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UNIVERSIDADE CRUZEIRO DO SUL
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO
MESTRADO EM ENSINO DE CIÊNCIAS
O ensino de energia a partir de uma sequência didática que
valorize o conhecimento prévio dos estudantes
PETRÔNIO CABRAL FERREIRA
Orientadora: Profa. Dra. Rita de Cássia Frenedozo
Dissertação apresentada ao Mestrado em Ensino de Ciências, da Universidade Cruzeiro do Sul, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Mestre em Ensino de Ciências.
SÃO PAULO
2015
AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.
FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA BIBLIOTECA CENTRAL DA
UNIVERSIDADE CRUZEIRO DO SUL
F443e
Ferreira, Petrônio Cabral. O ensino de energia a partir de uma sequência didática que
valorize o conhecimento prévio dos estudantes / Petrônio Cabral Ferreira. -- São Paulo; SP: [s.n], 2015.
80 p. : il. ; 30 cm. Orientadora: Rita de Cássia Frenedozo. Dissertação (mestrado) - Programa de Pós-Graduação em
Ensino de Ciências, Universidade Cruzeiro do Sul. 1. Energia 2. Sequência didática 3. Aprendizagem significativa 4.
Mapas conceituais 5. Construção do conhecimento. I. Frenedozo, Rita de Cássia. II. Universidade Cruzeiro do Sul. Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências. III. Título.
CDU: 620.91(043.3)
UNIVERSIDADE CRUZEIRO DO SUL
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO
O ensino de energia a partir de uma sequência didática que
valorize o conhecimento prévio dos estudantes
PETRÔNIO CABRAL FERREIRA
Dissertação de mestrado defendida e aprovada
pela Banca Examinadora em 03/10/2015.
BANCA EXAMINADORA:
Profa Dra. Rita de Cássia Frenedozo
Universidade Cruzeiro do Sul
Presidente
Profa Dra. Laura Marisa Carnielo Calejon
Universidade Cruzeiro do Sul
Prof. Dr. Waldir Stefano
Universidade Presbiteriana Mackenzie
À
Minha Família
E aos queridos companheiros ao longo desta
caminhada: Andreia, Adriana, Marcos e Lara.
AGRADECIMENTOS
À Deus pelo dom da vida, amor e esperança em todos os momentos.
À professora Rita de Cássia Frenedozo pela orientação,
compreensão e incentivo dispensado ao desenvolvimento deste
trabalho.
Aos queridos professores da Unicsul que me acompanharam ao
longo desta trajetória, e também aos diversos colegas discentes que
fiz ao longo desses dois anos, todos muito especiais.
Aos colegas de trabalho no IFSP campus Guarulhos pela
compreensão e apoio na realização desta tarefa.
Aos meus pais Antônio e Fátima, meus irmãos Peron, Perla e
Péricles e minha companheira Andréia, todos muito queridos e
especiais.
À Renata Cressoni Gomes, por toda a atenção, estímulo e incentivo
para me tornar uma pessoa melhor.
Aos membros das bancas, pelas valiosas contribuições.
“ EDUCAR É IMPREGNAR DE SENTIDO
O QUE FAZEMOS A CADA INSTANTE! ”.
PAULO FREIRE
FERREIRA, P. C. O ensino de energia a partir de uma sequência didática que valorize o conhecimento prévio dos estudantes. 2015. 80 f. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências)–Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, 2015.
RESUMO
Este trabalho apresenta o resultado da aplicação de uma sequência didática para o
ensino de conceitos de energia para estudantes do nível médio. Como forma de
produzir uma aprendizagem significativa de tais conceitos buscou-se valorizar os
conhecimentos prévios dos estudantes, que foram levantados na primeira aula.
Verificou-se que os alunos vinculam o conceito energia ao termo eletricidade, e as
profissões de físico, engenheiro elétrico e técnico eletrônico. Após uma identificação
dessa associação os alunos trabalharam com uma reportagem multimídia sobre a
construção da usina de Belo Monte, onde puderam verificar outros aspectos
relevantes relacionados a produção e distribuição de energia elétrica. Na sequência
didática também foram abordados fontes, formas e fenômenos de energia sempre
utilizando exemplos do cotidiano, seja na forma de figuras, afirmações sobre
fenômenos percebidos no dia a dia e discussões sobre questões apresentadas pelos
alunos ou pelo professor em aulas expositivas. Na avaliação utilizou-se três
questões dissertativas e um mapa conceitual. As questões dissertativas foram
semelhantes aquelas apresentadas no pré-teste e na média final 77,7 % obtiveram
desempenho satisfatório. Na atividade com mapas conceituais 67 % dos alunos
tiveram desempenho considerado satisfatório, resultado que pode ser atribuído as
etapas de treinamento e revisão feitos pelo professor e adequação da sequência
didática na promoção da aprendizagem significativa.
Palavras-chave: Energia, Conhecimento prévio, Aprendizagem significativa.
FERREIRA, P. C. The energy teaching from a didactic sequence that values the prior knowledge of students. 2015. 80 f. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências)–Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, 2015.
ABSTRACT
This paper presents the result of applying a didactic sequence for teaching energy
concepts to high school students. In order to produce a meaningful learning to such
concepts, it was sought to value the previous knowledge of the students, which was
raised in the first class. It was found that students link the concept of to the term of
energy electricity, and physical occupations, electrical engineer and electronic
engineer. After an identification of that association the students worked with a
multimedia report on the construction of Belo Monte plant, where they could check
other relevant aspects related to production and distribution of electricity. In the
didactic sequence it was also covered energy sources, energy forms and
phenomena always using everyday examples, whether in the form of figures,
statements about phenomena perceived in everyday life and discussions about
issues raised by the students or the teacher in lectures. In the evaluation we used
three essay questions and a conceptual map. The essay questions were similar to
those presented in the pre-test and final average 77.7% achieved satisfactory
performance. In the activity with concept maps, 67% of students had satisfactory
performance, a result that can be attributed to the training and review steps made by
the teacher and adequacy of instructional sequence in promoting meaningful
learning.
Keywords: Energy, Prior knowledge, Meaningful learning.
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 10
1 A TEORIA DA APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA DE AUSUBEL ............... 12
1.1 Organizadores Avançados ........................................................................... 15
1.2 Aprendizagem Formal e Informal ................................................................ 17
1.3 Mapas Conceituais ....................................................................................... 18
1.3.1 Definição de Mapa Conceitual ..................................................................... 19
1.3.2 Como Fazer Bons Mapas Conceituais? ...................................................... 21
1.3.3 Revisões Contínuas...................................................................................... 21
1.3.4 Mapas Conceituais Semiestruturados ........................................................ 22
1.3.5 Parâmetros para Avaliação de Mapas Conceituais ................................... 22
1.3.6 Análise de Vizinhança a partir de um Conceito Obrigatório ..................... 24
1.4 O Ensino de Energia ..................................................................................... 25
2 PROCEDIMENTOS DE PESQUISA ............................................................... 28
2.1 Contextualização do Grupo e da Instituição de Ensino ............................ 28
2.2 Sequência Didática ....................................................................................... 28
2.2.1 Aula 1: Levantamento de Conhecimentos Prévios .................................... 28
2.2.2 Aula 2: Aplicação do Organizador Avançado ............................................ 29
2.2.3 Aula 3: Introdução ao Estudo de Energia ................................................... 29
2.2.4 Aula 4: A Energia no Cotidiano ................................................................... 30
2.2.5 Aula 5: Avaliação Final ................................................................................. 31
2.2.6 Treinamento para elaboração de Mapa Conceitual ................................... 34
2.3 Análise dos Mapas Conceituais .................................................................. 36
2.4 Análise de Dados .......................................................................................... 36
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ..................................................................... 39
3.1 Análise dos Conhecimentos Prévios .......................................................... 39
3.1.1 Análise das Figuras ...................................................................................... 39
3.1.2 Análise das questões aplicadas no levantamento de conhecimentos prévios ........................................................................................................... 41
3.2 Organizador avançado ................................................................................. 43
3.3 Análise das Questões da Avaliação Final .................................................. 44
3.3.1 Médias das notas na avaliação final ........................................................... 56
3.4 Elaboração dos Mapas Conceituais ............................................................ 56
3.4.1 Análise dos Mapas Conceituais .................................................................. 57
3.4.2 Análise dos Conceitos Vizinhos .................................................................. 59
3.4.3 Mapas Conceituais dos Alunos ................................................................... 60
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................... 64
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 66
APÊNDICES ............................................................................................................. 69
10
INTRODUÇÃO
Como professor de cursos técnicos sempre acreditei que ensinar conceitos
novos, principalmente da área de ciências, com algum exemplo do cotidiano ajudaria
na fixação do conteúdo e como motivador para o aprendizado.
Lembro da minha época de ensino médio e graduação que as aulas de
disciplinas como Física e Química se tornavam cansativas pelo fato dos professores
priorizarem a memorização de fórmulas e resolução de longas listas de exercícios
cujo objetivo principal era que a resposta conferisse com o resultado do professor,
deixando de lado qualquer discussão sobre a construção dos seus significados e
sua aplicação no dia a dia.
Ao iniciar este trabalho fui apresentado à teoria da Aprendizagem Significativa
de David Ausubel (AUSUBEL; NOVAK; HANESIAN, 1980), e fiquei muito
impressionado com as ideias do professor americano, que deixava de lado a
memorização e a rigidez típica dos físicos para se voltar ao conhecimento prévio do
educando, apontando este como ponto primordial para o trabalho em sala de aula.
A ideia de trabalhar com a construção dos significados de conceitos para
quem aprende me conquistou, de forma que elegi o tema Energia para ensinar em
uma sequência didática sob a perspectiva da aprendizagem significativa, surgindo
assim a questão da pesquisa: Os estudantes conseguem aprender conceitos de
energia de forma significativa utilizando uma sequência didática que valorize seu
conhecimento prévio?
Para isso utilizamos inicialmente figuras que ilustravam fenômenos relativos a
energia e que remetiam a situações do cotidiano para que os alunos identificassem
o tipo de energia presente e o fenômeno físico envolvido. Também trabalhamos com
um questionário semiestruturado que perguntava sobre quais disciplinas deveriam
abordar o tema e qual profissional se beneficiaria de um bom conhecimento sobre
energia.
11
No decorrer da pesquisa me deparei com vários trabalhos que utilizavam
Mapas Conceituais (MCs) para trabalhar com Aprendizagem Significativa, sendo que
na maioria dos casos eles compunham a sequência didática como um recurso
instrucional inovador.
No entanto alguns pesquisadores utilizavam MCs também como ferramenta
de avaliação. Assim achei que fazia sentido, pois estes buscavam apresentar a
organização dos conceitos, bem como as relações por eles estabelecidas utilizando
uma figura que dispunha os conceitos organizados hierarquicamente. Achei
fantástica essa liberdade para apresentar os conceitos distribuídos ao longo do
espaço bidimensional. Isso me fez repensar alguns paradigmas principalmente no
que diz respeito a formatação dos trabalhos, provas, artigos etc. Se o pensamento
não é organizado em linhas porque deveria ser assim na hora da prova?
Os MCS elaborados pelos alunos tratavam sobre a importância de estudar o
tema energia. Para corrigir o MC utilizamos a metodologia de Análise de Vizinhança
a partir de um Conceito Obrigatório (AVizCO) desenvolvido por Cicuto e Correia
(2012).
Para organizar o trabalho iniciamos com um capítulo contendo a
fundamentação teórica sobre Aprendizagem Significativa, Mapas Conceituais,
AVizCO e o ensino de Energia.
Em seguida apresentamos os Procedimentos da Pesquisa, contendo a
contextualização do grupo, da instituição de Ensino, a sequência didática, os
instrumentos de coleta e tratamento de dados.
O terceiro capítulo apresenta os Resultados e Discussão, mostrando os
dados coletados no pré-teste e na Avaliação Final, incluindo aí os MCs avaliados
segundo a AVizCO.
Por último apresenta-se as Considerações Finais do trabalho discutindo-se as
implicações do trabalho para a área de Ensino de Ciências bem como sugestões de
trabalhos futuros.
12
1- A TEORIA DA APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA DE AUSUBEL
A primeira publicação do americano David Paul Ausubel de sua teoria de
aprendizagem ocorreu no ano de 1963, no livro “The psychology of meaningful
verbal learning”. À medida que a teoria foi aprofundada ocorreram novas
publicações, a segunda em 1968 foi “Educational psychology: a cognitive view” e
sua obra mais recente é “The acquisition and retention of knowledge: a cognitive
view” (AUSUBEL, 2000).
De acordo com a Teoria da Aprendizagem Significativa (TAS) o processo de
aprendizagem se dá a partir do conhecimento prévio especificamente relevante do
educando, que recebe o nome de subsunçor. Ao ponto que Ausubel, Novak e
Hanesian (1980) afirmam: “O fator isolado mais importante que influencia a
aprendizagem é aquilo que o aprendiz já conhece. Descubra o que ele sabe e
baseie nisso os seus ensinamentos".
