Texto Completo

PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO PESQUISA E EXTENSÃO
ÁREA DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
Curso de Mestrado Profissionalizante em Ensino de Física e de Matemática
MARINÊS SOMAVILLA TEIXEIRA
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
REPERCUSSÕES DO USO DE ANALOGIA E TEXTO DE DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA NO
ENSINO DE CALOR E TEMPERATURA EM NÍVEL MÉDIO
Santa Maria, RS
2010
2
MARINÊS SOMAVILLA TEIXEIRA
REPERCUSSÕES DO USO DE ANALOGIA E TEXTO DE DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA NO
ENSINO DE CALOR E TEMPERATURA EM NÍVEL MÉDIO
Dissertação apresentada ao Curso de
Mestrado Profissionalizante em Ensino
de Física e de Matemática do Centro
Universitário Franciscano, Área de
Concentração em Ensino de Física,
como exigência parcial para obtenção
do título de Mestre em Ensino de
Física.
Orientador (a): VANIA ELISABETH BARLETTE
Santa Maria, RS
2010
3
4
5
Dedico este trabalho primeiramente a Deus, pois sem ele, nada seria possível.
Em especial ao meu esposo Gilmar, pelo esforço, dedicação, carinho, parceria e
compreensão, em todos os momentos desta e de outras caminhadas.
Ao meu filho Bernardo pela sua bondade, meiguice, carisma, e que muitos momentos de
alegria tem nos dado, com a graça de Deus, durante esta etapa importante da vida.
“Há homens que lutam um dia e são bons.
Há outros que lutam um ano e são melhores.
Há os que lutam muitos anos e são muito bons.
Porém, há os que lutam toda a vida.
Esses são os imprescindíveis.”
Bertolt Brecht
“Um ladrão rouba um tesouro, mas não furta a inteligência. Uma crise destrói uma herança,
mas não uma profissão. Não importa se você não tem dinheiro, você é uma pessoa rica,
pois possui o maior de todos os capitais: a sua inteligência. Invista nela. Estude!”
Augusto Cury
6
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus pela vida, pela saúde, pelas oportunidades e, acima de tudo, pela
coragem, inspiração e determinação em busca de um ideal almejado e sonhado.
À professora Vania Barlette, pelas sugestões e críticas construtivas na orientação
deste trabalho e, sobretudo, pela dedicação e esforço na construção desta Dissertação, que
nunca mediu esforços em estar do meu lado auxiliando.
Ao meu esposo Gilmar pelo amor, pela compreensão, pela força nos momentos
difíceis e, principalmente, pelo sorriso confiante e amigo nas horas e momentos certos.
Ao meu amado filho Bernardo, pela sua doçura e simpatia.
Ao enteado Matheus, pelo seu carinho e compreensão; sempre que pode, tem me
auxiliado na digitação dos trabalhos.
À professora Rejane, pelas contribuições dadas para a realização deste trabalho.
Ao professor Orengo, pelo seu carinho demonstrado nesta etapa.
À professora Silvia, pelas sugestões e críticas construtivas propostas na realização
deste trabalho.
À professora Eleni, pelo incentivo e apoio dado durante esta caminhada.
A todos aqueles que, direta ou indiretamente, contribuíram para a realização deste
trabalho, os meus sinceros agradecimentos.
