mãe e filhos; mães e filhos, pais e filhos, avós e netos, de classe pobre, média e/
ou miseráveis, oriundos da zona urbana, do centro, de vilas, de periferias e da zona rural. Isto
faz com que na escola se reúna uma grande diversidade de alunos, considerando os aspectos
sociais, econômicos, religiosos e também políticos. Temos alunos que recebem um maior
acompanhamento dos pais referente às tarefas e obrigações escolares, e alunos em que os pais
se preocupam em matriculá-los apenas, não os acompanhando no ritmo normal de suas
atividades e nem os cobrando um rendimento. Famílias que se preocupam mais com os
benefícios sociais que recebem do governo, que com os benefícios culturais que a escola tem
a oferecer.
Esta situação que enfrentamos em nossa realidade torna cada vez mais difícil o
trabalho pedagógico do professor. Somos cobrados por um melhor rendimento, sem fracassos,
desistências ou repetências. Muitas vezes, enquanto escola, não recebemos o apoio da família
para conscientizar o aluno que o estudo é o único e verdadeiro tesouro que ninguém pode lhe
tirar e que dele dependerá seu futuro como profissional e social.
A escola passou a ter muitas responsabilidades sociais, o que distancia um pouco a sua
verdadeira função de transmitir o conhecimento científico valorizando a cultura social do
educando. O professor é cobrado pela “obrigação de ensinar” como mediador do trabalho
pedagógico (Paraná, 2008), mas o aluno não se conscientiza que a “obrigação de aprender é
dele”.
Tentando superar a distância entre escola e aluno, ou entre professor e aluno, ou ainda
entre ensino e aluno, com todas as dificuldades já apresentadas e considerando ensinar o
conteúdo estruturante Energia na 8ª série do Ensino Fundamental, conforme o que preceitua a
nova Diretriz Curricular do Estado do Paraná (Paraná 2008), fizemos uso de diferentes
recursos e estratégias pedagógicas de modo a minimizar os problemas no processo ensino-
aprendizagem em ciências do conceito energia. Procuramos fazer uma rede de interações
entre os envolvidos no processo educativo, buscando o conhecimento científico escolar e
desta forma tornando o processo de ensino mais prazeroso e com significado para o aluno.
Durante a realização das atividades surgiram muitas dificuldades com relação ao
envolvimento dos alunos no que se refere ao fazer “bem feito”, ao compromisso com a
interpretação dos textos, das questões propostas, onde muitas vezes faltou coerência entre o
que foi questionado e o que foi pesquisado como resposta. Não que os alunos não tivessem
participado e entregue as atividades quando solicitados, mas consideramos que a falta de
leitura, interpretação e compromisso com o estudo o impedem de ser um aluno mais ativo,
atuante e participativo do processo de aprendizagem. Eles se acomodam com o mínimo, não
se preocupando em se aprofundar na explicação de um determinado conceito.
Por mais que os alunos fossem motivados, a falta de uma rotina diária de estudos, de
uma cobrança maior com os trabalhos realizados tanto por parte dos professores, como dos
pais e a falta de atividades diferenciadas a rotina normal das aulas, promove uma certa
passividade no aluno, não só nas aulas de ciências, mas em todas as disciplinas.
Como professores, temos que trabalhar os conceitos científicos de uma forma mais
dinâmica, envolvendo atividades que integrem os conceitos e que aproximem-no da realidade
dos alunos para que estes se tornem significativos em sua estrutura cognitiva (Ausubel, 1968,
Novak, 1981 e Moreira, 1999) e possam ser aprendidos com interesse, quebrando o
comodismo e a falta de perspectiva de nossos alunos.
Durante as atividades, aos poucos, os alunos foram se envolvendo mais com seus
grupos, de modo que ao final do trabalho observamos um avanço significativo na participação
dos alunos, o que contribuiu para um resultado mais positivo, comparado à situação inicial.
As atividades desenvolvidas vieram aproximar os alunos do processo educativo, onde
através do uso de mapas conceituais, experimento e do diagrama ADI, buscamos possibilitar
ao aluno uma aprendizagem significativa permitindo a ele compreender as idéias científicas
básicas sobre o conceito energia, entender melhor e prever os fenômenos que a envolve e que
sobretudo está relacionada ao seu cotidiano. No funcionamento do experimento elevador
eólico, ficou claro para os alunos que não era o vento do “sopro” no catavento que
diretamente fazia o objeto se elevar, pois este não penetrava na garrafa pet; mas, havia um
processo de transformação de energia ocorrendo: energia cinética do sopro que fazia o palito
girar e enrolar o barbante e aos poucos elevar o objeto. O aluno pode observar a presença de
energia no experimento e comprovar sua transformação, desmistificando que a “energia
encontra-se apenas nas tomadas”, conforme relato de vários alunos.