Ainda sobre o subsunçor é importante ressaltar que este é
“um conhecimento estabelecido na estrutura cognitiva do sujeito que aprende e que permite, por interação dar significado a outros conhecimentos. Não é conveniente “coisificá-lo”, “materializá-lo” como um conceito por exemplo. O subsunçor pode ser também uma concepção, um constructo, uma proposição, uma representação, um modelo, enfim, um conhecimento prévio especificamente relevante para a aprendizagem significativa de novos conhecimentos” (MOREIRA, 2011, p.18)
A aprendizagem significativa caracteriza-se pela interação de conhecimentos
novos com os subsunçores presentes na estrutura cognitiva do educando. A
modificação da estrutura cognitiva do educando não cessa, seja pela inclusão de
novos conhecimentos ou pelo estabelecimento de novas interações entre
subsunçores e conhecimentos já existentes.
Esta interação não é literal tampouco arbitrária, e ocorre à medida que o
educando atribui significado ao conhecimento que lhe é apresentado vinculando-o a
algum subsunçor de forma a modificá-lo ou enriquecê-lo.
Em oposição à aprendizagem significativa existe a aprendizagem mecânica
que não valoriza o conhecimento prévio do educando e estabelece interações entre
13
qualquer conhecimento prévio e o conhecimento novo, recorrendo inclusive a
técnicas de memorização.
É comum na aprendizagem mecânica relações literais e arbitrárias entre
conhecimentos anteriores e conhecimentos novos, o que acarreta no esquecimento
com o passar do tempo. Na aprendizagem significativa um conhecimento novo (a)
ao interagir com um subsunçor (A) de forma não literal e não arbitrária vincula-se a
este ao mesmo tempo em que o modifica (A’a’), podendo dissociar-se deste na fase
de retenção (A’ + a’) e com o passar do tempo tornar-se unicamente A’. Neste caso
diz-se que a’ está obliterado por A’ (MOREIRA, 2011). Um esquema de assimilação
obliteradora é apresentado na Figura 1.
Figura 1- Diferença entre Assimilação obliteradora e Esquecimento
De acordo com Ausubel, Novak e Hanesian (1980), além de identificar os
conhecimentos prévios do educando e basear nisso o ensinamento, existem outras
duas condições para a ocorrência de aprendizagem significativa:
O material de aprendizagem deve ser potencialmente significativo;
O aprendiz deve optar aprender significativamente.
A primeira condição refere-se ao material de aprendizagem e está
estritamente relacionado com o conhecimento prévio do educando, visto que esse
deve ser o ponto de partida do processo de ensino aprendizagem. De forma que o
material de aprendizagem deve ser adequado ao aluno que irá utilizá-lo.
Ao elaborar o material de aprendizagem deve-se fazer com que o mesmo
possua encadeamento lógico que facilite a interação entre conhecimentos de forma
14
não literal e não arbitrária, objetivando atingir inicialmente as ideias âncora, que são
aqueles subsunçores mais estáveis e abrangentes.
É importante enfatizar que o material é potencialmente significativo, pois
quem atribui significado ao material é o educando e não quem o elabora. A
atribuição de significado ao material de aprendizagem está diretamente relacionada
à segunda condição citada neste item que trata da motivação do educando em
aprender significativamente.
Dois processos importantes caracterizam as relações entre conceitos e
subsunçores que ocorrem na estrutura cognitiva: a diferenciação progressiva e a
reconciliação progressiva.
No processo de diferenciação progressiva que também caracteriza a
aprendizagem subordinada ilustrado na figura 2a; verifica-se que um conhecimento
prévio, também chamado de subsunçor, é utilizado para dar significado a outros três
conhecimentos. Dizemos que este subsunçor passou por um processo de
diferenciação progressiva, pois a medida que incluíam-se novos conhecimentos
enriquecia-se o subsunçor, tornando-o mais estável na estrutura cognitiva do
aprendiz (MOREIRA, 2011).
Outro importante processo da dinâmica da estrutura cognitiva é a
reconciliação integrativa, que caracteriza a aprendizagem superordenada. Na Figura
2b tem-se um exemplo de reconciliação integrativa quando três subsunçores são
utilizados para dar sentido a um novo conceito. Os processos de reconciliação
integrativa e diferenciação progressiva são complementares uma vez que o primeiro
integra conhecimentos e o segundo apresenta suas particularidades enriquecendo-o
e diferenciando-o (MOREIRA, 2011).
15
Figura 2 - Esquema gráfico com exemplo de: a) Aprendizagem significativa subordinada e b) Aprendizagem significativa superordenada
Segundo Moreira (2011) as interações entre subsunçor e conhecimento novo,
podem ser classificadas como:
Derivativa: quando corrobora o significado já existente do subsunçor;
Correlativa: quando produz modificação acentuada em seu significado.
1.1 Organizadores Avançados
Um recurso previsto na teoria da aprendizagem significativa é a utilização de
organizadores avançados no início do processo de ensino aprendizagem. Este
recurso instrucional tem por objetivo suprir lacunas existentes na estrutura cognitiva
do educando quando este não dispõe de subsunçores adequados ou em quantidade
suficiente para iniciar o processo de ensino aprendizagem (RIBEIRO; SILVA;
KOSCIANSKI, 2012).
Apresentados em um nível superior de generalidade e inclusividade os
organizadores avançados têm como objetivo criar uma ponte entre o que o
educando já conhece e o que deverá saber sobre determinado assunto.
Existem organizadores expositivos e comparativos (MOREIRA, 2011). Ao
trabalhar com organizadores expositivos apresenta-se um assunto dando toda a sua
extensão, na expectativa de que o aluno vá estabelecendo relações entre o que está
sendo apresentado e seu conhecimento anterior, buscando construir subsunçores
adequados para a aprendizagem.
16
Organizadores avançados do tipo comparativo buscam em um primeiro
momento mostrar similaridades entre um conhecimento novo e outro mais familiar ao
aluno, com a intenção de que o aluno seja capaz de perceber os limites da
comparação e discriminar o novo conhecimento.
No momento da avaliação, a aprendizagem significativa também se diferencia
bastante da aprendizagem mecânica, uma vez que não utiliza a avaliação somativa.
Este tipo de avaliação trabalha com correções do tipo certo ou errado, mais
preocupada em produzir escores e rankings do que verificar o processo de formação
do estudante (OLIVEIRA et al., 2007).
A avaliação da aprendizagem significativa segundo Moreira (2011) é muito
mais difícil, uma vez que esta requer uma mudança de postura por parte do
professor, que encare o momento de avaliação como parte integrante do processo
de aprendizagem, de forma que deve-se optar pela avaliação formativa e recursiva.
A avaliação formativa é aquela que:
“visa orientar o aluno quanto ao trabalho escolar, procurando localizar as suas dificuldades para o ajudar a descobrir os processos que lhe permitirão progredir na sua aprendizagem. A avaliação formativa opõe-se à avaliação somativa que constitui um balanço parcial ou total de um conjunto de aprendizagens. A avaliação formativa se distingue ainda da avaliação de diagnóstico por uma conotação menos patológica, não considerando o aluno como um caso a tratar, considera os erros como normais e característicos de um determinado nível de desenvolvimento na aprendizagem” (CARDINET; PERRENOUD; ALLAL, 1986. p. 14).
A avaliação recursiva possibilita ao estudante a reelaboração do objeto
avaliativo, respeitando as mudanças ocorridas em sua estrutura cognitiva e seu
ritmo de aprendizado. Esta característica está alinhada com a Teoria da
Aprendizagem Significativa, uma vez que aprendizagem significativa não é sinônimo
de aprendizagem correta (MOREIRA, 2011).
Ausubel, Novak e Hanesian (1980) propõem ainda que no momento da
avaliação o aluno seja exposto a situações inéditas, sendo assim impedido de
simplesmente reproduzir algo anteriormente observado. Aplicar o conhecimento a
situações diferentes do que foi aprendido é, segundo o autor, a melhor maneira de
evitar simulação de aprendizagem significativa.
17
1.2 Aprendizagem Formal e Informal
Atribuindo ao conhecimento prévio do educando parte do sucesso da
aprendizagem significativa, Ausubel, Novak e Hanesian (1980) torna relevante o
conhecimento adquirido ao longo de toda a vida do aprendiz, inclusive aquele que
não foi adquirido na escola.
Identificar conceitos, ideias, modelos, representações e significados trazidos
pelos alunos é uma tarefa do professor que pretende produzir em seus alunos uma
aprendizagem significativa. Esse conhecimento anterior é construído não somente
nos cursos que o aluno já realizou, mas também ao longo de sua vivência pessoal
com a família, amigos, em momentos de lazer, no trabalho etc., trata-se, portanto de
uma aprendizagem informal.
De acordo com a literatura específica a aprendizagem pode ser categorizada
conforme o local de ocorrência, sua estruturação e intencionalidade, sendo:
Aprendizado formal: aprendizado fornecido tipicamente por uma instituição de educação ou treinamento, estruturado (em termos de objetivos de aprendizagem, tempo de aprendizado ou sustentação) e que leva a uma certificação. É intencional, do ponto de vista do aprendiz.
Aprendizado não formal: não é fornecido por uma instituição educacional ou de treinamento e não leva à certificação. Entretanto, é estruturada (em termos de objetivos, tempo e suporte à aprendizagem). É intencional, do ponto de vista do aprendiz.
Aprendizado informal: resulta das atividades do dia a dia, relacionadas ao trabalho, família ou lazer. Não é estruturada (em termos de objetivos, tempo e suporte à aprendizagem) e normalmente não leva a uma certificação. O aprendizado informal pode ser intencional, mas na maioria das vezes é não intencional ou incidental. (EUROPEAN COMMISSION, 2001, p. 32-33)
Para Arruda et al. (2013) uma forma adequada de interpretar esses três tipos
de aprendizagens que caracterizam três tipos de educação é colocar em extremos
opostos a aprendizagem formal e informal, respeitando suas características
principalmente relacionadas ao local de ocorrência e formalidade, a educação não
formal situa-se em algum ponto entre esses dois extremos. Com base nisso
elaboramos a Figura 3.
18
Figura 3 - Educação Formal e Informal Fonte: Elaborado pelo autor, imagens: <uol.com.br/fotos> acesso em 25/07/2014
Segundo Arruda et al. (2013) a aprendizagem informal é aquela que ocorre de
forma contínua inesperada e incorporada a vida cotidiana. As situações informais de
aprendizagem:
“incluem uma ampla gama de configurações, como conversas familiares em casa, visitas a museus, centros de ciência, ou outros ambientes planejados, além de atividades diárias como jardinagem, atividades recreativas como caminhadas e pesca e participação em clubes. Praticamente todas as pessoas de todas as idades e formações se envolvem em atividades que podem apoiar a aprendizagem das ciências no decurso da vida diária” (NATIONAL RESEARCH COUNCIL, 2009 apud ARRUDA et al., 2013, p. 485)
Dessa forma nas situações formais de ensino torna-se parte importante do
trabalho do professor valorizar o conhecimento que os alunos trazem de situações
fora do ambiente escolar. Situações que ocorrem quando o educando observa os
eletrodomésticos na cozinha de casa, em um passeio no parque, uma visita ao
zoológico, etc. Tais experiências podem servir de ponto de partida para o professor
em sala de aula ou exemplos de aplicação de uma nova teoria.
1.3 Mapas Conceituais
O pesquisador Joseph Donald Novak participou da segunda edição da obra
“Educational psychology: a cognitive view” de David Ausubel que foi publicada em
1978. Segundo Moreira (2011) os mapas conceituais (MCs) são amplamente
utilizados por quem trabalha com a teoria da aprendizagem significativa, no entanto
estes não são parte integrante da teoria. Os MCs são fruto da continuidade do
19
trabalho de Novak e foram desenvolvidos por ele, no ano 1972, quando trabalhava
na Universidade de Cornell.
Uma maior utilização dos MCs se deu a partir de 1997, quando Joseph Novak
em parceria com Alberto Cañas, desenvolveram o programa CmapTools que
possibilita a criação de MCs, com auxílio do computador tornando sua elaboração
mais eficiente. Outro benefício da ferramenta foi possibilitar a criação de MCs pela
internet, tornando possível sua realização colaborativa (CICUTO, 2011).
Desde 2004 ocorrem, a cada dois anos, conferências internacionais sobre
mapeamento conceitual. No ano de 2012, o evento ocorreu em Malta onde foram
apresentados 127 trabalhos de pesquisadores de diversas nacionalidades. Em 2014
o evento foi sediado no Brasil, na cidade de Santos, entre os dias 23 e 25 de
setembro onde foram apresentados 161 trabalhos.