7
SUMÁRIO
RESUMO
i
ABSTRACT
ii
LISTA DE FIGURAS
iii
LISTA DE TABELAS E QUADROS
iv
1
INTRODUÇÃO
15
1.1
PERSPECTIVA PEDAGÓGICA E TRAJETÓRIA DOCENTE
15
1.2
PROPÓSITO, JUSTIFICATIVA E QUESTÕES NORTEADORAS
17
1.3
PLANO DA DISSERTAÇÃO
21
2
FUNDAMENTOS TEÓRICOS E REVISÃO DE LITERATURA
22
2.1
TIPOLOGIA DOS CONTEÚDOS
22
2.1.1
Conteúdos conceituais
22
2.1.2
Conteúdos procedimentais
23
2.1.3
Conteúdos atitudinais
24
2.2
TEORIA DA APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA DE AUSUBEL
25
2.2.1
Aprendizagem significativa como um processo
25
2.2.2
Condições para aprendizagem significativa
26
2.2.2.1
Os conhecimentos prévios e a predisposição para aprender
26
2.2.2.2
Condições do material de aprendizagem
27
2.3
O MODELO DOS TRÊS MOMENTOS PEDAGÓGICOS E A
27
PERSPECTIVA DE EDUCAÇÃO EM CIÊNCIA-TECNOLOGIASOCIEDADE
2.3.1
O modelo dos Três Momentos Pedagógicos (TMP)
27
2.3.2
A perspectiva de educação em Ciência-Tecnologia-Sociedade (CTS)
28
2.3.3
O modelo TMP e a perspectiva de educação em CTS
31
2.4
TEXTO DE DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA E ANALOGIA NO ENSINO
32
DE CIÊNCIAS
2.4.1
Texto de divulgação científica no ensino de ciências
32
2.4.2
Analogia no ensino de ciências
35
2.4.2.1
O modelo Teaching-with-Analogies (TWA) modificado
37
2.4.3.2
Potencialidades e dificuldades do uso de analogia
38
8
3
A UNIDADE DIDÁTICA CALOR E TEMPERATURA
39
3.1
DESCRIÇÃO GERAL
39
3.2
QUADRO GERAL DA UNIDADE DIDÁTICA CALOR E
39
TEMPERATURA
3.3
ATIVIDADE DIDÁTICA BASEADA EM TDC: MOMENTO DA
47
PROBLEMATIZAÇÃO
3.3.1
Orientações ao professor
47
3.3.1.1
Preparação para a aula
47
3.3.1.2
Dinâmica da aula
47
3.3.1.3
Avaliação e guia do aluno
49
3.4
ATIVIDADE DIDÁTICA BASEADA EM ANALOGIA: MOMENTO DA
49
APLICAÇÃO
3.4.1
Situação alvo e situação análoga
50
3.4.2
Orientações ao professor
50
3.4.2.1
Dinâmica da aula
50
3.4.2.2
Avaliação e guia do aluno
54
3.5
ATIVIDADE DIDÁTICA BASEADA EM TDC: MOMENTO DA
55
APLICAÇÃO
3.5.1
Orientações ao professor
55
3.5.1.1
Preparação para a aula
55
3.5.1.2
Dinâmica da aula
56
3.5.1.3
Avaliação e guia do aluno
56
4
PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
58
4.1
CARACTERIZAÇÃO DO ESTUDO
58
4.2
CENÁRIO E SUJEITOS
58
4.3
DELINEAMENTO E INSTRUMENTOS
59
4.3.1
Atividade baseada em analogia
60
4.3.2
Atividades baseadas em texto de divulgação científica
61
5
IMPLEMENTAÇÃO DAS ATIVIDADES BASEADAS EM ANALOGIA
63
E TDC
5.1
ATIVIDADE BASEADA EM TDC: PROBLEMATIZAÇÃO INICIAL
63
5.1.1
Conceitos físicos identificados na leitura prévia do TDC
63
5.1.2
Diálogos no grande grupo
63
9
5.1.3
Respostas escritas dos alunos
66
5.2
ATIVIDADE BASEADA EM ANALOGIA: APLICAÇÃO DO
71
CONHECIMENTO
5.2.1
Diálogos no grande grupo
71
5.2.2
Respostas escritas dos alunos
80
5.2.2.1
Conceitos de calor e temperatura
80
5.2.2.2
Correspondências e limites de validade da analogia
86
5.3
ATIVIDADE BASEADA EM TDC: APLICAÇÃO DO
88
CONHECIMENTO
5.3.1
Respostas escritas dos alunos
88
6
CONSIDERAÇÕES FINAIS
92
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
96
APÊNDICES
102
APÊNDICE 1: SLIDES DAS AULAS EM CD-ROM
103
10
RESUMO
Esta dissertação apresenta o planejamento e a implementação de uma unidade didática que
contempla atividades baseadas em analogia e texto de divulgação científica para o ensino
de calor e temperatura em nível médio, segundo o modelo de momentos pedagógicos como
proposto por Delizoikov e Angotti, em uma perspectiva de educação em CTS. A atividade
baseada em analogia segue o modelo Teaching-With-Analogies desenvolvido por Glynn e
modificado por Harrison e Treagust. A situação análoga para o estudo de calor e
temperatura por meio do modelo Teaching-With-Analogies modificado tem por base um
experimento de Valadares. As atividades com textos de divulgação científica se utilizam de
artigos das revistas Scientific American Brasil e de Ciência Hoje em dois momentos
pedagógicos distintos. A implementação das atividades realiza-se com participantes da 2ª
série do ensino médio da Escola Estadual Don Antônio Reis, Faxinal do Soturno, RS, entre
outubro e novembro de 2009. Por meio da transcrição de vídeo gravações, e de guias do
aluno, discutem-se repercussões e a efetividade das atividades.