A evolução dos aprendizes pôde ser verificada através dos dados obtidos pela
aplicação dos pós-testes na turma experimental que foi submetida à aplicação da proposta
através de um ensino integrador e após a turma controle ter sido submetida ao um ensino
tradicional. Desta maneira revelaram-nos que de fato os instrumentos facilitadores da
aprendizagem se mostraram eficientes e contribuíram de modo significativo para um melhor
rendimento da aprendizagem (Moreira, 2006) do conceito energia, de suas formas, fontes e
transformações. Um exemplo que podemos destacar na mudança de pré-conceitos ou
aprimoramento da aprendizagem do conceito energia estudado é da aluna 20, da turma
experimental, que relata em seu pré-teste, ao ser questionada: Qual é a principal fonte de
energia para o planeta Terra? Justifique: “O sol. Ele que faz o planeta Terra ter luz, e ele
fornece uma energia muito grande aqui para a Terra.”, e no pós-teste: “É o sol, a energia
solar, e é só ele que produz energia. Aqui os humanos apenas transformam essa energia, tudo
e qualquer forma de energia vem do sol.” Na questão: Cite algumas maneiras que o ser
humano criou para fazer objetos se moverem e máquinas funcionarem, ela relata no pré-teste:
“Uma delas é através da energia. Ex. o computador só funciona de estiver na tomada.”, e no
pós-teste: “Pela transformação de energia, como o ser humano não pode criar certo tipo de
energia, ele transforma-a de um tipo em outro, fazendo com que objetos se movam e
máquinas funcionem”.
Em contrapartida, percebe-se que o progresso nas explicações e interpretações dos
testes, dadas pelos alunos da turma controle, podem ser consideradas menos significativas;
como mostra o aluno 9 na resposta da questão: Somos movidos à energia solar. Você
concorda com essa afirmação? Justifique sua resposta. Em seu pré-teste ele relata: “Não. Por
que as pessoas são movidas com sua própria energia.”, e no pós-teste: “Não, somos movidos à
energia do nosso corpo, com os alimentos que comemos. O aluno 12, na mesma questão,
relata no pré-teste:“Sim, mas não é só de energia que vivemos, mas sim de outras
substâncias.”, e no pós-teste:“Não, nos somos movidos a energia dos alimentos”. Eles
demonstram não ter se apropriado de nenhum conceito trabalhado, mesmo que de modo
tradicional, ou ter desaprendido no caso do aluno 12; não relacionam alimentos como fonte de
energia e nem o Sol como fonte principal de energia para toda e qualquer forma de vida na
terra. Na questão: Um atleta está participando de uma maratona de 35 km. a ) De onde vem a
“força” necessária para ele conseguir fazer esse percurso? b) Que “força” é essa?, a aluna 1
responde em seu pré-teste: a) “Do organismo, do ar, do corpo emoção”. b) “Força de vontade,
disposição”. E no pós-teste: a) “Da energia solar.” b) “Elétrica”. Já o aluno 12, responde na
mesma questão de seu pré-teste: a) “Treinamento”. b) “Muscular”. ; e no pós-teste: a) A
energia vem dos alimentos que ele come.” b) “O nutrientes dos alimentos”. Nestas questões
os alunos também não relacionam alimentos e energia e nem o termos “força” como sinônimo
de energia; o que teve maior valor foi os conceitos alternativos advindo da cultura cotidiana
que relaciona a força do movimento com treinamento, músculos e alimentos e não com
energia que faz tudo funcionar.
Através das discussões e questionamentos levantados pela professora durante a
realização das atividades, bem como da participação e do surgimento de dúvidas sobre os
fenômenos relacionados à energia, desenvolveu-se um ambiente (Valadares, 2001 apud
Matos e Valadares, 2001) de comunicações entre os colegas, com debates, promovendo o
pensamento lógico e o espírito crítico, utilizados para identificar e resolver os problemas à
cerca do conceito de energia.
Quando organizamos o seminário de integração dos conteúdos básicos que
envolvessem energia 5ª a 8ª séries para os alunos se apresentarem, observamos que alguns
conceitos aprendidos sobre energia foram mencionados de forma responsável, de modo que
pudemos observar a apropriação de conceitos relevantes, contribuindo para a conscientização
dos alunos em aplicar esses conceitos melhorando desta forma as condições ambientais, de
saúde e as condições gerais de vida de toda a sociedade. Quando um aluno relata que “O
estresse causado pelo homem causa impactos ambientais”, podemos observar modificações
em suas concepções alternativas vindas da cultura social com aprendizagem de conceitos
científicos.
Outro caso em que observamos a modificação das concepções alternativas, mostrando
um avanço significativo é do aluno 4 da turma experimental, que relata ao analisar as figuras,
em seus pré e pós-testes respectivamente: Figura 1- Torre de rede elétrica: “Energia elétrica
que está nos fios de alta- tensão que está no poste”, após “Na torre elétrica tem a energia
elétrica produzida por usinas que é conduzida para as casas”. Figura 2- Barragem de água: “A
formação de energia elétrica”., após “Na barragem da usina tem a água parada e água parada
tem energia potencial”. Figura 3- Alimentos: “A energia que está presente nos alimentos que
ingerimos”., após “Os alimentos tem a energia que fornece para nosso corpo em forma de
calorias”. Figura 4- Lenha: “Quando a lenha queima forma a energia do fogo”., após “ A
lenha parada tem a energia potencial que se transforma em calor”. Figura 5- Cataventos:
“Alguns cataventos podem carregar baterias com isso ele usa a energia do vento”., após “Os
cataventos com a energia do vento produzem a energia do movimento que faz o gerador girar
produzindo energia elétrica, com a energia eólica”. Figura 6-Pilha: “A pilha tem a energia que
pode funcionar aparelhos”., após “A pilha tem a energia química”. Figura 7- Por do sol:
“Energia solar que está presente em nosso dia-a-dia”., após “O sol tem a energia solar que é
muito importante para o planeta”. Figura 8-Usina nuclear: “A usina nuclear tem a energia
nuclear”., após “A energia nuclear usa a energia dos átomos para produzir energia elétrica”.