1.3.1 Definição de Mapa Conceitual
Dentre os organizadores gráficos mais utilizados em atividades de ensino
podemos citar os fluxogramas, os mapas mentais, os mapas de argumentos e os
MCs (DAVIES, 2011).
Fluxogramas são esquemas gráficos úteis na representação de processos,
indicam principalmente sequência de operações e tomada de decisões. Mapas
mentais são organizadores gráficos que surgiram com a necessidade de explicitar os
modelos mentais de estudantes, de tal forma que estes mostram como conceitos
estão estruturados (DAVIES, 2011).
Os MCs apresentam os conceitos organizados hierarquicamente e a interação
entre dois conceitos deve, obrigatoriamente, receber um termo de ligação. A união
de dois conceitos por um termo de ligação recebe o nome de proposição, sendo esta
“uma unidade semântica, altamente reveladora das conexões e das inter-relações estabelecidas. Ela constitui a menor unidade semântica que tem valor de verdade, porque se apresenta enquanto uma asserção que pode ser subsequentemente asseverada ou negada em algum dos aspectos envolvidos” (SOUZA; BORUCHOVITCH, 2010, p. 197).
20
O termo de ligação pode ser composto por mais de uma palavra, mas deve
possuir como núcleo um verbo, a união dos conceitos deve ser feita utilizando uma
seta, indicando o sentido de leitura da proposição (AGUIAR; CORREIA, 2013).
Segundo Aguiar e Correia (2013) um MC pode ser entendido como um
conjunto de conceitos imersos em uma rede bidimensional de proposições com o
objetivo de responder a uma pergunta focal (PF), esta tem a função de delimitar o
escopo do MC.
Figura 4 - Exemplo de MC
A Figura 4 apresenta um exemplo de MC formado por oito conceitos, sendo
um conceito raiz, formando uma rede de oito proposições. Para verificarmos que o
MC apresentado na figura atende aos pré-requisitos da técnica de mapeamento
conceitual. Devemos observar que todos os conceitos encontram-se relacionados
com, no mínimo, um outro conceito. Todas as relações são feitas por setas e
possuem um termo de ligação (TL). Outra importante observação é que a partir do
conceito raiz é possível chegar a qualquer outro conceito orientando-se pelas setas.
Verifica-se que o MC possui três níveis hierárquicos, onde predominam
diferenciações progressivas, como no caso do conceito raiz (Cr), que foi diferenciado
com C1, C2 e C3 e posteriormente C4 e C5, neste caso diz-se que o Cr foi
enriquecido adquirindo maior estabilidade cognitiva (MOREIRA, 2011)
Neste mesmo MC verifica-se um exemplo de reconciliação integrativa entre
os conceitos C6 e C5, sendo este um indicador de aprendizagem significativa, uma
vez que o autor foi capaz de estabelecer uma relação entre conceitos oriundos de
diferentes origens, dando ao MC aspecto de teia.
21
1.3.2 Como Fazer Bons Mapas Conceituais?
A utilização inapropriada dos MCs deve-se ao conhecimento incompleto da
técnica onde não são obedecidos todos os requisitos citados no item anterior. Isso
se deve principalmente à falta de treinamento dos professores, na técnica de
mapeamento conceitual (CORREIA; CICUTO; DAZZANI, 2014).
Como forma de obter sucesso na utilização de MCs, em atividades de ensino
aprendizagem, Cañas e Novak (2006) propõem:
Treinamento dos professores em mapeamento conceitual e TAS;
Prática do professor em elaborar e avaliar MCs;
Oferecer treinamento para os alunos incluindo atividades colaborativas, uma
vez que a maioria estará lidando com MC pela primeira vez.
Aguiar e Correia (2013) propõem ainda que o treinamento dos alunos para a
elaboração de MCs deve iniciar por uma instrução sobre criação de proposições,
visto que estas são a menor unidade constituinte de um MC.
Como forma de desenvolver a habilidade de criação de proposições nos
alunos os autores sugerem que o professor faça uma atividade trabalhando apenas
com criação de proposições, onde o professor determina os conceitos e os alunos
definem o termo de ligação e o sentido de leitura da proposição.
1.3.3 Revisões Contínuas
Alinhada com a TAS a técnica de mapeamento conceitual prevê o uso de
revisões contínuas no MC (AGUIAR; CORREIA, 2013) pelo próprio autor, professor
ou por seus pares, visto que:
é a natureza dinâmica dos MCs, que nunca estão prontos. Diferente do que acontece com exercícios e provas, a busca pela “resposta certa” faz pouco sentido quando utilizamos MCs. Ela dá lugar à possibilidade de submeter os MCs a várias revisões ao longo do processo de aprendizagem. (CORREIA; CICUTO; DAZZANI, 2014, p. 137).
As revisões têm o objetivo de corrigir erros na técnica de mapeamento
conceitual, melhorar a clareza semântica das proposições, adequar o MC à PF.
22
1.3.4 Mapas Conceituais Semiestruturados
Os MCs semiestruturados (MCSE) são baseados no mapa conceitual cíclico e
no pensamento dinâmico para elaboração de proposições, são úteis para iniciantes
na técnica de mapeamento conceitual, principalmente, por estimular a habilidade de
síntese (CICUTO, 2011).
Ao utilizar MCSE deve-se elaborar a estrutura do MC definindo a quantidade
de conceitos e o seu posicionamento. O aluno deve completar a figura, escrevendo
os conceitos, nos espaços deixados pelo professor. Conforme escreve os conceitos
o aluno cria a quantidade de proposições que considerar adequado para responder
a PF, a Figura 5 apresenta um exemplo de MCSE.
Figura 5 - Exemplo de MCSE
O MCSE apresentado na Figura 5 possui seis conceitos, sendo que o
conceito raiz é identificado em um retângulo pontilhado, de forma que o estudante
deve iniciar o MC por este espaço colocando ali o conceito mais importante, uma
vez que a leitura do MC inicia-se por ele.
1.3.5 Parâmetros para Avaliação de Mapas Conceituais
Segundo Kinchin, Hay e Adams (2000) o primeiro aspecto a ser observado
em um MC é a organização hierárquica dos conceitos, quanto mais níveis
hierárquicos maior o grau de diferenciação progressiva do conceito raiz. Outro
23
aspecto a ser observado é o número de reconciliações integrativas, sendo este um
indicador de aprendizagem significativa.
Na Figura 6, são apresentados três MCs formados por um mesmo número de
conceitos dispostos de forma diferente. Os dois primeiros possuem apenas
diferenciações progressivas do conceito raiz, sendo que o primeiro (a) possui
apenas dois níveis hierárquicos enquanto o segundo (b) possui cinco níveis
hierárquicos, o primeiro tem o formato radial enquanto o segundo tem o formato
linear.
O terceiro MC (Figura 6c) possui três níveis hierárquicos e duas
reconciliações integrativas, a primeira entre os conceitos 1 e 4 e a segunda entre os
conceitos 3 e 4, dando ao MC possui o formato de teia. Para Kinchin, Hay e Adams
(2000) MCs com formato radial e linear caracterizam aprendizagem mecânica,
enquanto MCs com formato de teia sinalizam aprendizagem significativa.
Figura 6 - Exemplos de MCs: a) radial, b) linear e c) teia
Ao desenvolver uma análise estrutural de MCs utilizando parâmetros
quantitativos Silva Jr., Romano Jr. e Correia (2010) propuseram o parâmetro de
densidade de proposições, que é obtido pela divisão do número de proposições pelo
número de conceitos existentes no MC. Segundo os autores uma elevada densidade
proposicional é um indicador de melhor proficiência na técnica de mapeamento
conceitual.
Como exemplo, tomemos os MCs da Figura 6, neles verificamos que todos
possuem cinco conceitos, e quanto ao número de proposições temos 4 (a), 4 (b) e 7
24
(c). De forma que a densidade de proposições dos MCs (a) e (b) é 0,8 enquanto que
para o terceiro MC é 1,75.
1.3.6 Análise de Vizinhança a partir de um Conceito Obrigatório
Desenvolvida por Cicuto e Correia (2012) a metodologia de Análise de
vizinhança a partir de um conceito obrigatório (AVizCO) estabelece que quando o
professor solicitar aos alunos que elaborem um MC, este deve definir uma pergunta
focal (PF) a ser respondida pela rede proposicional e um conceito que deve
obrigatoriamente compor o MC.
Uma escolha adequada do conceito obrigatório (CO) pelo professor
torna o esforço cognitivo imposto aos alunos maior do que aquele usualmente necessário para obter bom desempenho em provas convencionais. Os critérios para escolher o CO adequadamente são: (1) selecionar conceitos que favoreçam processos epistemológicos de transformação e integração do conhecimento; (2) discutir em profundidade os conceitos selecionados durante as atividades didáticas; (3) utilizar os conceitos para abordar a pergunta focal de forma adequada. (CORREIA; CICUTO; DAZZANI, 2014, p. 136)
De acordo com a metodologia de AVizCO, o conceito que formar proposição
com o CO recebe o nome de conceito vizinho (CV) e os demais recebem o nome de
conceito complementar (CC).
A Figura 7 apresenta três exemplos de MCs feitos com sete conceitos, sendo
um obrigatório. Na figura percebemos que o CO não precisa ser o conceito raiz, e os
conceitos são classificados a partir da relação que estabelecem com o CO.
Figura 7 - Exemplos de MCs identificando CO, CV e CC
25
Quanto ao número de CVs presentes nos MCs da Figura 7 verificamos: um no
primeiro, dois no segundo e três no terceiro, um elevado número de CVs em um MC
revela que o mapeador atribui maior relevância ao CO (CICUTO; CORREIA, 2012).
O posicionamento do CO em relação aos demais conceitos também indica se
o aluno foi capaz de diferenciar o CO, caracterizando aprendizagem subordinada
(Figura 7b) ou se o CO é fruto da diferenciação de um CV, também caracterizando
aprendizagem subordinada (Figura 7a). Já na Figura 7c, o CO corresponde ao
terceiro nível hierárquico da diferenciação progressiva do conceito raiz do MC, mas
também participa de uma reconciliação integrativa junto a outro CV, o que
caracteriza aprendizagem superordenada.
A última etapa da AVizCO consiste em avaliar apenas as proposições que
contenham o CO de acordo com sua clareza semântica e relevância conceitual,
esta avaliação é feita atribuindo uma pontuação para cada uma dessas proposições
de forma que a nota final do MC será a média dessas pontuações.
1.4 O Ensino de Energia
A recomendação para o ensino de ciências da natureza, matemática e suas
tecnologias presentes nos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio
(PCNEM) em sua última edição (BRASIL, 2000), reforçam a necessidade de um
ensino provido de contextualização e interdisciplinaridade que preparem o educando
para o exercício da cidadania e para os desafios do mercado de trabalho.
De acordo com Lima e Takahashi (2013), os conteúdos selecionados para o
ensino de ciências precisam levar em conta pelo menos três condições: 1) a
possibilidade de contribuir para a inserção do estudante no discurso contemporâneo,
impregnado de informações científicas e tecnológicas; 2) a capacidade de favorecer
o reconhecimento da realidade social e cultural do estudante, da escola e da
comunidade para os quais o currículo é dirigido; 3) a competência de propiciar
elementos para a qualificação da vida não só em sentido estrito, mas também
coletivo.
26
O tema energia satisfaz essas três condições, estando tão presente no
cotidiano, que se torna difícil desvincular a história da humanidade de todos os
processos que envolvem a energia de forma direta ou indiretamente.
Consideramos adequada a utilização da teoria da Aprendizagem Significativa
para ensinar os conceitos de energia, uma vez que esta teoria dará ao estudante a
oportunidade de utilizar seu conhecimento prévio para a aprendizagem de novos
conhecimentos científicos. O conhecimento prévio do estudante será identificado
através de análises de figuras do cotidiano, discussões em sala de aula sobre
questões atuais veiculadas nos meios de comunicação e debates com temas
sugeridos pelos alunos.
Nos PCNEM (BRASIL, 2000) o tema energia está presente em mais de uma
disciplina, isto se deve ao fato da energia aparecer como componente primordial na
manutenção da vida, desde a forma como os seres vivos obtêm nutrientes e os
metaboliza até as complexas interações alimentares existentes entre diferentes
ecossistemas.
Importantes conceitos de energia são tratados no ensino médio, tais como: o
princípio da conservação presente em processos de natureza biológica, a
fermentação em processos químicos, como a combustão e ainda
incontáveis processos como os de evaporação e condensação, dissolução, emissão e recepção de radiação térmica e luminosa, por exemplo, são objetos de sistematização na Biologia, na Física e na Química. Sua participação essencial nos ciclos da água e na fotossíntese, o situa como partícipes de processos naturais. Por outro lado, esses processos são essenciais para a compreensão da apropriação humana dos ciclos materiais e energéticos, como o uso da hidreletricidade e da biomassa (BRASIL, 2000, p.16).