Palavras-chave: Ensinando com Analogias; Texto de divulgação científica; Calor;
Temperatura; Ensino de Física.
11
ABSTRACT
This study presents the design and implementation of a teaching unit that includes activities
based on analogy and scientific texts for teaching heat and temperature in secondary level
school, according to the model of pedagogic moments as proposed by Delizoikov and
Angotti, from a perspective of education in CTS. Activity-based analogy follows the
Teaching-With-Analogies model developed by Glynn and modified by Harrison and Treagust.
The analogous for the study of heat and temperature by means of the modified TeachingWith-Analogies model is based on an experiment of Valadares. Activities with scientific texts
make use of articles of Scientific American Brasil and Ciência Hoje at two different
pedagogical moments. The implementation of activities take place with participants of the
2nd grade of secondary school of Escola Estadual Don Antônio Reis, Faxinal do Soturno,
RS, between October and November 2009. Through the transcription of the videorecordings, and guides of the student, we discuss the impact and effectiveness of activities.
Keywords: Teaching-with-Analogy; Text of science communication; Heat; Temperature;
Physics Education.
12
LISTA DE FIGURAS
Figura 3.1
Apresentação pelo professor da situação análoga com base
51
no experimento Os átomos nervosos (VALADARES, 2002,
p.81).
Figura 5.1
Entendimento de (a) R.G., (b) R.G., (c) C.D., e (d) A.C.
66
acerca do tema central discutido no TDC.
Figura 5.2
Entendimento de (a) R.F., (b) C.D., (c) D.S., e (d) A.C.
68
acerca das relações causa-efeito associadas a fenômenos
climáticos extremos.
Figura 5.3
Hábitos que seriam adotados por (a) R.F., (b) R.G., (c) D.S.
69
e (d) A.C.. a partir da leitura do TDC.
Figura 5.4
Síntese do TDC feita por (a) R.F., (b) R.G., (c) D.S., e (d)
70
A.C..
Figura 5.5
Situação análoga para o estudo dos conceitos alvo calor e
72
temperatura.
Figura 5.6
Situação análoga para o estudo dos conceitos alvo calor e
74
temperatura, em que o secador de cabelo, ligado à rede
elétrica, encontra-se afastado da lixeira com bolinhas de
isopor.
Figura 5.7
Situação análoga para o estudo dos conceitos alvo calor e
75
temperatura, em que o secador de cabelo, ligado à rede
elétrica, encontra-se próximo da lixeira com bolinhas de
isopor.
Figura 5.8
Compreensão dos conceitos de calor e temperatura por A.C.
81
(a) antes e (b) após a atividade com a analogia.
Figura 5.9
Compreensão dos conceitos de calor e temperatura por A.M.
82
(a) antes e (b) após a atividade com a analogia.
Figura 5.10
Compreensão dos conceitos de calor e temperatura por C.D.
83
(a) antes e (b) após a atividade com a analogia.