Figura 9-Vegetais: “Ele transmite energia para nosso corpo”., após “Os vegetais usam a
energia do sol para fazer a fotossíntese e depois transmitem para nós”. Figura 10-Vela acesa:
“Tem a energia da luz do fogo”., após “A vela usa a energia do fogo para produzir a luz, o
claro”. Analisando a resposta de seus testes, como um exemplo entre muitos, observamos que
houve mudança de uma linguagem mais usual, para a linguagem científica dos conceitos
estudados, reiterando que o estudo de uma forma integradora pode mostrar aspectos do
cotidiano dos alunos e dar sentido ao conhecimento adquirido.
4.2 Análises Quantitativas
Para termos uma visão quantitativa dos resultados obtidos na implementação,
construímos tabelas e gráficos baseados nas notas obtidas na aplicação dos pré e pós-testes
realizados pela turma experimental – 8 Série A e pela turma controle – 8ª Série C.
Apresentamos uma análise comparativa das turmas experimental e controle conforme
seus rendimentos, buscando enfatizar a importância de um trabalho diferenciado no ensino de
ciências associado a instrumentos facilitadores da aprendizagem.
Adotamos aplicar aos alunos dois modelos de pré-teste: um de figuras e outro de
questões, visando melhor avaliar os conhecimentos prévios dos alunos. Os alunos que fazem
parte das tabelas foram os mesmos, em cada turma, que responderam todos os testes.
No Quadro 1 são apresentados os resultados do pré e pós-teste das figuras aplicado na
turma experimental – 8ª série A.
Quadro 1: Notas obtidas no pré e pós-teste de figuras da turma experimental – 8ª série
A.
Alunos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22Pré –teste
4,0 6,0 3,0 6,5 4,2 4,0 6,5 4,0 4,2 5,0 3,9 5,0 5,2 3,6 3,5 1,0 6,0 4,5 4,5 4,0 7,5 4,0
Pós -teste
7,0 8,5 8,5 10,0 9,5 8,0 9,0 9,5 9,0 3,0 9,0 9,4 9,5 9,5 9,0 5,0 10,0 7,8 8,5 9,5 9,5 8,5
Constata-se que no resultado do pré-teste as notas variaram entre 1,0 (um vírgula zero)
e 7,5 (sete vírgula cinco) com maiores números entre 4,0 (quatro vírgula zero) e 5,0 (cinco
vírgula zero). No pós-teste verificamos um rendimento maior e superior ao pré-teste, variando
de 3,0 (três vírgula zero) a 10,0 (dez vírgula zero), com maiores números entre 8,5 (oito
vírgula cinco) e 9,5 (nove vírgula cinco). Dos vinte e dois alunos da turma experimental
avaliados, apenas dois alunos apresentaram nota inferior à média 6,0 (seis virgula zero) no
pós-teste, isso nos mostra um rendimento positivo de 91% e uma melhora considerável,
comparando que no pós-teste da turma controle, apenas 36% dos alunos obtiveram nota igual
ou superior a 6,0 (seis vírgula zero).
Observamos que no pós-teste da turma experimental, os alunos não tiveram
dificuldades de identificar nas figuras a presença de energia, apenas alguns poucos alunos não
justificaram a forma de energia empregada em cada situação, como: energia potencial,
cinética e suas variações. Isso demonstra que os alunos conseguiram compreender que a
energia está em tudo e permanece constante nos sistemas, apenas variando suas formas.
No Quadro 2 observamos o resultado do pré e pós-teste das figuras aplicado na turma
controle – 8ª série C.
Quadro 2: Notas obtidas no pré e pós-teste de figuras da turma controle – 8ª série C .
Alunos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25Pré-teste
5,5 5,0 3,0 5,0 5,3 3,5 5,5 3,5 3,5 1,5 2,5 2,5 5,0 4,5 5,0 2,5 2,5 6,5 8,0 5,0 4,0 4,0 5,0 1,3 5,5
Pró-teste
5,5 6,5 4,2 6,5 3,6 7,0 5,0 6,0 6,3 5,8 3,2 3,8 3,5 7,5 8,0 3,0 3,8 8,0 7,5 4,7 4,0 3,0 4,6 4,0 5,3
Ao analisarmos o Quadro 2, observamos que não houve um grande avanço nesta
turma, apesar de encontrarmos notas 7,0 (sete vírgula zero) do aluno 6; 7,5 (sete vírgula
cinco) dos alunos 14 e 19 e 8,0 (oito vírgula zero) dos alunos 15 e 18; o restante da turma
apresentou nota abaixo da média, igual a que tinha no pré- teste ou até mesmo menor.