Explorando o caráter interdisciplinar deve-se atentar para o resultado da
apropriação humana de tecnologias como as máquinas térmicas e os motores a
combustão interna, ambos alavancaram o desenvolvimento econômico da
humanidade, no entanto, vieram acompanhados de nocivos impactos ambientais e
sociais.
O conceito energia é apontado como “um dos mais potentes, frutíferos e
unificadores da física clássica, sendo evidente a necessidade de introduzi-lo desde
27
os primeiros anos de ensino secundário obrigatório” (SOLBES; TARÍN, 1998 p.387).
Assis e Teixeira (2003) sustentam que o referido conceito tem potencial para
articular tópicos de uma área interdisciplinar, bem como favorece que sejam
estabelecidas relações com temas de outras áreas, em nível interdisciplinar.
Este trabalho teve como objetivo ensinar conceitos do tema energia de forma
significativa, para isso deu-se maior ênfase ao conhecimento prévio dos alunos. O
mesmo foi analisado já na primeira aula, que trazia um formulário com figuras que
remetiam ao cotidiano e perguntava-se que tipo de energia poderia estar presente.
Perguntou-se também para os alunos no pré-teste que disciplinas deveriam abordar
o tema em sala de aula e quais profissionais se beneficiariam de um bom
conhecimento do assunto.
A partir de uma análise deste pré-teste desenvolvemos uma sequência
didática, que se iniciava com uma atividade que tratava sobre a construção da usina
de Belo Monte, atualmente em construção no estado do Pará. As três aulas
seguintes abordavam conceitos de energia utilizando exemplos do cotidiano,
buscando sobretudo valorizar termos e exemplos citados pelos alunos no pré-teste.
28
2 - PROCEDIMENTOS DE PESQUISA
2.1 Contextualização do Grupo e da Instituição de Ensino
A pesquisa foi realizada no campus Guarulhos do Instituto Federal de
Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo. A escola está localizada na vila Rio
de Janeiro, na cidade de Guarulhos, contando atualmente com 1200 alunos
matriculados, em cursos técnicos de nível médio e superior. Os cursos são nas
áreas de Automação Industrial e Informática.
Para a realização da pesquisa ofertou-se um curso extracurricular para 18
alunos do curso técnico em Automação Industrial do período vespertino. Os alunos
foram identificados pela letra A seguida por um número que o identifica: A1 até A18.
O curso cujo tema era energia foi composto por uma sequência didática de cinco
aulas. As aulas foram ministradas pelo pesquisador que também é professor da
instituição. Ao final do curso, os alunos que tivessem frequência superior a 75% e
entregassem as tarefas solicitadas receberiam o certificado de participação.
Os estudantes cursavam apenas o ensino técnico de nível médio nesta
escola, sendo que a maioria ainda cursava o ensino médio em outra instituição,
sendo: 10 alunos cursando o 2º ano; 4 cursando o 3º ano; e 4 que já concluíram o
ensino médio há, no máximo, 2 anos.
2.2 Sequência Didática
O curso foi realizado em 5 aulas de frequência semanal com 2 horas de
duração cada. A coleta de dados empíricos ocorreu na primeira e na quinta aula. A
descrição das aulas é apresentada nos itens a seguir.
2.2.1 Aula 1: Levantamento de Conhecimentos Prévios
A primeira coleta de dados empíricos aconteceu nesta aula, em que se fez um
levantamento dos conhecimentos prévios. Utilizou-se um formulário (Apêndice A)
que foi adaptado do trabalho desenvolvido por Barbosa e Borges (2006) que
29
apresenta 22 figuras que representam situações cotidianas como, por exemplo, uma
vela acesa, uma criança andando de bicicleta, um jogador chutando uma bola, uma
mola esticada, uma panela de pressão no fogo, e outros. Pedia-se para que o aluno
escrevesse qual forma de energia estava representada em cada figura.
O instrumento continha ainda as seguintes questões dissertativas:
Questão 1) O tema energia deve ser estudado em qual (is) disciplina(s)?
Questão 2) Que tipo de profissional deve ter um bom conhecimento do tema
energia?
Essas questões tinham como objetivo verificar qual a abrangência que o tema
energia possuía para o aluno, de forma que um maior número de profissões e
disciplinas indicariam maior abrangência do tema.
2.2.2 Aula 2: Aplicação do Organizador Avançado
Para a segunda aula estava previsto a aplicação de um organizador
avançado, que deveria tratar do tema energia de forma a apresentar toda a sua
abrangência, e que também possua algum vínculo com os conhecimentos prévios
dos estudantes. De acordo com Moreira (2011) a utilização do organizador
avançado tem como objetivo criar pontes entre o que o aprendiz já sabe e um novo
assunto, sua apresentação deve se dar em um nível superior de generalidade e
abstração.
O organizador avançado foi escolhido após a análise dos conhecimentos
prévios, de forma que o apresentaremos no próximo capítulo juntamente com a
motivação que levou a sua escolha.
2.2.3 Aula 3: Introdução ao Estudo de Energia
Para a introdução do estudo de energia optou-se por uma aula expositiva
utilizando recursos multimídia tratando dos seguintes tópicos:
- Introdução à mecânica da energia;
30
- Energia cinética e potencial;
- Formas de energia e suas conversões;
- Energia, trabalho e unidades de medida no Sistema Internacional;
- Resolução de exercícios para fixação do conteúdo;
- Conservação de energia e eficiência de conversão.
No apêndice B encontram-se os slides elaborados especialmente para a aula
com base no material desenvolvido por Hinrichs, Kleinbach e Reis (2012).
2.2.4 Aula 4: A Energia no Cotidiano
Para esta aula utilizamos a metodologia proposta Lancor (2012), que
argumenta que o abstrato conceito de energia deve ser construído concretamente
nos estudantes, a partir de situações reais, evitando definições dogmáticas e
tratamentos triviais, que normalmente conduzem os estudantes a conclusões
ambíguas e confusas.
Em seu trabalho Lancor (2012) propõe cinco pontos primordiais para
compreender os fenômenos relativos à energia:
• Conservação de energia: em um sistema fechado, energia não pode ser
criada ou destruída;
• Degradação de energia: refere-se à diminuição de energia utilizável em um
sistema, seja por ele estar aberto ou em casos onde ela se transforma em outra
forma menos útil;
• Transformação de energia: energia pode ser transformada;
• Transferência de energia: energia pode ser transferida entre componentes de
um mesmo sistema;
• Suprimento de energia: energia pode ser adicionada a um sistema.
31
Para o ensino destes pontos Lancor (2012) propõe a utilização de metáforas e
analogias, onde utiliza situações do dia a dia para introduzir os cinco conceitos
citados anteriormente, esclarecendo o conceito que é explicitado pelo uso da
metáfora e também o conceito que se encontra presente, mas de forma implícita, o
qual é de mais difícil percepção por parte do aluno.
A partir destes cinco pontos criamos um conjunto de quinze sentenças que
tratavam de situações cotidianas relacionadas ao tema energia. Pedia-se que os
alunos após a leitura indicassem em qual categoria as afirmações melhor se
encaixassem: Conservação, degradação, transformação, transferência ou
suprimento de energia. As sentenças que desenvolvemos e utilizamos no curso
encontram-se no apêndice C.
Na elaboração das afirmações recorremos também às orientações presentes
nos PCNEM, que ao tratar do tema energia, especificamente na disciplina de Física,
recomendam que o aluno obtenha na escola um aprendizado que:
explique os gastos da “conta de luz” ou o consumo diário de combustível e também as questões referentes ao uso das diferentes fontes de energia em escala social, incluída a energia nuclear, com seus riscos e benefícios. [...] Que trate do refrigerador ou dos motores a combustão, das células fotoelétricas, das radiações presentes no dia-a-dia, mas também dos princípios gerais que permitem generalizar todas essas compreensões. Uma Física cujo significado o aluno possa perceber no momento em que aprende, e não em um momento posterior ao aprendizado (BRASIL, 2000, p.23).
Essas afirmações utilizavam exemplos do cotidiano na tentativa de que o
aluno relacionasse conceitos científicos aos seus conhecimentos prévios, com o
objetivo de que o educando percebesse que em seu dia a dia encontram-se diversas
questões referentes ao tema energia e que podem ser discutidas em sala de aula de
forma a enriquecer seu conhecimento.
2.2.5 Aula 5: Avaliação Final
Nesta aula ocorreu a última coleta de dados empíricos, composta por 3
questões dissertativas e a elaboração de um mapa conceitual semiestruturado
(MCSE). As questões foram:
32
1) Além das disciplinas química e física, cite outra disciplina que poderia abordar o
tema energia, e qual seria a sugestão de assunto para o professor?
2) Além de físico, engenheiro e técnico eletrônico, qual profissional se beneficia de
um bom conhecimento do tema energia, por quê?
3) Dentre as 22 figuras utilizadas no teste da primeira aula, escolha três identifique o
tipo de energia presente e o fenômeno físico envolvido.
Essas 3 questões foram baseadas nos resultados do pré-teste realizado na
aula 1, e será objeto de discussão no próximo capítulo. As respostas das questões 1
e 2 foram avaliadas de acordo com os critérios constantes no Quadro 1.
Conceito Pontos Critério
O – Ótimo + 2
Resposta correta com exemplos / explicações / motivos, que atenda ao menos uma das condições a seguir: - Utiliza um conhecimento numa situação diferente daquela que foi ensinado utilizando linguagem própria; - Expressa o pensamento científico; - Extrapola o senso comum.
B – Bom + 1 Resposta correta com exemplos / explicações / motivos adequados e que não extrapolam o senso comum.
R – Regular - 1 Resposta com erro conceitual em parte dos exemplos / explicações / motivos.
I – Insatisfatório
- 2 Resposta apresenta erro conceitual na maior parte ou totalidade dos exemplos / explicações / motivos. Resposta sem exemplos / explicações / motivos.
Quadro 1 - Critério para Avaliação das Questões 1 e 2
Para a questão 3 retomamos o instrumento inicial de nossa sequência
didática, onde os alunos receberam as mesmas figuras (Apêndice A) e deveriam
escolher 3 para respondê-la, o padrão de respostas esperado é apresentado no
Apêndice A.
As respostas da questão 3 foram avaliadas de acordo com os critérios
constantes no Quadro 2.
Conceito Pontos Critério
O – Ótimo + 2
Acertou ao identificar o tipo de energia nas 3 figuras e ao explicar o fenômeno físico envolvido atende no mínimo uma das condições a seguir: - Utiliza um conhecimento numa situação diferente daquela que
33
foi ensinado utilizando linguagem própria; - Expressa o pensamento científico; - Extrapola o senso comum.
B – Bom + 1 Acertou ao identificar o tipo de energia em pelo menos 2 figuras e ao explicar o fenômeno físico envolvido apresenta resposta correta sem extrapolar o senso comum.
R – Regular - 1 Acertou ao identificar o tipo de energia em pelo menos 2 figuras e ao explicar o fenômeno físico envolvido apresenta resposta parcialmente correta.
I – Insatisfatório
- 2 Errou na identificação do tipo de energia em 2 ou 3 figuras ou apresentou resposta errada ao explicar o fenômeno físico envolvido.
Quadro 2 - Critério para Avaliação da Questão 3
Os critérios apresentados nos quadros 1 e 2 foram criados de forma a atribuir
maior pontuação as respostas que apresentassem maior indicio de aprendizagem
significativa, uma vez que mais importante que esperar respostas certas é atentar
para as explicações dadas pelos alunos. Verificando se eles foram capazes de
produzir respostas mais bem elaboradas que no pré-teste, indicando que ocorreu
enriquecimento de sua estrutura cognitiva e se os alunos utilizaram conceitos
ensinados nas aulas anteriores em situações diferentes das que foram ensinados,
utilizando suas próprias palavras (AUSUBEL; NOVAK; HANESIAN, 1980)
Após responder as três questões, os alunos passaram por um treinamento
sobre criação de proposições e elaboração de MCs que será detalhado no próximo
item.
Em seguida deveriam fazer um MCSE contendo cinco conceitos, tendo o
termo “Energia” como Conceito Obrigatório. O MC deveria responder a PF: “Qual o
benefício de estudar o tema energia? ”. Optou-se por um MCSE com cinco conceitos
sendo um obrigatório, o MCSE entregue aos alunos encontra-se na Figura 8.
Figura 8 - MCSE utilizado para avaliação final
34
A atividade contempla também uma etapa de revisão dos MCs feita pelo
professor em conjunto com o aluno, onde após concluir o MC o aluno se dirige a
mesa do professor para que os dois possam ler juntos o MC e verificar possíveis
erros tais como ausência de termos de ligação, esquecimento de setas, proposições
sem sentido ou possíveis melhorias no trabalho, como adequação a PF e correção
de proposições, sugerindo mudança nos conceitos ou nos termos de ligação.