Figura 5.11
Compreensão dos conceitos de calor e temperatura por D.S.
84
(a) antes e (b) após a atividade com a analogia.
Figura 5.12
Compreensão dos conceitos de calor e temperatura por B.Z.
85
(a) antes e (b) após a atividade com a analogia.
Figura 5.13
Compreensão dos conceitos de calor e temperatura por B.P.
86
13
(a) antes e (b) após a atividade com a analogia.
Figura 5.14
Correspondências estabelecidas entre o alvo e o análogo por
86
J.C.
Figura 5.15
Correspondências estabelecidas entre o alvo e o análogo por
87
R.G.
Figura 5.16
Correspondências estabelecidas entre o alvo e o análogo por L.C..
87
Figura 5.17
Correspondências estabelecidas entre o alvo e o análogo por L.S..
88
Figura 5.18
Trecho do TDC em que foi identificado o conceito de calor
88
pelos(as) alunos(as) A.C., C.D., A.C., T.L..
Figura 5.19
Trecho do TDC em que foi identificado o conceito de
89
temperatura.
Figura 5.20
Produção textual de L.S..
90
Figura 5.21
Produção textual de JeB..
91
14
LISTA DE TABELAS E QUADROS
Tabela 3.1
Causas e efeitos relacionados a fenômenos climáticos extremos
48
retirados do TDC intitulado Lições do Catarina e do Katrina: as
mudanças do clima e os fenômenos extremos publicado na
Ciência Hoje (MARENGO; NOBRE, 2005).
Tabela 3.2
Características relevantes do análogo para o estudo de calor e
51
temperatura.
Tabela 3.3
Correspondências entre a situação física alvo e a situação
52
análoga para o estudo de calor e temperatura.
Tabela 3.4
Limites de validade da analogia para o estudo de calor e
53
temperatura.
Quadro 3.1
Quadro
geral
da
unidade
didática
do
momento
da
41
Quadro geral da unidade didática do momento da organização do
42
problematização inicial: Atividade didática baseada em TDC.
Quadro 3.2
conhecimento. (a) Aulas 3-4. (b) Aulas 5-6. (c) Aulas 7-8.
Quadro 3.3
Quadro geral da unidade didática do momento da organização do
conhecimento. (a) Aulas 9-10: Atividade didática baseada em
analogia. (b) Aulas 11-12: Atividade didática baseada em TDC.
45
15
1
INTRODUÇÃO
1.1
PERSPECTIVA PEDAGÓGICA E TRAJETÓRIA DOCENTE
Pensando em uma educação que além de conteúdos científicos também visa uma
formação em valores e atitudes é que entendemos que a tomada de consciência sobre
questões relacionadas a problemas sociais relacionados às nossas realidades pode e deve
estar presente no processo de ensino-aprendizagem de ciências naturais. Assim, é
necessário ultrapassar a meta de uma aprendizagem de conceitos e teorias relacionadas
com conteúdos abstratos e neutros, para um ensino mais cultural que proporcione uma
melhor compreensão, apreciação e aplicação da ciência e da tecnologia, levando-se em
conta as questões sociais (AULER; BAZZO, 2001).
Mediante essas questões, surge um novo enfoque que vem ganhando espaço na
prática da sala de aula com o objetivo de não apenas possibilitar a experimentação da
tecnologia dentro das tarefas práticas, mas procurar uma relação recíproca entre ciência,
tecnologia e sociedade: o enfoque Ciência-Tecnologia-Sociedade (PINHEIRO et al., 2007).
Esse campo de trabalho se mostra ainda muito recente em nossa atividade escolar, mas já
nasceu com caráter crítico, tanto em relação à visão essencialista da ciência e da
tecnologia, quanto à visão interdisciplinar entre as áreas do conhecimento. Um dos objetivos
do enfoque Ciência-Tecnologia-Sociedade (CTS) é dotar as pessoas de habilidades e
competências tornando-as capazes de discutir e debater questões científicas e tecnológicas
que permeiam a sociedade.
