análise de subsunçores sobre ímãs e campo

Vivências: Revista Eletrônica de Extensão da URI
ISSN 1809-1636
ANÁLISE DE SUBSUNÇORES SOBRE ÍMÃS E CAMPO MAGNÉTICO EM ALUNOS DE
CURSO DE FARMÁCIA
Analysis Subsumers on Magnets and Magnetic Field in Pharmacy Course of Students
Paola Jardim CAUDURO1
Everton LÜDKE2
RESUMO
Esse trabalho mostra a análise de dois tipos de pré-testes, um discursivo e outro de múltipla escolha,
aplicados a alunos do curso de Farmácia da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Esses
pré-testes têm o objetivo de verificar a existência de conceitos subsunçores referentes aos conteúdos
de ímãs e campo magnético durante a disciplina de Biofísica aplicada à Farmácia. Os primeiros
resultados mostraram que muitos estudantes não conseguem solucionar situações cotidianas de
forma satisfatória, evidenciando carências conceituais trazidas de outras etapas de aprendizagem; o
que indica a necessidade de se empregar materiais potencialmente significativos que atendam as
reais necessidades dos acadêmicos. Esses materiais têm por finalidade a construção de subsunçores
que servirão de base para a aprendizagem em nível superior, que fundamentará alguns aspectos da
futura profissão de farmacêutico, como por exemplo, o estudo de fármacos que utilizam os
procedimentos de Ressonância Magnética Nuclear (RMN). Essa análise necessita da compreensão e
contribuição de diversas áreas de conhecimento para que seja empregada de forma satisfatória,
fazendo com que os estudantes tenham uma aprendizagem que fundamente sua futura profissão e
que de suporte para as demais disciplinas que serão cursadas. A utilização dos pré-testes é uma
ferramenta que pode ser empregada por professores para guiar o planejamento dos materiais que
serão usados em sala de aula.
Palavras-chave: Ensino de Física, Subsunçor, Ímãs e Campo Magnético
ABSTRACT
This work shows the analysis of two types of pre-tests, a discursive and other multiple choice
applied to Pharmacy course students of the Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). These
pre-tests are designed to check for subsumers concepts related to magnets content and magnetic
field during Biophysics discipline applied to Pharmacy. The first results showed that many students
fail to solve everyday situations satisfactorily, showing conceptual shortcomings brought from other
stages of learning; which indicates the need to use potentially significant materials that meet the real
needs of students. These materials are intended to build subsumers as a basis for learning in higher
1
Doutoranda do Programa de Pós-graduação em Educação em Ciências: Química da Vida e Saúde da Universidade Federal de Santa
Maria. Graduada em Física Licenciatura Plena e mestra em Educação em Ciências: Química da Vida e Saúde. E-mail:
[email protected]
2
Professor do Departamento de Física da Universidade Federal de Santa Maria. Graduado em Física Licenciatura Plena e Medicina,
mestre em Física e Ph. D. em Astrofísica e Radioastronomia. E-mail: [email protected]
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education, that will base some aspects of future profession of pharmacist, for example, the analysis
of drugs using the Nuclear Magnetic Resonance (NMR) procedures. This analysis requires the
understanding and help in various areas of knowledge to be used in a satisfactory manner, so that
students have a learning justifying their future profession and support than for the other disciplines
that will be routed. The use of pre-testing is a tool that can be used by teachers to guide the design
of materials that will be used in the classroom.
Key words: Physics Teaching, subsumer, Magnets and Magnetic Field
INTRODUÇÃO
Umas das principais discussões da teoria da aprendizagem significativa de Ausubel (1968),
sem dúvidas, é a influência que os conhecimentos prévios têm sobre a aprendizagem. Em uma
situação de aprendizagem é extremamente importante que seja levado em consideração os
conhecimentos trazidos pelos estudantes, pois é a partir disso que a aprendizagem pode ocorrer de
forma mais eficaz, estabelecendo novas relações que servirão para que o indivíduo continue
aprendendo. Contudo, a aprendizagem significativa ocorre quando um conceito é agregado à
estrutura cognitiva do indivíduo que aprende, transformando através de relações com os
conhecimentos já contidos nessa estrutura (AUSUBEL; NOVAK; HANESIAN, 1978).