Apesar das duas turmas apresentarem uma média semelhante de 4,5 (quatro vírgula
cinco) pontos da turma experimental e de 4,2 (quatro vírgula dois) pontos da turma controle
no pré-teste das figuras e considerando assim estar partindo de um mesmo estágio de
conhecimento, a turma experimental teve um maior crescimento na aprendizagem que
envolve o conceito de energia, obtendo no pós-teste uma média de 8,5 (oito vírgula cinco),
um aumento de 4,0 (quatro virgula zero) pontos na média da turma. Enquanto que a turma
controle obteve uma média de 5,2 (cinco vírgula dois) no pós-teste, apresentando apenas um
crescimento de 1,0 (um vírgula zero) ponto na média da turma. Isso demonstra a importância
de se trabalhar com instrumentos que diferenciem o trabalho diário na classe e que estimulem
a participação dos alunos e a aprendizagem de conceitos (Moreira 2006).
No Quadro 3, representamos os resultados do pré e pós-teste das questões aplicado na
turma experimental – 8ª série A.
Quadro 3: Notas obtidas no pré e pós-teste de questões da turma experimental – 8ª série
A .
Alunos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22Pré-teste
1,8 3,9 4,7 4,6 4,6 1,8 3,9 3,2 2,9 3,1 4,3 5,4 4,2 2,9 4,3 1,8 4,5 4,2 4,6 5,0 5,4 4,6
Pós- teste
5,0 9,3 9,3 10,0 8,6 7,1 7,9 7,1 7,9 3,9 6,6 7,1 8,2 8,6 8,2 8,2 8,9 7,9 7,1 10,0 8,2 8,2
Ao analisarmos os resultados dos testes das questões sobre energia, apresentados nos
Quadros 3 e 4, concluímos também que a turma experimental conseguiu um rendimento
maior e superior à média 6,0 (seis vírgula zero); partindo da média 3,9 (três vírgula nove)
pontos no pré-teste para 7,9 (sete vírgula nove) pontos no pós-teste, com um aumento de 4,0
(quatro virgula zero) pontos na média geral da turma. Enquanto que na turma controle, o
rendimento na média dos alunos foi apenas 1,8 (um vírgula oito) ponto, partindo de 3,2 (três
vírgula dois) pontos no pré-teste para 5,0 (cinco vírgula zero) pontos no pós-teste.
No Quadro 4, observamos os resultados do pré e pós-teste das questões aplicado na
turma controle – 8ª série C.
Quadro 4: Notas obtidas no pré e pós-teste de questões da turma controle – 8ª série C .
Alunos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25Pré -teste
1,4
2,1
2,1
5,2
2,9
2,5
1,4
2,3
1,4
3,9
3,2
3,6
2,5
2,5
5,0
1,8
4,3
5,5
5,0
3,2
2,9
3,1
4,6
5,4
2,5
Pós-teste
3,2
3,9
2,1
6,4
5,0
4,3
6,6
3,2
3,9
3,6
3,0
4,2
3,6
6,6
6,8
6,0
2,9
8,2
7,8
5,4
5,0
6,9
5,4
5,7
6,1
Observamos que independente do teste aplicado, de figuras para identificar a presença
de energia ou de questões para responder objetivamente, a turma controle, no geral, não
apresentou um bom desempenho por não estar envolvida com o processo educativo. Já a
turma experimental obteve um avanço considerável, levando em conta ser uma turma
desmotivada inicialmente, mas que no decorrer do processo de ensino se revelou capaz de
superar suas dificuldades e apresentar resultados positivos.
Os gráficos que apresentamos neste trabalho nos permitem fazer a comparação do
desempenho individual dos alunos. Sabemos que cada aluno possui uma certa afinidade com
cada conceito estudado, conforme as vivências no seu cotidiano, apresentando assim um ritmo
diferenciado de aprendizagem; por isso encontramos desempenhos variados, como no caso da
Figura 1, com resultados positivos.
Na Figura 1 encontramos o Gráfico que ilustra melhor os resultados individuais dos
testes das figuras e das questões da turma experimental - 8ª série A, a partir dos dados do
Quadro 1 e 3.
F
i g
u r
a
1: Gráfico referente aos dados do Quadro 1 e 3.
Observamos na Figura 1, que apenas os alunos 10 e 16 apresentaram notas inferiores a
média 6,0 (seis vírgula zero) no pós-teste das figuras. Sendo que o aluno 16 apresentou um
Notas obtidas no pré-teste e pós-teste de figuras e de questões da turma experimental - 8ª Série A
0
2
4
6
8
10
12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Alunos
No
tas
Pré-teste de f igurasPós-teste de f igurasPré-teste de questõesPós-teste de questões
crescimento considerável comparado à nota do seu pré-teste, e no teste das questões teve um
grande avanço com média superior a 8,0 (oito vírgula zero), o aluno 10 permaneceu inerte,
não evoluiu em seus rendimentos e o aluno 1 abaixou sua nota comparado com o teste das
figuras. Isso demonstra que com todo o empenho nas atividades não conseguimos atingir
todos os alunos. Os demais alunos, a grande maioria, despontam no gráfico, com rendimentos
bem positivos comparado a situação inicial. Em ambos os testes, a maioria dos alunos,
tiveram no pós-teste, um aproveitamento superior a 100% (cem por cento) comparado com as
suas notas iniciais e também com o da turma controle. A média geral da turma, teve uma
variação positiva de 4,0 (quatro virgula zero) pontos; já na turma controle a variação ficou de
apenas 1,0 (um virgula zero) ponto no teste das figuras e 1,8 (um vírgula oito) ponto no teste
das questões.