2.2.6 Treinamento para elaboração de Mapa Conceitual
Na última aula os alunos participaram de um treinamento sobre criação de
proposições e construção de MCs, para treinar a criação de proposições
desenvolvemos uma atividade de treinamento da seguinte maneira: o professor
fornecia dois conceitos aos alunos e estes pensavam em um termo que ligasse um
conceito ao outro formando uma proposição, os resultados desta atividade são
apresentados no Quadro 3.
Conceito 1 dado pelo professor
Termo de ligação escolhido pelos alunos
Conceito 2 dado pelo professor
Sangue transporta Nutrientes
Engrenagem transmite Força
Pontuação serve para organizar Texto
Diodo pode emitir Luz
Quadro 3 - Proposições criadas pelos alunos durante o treinamento
Para a atividade de treinamento de elaboração de MCs, optou-se por não
trabalhar com o tema “energia” para evitar que os alunos fizessem cópias do MC na
atividade seguinte. Optamos, pela pergunta focal (PF) “Quais os problemas sociais
acarretados pelo tráfico de drogas?” e o conceito obrigatório (CO) foi “Drogas”.
Os alunos completaram o MC escolhendo 5 conceitos, que são: doenças,
traficante, usuário, morte e polícia. O MC criado pelos alunos com a orientação do
professor é apresentado na Figura 9.
35
Figura 9 - MC feito pelos alunos com orientação do professor
O MC que foi desenvolvido pela turma com a orientação do professor serviu
como treino para a atividade final. Os alunos se interessaram pelo tema “tráfico de
drogas” e a escolha dos 5 conceitos foi amplamente discutida por toda a turma.
Segundo relataram alguns estudantes, o tráfico de drogas é algo muito presente em
suas comunidades.
Neste MC verifica-se que o CO forma proposições com outros 2 conceitos,
traficante e doenças, que recebem o nome de conceitos vizinhos (CV), sendo que os
demais conceitos recebem o nome de conceitos complementares (CC) (CICUTO;
CORREIA, 2012).
As 8 proposições criadas possuem clareza semântica e utilizam termos de
ligação que apresentam verbos como núcleo. Embora o professor tenha mediado a
construção desse MC, atribui-se o resultado positivo principalmente à atividade
anterior que treinou unicamente a criação de proposições.
As duas proposições CO-CV são exemplos de diferenciação progressiva do
conceito “Drogas”. Uma interessante reconciliação integrativa é criada pelo termo de
ligação “persegue” indicando uma relação inesperada entre “polícia” e “usuário”.
Dividindo-se o número total de proposições (8) pelo número total de conceitos (6)
obtém-se 1,3, esse quociente é denominado densidade de proposições.
36
2.3 Análise dos Mapas Conceituais
Para analisar os MCs utilizamos a metodologia de Análise de Vizinhança a
partir de um Conceito Obrigatório (AVizCO) desenvolvida por Cicuto e Correia
(2012), que considera apenas as proposições formadas a partir do CO, sendo que
os conceitos utilizados nessas proposições recebem o nome de conceitos vizinhos
(CV) e os conceitos que não formam proposição com o CO recebem o nome de
conceito complementar (CC).
Na metodologia de AVizCO as proposições do tipo CO-CV são avaliadas
conforme os critérios apresentados no Quadro 4, sendo-lhes atribuída uma
pontuação que varia de -2 a +2 de acordo com a categoria que melhor se encaixe:
erro conceitual, sem sentido, correta e relevante.
Sabendo-se que foram entregues aos alunos MCSE contendo 5 conceitos,
são esperados no mínimo 4 proposições para que todos os conceitos se integrem
gerando uma rede de proposições e, no mínimo, uma proposição formada por CO-
CV. Para obter a pontuação e a nota final (NF) segundo a metodologia de AVizCO
as proposições do tipo CO-CV foram avaliadas de acordo com os critérios
constantes a seguir:
Conceito Pontos Critério
R – relevante + 2 Possui clareza semântica, extrapola o senso comum e expressa o pensamento científico.
C – correta + 1 Possui clareza semântica e não apresenta erro conceitual.
SS – sem sentido
- 1 Não possui clareza semântica.
EC – erro conceitual
- 2 Apresenta erro conceitual.
Quadro 4 - Critérios para Avaliação das Proposições Fonte: Cicuto e Correia (2012)
2.4 Análise dos Dados
Na primeira aula, inicialmente será utilizado um formulário que possui 22
figuras com situações que envolvam o tema energia (Apêndice A). Para fazer uma
37
análise das respostas dos alunos que devem citar o tipo de energia presente em
cada figura utilizaremos a nuvem de palavras criada pelo programa Wordle
(wordle.net), trata-se de uma figura gerada a partir de um conjunto de palavras
escritas uma única vez com tamanho proporcional ao seu número de citações
(VIÉGAS; WATTENBERG; FEINBERG, 2009). Esta informação foi utilizada para
verificarmos quais os tipos de energia mais citados pelos estudantes, para que
pudéssemos verificar seus conhecimentos prévios e escolhermos um organizador
avançado mais adequado para iniciar a sequência didática.
Para analisar o percentual de alunos que acertaram ao responder o tipo de
energia presente em cada figura, criamos cinco faixas para agrupar o percentual de
acerto por figura, sendo a primeira faixa de 0 até 20% e a última de 80 até 100%,
todas as faixas possuem o mesmo intervalo de 20%.
Em seguida os alunos responderam duas questões que foram repetidas na
avaliação feita na quinta aula, ao elaborar essas questões seguimos a orientação
presente na bibliografia pesquisada (CORREIA; SILVA; ROMANO JUNIOR, 2010;
MOREIRA, 2011; AUSUBEL, 2000) possibilitando um retorno ao instrumento
utilizado na primeira aula, conferindo a característica de recursividade em nossa
avaliação. Utilizamos as mesmas questões da primeira aula, com pequenas
modificações, dando aos alunos a oportunidade de mostrar a modificação ocorrida
em sua estrutura cognitiva, referente ao tema energia, no decorrer do curso.
As 2 questões feitas na primeira aula serão apresentadas em gráficos
quantitativos com seus respectivos percentuais, já que as respostas são diretas e
não pediam explicações.
As 3 questões feitas na avaliação final serão avaliadas de acordo com os
Quadros 1 e 2 e a média de cada aluno para as 3 questões, que varia entre -2 e +2,
serão classificadas em 4 faixas: D (-2 ≤ NF < -1), C (-1 ≤ NF ≤ 0), B (0 < NF ≤ +1) e
A (+1 < NF ≤ +2). Será considerado satisfatório as médias que se encaixarem nas
faixas A e B (NF > 0).
Na quinta aula os alunos também fizeram um MCSE que foi avaliado de
acordo com a metodologia de AVizCO, recebendo uma Nota Final (NF) que varia
entre -2 e +2, baseado nesses valores estabelecemos 4 faixas para NFs dos MCs,
38
são elas: D (-2 ≤ NF < -1), C (-1 ≤ NF ≤ 0), B (0 < NF ≤ +1) e A (+1 < NF ≤ +2). Será
considerado satisfatório os MCs que se encaixarem nas faixas A e B (NF > 0).
39
3 - RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 Análise dos Conhecimentos Prévios
A primeira coleta de dados aconteceu na aula 1, em que fez-se um
levantamento dos conhecimentos prévios. O instrumento continha três questões
dissertativas e um formulário com figuras para análise dos alunos.
3.1.1 Análise das Figuras
Os dezoito alunos receberam inicialmente uma folha contendo 22 figuras, na
qual deveriam indicar o tipo de energia para cada uma delas, resultando em um total
de 396 respostas. A resposta mais frequente foi “não sei” (23%), seguido de elétrica
(15%), térmica (7%), mecânica (10,5%), cinética (17%) dentre outros: sonora, solar,
potencial, gravitacional, física, nuclear, química, termonuclear, estática,
eletromagnética, luminosa, alimento, eletroquímica, eólica, petróleo, combustível,
radiação, elástica e térmica.
Dentre as 22 figuras a que teve maior quantidade de acertos foi a de número
20 que apresentava uma foto de geradores eólicos, todos alunos acertaram ao
responder.
A figura com a menor quantidade de acertos foi a de número 10, a resposta
correta seria energia potencial gravitacional, apenas 3 alunos acertaram. O Quadro
5 apresenta o percentual de acerto de cada figura, separado em 5 faixas.
40
Percentual de acerto (%) Figuras
0 – 20 10, 21 e 22
20 - 40 1 e 2
40 - 60 7, 12 e 15
60 - 80 9, 13, 16, 17, 18 e 19
80 - 100 3, 4, 5, 6, 8, 11, 14, 18 e 20
Quadro 5 – Percentual de acertos para figuras no pré-teste
A Figura 10 apresenta a nuvem de palavras gerada a partir de todas as
respostas dos alunos, exceto “não sei”. Esta nuvem de palavras foi produzida
utilizando-se uma ferramenta para tal finalidade disponível no site wordle.net.
Figura 10: Termos citados pelos estudantes no pré-teste
O fato do termo “elétrica” ser a resposta mais frequente evidencia que, por
estar mais presente no dia a dia, os alunos logo pensam na energia elétrica para
explicar fenômenos que os cercam. No entanto, apareceram outras formas como
mecânica, térmica e química evidenciando termos aprendidos na escola,
principalmente na disciplina de física. Por último apareceram as fontes alternativas
como eólica, nuclear e solar, que estão presentes principalmente no noticiário ou em
debates entre grupos de ambientalistas, políticos e empresários.
41
Alguns termos incorretos foram citados pelos alunos. Mesmo sendo pouco
frequentes, estes termos merecem atenção, são eles: estática, elástica e alimento,
os quais apresentam erros conceituais. Deve ser observado também que as
respostas “não sei” e “não tem” apareceram em 23% e 2% respectivamente,
indicando um ponto a ser melhorado, pois era esperado que a partir de cada figura
os alunos fizessem correspondência com algum tipo de energia (BARBOSA;
BORGES, 2006).
3.1.2 Análise das questões aplicadas no levantamento de conhecimentos
prévios
A primeira questão dissertativa do levantamento de conhecimentos prévios
era: “O tema energia deve ser estudado em qual (is) disciplina(s)?” Para essa
resposta era esperado que os alunos respondessem apenas as disciplinas Química
e Física, onde são trabalhados os conceitos centrais do tema Energia, respostas
diferentes destas indicavam a capacidade do aluno em reconhecer a importância e
abrangência do tema.
As respostas encontram-se tabuladas nas Figuras 11 e 12, indicando a
quantidade de disciplinas citadas pelos alunos e quais foram as disciplinas
apontadas.
Figura 11 - Quantidade de disciplinas citadas pelos alunos
Conforme apresentamos na Figura 11, todos os alunos citaram mais de uma
disciplina sendo que 44% citaram 3 disciplinas e 39% citaram 2 disciplinas. Todos os
alunos citaram a disciplina Física (Figura 12), apenas um aluno não citou a disciplina
42
Química e 11 alunos (61 %) citaram a disciplina Biologia, também foram citadas as
disciplinas Matemática, História e Geografia.
É importante observar que a pesquisa foi feita em uma escola de educação
profissional para alunos de um curso técnico e não em uma escola de educação
básica, uma vez que a resposta do aluno poderia ser influenciada pelo componente
curricular ministrado pelo professor pesquisador.
Figura 12 - Disciplinas citadas pelos alunos
A segunda questão indagava qual profissional deve ter um bom conhecimento
do tema energia, as repostas encontram-se na Figura 13.
Figura 13 - Profissões citadas pelos alunos
Predominaram profissões da área de exatas, as duas mais votadas – Físico e
Engenheiro – acompanham o padrão de resposta da primeira questão, quando todos
43
os alunos citaram o componente curricular Física ao responder a disciplina que deve
tratar o tema energia.
Ainda nessa questão, verificamos que se somarmos as respostas para
Eletricista, Engenheiro Elétrico e Técnico Eletrônico teremos 11 referências voltadas
para a área elétrica, evidenciando que os alunos vinculam o conceito energia ao
tema “eletricidade”. Essa mesma característica foi observada ao explicar os tipos de
energia presente nas figuras (Apêndice A) onde o termo “Elétrica” foi o mais citado
(Figura 10).
3.2 Organizador avançado
Após uma análise dos dados coletados na primeira aula, verificamos que a
melhor metodologia a ser utilizada seria a do organizador avançado do tipo
expositivo para que os alunos pudessem relacionar um maior número de
subsunçores ao tema energia.