De acordo com Ausubel (1968) o novo conceito que permite que relações sejam
estabelecidas é chamado de subsunçor. De acordo com Moreira (1999) “à medida que a
aprendizagem começa a ser significativa, esses subsunçores vão ficando cada vez mais elaborados e
mais capazes de ancorar novas informações.” (p. 155) Sendo assim, o entendimento dos conceitos
subsunçores permite ao professor criar estratégias e organizar o conteúdo através de materiais
potencialmente significativos que estejam adequados à capacidade cognitiva do aluno e que
forneçam condições para que ele se desenvolva.
Entender quais conhecimentos os estudantes trazem é importante para que haja a ligação
necessária dos novos conceitos mostrados em sala de aula. Alguns conteúdos são de extrema
importância, pois fundamentam e permitem um melhor entendimento de aspectos referentes a
procedimentos específicos de cada área de conhecimento. Um exemplo disso são os conceitos sobre
Magnetismo que são estudados em cursos da área da saúde e que apresentam diversos enfoques que
vão desde o tratamento de doenças às análises de amostras medicamentosas. Tomando esta última
como foco de estudo, a física do magnetismo fornece subsídios para o entendimento de técnicas de
ressonância magnética nuclear, onde os estudantes de cursos como, por exemplo, o de Farmácia,
tem a oportunidade de estabelecer relações transdisciplinares com os demais conteúdos estudados
durante o curso. De acordo com Mazzola (2009, p. 117),
A física da ressonância magnética nuclear (RMN), aplicada à formação de
imagens, é complexa e abrangente, uma vez que tópicos de
eletromagnetismo, supercondutividade e processamento de sinais devem ser
abordados em conjunto para o entendimento desse método. (MAZZOLA,
2009, p. 117)
Dessa forma, esse trabalho procura analisar como estão formados os conceitos subsunçores
em estudantes do curso de Farmácia da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) com relação
a dois conteúdos do magnetismo: ímãs e campo magnético.
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METODOLOGIA E PARTICIPANTES
A metodologia de análise dos conceitos subsunçores referentes aos conteúdos sobre ímãs e
campo magnético consistiu no emprego de dois tipos de pré-testes: um discursivo e um com
questões de múltipla escolha. O pré-teste discursivo consistiu em duas questões, que apresentam
algumas situações cotidianas. O emprego desse tipo de pré-teste tem o objetivo verificar a
capacidade raciocínio lógico dos estudantes, verificando como o aluno soluciona essas situações e
permitindo que se verifiquem quais os conhecimentos que trazem do ensino médio. No quadro 01 é
possível observar as duas questões do pré-teste discursivo.
Quadro 01: Questões do pré-teste discursivo.
Ímãs e campo magnético
Por que não é aconselhável deixar cartões
Por que a agulha da bússola aponta
magnéticos próximos a aparelhos
sempre para o lado norte?
eletroeletrônicos?
Já o pré-teste de múltipla escolha foi composto por cinco questões de exames vestibulares
e de livros de ensino médio (Anexo 1). Essas questões têm como principal foco estender os
conhecimentos aprendidos em etapas anteriores de aprendizagem a outras situações, verificando
quais tipos de conceitos e associações ficaram dessas etapas.
Análise dos dados
Os pré-testes foram empregados no primeiro semestre de 2014, antes da explicação dos
conteúdos previstos na ementa da disciplina de Biofísica aplicada ao curso de Farmácia da UFSM,
cuja faixa etária dos estudantes encontra-se entre 16 e 31 anos. Com esses estudantes também foi
aplicado um questionário validado, proposto por Talim (2004), onde propõem a construção e
validação de uma escala que avalia as atitudes dos estudantes referentes à disciplina de Física, com
o total de 502 alunos participantes de escolas de ensino médio das redes estadual, municipal e
particular. Talim (2004) propõem a construção dessa escala, pois “a atitude dos estudantes em
relação à disciplina é um fator de grande influência na sua aprendizagem, além de ser um indicativo
de sucesso profissional”. (p. 313)
No nosso caso, além da implementação do questionário de Talim (2004) ainda
acrescentou-se à análise por gênero. A seguir, na tabela 01 é possível observar uma comparação dos
resultados de Talim (2004) com os obtidos na turma do curso de Farmácia.
Tabela 01: Análise descritiva do questionário referente às atitudes referentes à disciplina de Física.