Segundo Azevedo (1999), a educação científica com a orientação CTS é destinada a
promover uma educação científica e tecnológica, um conceito que pode ser compreendido,
em um sentido amplo, como a capacidade de ler, compreender e expressar opinião sobre
assuntos de caráter científico. Busca-se como meta educativa geral possibilitar a todas as
pessoas a tomada de decisões responsáveis em questões controversas que envolvam
relações CTS e que tenham impacto na qualidade de vida das pessoas.
Nesse sentido, pode-se dizer que é de extrema importância uma ação responsável
do professor em sala de aula, envolvendo clareza na finalidade dos conteúdos escolhidos
para trabalhar com os alunos, planejamento de atividades para o desenvolvimento destes
conteúdos, e uso de recursos adequados para a aquisição de significados e a atribuição de
sentidos para o que eles aprendem, sendo desejável que, ao mesmo tempo, também
possam favorecer e promover o seu crescimento como pessoa. Para o termo conteúdo,
evoca-se aqui a entendimento de César Coll (COLL, 2000, p.12): “os conteúdos designam o
conjunto de conhecimentos ou formas culturais cuja assimilação e apropriação pelos alunos
e alunas é considerada essencial para o seu desenvolvimento e socialização”.
16
É dentro dessa perspectiva pedagógica, que busca possibilidades para uma formação
global dos alunos para além de uma aprendizagem significativa de conteúdos específicos de
Física, que se insere esta dissertação, resultado de minha trajetória como professora e
educadora que se inicia no ano de 1998, quando concluí o Curso de Graduação em
Matemática Licenciatura, com Habilitação em Física, e assumi as disciplinas de Matemática,
para 6ª e 7ª séries do ensino fundamental da Escola Estadual Padre João Zanella, e Física,
para 1ª, 2ª e 3ª séries do ensino médio da Escola Estadual de Educação Básica Tiradentes,
do município de Nova Palma, RS.
Naquele mesmo ano, me inscrevi num curso de formação continuada de professores,
promovido pelo Núcleo de Educação em Ciências (NEC) da Universidade Federal de Santa
Maria, RS, e no ano de 2000, fui convidada pelo Prof. Dr. Eduardo Adolfo Terrazzan para
participar deste núcleo como membro do Grupo de Trabalho de Professores de Física
(GTPF). Como integrante do GTPF, comecei a trabalhar no desenvolvimento e
implementação em sala de aula de módulos didáticos (MDs), os quais eram avaliados
individualmente e coletivamente pelos participantes. As reuniões aconteciam semanalmente
no NEC. Os MDs desenvolvidos seguem a dinâmica dos Três Momentos Pedagógicos,
baseados na proposta de Delizoicov e Angotti (1991). Em cada MD, se procurava incorporar
atividades didáticas elaboradas a partir do estudo de artigos relacionados à área do Ensino
de Física, sendo elas: atividades didáticas baseadas em analogias, experimentos, resolução
de problemas abertos e textos de divulgação cientifica.
Na elaboração conjunta dessas atividades no GTPF, percebi que é de suma
importância a participação do professor na elaboração do planejamento escolar, pois, desta
forma, sua ação pode ser realizada de forma responsável e consciente. É durante o
planejamento escolar que o professor pode e deve preparar atividades que estabeleçam
relações entre o mundo natural e tecnológico e relações sociais entre os envolvidos, bem
como escolher conteúdos a serem ensinados e metodologias a serem desenvolvidas,
aproximando sua prática à realidade dos alunos e daquilo que lhes é significativo.
Minha participação no GTPF deu-se até janeiro de 2006. Durante este período tive a
oportunidade de participar de eventos científicos de âmbito nacional, apresentando
trabalhos relacionados a experiências em sala de aula, ministrando oficinas, participando de
seminários e mini-cursos, o que me possibilitou ter um conhecimento maior sobre estudos e
pesquisas realizadas na área de ensino de Física.