Na Figura 2 encontra-se o Gráfico que ilustra melhor os resultados individuais dos
testes das figuras e das questões da turma controle - 8ª série C, a partir dos dados do Quadro
2 e 4.
Figura 2: Gráfico referente aos dados do Quadro 2 e 4.
Analisando a Figura 2, constatamos que o rendimento individual da maioria dos
alunos da turma controle, como já destacado anteriormente, não foi considerável; os alunos
não fizeram questão de demonstrar seus conhecimentos ou o não se apropriaram do mesmo.
Se observarmos no gráfico, as barras do pós-teste das figuras dos alunos 5, 7, 13, 19, 20, 22,
23, 25 foram menor do que as barras do pré-teste; a dos alunos 1 e 21 nada alteraram e dos
demais alunos o avanço foi muito pequeno. A turma controle apresentou no teste das
questões, alunos que tiveram um avanço que se destacou com relação aos demais, como dos
Notas obtidas nos pré-testes e pós-testes de figuras e de questões da turma controle - 8ª série C
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Alunos
No
tas
Pré-teste f igurasPós-teste f igurasPré-teste questõesPós-teste questões
alunos 7, 14, 16, 18, 19, 22, 25, atingindo a média 6,0 (seis vírgula zero) ou um pouco maior;
sendo que os mesmos alunos 7, 22 e 25 apresentaram notas mais baixas no pós-teste do que
no pré-teste de figuras e os demais alunos não avançaram muito no gráfico, ficando com suas
escalas reduzidas. Isto pode demonstrar um desinteresse dos alunos com relação ao ensino
tradicional em ciências. Quando o aluno é motivado através de instrumentos didáticos como
mapas conceituais, experimento e o diagrama ADI (Atividades Demonstrativa- Interativas)
utilizados neste trabalho, o ensino se torna mais atraente, o aluno participa com maior
interesse em demonstrar suas habilidades e conhecimentos; se torna membro mais atuante,
pois está mais envolvido com o processo de ensino (Moreira 2006).
Através destes resultados concluímos que é animador o fato dos alunos da turma
experimental terem revelado um enriquecimento conceitual nitidamente maior em relação à
turma controle em todos os conhecimentos sobre energia que foram trabalhados.
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este projeto desenvolvido e implementado permitiu o despertar de um processo de
comodismo com relação ao ensino tradicional, a pesquisa, a leituras e a inovações. Nós
professores, achamos que estamos fazendo sempre o melhor. Mas quando nos propomos a
trabalhar de uma maneira diferenciada e ao final do processo, constatamos resultados
positivos, mesmo que durante a caminhada, tropeçamos com as dificuldades encontradas, com
o tempo previsto e principalmente com a falta de “vontade” e preparo dos alunos; percebemos
que sempre temos o que aprender e muito ainda o que ensinar. Que o crescimento não é só do
aluno, mas também do professor, quando este não se preocupa apenas com o tempo e com a
lista de conteúdos que precisa trabalhar num determinado período; mas se preocupa com a
forma que os alunos estão aprendendo, se o conceito está interagindo com que o aluno já
conhece (Moreira, 1999). Pena que não consigamos trabalhar todos os conceitos desta forma,
ou por falta de tempo ou por não conseguirmos interagir certos conteúdos, mas o pouco que
fizermos, interagindo com diferentes instrumentos pedagógicos faz a diferença na
aprendizagem dos educandos, conforme apontado nos resultados e discussões.
Normalmente o que observamos nas aulas de qualquer disciplina é que o ensino dos
conceitos científicos é trabalhado de uma forma fragmentada, não apresentando uma certa
seqüência nas séries que se seguem. O aluno passa a entender, por exemplo, que o conceito de
energia em ciências é um, em física, matemática, biologia é outro (Santos, 2008). Isso faz
com que o aluno não construa conhecimento prévio relevante sobre este conceito; e desse
modo o professor não entende porque o aluno não compreende determinado conteúdo. Como
professor, precisamos estar atendo às dificuldades dos alunos, buscando relacionar seus
valores do cotidiano aos ritmos das aulas, para que o aluno entenda que a escola traz o
conhecimento para ele compreender melhor o mundo em que vive. Parece, portanto, oportuno
reproduzir aqui uma frase de Piaget & Garcia (1971) apud Anna Maria Pessoa de Carvalho, et
al, (1998, p.189): “o sujeito se constrói na medida em que constrói os modelos de mundo”.
Para que o sucesso no ensino aconteça é importante que as metodologias aplicadas
venham “acompanhada pela competência do professor e pela consciência e vontade do aluno
em querer aprender”(Bonadiman e Nonenmacher, 2007, p. 219). A sociedade, as tecnologias
e mídias trazem para os alunos informações; nós enquanto escola, precisamos repassar o
conhecimento. O aluno informado e com interesse terá maior chance de atingir o
conhecimento científico.
Pensa-se que para não encontrarmos dificuldades de se trabalhar de modo diferenciado
nas séries finais do ensino fundamental e ou no ensino médio, os conteúdos devem ser
trabalhados de uma forma integradora a partir das séries iniciais e instrumentos facilitadores
da aprendizagem devem fazer parte da rotina diária dos alunos. Deste modo possibilitaremos
ao aluno, que durante a sua vida escolar, ele amplie suas competências para compreender
futuramente situações mais complexas, aproveitando assim o conhecimento que a escola tem
a oferecer. A análise dos resultados apresentados pelos alunos da turma experimental
contribui para demonstrar que os professores devem buscar inserir em suas práticas
pedagógicas atividades que levem o aluno a analisar, discutir e interpretar os conceitos,
construindo desta forma o conhecimento, buscando uma aprendizagem de conceitos e não de
memorização.