Número de
alunos
Média
Mínimo
Máximo
Desvio
Padrão
Talim (2004)
502
92
36
139
19,6
Turma do
curso de
Farmácia
36
89
36
129
28,6
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De acordo com os resultados apresentados por Talim (2004), um valor de média “acima de
84 indica uma atitude mais favorável em relação à Física” (p. 316). Vale ressaltar, que o valor
máximo da nota é 140 e o mínimo é 28. O valor encontrado com os estudantes da Farmácia foi de
89, o que indica que a maioria dos estudantes apresenta uma atitude bem favorável com relação à
Física. Já de acordo com à nota mais baixa, ou seja, o mínimo, obteve-se o valor 36, já o máximo,
129. Os valores obtidos por Talim (2004) foram 36, para o mínimo e 139, para o máximo; pode-se
notar certa semelhança, mesmo em níveis de ensino diferentes, já que Talim propôs o questionário a
alunos de escolas de ensino médio. Contudo, isso indica que os acadêmicos do curso de Farmácia
mantiveram as mesmas atitudes que alunos do ensino médio.
A categorização dos conceitos subsunçores a partir das respostas dos pré-testes discursivos
foi baseada na categorização proposta por Bardin (1977). Essa proposta indica que se devem
procurar elementos nos conteúdos analisados que justifiquem o fato de terem sido agrupados na
mesma categoria. Dessa forma, cada pré-teste foi lido, analisado e categorizado a partir de uma
adaptação proposta por Iachel (2011).
Nessa categorização, Iachel (2011) propõem siglas que correspondem a tipos de respostas,
que são posteriormente organizados em uma tabela. Para o estudo de subsunçores sobre ímãs e
campo magnético utilizaram-se as seguintes siglas e suas caracterizações:
SR – Sem Resposta: nessa categoria foram agrupados os estudantes que não conseguiram
desenvolver uma explicação plausível para a situação mostrada, deixando-a em branco.
NC – Não Condizente: aqui foram reunidos os pré-testes que envolviam uma série de
conceitos físicos sem relações com a situação apresentada.
PC – Parcialmente Condizente: O conhecimento prévio é parcialmente científico, ou seja, a
resposta evidencia pequenas noções que explicariam a situação descrita.
CC – Conhecimento Condizente: o conhecimento prévio é condizente com o conceito
abordado na questão;
De acordo com a primeira questão do pré-teste referente à ímãs e campo magnético, os
conceitos subsunçores foram reunidos em cinco categorias. Deve-se ressaltar que trinta e dois (32)
alunos responderam a esse pré-teste. Os resultados encontrados foram organizados no quadro 02.
Quadro 02: Resultados da primeira questão do pré-teste discursivo.
Tipo de Resposta
Caracterização
Número de alunos
SR
Deixaram pré-testes em branco.
8
“Porque o lado norte é mais propício a um estado
de temperatura provavel a acertar o resultado
esperado na bussola para maior concentração do
campo elétrico.”
NC
“Pelas diferenças dos polos negativo e positivo e
negativo do imã e pelos polos terrestres.”
4
“Por causa do campo gravitacional terrestre
existente.”
“Porque é a direção do campo gravitacional da
terra -> norte/sul.”
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PC
CC
“Devido ao campo magnético da Terra.”
2
“Devido a atração magnética.”
2
Porque o polo norte geográfico é o polo sul
magnético e vice-versa, funcionando a Terra
como um grande ímã.
16
Do quadro 2 pode-se observar um alto número de estudantes que deixaram as respostas em
branco ou que não deram explicações que condiziam com a situação mostrada. Esse valor
corresponde a 37,5% dos estudantes. Deve-se ressaltar que não são alunos que estão sendo
apresentados a esse tipo de situação pela primeira vez, tendo em vista toda vida escolar que já
tiveram. Contudo, isso evidencia falhas em suas estruturas cognitivas, que devem ser corrigidas
para que não persistam nas próximas etapas de aprendizagem, principalmente tendo em vista a
importância que esses conceitos fundamentais do magnetismo têm no trabalho do futuro
profissional de Farmácia, principalmente para o entendimento do princípio ativo de medicamentos.
Um fato importante mostrado pela análise da primeira questão do pré-teste é que 62,5% dos
estudantes tem conhecimento sobre o fato que explicaria a causa da agulha da bússola apontar
sempre para o lado norte, ser o campo magnético da Terra. Dos trinta e dois alunos, 50%
responderam a essa questão com argumentos que fundamentam e explicam corretamente a situação
mostrada, o que evidencia a presença de subsunçores que servirão para estender esses conceitos a
outras situações, como por exemplo, a investigação de fármacos.