Participar do GTPF foi uma experiência rica, e muito me acrescentou nas
discussões, nos estudos, debates, enfim, nos trabalhos que desenvolvi, no âmbito do GTPF,
para a Taniamara Vizzotto Chaves, com textos de divulgação cientifica, para o Leandro
Londero da Silva, nas atividades didáticas baseadas em analogias, para o Cláudio
Hernandes nas atividades didáticas com uso de experimento, e para o Luiz Clement, nos
17
estudos de atividades didáticas baseadas em resolução de problemas abertos, que me
incentivou muito a dar continuidade nos meus sonhos.
Hoje percebo, após participar de discussões em eventos da área de Física, que
existem muitos problemas a serem abordados no ensino de Física os quais exigem um grau
de conhecimento muito amplo, não bastando apenas discutir a Física apenas como ciência,
mas sendo preciso ultrapassar este limite. Faz-se necessário discutir a tecnologia que o
homem desenvolve através da Física e as possíveis implicações sociais e ambientais que a
tecnologia desencadeia, permeadas por interesses políticos e econômicos.
Ao longo destes anos atuando em sala de aula, implementando os MDs, pude
perceber uma melhora na minha prática pedagógica. As atividades didáticas com uso de
textos de divulgação científica (TDCs) e analogias me davam mais segurança em
desenvolver os conteúdos de Física, à medida que percebia que o uso destes recursos
proporcionava maior compreensão dos conteúdos pelos alunos e me possibilitava discutir
questões próximas da vida cotidiana.
1.2
PROPÓSITO, JUSTIFICATIVA E QUESTÕES NORTEADORAS
Especificamente quanto a TDCs, Chaves (2002) aponta que o seu uso para o
ensino-aprendizagem de ciências naturais permite ao professor tanto selecionar conteúdos
presentes
no
curriculo
escolar,
como
proporcionar
a
discussão
sobre
temas
científicos/tecnológicos da atualidade que envolve as ciências naturais (CHAVES, 2002).
Os TDCs têm características que podem auxiliar tanto na aprendizagem de fatos
quanto na construção de relações de significado entre conceitos. Destacam-se, nesse
sentido, os recursos textuais dos TDCs, como o formato próprio e vocabulário simples
voltado para o leitor, que tornam a sua utilização facilitada além de prazerosa, estimulando a
leitura, e ainda, o fato de que eles permitem explorar temas atuais relacionados ao meio
ambiente, tecnologia, política, economia, entre outros que, de forma geral, os diferenciam
dos livros didáticos, aproximando o aluno da realidade. A apresentação de situações e
contextos próximos da realidade do aluno facilita a compreensão do novo conhecimento
(POZO, 2000). Nesse sentido, vários autores defendem a utilização de TDC em aulas de
ciências para facilitar a aprendizagem significativa por parte do aluno, aproximando os
conteúdos escolares do contexto social em que vivem os alunos (AZEVEDO, 1999;
TERRAZZAN, 2000; CHAVES, 2002; ALMEIDA; BABICHAK; SILVA, 2000; RICON;
ALMEIDA, 1991).
Outro aspecto importante a ser destacado é que os TDCs estimulam ao
questionamento, à crítica, e até mesmo, conforme os objetivos de ensino, à produção
escrita. De acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio
18
(BRASIL, 1997), a produção da linguagem escrita de um aluno deve ser um processo
permanentemente desenvolvido e melhorado durante todo o período de escolarização do
aluno. No entanto, à medida que cresce a escolaridade de um aluno sua produção de texto
diminui (TEIXEIRA, 2004). Muitos alunos não se sentem estimulados a escrever, pois o
professor cria o hábito de escrever tudo o que eles necessitam, de forma que eles se
desinteressam pela escrita de seus próprios textos, porque esperam do professor um
conteúdo pronto, um saber acabado (AZEVEDO; TARDELLI, 2004).