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Secretaria de Estado de Educação (SEED) do Estado do Paraná pela
oportunidade de participação no Programa de Desenvolvimento Educacional (PDE) visando à
formação continuada dos professores da rede pública; pela disposição, empenho e orientação
do professor Doutor Sandro Aparecido dos Santos nestes momentos de aprendizagem e,
principalmente ao meu marido e filhos pelo estímulo e compreensão nas ausências.
REFERENCIAS
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a aprendizagem numa perspectiva construtivista, Investigação em Ensino de Ciências, Investigaciones em Ensenanza de lãs Ciências, Investigations in Science Education, 1999, 4(1).
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SENAI, Departamento regional do Paraná, Cenários Energéticos Globais 2020, 2ª edição, Curitiba, SENAI/IEL/PR, 2007.
SÉRÉ, Marie Geneviève; COELHO, Suzana Maria; NUNES, António Dias, O papel da experimentação no ensino da física, Caderno Brasileiro do Ensino de Física, v. 20, n.1: p.30-42, abril, 2003.
APÊNDICE 1
Diagrama ADI do experimento elevador eólico.
APÊNDICE 2Pré-teste e pós-teste aplicado antes da explanação inicial do conteúdo e (re)aplicado após todas as atividades
propostas sobre energia.
COLÉGIO ESTADUAL FLORIANO PEIXOTO – EFMP
Estudante: ____________ Nº:___8ª Série:___ Data: __/__/__ Profª Viviane BertuolQuestões para o pré-teste - Tema Energia
1- Somos movidos à energia solar. Você concorda com essa afirmação? Justifique sua resposta. (Verificar se o aluno compreende que a energia solar é que estimula o processo de fotossíntese realizada pelos seres clorofilados. E que estes ao produzirem seu próprio alimento armazenam em parte as substâncias produzidas. Na cadeia alimentar, os consumidores herbívoros absorvem parte dessa energia que estava armazenada na forma de alimento nos produtores. Ao serem consumidos pelos carnívoros nos diferentes níveis tróficos, transmitem parte do alimento ingerido. O alimento que circula na cadeia alimentar foi produzido a partir da energia solar pelos produtores).2- Qual é a principal fonte de energia para o planeta Terra? Justifique. (Verificar se o aluno compreende a importância da luz solar para a vida no planeta Terra: aquecimento, fonte de energia para os produtores, temperatura ideal para a vida, ...)3- Um atleta está participando de uma maratona de 35 km.a) De onde vem a “força” necessária para ele conseguir fazer esse percurso? (Verificar se o aluno compreende: que os alimentos juntamente com o oxigênio inspirado no processo respiratório participam da respiração celular, sendo fonte de energia para o funcionamento de todos os nossos sistemas; a importância dos alimentos para não apenas “matar a fome” e sim como fonte de energia.)b) Que “força” é essa? (Verificar se o aluno compreende que o que permite o funcionamento de todos os sistemas é a energia aproveitada e transformada a partir dos alimentos.)4- Em sua casa, onde podemos encontrar energia? (Verificar se o aluno compreende que eletrodomésticos, eletroeletrônicos, que a lâmpada, computador, telefone
POSSÍVEIS EXPANSÕES DO FENÔMENO DE INTERESSE: estudo das transformações da energia, energia alternativa, do sistema respiratório e fisiologia dos pulmões e preservação ambiental
DOMÍNIO CONCEITUAL/TEÓRICO
TEMAS/CONTEÚDOS: mecânica clássica,
CONCEITOS: fonte de energia, energia cinética, energia potencial, transformações de energia; energia alternativa; conversão de energia em trabalho; medidas.
CONDIÇÕES NECESSÁRIAS: soprar de modo adequado e com pressão o cata-vento do modelo de elevador eólico construído com garrafas pet.
RESULTADOS CONHECIDOS:a- Teórico (literatura): princípio da transformação da energia.
b- Sobre a atividade: a corrente de ar faz o cata-vento girar e enrolar o fio de linha no palito fazendo o peso subir.
SITUAÇÃO-PROBLEMA/EVENTO: com material alternativo e de baixo custo construir um aparato para demonstrar a transformação de energia
DOMÍNIO METODOLÓGICO
ASSERÇÕES
a- de valor: aprender que o conceito de energia tem fundamental importância no cotidiano
b- de conhecimento: compreender que a energia se transforma de uma forma em outra, conceituar energia
VALIDAÇÃO DO MODELO: modelo de transformação de energia
CATEGORIZAÇÃO
a- Quanto ao Modo: interativo
b- Quanto ao Tipo: qualitativo
VARIÁVEIS: energia potencial, energia cinética
REGISTROS E REPRESENTAÇÕES: observar o comportamento do modelo de elevador eólico a partir do sopro e comentar o observado
ROTEIRO DE PROCEDIMENTOS (Apêndice 3 do caderno pedagógico)
ELEMENTOS INTERATIVOS: elevador eólico
MATERIAIS: palito de churrasco, linha de costura, porca 30mm, arame liso, garrafa pet, canudo tipo para suco, papel cartão
FENÔMENO DE INTERSSE:
Estudo da transformação da energia
QUESTÃO-FOCO:
O que a velocidade de deslocamento de uma massa de ar pode provocar num modelo
de elevador eólico?