Uma vez que os alunos citaram as profissões de engenheiro, engenheiro
elétrico e eletricista e o termo “elétrica” foi o mais citado ao analisar as figuras na
aula anterior optamos por apresentar a reportagem multimídia “A Batalha de Belo
Monte” desenvolvida pelo jornal Folha de São Paulo sobre a hidrelétrica de mesmo
nome, atualmente em construção no estado do Pará (LEITE; AMORA; KACHANI,
2013). A escolha deste material deveu-se principalmente pelo fato da extensa
reportagem relatar os desafios da construção da usina abordando ainda as etapas
da produção de energia em uma usina hidrelétrica, incluindo a escolha e montagem
do maquinário até a complexa operação de produção e distribuição da energia
gerada. No decorrer da aula os alunos tiveram a possibilidade de rever conceitos
que já possuíam sobre energia, uma vez que a reportagem tratava o tema
evidenciando sua importância e problemática no cotidiano da população e os
esforços dos profissionais envolvidos na obra.
A reportagem multimídia foi apresentada no laboratório de informática, onde
foi disponibilizado um computador para cada aluno acessar o site que continha a
reportagem (<http://arte.folha.uol.com.br/especiais/2013/12/16/belo-monte/ind
44
ex.html>) dividida em 5 capítulos - obra, ambiente, sociedade, povos indígenas e
história - contendo 55 fotografias, 24 vídeos e 18 gráficos.
Os alunos utilizaram a aula, com duração de duas horas, para navegar no site
que continha o material e enquanto liam as reportagens faziam comentários entre
eles ou para o professor, nos diálogos esboçavam sua admiração com a obra devido
à sua magnitude, aos seus impactos ambientais e, principalmente, ao alto valor
desembolsado para construir essa gigantesca usina.
3.3 Análise das Questões da Avaliação Final
Na aula 5 ocorreu a última coleta de dados, na primeira parte da coleta os
alunos tiveram que responder 3 questões dissertativas.
A primeira questão foi referente à disciplina que deveria abordar o tema
energia na escola e uma sugestão de assunto para ser abordado. Tivemos o
cuidado de excluir as disciplinas mais citadas anteriormente – física e química –
buscando um esforço cognitivo maior por parte dos alunos no momento de formular
a resposta.
A questão foi “Além das disciplinas química e física, cite outra disciplina que
poderia abordar o tema energia, e qual seria a sugestão de assunto para o
professor.” As respostas encontram-se tabuladas na Figura 14.
Figura 14 - Disciplinas citadas pelos alunos na avaliação final
45
Seis alunos citaram a disciplina Geografia, disciplina que foi citada por apenas
2 alunos no levantamento da primeira aula. As disciplinas ciências, sociologia e
economia que foram citadas na avaliação final, não haviam sido citadas por nenhum
aluno no levantamento da primeira aula.
As questões 1 e 2 da avaliação final foram avaliadas de acordo com os
critérios constantes no Quadro 1 que atribui conceitos para as respostas, são eles:
ótimo, bom, regular e insatisfatório conferindo-lhes uma pontuação que varia entre -2
e +2.
Na figura 15 apresenta-se os conceitos obtidos pelos 18 alunos na primeira
questão da avaliação final e em seguida discute-se as respostas dadas pelos
alunos.
Figura 15 – Conceitos obtidos nas repostas da Questão 1 da avaliação final
O aluno A10 respondeu: “Sociologia. O professor poderia abordar sobre o
impacto e devastação que causaria na floresta e nos habitantes caso fosse
construído a usina de Belo Monte.” Evidenciando uma apropriação do conteúdo
abordado na reportagem “A Batalha de Belo Monte” (LEITE; AMORA; KACHANI,
2013) utilizado como organizador avançado na segunda aula.
A disciplina Geografia foi citada por seis alunos, a sugestão de assunto ao
tratar do tema energia na disciplina dada por quatro deles foram:
46
“Sobre territórios em que são extraídos energia nuclear.” (A3)
“Poderia falar sobre impactos ambientais, sua história e a importância da energia. Não só elétrica, mas também outras formas de energia para a sociedade.” (A7)
“Estudar as coisas boas e ruins que a produção de energia causa no meio ambiente.” (A9)
“Estudar as áreas produtoras de energia, fontes etc.” (A11)
Embora apresentem erros conceituais as respostas dos alunos A3 e A11,
indicam que eles se apropriaram do conteúdo expresso na terceira aula (Apêndice
B) quando tratamos de formas e fontes de energia, inclusive energia nuclear que é
obtida a partir do urânio encontrado na natureza.
Já os alunos A7 e A9, sugerem que o professor de geografia aborde temas
relacionados aos impactos ambientais e sociais vinculados ao tema, fazendo uma
referência ao conteúdo trabalhado no organizador avançado. Nessa resposta esses
alunos utilizaram apenas o termo “energia” em vez de “energia elétrica”,
demonstrando que eles entendem que o assunto possui maior abrangência,
evidenciando que o subsunçor identificado na primeira aula passou por um processo
de enriquecimento ao longo do curso.
A disciplina Biologia foi citada por seis alunos, a sugestão de assunto ao tratar
do tema energia na disciplina dada por eles foram:
“Energia vinda dos alimentos, como a energia química e energia solar que faz a fotossíntese na planta.” (A8)
“Estudar como os seres humanos obtém energia para se movimentar.” (A12)
“Estudar a energia que vem dos alimentos.” (A13)
“Estudar fotossíntese, que por sua vez utiliza a energia solar para a planta, que é autótrofa e absorve CO2.” (A14)
“Pois quando nos alimentamos produzimos energia.” (A15)
“Ao falar da digestão e dos músculos.” (A17)
Verifica-se que ao responder a questão os alunos utilizaram exemplos
referentes a transformação de energia trabalhados inicialmente na aula 3, onde foi
utilizado uma tabela com vários exemplos de transformação de energia (Apêndice
B), dentre eles a transformação de energia química em energia mecânica no
47
músculo animal, e a transformação da energia proveniente da luz em energia
química no processo de fotossíntese. O exemplo da fotossíntese foi retomado na
aula 4, ao tratar do tema suprimento de energia (Apêndice C).
Uma interessante resposta foi dada pelo aluno A1:
“Economia. Devemos pensar em melhores formas de se obter energia e como diminuir os gastos. Além de pensar em como será a produção e o consumo da energia no futuro de modo que seja limpa e acessível a todos.” (A1)
O aluno optou pela disciplina economia, que embora não faça parte do
currículo da educação básica, é apropriada para trabalhar um tema que possui
importante papel nas discussões relacionadas ao desenvolvimento econômico e
desigualdade social.
A segunda questão foi: “Além de físico, engenheiro e técnico eletrônico, qual
outro profissional se beneficia de um bom conhecimento do tema energia, por quê? ”
Nesta questão os alunos não puderam citar as profissões que mais foram
citadas anteriormente, forçando os alunos a não dar respostas automáticas. Mesmo
assim as respostas seguiram a tendência do instrumento inicial vinculando este
conhecimento a área de exatas, de forma que a profissão de Químico foi citada por
6 alunos, outra profissão citada por 2 alunos foi eletricista, mostrando a solidez
dessa associação para eles.
As profissões apontadas pelos alunos aparecem tabuladas na Figura 16.
48
Figura 16 - Profissões citadas pelos alunos na avaliação final
Após citar o profissional que se beneficia de um bom conhecimento do tema
energia o aluno deveria citar o motivo, essa resposta foi avaliada de acordo com os
critérios constantes no Quadro 1, que atribui conceitos para as respostas, são eles:
ótimo, bom, regular e insatisfatório conferindo-lhes uma pontuação que varia entre -2
e +2. O resultado dessa avaliação é apresentado na figura 17.
Figura 17 – Conceitos obtidos nas repostas da Questão 2 da avaliação final
A profissão mais citada foi químico, dentre os alunos que citaram a profissão
transcrevemos a seguir algumas respostas:
49
“Para que possa estudar processos de transformação de energia.” (A6)
“Pois as ligações químicas fazem parte da energia.” (A15)
“Devido a necessidade de conhecer energia e o fato de se trabalhar com suas transformações.” (A16)
“Pois trabalha com energia química e estuda termodinâmica.” (A17)
A energia química e suas transformações foi objeto de estudo das aulas 3 e 4,
a resposta do aluno A15 demonstra que ele iniciou a construção de uma explicação
para a energia atômica, tentando utilizar as ideias apresentadas na aula 3, mas
faltaram elementos para que ele fosse capaz de concluí-la. Esse caso indica a
necessidade de uma orientação a ser dada através da devolutiva da correção.
Dois alunos citaram a profissão de Geólogo, e as respostas dadas foram:
“Ao encontrar lugares para obter energia.” (A5)
“Pois estudam minérios que são grandes fontes de energia.” (A8)
A respostas dos alunos utilizam conceitos discutidos na aula 3 (Apêndice B)
onde foram discutidos minérios de onde se obtém energia: urânio e carvão mineral.
A associação com a profissão de geólogo é um indicador de aprendizagem
significativa uma vez que o aluno associa corretamente um conhecimento prévio
(geólogo) com um conhecimento novo, as fontes de energia urânio e carvão mineral.
“Antropólogo, pois ele deve saber como o ser humano foi evoluindo com o
tempo para a obtenção de energia” Foi a resposta apresentada pelo aluno A9. Ao
encontrar a importância do estudo de energia para um antropólogo o aluno
consegue associar corretamente a importância que o tema possui na história da
humanidade que “evoluiu” ao “obter energia”.
Na terceira questão foram apresentadas 22 figuras (Apêndice A) das quais os
alunos deveriam escolher três para explicar o tipo de energia presente e o fenômeno
físico envolvido.
Como cada aluno tinha que escolher 3 questões e eram 18 alunos, foram
escolhidas e analisadas 54 figuras. A figura mais escolhida foi a de número 20 (8
alunos), seguida pela de número 1 (6 alunos), as figuras 2, 7, 12, 14, 17 e 22 não
foram escolhidas por nenhum aluno.
50
A questão 3 da avaliação final foi avaliada de acordo com os critérios
constantes no Quadro 2 que atribui conceitos para as respostas, são eles: ótimo,
bom, regular e insatisfatório conferindo-lhes uma pontuação que varia entre -2 e +2.
Na figura 18 apresenta-se os conceitos obtidos pelos 18 alunos na primeira
questão da avaliação final e em seguida discute-se as respostas dadas pelos
alunos.
Figura 18 – Conceitos obtidos nas repostas da Questão 3 da avaliação final
No curso abordamos os impactos ambientais e sociais relativos ao tema
energia somente na aula 2, quando tratamos da obra da usina de Belo Monte, de
forma que não foram tratados, por exemplo, os impactos ambientais causados pelos
combustíveis fósseis, grandes causadores de poluição atmosférica. Este pode ser o
motivo de nenhum aluno ter escolhido a figura de número 22. Esta figura tratava
justamente de poluição atmosférica, pois trazia um desenho de carros e chaminés
de fábricas soltando fumaça.
A figura de número 20 trazia a fotografia de geradores eólicos. Todos os
alunos que optaram pela figura acertaram ao afirmar “eólica” como o tipo de energia
presente. A seguir transcrevemos as explicações dadas pelos alunos:
51
“Dada pela ação dos ventos, fonte renovável de energia” (A6)
“Produz energia através do vento que ao bater nas hélices produz impulso” (A7)
“Fonte de energia vinda dos ventos que será convertida em energia elétrica” (A8)
“Energia eólica produzida através da movimentação das hélices que se movimentam devido à força do vento” (A12)
“Aparece na forma de energia eólica, com o vento empurrando as hélices se produz energia” (A13)
“Gerada a partir dos ventos que rodam hélices capazes de criar energia” (A15)
“Que utiliza os ventos que produz movimento nas hélices” (A17)
“Uma fonte de energia renovável” (A18)
Ao observar a figura e fazer a correta associação com “energia eólica”,
“transformação em energia elétrica” e “energia renovável” os alunos demonstram ter
aprendido significativamente o conteúdo abordado na aula 4 (Apêndice C).
A figura de número 1 trazia o desenho de um alto falante com três
semicírculos desenhados a sua frente, fazendo uma referência a ondas sonoras. A
seguir transcrevemos as respostas dadas pelos alunos:
“Energia cinética em forma de ondas” (A1)
“Energia sonora” (A2)
“Energia potencial sonora devido à movimentação do ar” (A4)
“Energia sonora dada pela conversão de sinais elétricos em ondas sonoras” (A6)
“Energia mecânica. Energia elétrica transformada em onda mecânica” (A11)
“Energia elétrica. Energia elétrica que se transforma em som” (A16)
O som é uma onda mecânica que se propaga em meio material (HINRICHS;
KLEINBACH; REIS, 2012). Em nenhuma das aulas tratamos de explicar o som ou a
energia sonora, sendo que ao optar por esta figura os alunos tiveram que utilizar o
que sabiam sobre energia para explicar uma situação nova, sendo esta uma das
características desejadas na avaliação da aprendizagem de acordo com a Teoria da
Aprendizagem Significativa (AUSUBEL, 2000). Os alunos apresentaram indícios de
aprendizagem significativa ao indicar a presença de “energia elétrica” que se
transforma em “energia mecânica” através de “ondas sonoras” que se propagam no
ar. Este é mais um caso onde se aplica uma outra característica da avaliação na
52
aprendizagem significativa, a recursividade, onde o professor deve dar uma
devolutiva indicando que o aluno demonstrou elementos que comprovam uma
compreensão, ao menos parcial, do que lhe foi ensinado e fazer as correções
necessárias.