A análise feita com relação à questão 2 foi organizada no quadro 03.
Quadro 03: Resultados da segunda questão do pré-teste discursivo.
Tipo de Resposta
Caracterização
Número de alunos
SR
Deixaram pré-testes em branco.
12
“Porque o caráter magnético pode dar algum
efeito adverso nos aparelhos.”
NC
“Por que os aparelhos possuem magnetismos
eletrônicos como os dos cartões.”
3
“Pois é constituído de metal.”
Pela força de atração.
2
PC
Por que ocorre a desmagnetização.
9
CC
Por que a configuração magnética dos cartões
pode ser danificada pelos campos elétricos
emitidos pelos aparelhos eletroeletrônicos, assim
podem-se perder informações presentes nos
cartões.
6
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A partir da análise feita com os resultados organizados no quadro 03, se pode mais uma
vez observar o elevado número de acadêmicos que não conseguem formular uma resposta plausível
para a situação apresentada. Os alunos que deixaram a questão 2 em branco ou que não deram
respostas aceitáveis representam cerca de 53,1% dos estudantes. Isso indica que existe a falta de
conceitos subsunçores pela maioria dos estudantes sobre as propriedades magnéticas da matéria.
Outro fato importante que pode ser analisado é um número maior de alunos que consegue
dar uma resposta parcialmente condizente com a situação mostrada. Suas respostas não estão
erradas, porém não estão fundamentadas da forma como deveria ser, tendo em vista suas passagens
pelo ensino médio. Situação oposta ocorre com 18,75% dos estudantes que fundamentaram de
forma bastante precisa suas respostas, mostrando a presença de raciocínio lógico e de conceitos
subsunçores.
Os resultados obtidos pelo pré-teste de múltipla escolha foram organizados no quadro 04.
Nesse quadro é possível observar o total de participantes que acertaram cada questão e a quantidade
de questões pelo número de participantes.
Quadro 04: Resultados do pré-teste de múltipla escolha.
Total de participantes que acertaram cada
questão do pré-teste de múltipla escolha
Quantidade de questões corretas e
número de participantes que
acertaram
Nenhuma
1
questão
Questão 1
18
Questão 2
18
1 questão
6
Questão 3
14
2 questões
6
Questão 4
15
3 questões
12
4 questões
3
Questão 5
21
5 questões
4
Para uma melhor compreensão dos resultados, os dados das colunas mais à esquerda do
quadro 04 foram reunidos no gráfico da figura 01.
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Figura 01: Gráfico referente à análise do pré-teste de múltipla escolha.
Nesse gráfico é possível observar um maior índice de acertos para as questões 1, 2 e 5.
Essas questões referem-se às propriedades dos ímãs e não a aplicações, o que confirma os
resultados da primeira questão do pré-teste discursivo, em que se observou um número maior de
acadêmicos que conseguiram solucioná-la de forma satisfatória. Outra confirmação é sobre a
existência de conceitos subsunçores que devem ser trabalhados, a fim de que novos conceitos
possam ser aderidos na estrutura cognitiva desses estudantes.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A partir da análise do pré-teste discursivo pode-se observar a existência de conceitos
subsunçores na maioria dos estudantes com relação às propriedades dos ímãs e campo magnético da
Terra. Porém, em investigação à questão 2 desse mesmo pré-teste foi possível observar que o
mesmo não ocorre com às propriedades magnéticas da matéria, onde a maioria dos estudantes não
conseguiu dar uma resposta fundamentada na teoria magnética. O mesmo foi obtido em análise ao
pré-teste de múltipla escolha, onde também pode-se um maior índice de acertos para as questões
que envolviam ímãs e suas propriedades, e não as que envolviam as propriedades magnéticas da
matéria. Contudo, esses resultados indicam onde é necessário reforçar mais os conteúdos, a fim de
que deem suporte para que novos conceitos sejam agregados à estrutura cognitiva dos estudantes.
Outro fato destacável é um alto número de estudantes sem a formação de subsunçores, já
que deixaram em branco o pré-teste discursivo. Nesses estudantes em que esses conceitos ainda não
foram formados deve-se, a partir de materiais ditos potencialmente significativos, fornecer
subsídios que possam ser construídos a fim de que ocorra a aprendizagem significativa. Dessa
forma, pode-se aumentar as oportunidades de sucesso desses estudantes.