Mapa Conceitual
interações
PREDIÇÕES DO ALUNO(pré-teste e pós-teste):
1- O que você acha que é o experimento?
2- Ele pode ser importante para a compreensão do dia-a-dia?
3- Como você acha que ele funciona?
4- Você já ouviu falar no conceito de energia? Sabe explicar o que é e dar exemplo?
PREDIÇÕES DO PROFESSOR:
a- Sobre as repostas dos alunos:1:é um tubo pet que lembra um cata-vento. 2: podem estar relacionados com os cata-ventos que produzem energia elétrica. 3: pela força do ar. 4: sim, o que faz funcionar as coisas
b- Sobre o procedimento: os alunos terão dificuldade de soprar e fazer o peso subir, e também fazer o alinhamento do experimento.
POSSÍVEIS EXPANSÕES DO FENÔMENO DE INTERESSE: estudo das transformações da energia, energia alternativa, do sistema respiratório e fisiologia dos pulmões e preservação ambiental
DOMÍNIO CONCEITUAL/TEÓRICO
TEMAS/CONTEÚDOS: mecânica clássica,
CONCEITOS: fonte de energia, energia cinética, energia potencial, transformações de energia; energia alternativa; conversão de energia em trabalho; medidas.
CONDIÇÕES NECESSÁRIAS: soprar de modo adequado e com pressão o cata-vento do modelo de elevador eólico construído com garrafas pet.
RESULTADOS CONHECIDOS:a- Teórico (literatura): princípio da transformação da energia.
b- Sobre a atividade: a corrente de ar faz o cata-vento girar e enrolar o fio de linha no palito fazendo o peso subir.
SITUAÇÃO-PROBLEMA/EVENTO: com material alternativo e de baixo custo construir um aparato para demonstrar a transformação de energia
DOMÍNIO METODOLÓGICO
ASSERÇÕES
a- de valor: aprender que o conceito de energia tem fundamental importância no cotidiano
b- de conhecimento: compreender que a energia se transforma de uma forma em outra, conceituar energia
VALIDAÇÃO DO MODELO: modelo de transformação de energia
CATEGORIZAÇÃO
a- Quanto ao Modo: interativo
b- Quanto ao Tipo: qualitativo
VARIÁVEIS: energia potencial, energia cinética
REGISTROS E REPRESENTAÇÕES: observar o comportamento do modelo de elevador eólico a partir do sopro e comentar o observado
ROTEIRO DE PROCEDIMENTOS (Apêndice 3 do caderno pedagógico)
ELEMENTOS INTERATIVOS: elevador eólico
MATERIAIS: palito de churrasco, linha de costura, porca 30mm, arame liso, garrafa pet, canudo tipo para suco, papel cartão
FENÔMENO DE INTERSSE:
Estudo da transformação da energia
QUESTÃO-FOCO:
O que a velocidade de deslocamento de uma massa de ar pode provocar num modelo
de elevador eólico?
Mapa Conceitual
interações
PREDIÇÕES DO ALUNO(pré-teste e pós-teste):
1- O que você acha que é o experimento?
2- Ele pode ser importante para a compreensão do dia-a-dia?
3- Como você acha que ele funciona?
4- Você já ouviu falar no conceito de energia? Sabe explicar o que é e dar exemplo?
PREDIÇÕES DO PROFESSOR:
a- Sobre as repostas dos alunos:1:é um tubo pet que lembra um cata-vento. 2: podem estar relacionados com os cata-ventos que produzem energia elétrica. 3: pela força do ar. 4: sim, o que faz funcionar as coisas
b- Sobre o procedimento: os alunos terão dificuldade de soprar e fazer o peso subir, e também fazer o alinhamento do experimento.
sem fio, entre outros são movidos por uma forma de energia.)5- Cite algumas maneiras que o ser humano criou para fazer objetos se moverem e máquinas funcionarem. (Verificar se o aluno compreende que muitos aparelhos utilizados no dia-a-dia utilizam alguma forma de energia para funcionar; a importância da utilização das diferentes formas de energia – elétrica, sonora, química, luminosa, solar, eólica, nuclear,...)6- Que tipo de energia podemos identificar em cada situação abaixo:a) carrinho descendo da montanha russa: b) ventania e tempestade: c) água em uma represa: d) cidade iluminada observada a noite e) roda de música com violeiros f) pessoas em volta de uma fogueirag) explosão de uma bomba nuclear h) pessoa jogando futebol:(Verificar se o aluno compreende que a energia pode se apresentar em diferentes formas: cinética, potencial, de massa e suas variações, permitindo a realização de uma grande variedade de ações.)
APÊNDICE 3Pré-teste e pós-teste que utiliza figuras para a identificação da presença de energia, de suas formas, fontes e
transformações.