A figura de número 4 trazia uma estátua colocada sobre uma mesa. A seguir
transcrevemos as explicações dadas pelos alunos:
“Energia potencial” (A1 e A14)
“Energia potencial. Quando um objeto armazena certa quantidade de energia sem usá-la” (A15)
“Energia potencial gravitacional. Pode ser calculada pela fórmula: E = m.g.h, que está relacionado com a altura” (A17)
“Energia potencial gravitacional. É o tipo de energia potencial mais comum em nosso dia a dia, que é liberada na queda da estátua” (A18)
Na aula 2 utilizamos uma definição de Hinrichs, Kleinbach e Reis (2012), que
tratam a energia potencial e cinética como as formas básicas de todos os tipos de
energia. Nessa mesma aula definimos a energia potencial mecânica juntamente com
a sua equação, que foi corretamente citada pelo aluno A17. Já na aula 3 retomamos
o conceito da energia potencial quando tratamos das categorias utilizadas por
Lancor (2012) para explicar os fenômenos em que ela está presente, discutimos
exemplos de armazenamento e transformação de energia , que estiveram presentes
nas respostas dos alunos A15 e A18.
A figura de número 5 trazia a fotografia de um jogador de futebol chutando
uma bola, a seguir transcrevemos as explicações dadas pelos alunos:
“Energia potencial gravitacional” (A8)
“Energia cinética. Ao chutar a bola o jogador aplica energia cinética na bola que a faz movimentar (sic)” (A10)
“Energia química. Energia química em mecânica, transformação de energia nos músculos” (A11)
“Energia cinética. O corpo realiza trabalho e está associado ao movimento” (A17)
“Energia cinética. Onde o jogador tem o contato com a bola, onde a energia esta relacionada à movimentação dos corpos, quanto maior a massa de um corpo maior será a sua velocidade” (A18)
53
A resposta do aluno A8 apresenta erro conceitual. Já os alunos A10, A17 e
A18 acertaram ao citar a energia cinética, já que o chute do jogador coloca a bola
em movimento. O aluno A11 faz uma excelente associação entre a transformação
de energia química em mecânica pelo músculo do jogador, assunto tratado na aula 3
(Apêndice B).
A resposta do aluno A18, que relacionou corretamente a energia cinética à
movimentação dos corpos, apresenta um erro conceitual em sua explicação. Este
erro ocorreu de uma interpretação equivocada da equação que calcula a energia
cinética (aula 3 - Apêndice B) que relaciona massa e velocidade. No entanto o
esforço do aluno em relacionar a equação com a figura deve ser valorizado.
A figura de número 8 trazia um garoto andando de bicicleta, a seguir
transcrevemos as explicações dadas pelos alunos:
“Energia cinética” (A1, A2 e A5)
“Energia mecânica, quando a energia do menino é transferida para a bicicleta” (A3)
“Energia cinética. O menino impulsiona o pedal da bicicleta aplicando energia cinética que é transformada em movimento” (A10)
Os alunos associaram corretamente os tipos de energia bem como os
fenômenos observados, evidenciando apropriação significativa dos conceitos
tratados principalmente nas aulas 3 e 4.
A figura de número 11 trazia o desenho de uma lâmpada com alguns traços
amarelos ao seu redor indicando que ela estava acessa, a seguir transcrevemos as
explicações dadas pelos alunos:
“Energia luminosa. Conversão de energia elétrica para luminosa” (A6)
“Energia elétrica” (A9, A12 e A14)
“Energia elétrica. Energia elétrica transformada em luminosa” (A11)
“Energia elétrica. A lâmpada recebe energia elétrica e transforma em calor e luz” (A16)
O aluno A6 usou o termo “energia luminosa” que não encontra respaldo na
bibliografia específica (HINRICHS; KLEINBACH; REIS, 2012), o correto seria citar a
energia elétrica e sua posterior transformação em luz.
54
O destaque fica para o aluno A16 que além de descrever corretamente o
fenômeno e o tipo de energia presente, fez uma correta associação de um assunto
tratado na aula 3, eficiência energética, visto que a figura trazia uma lâmpada
incandescente, o aluno observou que além de se transformar em luz, parte da
energia se transforma em calor, sinalizando perda de energia.
A figura de número 6 era a fotografia de usinas nucleares, a seguir
transcrevemos as explicações dadas pelos alunos:
“Energia nuclear. O urânio enriquecido gera uma quantidade elevadíssima de calor, quando introduzido em água, a água evapora e o vapor da água gira as hélices do motor, gerando então energia elétrica” (A4)
“Energia nuclear. A fissão é uma forma de produção de energia nuclear” (A13)
Os alunos que escolheram a figura 6 associaram corretamente a imagem das
usinas nucleares com o tipo de energia ali produzida. A discussão sobre esse tipo de
energia ocorreu na aula 3 quando discutimos as fontes primárias de energia e
citamos o urânio. O aluno A4 utilizou termos que fizeram parte da aula em sua
resposta: “urânio enriquecido”, “gera (...) calor”, “vapor (...) gira (...) hélices do motor,
gerando energia elétrica”, a explicação mostra que o aluno consegue reunir
conceitos discutidos na aula na tentativa de dar uma resposta mais completa, o
maior erro ocorreu quando o aluno cita “motor” ao invés de “turbina” ao falar da
conversão de energia mecânica em elétrica.
A figura de número 16 trazia a fotografia de uma pilha do tipo alcalina. Os
alunos A5 e A12 escolheram essa figura e deram as seguintes respostas:
“Energia química. Armazenada dentro da pilha essa energia pode se transformar em vários tipos de energia” (A5)
“Energia potencial porque tem uma carga de energia armazenada para algum aparelho que necessite de tensão para funcionar” (A12)
Os dois alunos usaram o termo “armazenada” que foi discutido na aula 4
quando tratamos da conservação de energia. A resposta mais completa seria:
“energia potencial química”, os dois alunos se aproximaram da resposta e ainda
expuseram uma utilidade para a pilha.
55
A figura de número 13 trazia o desenho de um equipamento de arco e flecha,
ao escolher a figura o aluno A14 respondeu: “Energia potencial elástica. Uma força
simples, que pode ser utilizada em atiradores, molas. Que se transforma em energia
cinética”. O aluno acertou ao citar a energia potencial e também ao citar o fenômeno
de transformação em energia cinética, outro ponto importante foi a comparação com
a mola.
A figura de número 14 trazia o desenho de uma árvore cercada por grama
verde sendo iluminada pelo sol. O aluno A15 escolheu a figura e comentou: “Energia
radiante, o sol manda luz que a partir dela as plantas podem pegar energia para
fazer fotossíntese e sobreviver”. O aluno cita o termo radiante exatamente como foi
ensinado na aula 3 (Apêndice B) e também associa o fenômeno da fotossíntese a
partir da obtenção de luz como condição para sobrevivência da planta.
A figura 18 trazia uma fotografia de uma xícara com café e fumaça, o aluno
A13 escolheu a figura e respondeu: “A energia aparece em forma de calor”, o aluno
reconhece corretamente o calor como forma de energia, mas não consegue
identificar o fenômeno de perda de energia para o ambiente.
A figura 19 era a fotografia de uma torre de transmissão de energia elétrica, o
aluno A8 escolheu a figura e respondeu: “Energia elétrica transmitida pelos fios nas
torres de alta tensão”, o aluno identificou corretamente o tipo de energia presente na
figura e associou corretamente o fenômeno ao utilizar o verbo “transmitir”
demonstrando ter aprendido corretamente o assunto tratado na aula 4, quando
utilizamos a metodologia proposta por Lancor (2012) para explicar os fenômenos
relativos a energia, utilizando cinco categorias: conservação, degradação,
transformação, transferência e suprimento de energia.
A figura 21 trazia a fotografia de um barril de petróleo, o aluno A4 escolheu a
figura e comentou: “Energia potencial química”, o aluno associou corretamente o tipo
de energia presente no combustível fóssil representado pela figura, demonstrando
ter aprendido o assunto tratado na aula 3, quando discutimos as fontes primárias de
energia.
56
3.3.1 Médias das notas na avaliação final
Na figura 19 apresenta-se a média das notas obtidas por cada aluno nas três
questões da avaliação final. As questões que foram discutidas no item anterior foram
avaliadas de acordo com os Quadros 1 e 2 e a média de cada aluno para as 3
questões, que varia entre -2 e +2, foram classificadas em 4 faixas: D (-2 ≤ NF < -1),
C (-1 ≤ NF ≤ 0), B (0 < NF ≤ +1) e A (+1 < NF ≤ +2).
Figura 19 – Média de notas das Questões 1, 2 e 3 da avaliação final
Uma análise desse resultado permite-nos verificar que 14 alunos (77,8%)
apresentaram desempenho satisfatório (NF > 0), o que ratifica o potencial da
sequência didática na promoção da aprendizagem significativa dos conceitos de
energia.
3.4 Elaboração dos Mapas Conceituais
Após o treinamento sobre criação de proposições e construção de MCs, os
alunos tiveram que construir seu próprio MC para compor sua avaliação final. O MC
semiestruturado previa 5 conceitos sendo um obrigatório e devia responder a PF
“Qual a importância de estudar o tema energia?”. A atividade previa ainda uma
etapa de revisão, onde o professor fazia uma leitura do MC junto com o aluno para
identificar erros na técnica de mapeamento conceitual, melhorar a clareza das
57
proposições e adequar o MC à PF, dando ao aluno uma oportunidade de melhorar
seu trabalho.
A escolha do CO foi feita pensando em diminuir o grau de dificuldade da
atividade, tendo em vista que trabalhávamos com alunos de nível médio que
elaboravam seu primeiro MC. Assim escolhemos o conceito “Energia” já que este
não poderia faltar na resposta da PF e o maior interesse estava em descobrir quais
seriam as relações estabelecidas a partir deste CO.
3.4.1 Análise dos Mapas Conceituais
A análise dos MCs iniciou-se com a contagem do número de CV, CC e
proposições. Em seguida, verificou-se quantas proposições foram formadas com o
conceito obrigatório (CO-CV) e atribuiu-lhes uma nota de acordo com o Quadro 3.
O cálculo da nota final (NF) dos MCs foi feito através da média das notas das
proposições CO-CV. Os resultados dessa avaliação encontram-se na Tabela 1.
Tabela 1 - Resultados Obtidos na Análise dos Mapas Conceituais
Aluno
Quantidade de Notas das pro-
posições NF
CV CC Propo-sições
Proposições com CO
A 1 2 2 4 2 1,-1 0,0
A 2 4 0 4 4 -1,-1,-1,-1 -1,0
A 3 4 0 8 4 -1,1,1,1 0,5
A 4 3 1 8 3 -1,-1,-1 -1,0
A 5 1 3 4 1 1 1,0
A 6 3 1 8 3 -1,1,2 0,7
A 7 2 2 6 2 1,1 1,0
A 8 5 0 10 5 1,1,1,1,1 1,0
A 9 2 2 4 2 -1,1 0,0
A 10 4 0 6 4 -2,-2,-2,-2 -2,0
A 11 3 1 7 3 2,1,1 1,3
A 12 2 2 4 2 1,1 1,0
A 13 1 3 5 1 1 1,0
58
A 14 3 1 4 3 2,1,1 1,3
A 15 3 2 8 3 1,-1,2 0,7
A 16 4 0 7 4 1,1,1,1 1,0
A 17 4 0 4 4 2,0,1,1 1,0
A 18 4 0 4 4 -1,-1,-1,-1 -1,0
Verifica-se que um número médio de 5,8 proposições por MC, o que é 45 %
superior ao mínimo necessário para a interligação de todos os conceitos. Apesar de
trabalharmos com um MC semiestruturado (Figura 8) que previa mais 4 conceitos
além do CO, os alunos A8 e A15 não atentaram para a instrução de incluir apenas
termos de ligação e acabaram incluindo um conceito a mais.
Na figura 16 estão apresentadas as NFs de acordo com as seguintes faixas:
D (-2 ≤ NF < -1), C (-1 ≤ NF ≤ 0), B (0 < NF ≤ +1) e A (+1 < NF ≤ +2).
Figura 20 – Distribuição das notas finais do MCs
Uma análise das NFs permite-nos concluir que 12 alunos (67%) encontram-se
nas faixas A e B, e o que representa um desempenho satisfatório (NF > 0), sendo
que a faixa B concentrou a maior parte dos alunos (55,5%). Este desempenho
satisfatório pode ser atribuído ao treinamento prévio que os alunos receberam antes
de realizar a avaliação, a revisão feita pelo professor junto ao aluno que teve
oportunidade de melhorar seu MC, e também a escolha de um CO que não exigiu
59
grande esforço cognitivo para criar as proposições, visto que os alunos passaram
por uma sequência didática que contemplava diversos aspectos do tema energia.