Para essa turma foi preparado e implementado, após esse estudo e demais observações em
sala de aula, um material com subsídios conceituais, na tentativa de suprir e preencher possíveis
lacunas no aprendizado dos acadêmicos do curso de Farmácia da UFSM. Dessa forma, a
implementação desses pré-testes auxilia o professor, não só na verificação dos conceitos
subsunçores e em quais são necessárias uma maior exploração, a fim de que os estudantes possam
ter um melhor aproveitamento e compreensão de conceitos que fundamentarão os trabalhos futuros,
mas também como uma ferramenta para guiar o planejamento dos materiais a serem utilizados em
sala de aula.
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REFERÊNCIAS
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Winston, 1968.
AUSUBEL, D. P.; NOVAK, J. D.; HANESIAN, H. Educational psychology: a cognitive view.
(2ªed) New York, Holt, Rinehart and Winston, 1978.
IACHEL, G. O conhecimento prévio de alunos do ensino médio sobre as estrelas. Revista LatinoAmericana de Educação em Astronomia, v. 12, p. 7-29, 2011.
MAZZOLA, A. A. Ressonância magnética: princípios de formação da imagem e aplicações em
imagem funcional. Revista Brasileira de Física Médica. 2009;3(1):117-29.
MOREIRA, M. A. Aprendizagem significativa. Brasília: Ed. da UnB, 1998.
SANTOS, J. I. C. dos. Conceitos de Física. Volume 3 – Eletricidade, ed. Ática, 1986.
TALIM, S. L. A atitude no ensino de Física. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 21, n. 3:
p. 313-324, dez 2004.
Anexo 1 – Pré-teste sobre ímãs e campo magnético
Questão 1: (Santos, 1986) Analise as seguintes proposições:
I) A magnetita (Fe3O4) tem a propriedade natural de atrair fragmentos de ferro.
II) Quando aproximamos dois polos norte um do outro, a força de atração entre eles aumenta.
III) Cobalto e níquel são materiais magnéticos.
Temos:
a) I, II e III são corretas;
b) I, II e III são incorretas;
c) apenas I e II são corretas;
d) apenas I e III são corretas;
e) existe apenas uma proposição correta.
Questão 2: (Santos, 1986) Qual das afirmações seguintes está errada?
a) se cortarmos um imã ao meio, cada pedaço constituirá um novo imã;
b) a Terra funciona como um grande imã, cujo polo norte está próximo do polo Sul geográfico;
c) um pedaço de ferro, ainda não magnetizado, torna-se um imã ao ser aproximado do polo de um
imã permanente;
d) ao se aproximar o polo sul de um imã da extremidade de uma barra de ferro, inicialmente neutra,
esta extremidade se torna um polo sul;
e) o polo norte de um imã permanente atrai a extremidade X de uma barra de ferro. Pode-se afirmar
que ou a extremidade X é um polo sul, ou a barra de ferro estava inicialmente neutra e passou a
apresentar magnetismo induzido.
Questão 3: (Santos, 1986) Três barras de aço, aparentemente idênticas, MN, OP e QR, são
analisadas experimentalmente e verifica-se que M atrai O e P; N atrai O e P; M atrai Q e repele R.
Pode-se
prever,
então, que:
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a) Q atrairá O e repelirá P;
b) R atrairá O e repelirá P;
c) Q repelirá M e N;
d) R atrairá M e N;
e) Q atrairá O e P.
Questão 4: (UFRS) – Em cada uma das três figuras, imãs cilíndricos iguais encontram-se em
equilíbrio mecânico no campo gravitacional terrestre. Nas figuras I e II, os imãs estão pendurados
por um fio flexível; na figura III, eles estão sobre um plano inclinado em que o imã inferior está
preso por dois pregos.
equilíbrios são possíveis quando os polos magnéticos identificados são:
a) A e B diferentes; C e D iguais; E e F diferentes;
b) A e B iguais; Ce D diferentes; E e F iguais;
c) A e B iguais; C e D iguais; E e F iguais;
d) A e B diferentes; C e D diferentes; E e F diferentes;
e) A e B diferentes; C e D iguais; E e F iguais.
Questão 5: (Santos, 1986) Uma bússola orienta-se na posição Norte-Sul, devido ao fato de o
campo:
a) elétrico terrestre ser na direção Norte-Sul;
b) magnético terrestre ser na direção Norte-Sul;
c) gravitacional terrestre ser na direção Norte-Sul;
d) magnético terrestre ser na direção Leste-Oeste;
e) gravitacional terrestre ser vertical.
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