COLÉGIO ESTADUAL FLORIANO PEIXOTO – EFMP
Estudante: ____________ Nº:___8ª Série:___ Data: __/__/__ Profª PDE Viviane BertuolQuestões para o pré-teste - Tema Energia
1- Certamente, você já ouviu falar de energia no seu dia-a-dia. Baseados nos seus conhecimentos observe as figuras e assinale quais situações descritas abaixo você pode identificar a presença de algum tipo de energia. Para cada situação assinalada anteriormente, procure dar uma justificativa.
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
APÊNDICE 4Materiais utilizados na confecção do experimento elevador eólico e métodos experimentais.
Materiais: 1 palito de churrasco; linha de costura grossa; 1 porca de 30mm; 10 cm de arame liso; 20 cm de papel cartão, régua, lápis; 4 garrafas pet de 2L transparentes e com formato irregular; canudinho do tipo para sucos; pistola de cola quente e bastão de cola; prego, vela, caixa de fósforos.
Montagem do experimento:
1º- Verificar se as garrafas estão limpas retirando seus adesivos.2º- Medir em duas das garrafas 8cm a partir do fundo e cortar transversalmente, fazer o mesmo com a parte superior, obtendo dois cilindros.3º- Com a terceira garrafa cortar apenas 8cm a partir da parte superior, que formará a base do experimento. Com
Torre de rede elétrica
Barragem usina Alimentos Lenha
Cataventos
Pilha Pôr do sol Usina nuclearvegetais
vela
a quarta garrafa, cortar 8cm a partir do fundo, que irá formar a parte superior do experimento.4º- Com a quarta garrafa, medir 10cm a partir da tampa e assinalar com uma caneta, fazer outro ponto na mesma altura do outro lado da garrafa. Com um prego quente fazer os dois furos no ponto assinalado, da largura de um canudo.5º- Cortar 60 cm de barbante, fazer um laço na ponta e encaixar a porca amarrada em um pedaço de arame (tipo um triângulo). Amarrar a parte de cima do barbante no meio do palito de churrasco.6º- Cortar dois pedaços de 5 cm de canudo, encaixar nos furos feitos na quarta garrafa de modo que fiquem bem no meio e colar com cola quente, fixando-os.7º- Encaixar as três primeiras garrafas umas nas outras. Colocar o palito nos furos da quanta garrafa, puxando o fio para dentro da garrafa para adicionar a porca. Encaixar a quarta garrafa nas outras.8º- Com um pedaço de papel cartão de 20 cm fazer um cata-vento, furando-o no meio para encaixa-lo no palito de churrasco. Fixar com cola quente. 9º- O palito de churrasco deve ficar solto entre os canudos nos furos da garrafa.
APÊNDICE 5Mapa conceitual de energia na perspectiva integradora
BIOMASSA
HIDRELÉTRICA
NUCLEAR
ALTERNATIVA
SOLRENOVÁVEL
CONVENCIONALÁGUA REPRESADA ENERGIA
CICLO DAÁGUA
EÓLICA
SOLAR
CINÉTICA
POTENCIAL
DE MASSA
CORRENTES DE AR
ALIMENTOS SERES VIVOS
PLANETA TERRA
CALOR
RELEVO
BRISAMARÍTIMA
BRISATERRESTRE
CORPO
RELAÇÕES ALIMENTARES
SISTEMAS
CADEIASALIMENTARES
COMBUSTÃO
DIGESTÃO
LIPÍDIOS
CARBOIDRATOS
FOTOSSÍNTESE
AUTÓTROFOS
HETERÓTROFOS
DECOMPOSITORES
TEMPERATURA
fontes
geralmente
como
é aquecidapelo
exemplo
principal
formascontém
na
faz parte
promove
promove
formação
aquecimento
estácontida
funcionamento docorpo
originam
tem condiçõespara avida
forma de
medida do
podempossuir
sofremcomo
CALORIAS
tipo deno
fornecem
útil para
permitindo ofuncionamento dos
forma de
ocorrem entre
através
permite
matériaprima
produzindorealizam
napresença
da
podemser
BIOMASSA
HIDRELÉTRICA
NUCLEAR
ALTERNATIVA
SOLRENOVÁVEL
CONVENCIONALÁGUA REPRESADA ENERGIA
CICLO DAÁGUA
EÓLICA
SOLAR
CINÉTICA
POTENCIAL
DE MASSA
CORRENTES DE AR
ALIMENTOS SERES VIVOS
PLANETA TERRA
CALOR
RELEVO
BRISAMARÍTIMA
BRISATERRESTRE
CORPO
RELAÇÕES ALIMENTARES
SISTEMAS
CADEIASALIMENTARES
COMBUSTÃO
DIGESTÃO
LIPÍDIOS
CARBOIDRATOS
LIPÍDIOS
CARBOIDRATOS
FOTOSSÍNTESE
AUTÓTROFOS
HETERÓTROFOS
DECOMPOSITORES
TEMPERATURA
fontes
geralmente
como
é aquecidapelo
exemplo
principal
formascontém
na
faz parte
promove
promove
formação
aquecimento
estácontida
funcionamento docorpo
originam
tem condiçõespara avida
forma de
medida do
podempossuir
sofremcomo
CALORIAS
tipo deno
fornecem
útil para
permitindo ofuncionamento dos
forma de
ocorrem entre
através
permite
matériaprima
produzindorealizam
napresença
da
podemser
Figura 1: Mapa conceitual de energia na perspectiva da abordagem integradora de 5ª a 8ª série.