3.4.2 Análise dos Conceitos Vizinhos
Os 18 MCs entregues tiveram um total de 54 proposições utilizando o CO,
dois alunos criaram MC com apenas um CV que é o mínimo necessário para
interligar todos os conceitos. O aluno A8 que criou um MC com 5 CVs cometeu um
erro ao acrescentar mais um conceito além dos que já estavam estabelecidos no
MCSE. Seis alunos (33,3 %) criaram MCs com 4 CVs indicando que o aluno atribuiu
maior relevância ao CO.
Figura 21 – Quantidade de CVs utilizados
Dentre os CVs escolhidos pelos alunos os mais utilizados foram: Tecnologia e
Transformada (4 vezes cada); Luz (3 vezes); Conhecimento, Dia a dia, Movimento,
Mundo, Emprego, Trabalho e Vida (2 vezes cada); outros 29 conceitos foram citados
apenas uma vez. A figura 22 apresenta a nuvem de palavras gerada no programa
wordle (wordle.net), que apresenta todos os CVs encontrados escritos com tamanho
proporcional à quantidade de citações.
60
Figura 22 – Nuvem de palavras referente aos CVs utilizados
3.4.3 Mapas Conceituais dos Alunos
Na Tabela 1 verificamos que apenas o aluno A10 obteve nota final -2,0, sendo
esta a menor nota possível. Nenhum aluno obteve a nota 2,0, que seria a maior
possível.
Os MCs elaborados pelos alunos encontram-se no Apêndice D, sendo que
seis destes estão reproduzidos nas Figuras 23, 24 e 25.
A maior nota obtida na avaliação foi 1,3, esta nota foi alcançada pelos alunos
A11 e A14, os seus MCs encontram-se nas Figuras 23a e 23b.
61
a) MC do aluno A11 b) MC do aluno A14
Figura 23 - Exemplos de MCs entregues pelos alunos
O MC do aluno A11 (Figura 23a) merece destaque, uma vez que além de
apresentar proposições com clareza semântica, apresentou expressivos sinais de
aprendizagem significativa. Neste MC observa-se que o aluno foi capaz de
relacionar conhecimentos apresentados em todas as aulas, respondendo a pergunta
focal e elencando importantes motivos para estudar o tema energia:
Desenvolvimento, Tecnologia, Empregos e Indústria.
Oito alunos fizeram MCs com apenas 4 proposições, sendo este o número
mínimo de proposições necessário para interligar os cinco conceitos. Com relação
às proposições criadas utilizando-se o CO, apenas um aluno criou MC com apenas
uma proposição do tipo CO-CV, sendo este um indicador de baixa diferenciação
progressiva do CO, o que evidenciaria aprendizagem significativa.
Dentre os MCs entregues, quatro não observaram a pergunta focal: A2, A10,
A14 e A17. No MC do aluno A14 (Figura 23b), verifica-se que o aluno faz
simplesmente uma transcrição da lei de conservação de energia, assunto que foi
abordado na aula 3.
Os MCs dos alunos A3, A4, A6 e A8 apresentaram a maior densidade de
proposições, sendo este um indicador de boa proficiência na técnica de
mapeamento conceitual.
62
a) MC do aluno A8 b) MC do aluno A16
Figura 24 - Exemplos de MCs entregues pelos alunos
O MC do aluno A8 (Figura 24a) apresentou grande densidade de proposições
e se ateve a pergunta focal. No entanto, as proposições apresentadas não
extrapolaram o senso comum. O destaque desse aluno deve-se principalmente ao
elevado número de reconciliações integrativas obtidas com os termos de ligação:
realizam, usam, fazem, gera e movem. Isto indica que o aluno possui boa
proficiência na técnica de mapeamento conceitual, embora não tenha demonstrado
grande conhecimento do tema apresentado no curso.
O MC do aluno A16 (Figura 24b) apresentou elevado número de proposições
CO-CV, indicando 4 diferenciações progressivas para o CO. Isto é um indício de
aprendizagem significativa evidenciando a capacidade do aluno em encontrar
diferentes relações para o CO: Emprego, Escola, Transformações e Utilidades.
Segundo Cicuto (2011) um elevado número de proposições CO-CV indica que o
mapeador atribui maior relevância ao CO.
63
a) MC do aluno A4 b) MC do aluno A6
Figura 25 - Exemplos de MCs entregues pelos alunos
O MC do aluno A4 (Figura 25a) demonstra que o aluno não adquiriu boa
proficiência na técnica de mapeamento conceitual, suas três proposições do tipo
CO-CV foram avaliadas com conceito -1 (não possui clareza semântica). Para fazer
sentido era necessário ler várias proposições em sequência formando frases como:
Energia com conhecimento gera responsabilidade e agride menos o meio ambiente.
Além de elaborar boas proposições, o aluno A6 (Figura 25b) conseguiu criar
um MC com elevada densidade de proposições. O aluno iniciou o MC criando duas
diferenciações progressivas para o CO (sustentabilidade e poluição), que se
seguiram em mais duas diferenciações progressivas: meio ambiente e mundo. O
aluno criou também quatro proposições que caracterizam reconciliações
integrativas, são elas: “mundo precisa de meio ambiente”, “mundo necessita de
sustentabilidade”, “sustentabilidade salva o meio ambiente” e “mundo necessita de
energia”.
64
4 - CONSIDERAÇÕES FINAIS
A sequência didática que foi elaborada após uma análise dos conhecimentos
prévios dos estudantes apresentou um resultado satisfatório nas respostas das
questões da avaliação final, quando 77,8% dos alunos tiveram média final
considerada satisfatória nas questões dissertativas.
Na avaliação final os alunos indicaram um número 75% superior de
disciplinas que poderiam abordar o tema energia em relação ao levantamento de
conhecimentos prévios, e ao explicar os motivos 61% tiveram desempenho
satisfatório.
Com relação aos profissionais que se beneficiavam de um bom conhecimento
do tema energia, verificou-se que na avaliação final os alunos citaram uma
variedade de profissões 43 % maior que no pré-teste. E ao explicar o motivo que
beneficiaria o profissional de um bom conhecimento do assunto, 67% dos alunos
deram respostas consideradas satisfatórias.
Ao avaliar os tipos de energia presente nas figuras utilizadas na primeira e
última aula, todos os alunos responderam corretamente o tipo de energia presente
nas três figuras escolhidas na avaliação final e 94% apresentaram respostas
satisfatórias, evidenciando a capacidade de utilizar os conceitos aprendidos no curso
em situações diferentes das que foram apresentados inicialmente e utilizando
vocabulário próprio.
O trabalho com MCs foi útil como forma de possibilitar para o aluno mais um
mecanismo que viabilizasse a exposição de seu conhecimento, no entanto
verificamos que as questões escolhidas no pré-teste e que foram repetidas na
avaliação final foram mais úteis na apresentação dos indícios de aprendizagem
significativa que os MCs.
Como forma de garantir uma avaliação com MCs ainda mais efetiva
sugerimos criar PF com a mesma temática das questões anteriores da avaliação: i)
Quais disciplinas podem trabalhar o tema energia na escola? ii) Quais profissões
65
demandam um bom conhecimento do tema energia? Incluindo COs que demandem
elevado esforço cognitivo por parte dos alunos, uma vez que o conceito “Energia”
utilizado na avaliação final era muito simples e não demandou um grande esforço
cognitivo por partes dos alunos, o que comprometeu a avaliação.
Outra providência seria incluir etapas de revisão entre os alunos, quando um
aluno avaliaria o MC de outro colega e também mais revisões do professor.
Verifica-se também que as etapas de treinamento para criação de
proposições e MCs, juntamente com a revisão do MC feita pelo professor fez com
que 67 % dos alunos tivessem desempenho satisfatório ao elaborar seu próprio MC
na avaliação final. Este bom resultado também pode ser atribuído a utilização de um
CO que não exigisse elevado esforço cognitivo por parte do elaborador do MC.
Verifica-se que a utilização de MCs na avaliação da sequência didática
caracteriza-se como mais uma etapa do trabalho, uma vez que esta é novidade para
os alunos, requerendo etapas de treinamento para a realização das mesmas. De
forma que os resultados seriam melhores caso fossem realizados em uma disciplina
com carga horária elevada, uma vez que o curso teve duração de 10 horas e o
objetivo principal era o ensino de energia.
66
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69
APÊNDICE A – Avaliação dos Conhecimentos Prévios
Observe as figuras a seguir e verifique se você encontra alguma forma de energia
representada, em caso positivo diga qual forma está presente.
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19 20
21 22
Fonte: Adaptado de Barbosa e Borges (2006)
70
Padrão de respostas esperado, elaborado de acordo com Hinrichs, Kleinbach e Reis
(2012).
1) Energia elétrica, energia mecânica, energia sonora.
2) Energia elétrica, energia mecânica.
3) Energia potencial elástica.
4) Energia potencial.
5) Energia cinética.
6) Energia nuclear, energia térmica.
7) Energia térmica.
8) Energia cinética.
9) Energia térmica, energia cinética.
10) Energia potencial gravitacional.
11) Energia elétrica, energia térmica.
12) Energia química.
13) Energia potencial elástica.
14) Energia radiante, energia química.
15) Energia química.
16) Energia potencial, energia elétrica.
17) Energia cinética.
18) Energia térmica.
19) Energia elétrica.
20) Energia eólica, energia cinética.
21) Energia química.
22) Energia cinética.
71
APÊNDICE B – Slides Utilizados na Aula 3
Vamos pensar em exemplos de energia
nas disciplinas de:
- Física;
- Química;
- Biologia.
Fonte: Hinrichs, Kleinbach e Reis (2012)
72
Fonte: Hinrichs, Kleinbach e Reis (2012)
73
Exercícios
1) Qual a energia potencial de uma maçã cuja massa é 100 g, e está colocada a uma
altura de 1 metro?
2) Um homem empurra uma caixa ao longo do chão, exercendo uma força de 150N
sobre ela na direção do movimento. Se a caixa é movida por 3 metros, quanto
trabalho o homem realizou?
3) Quanta energia potencial têm 10.000 kg de água contidos em uma represa, se a
queda d’agua antes de atingir as pás da turbina é de 20 metros?
4) Qual a energia cinética de um veículo que possui massa de 3.000 kg e velocidade
constante de 20 m/s?
Fonte: Hinrichs, Kleinbach e Reis (2012)
74
Fonte: Hinrichs, Kleinbach e Reis (2012)
75
Fonte: Hinrichs, Kleinbach e Reis (2012)
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APÊNDICE C – Afirmações Utilizadas na Aula 4
Categoria Afirmações
Conservação A1) Uma pilha é um exemplo de armazenamento de energia.
A2) Dizemos que um equipamento possui maior eficiência
energética quando ele desperdiça menos energia.
A3) Uma lâmpada que se aquece ao ficar acessa é um exemplo
de desperdício de energia.
Degradação A4) Uma xícara de café esfriando com o passar do tempo é um
exemplo de que a energia pode ser perdida.
Transformação
A5) Quanto maior a queda d’água de uma represa maior a
quantidade de energia potencial disponível.
A6) Uma bola rolando ladeira abaixo exemplifica um sistema de
transformação de energia.
A7) Um cata-vento é um exemplo de que o vento pode ser
aproveitado como fonte para geração de energia.
A8) Uma panela de pressão ao entrar em funcionamento,
coloca um pino em rotação através da saída de vapor, este é
um exemplo de transformação de energia térmica em energia
mecânica.
A9) Na queima de um combustível no motor de um carro ocorre
a transformação de energia química em energia térmica e
posteriormente em energia cinética.
Transferência A10) A energia elétrica que chega através de fios da rede
elétrica em diversas residências é um exemplo de transmissão
de energia.
A11) A colisão entre duas bolas de bilhar é um exemplo de
transferência de energia.
77
Suprimento A12) O sol que ilumina uma plantação é um exemplo de que a
energia pode ser acrescentada em um sistema.
A13) Uma planta que cresceu sob a ação da luz solar é um
exemplo de armazenamento de energia.
A14) A energia solar é um exemplo de energia renovável pelo
fato deste ser um recurso inesgotável.
A15) A conta de luz de uma residência fornece a medida da
quantidade de energia consumida em um dado período.
78
APÊNDICE D – MCs Elaborados pelos Alunos
MC do aluno A1 MC do aluno A2
MC do aluno A3 MC do aluno A4
MC do aluno A5 MC do aluno A6
MC do aluno A7 MC do aluno A8
79
MC do aluno A9 MC do aluno A10
MC do aluno A11 MC do aluno A12
MC do aluno A13 MC do aluno A14
MC do aluno A15 MC do aluno A16
80
MC do aluno A17 MC do aluno A18