Assim, na medida em que os TDCs proporcionam uma aproximação com a realidade
por meio da discussão de conteúdos científicos/tecnológicos em aulas de ciências,
proporcionam o desenvolvimento do espírito crítico e reflexivo. Desse modo, além do
estímulo à leitura e à produção textual, os TDCs podem promover o aprendizado de
atitudes. Conforme Sarabia (2000, p.122), por atitudes entende-se “tendências ou
disposições adquiridas e relativamente duradouras a avaliar de um modo determinado um
objeto, pessoa, acontecimento ou situação e a atuar de acordo com essa avaliação”.
Além do TDC, a analogia é outro recurso didático que pode ser utilizado pelo
professor para auxiliar o aluno na compreensão de conceitos científicos (HARRISON;
TREAGUST, 1993; GLYNN, 2008), bem como no desenvolvimento de atitudes e
procedimentos em aulas de ciências (OLIVA et al., 2001; OLIVA, 2004). A analogia é um
instrumento do pensamento utilizado no processo de compreender algo de um domínio de
conhecimento novo a partir do que é familiar de outro domínio de conhecimento, em que
domínio é a rede conceitual que abrange o conhecimento novo e o conhecimento familiar
(OLIVA et al., 2001).
As analogias são importantes instrumentos tanto para o ensino, quanto para a
comunicação cotidiana e para a descoberta científica (MARTINS, 1998; DUARTE, 2005).
Um exemplo de analogia em descoberta científica foi apresentado por Rutherford para
explicar um novo modelo de átomo a partir de um arranjo experimental de espalhamento de
partículas alfa por finas folhas de várias substâncias, em que Rutherford assim se expressa
para explicar que algumas partículas incidentes defletiam de até 180º: “[...] Era tão
inacreditável como se você atirasse um obus de 15 polegadas sobre um pedaço de papel de
seda e ele voltasse e o atingisse” (EISBERG: RESNICK, 1979, p.127). Como exemplos de
uso de analogia no ensino de Física, têm-se (SILVA, 2006): no estudo de eletrostática, o uso
de vasos comunicantes como situação análoga para abordar processos de eletrização por
atrito; no estudo de dilação térmica, o uso de agitação mecânica de bolas de isopor
localizadas nos nós de uma rede elástica tridimensional como situação análoga para
abordar a agitação térmica das partículas ou átomos da rede cristalina de um sólido; para o
estudo de ondulatória, o uso de um “Ola!” em um estádio de futebol como situação análoga
19
para abordar uma onda em uma corda; e, no estudo de eletrodinâmica, o uso do sistema
circulatório/sanguíneo como situação análoga para abordar um circuito elétrico simples.
Uma analogia, conforme o trabalho de revisão feito por Duarte (2005, p.7), “é,
frequentemente, entendida como uma comparação baseada em similaridades entre
estruturas de dois domínios de conhecimentos diferentes, um conhecido e outro
desconhecido”. O domínio conhecido ou familiar tem recebido as denominações de
“análogo”, “fonte”, “base”, “veículo”, etc., enquanto o domínio desconhecido ou pouco
conhecido tem recebido as denominações de “alvo”, “meta”, “tópico”, “tema”, etc. Neste
trabalho, será utilizada a denominação de “alvo” para o domínio desconhecido ou pouco
conhecido, e de “análogo" para o domínio conhecido ou familiar.
Duarte ressalta que uma analogia não pressupõe a existência de uma igualdade
simétrica entre o alvo e o análogo, “mas antes uma relação que é assimilada a outra
relação, com a finalidade de esclarecer, estruturar e avaliar o desconhecido a partir do que
se conhece” (p.7). Assim, em uma analogia há semelhanças e diferenças entre análogo e
alvo. E é nesse sentido que este estudo também se alinha ao conceito de analogia
apresentado por Martins (1998): “Dois objetos de quaisquer tipos, A e B, são análogos, se
existem partes, propriedades ou relações semelhantes em A e B (isso é, se eles são
equivalentes sob alguns aspectos), e se, além disso, eles possuem alguma diferença”
(p.244).
Com isso, identificam-se os elementos de uma analogia como sendo o “alvo”, que é
o domínio que representa o desconhecido ou novo, o “análogo”, que é o domínio que
representa o conhecido ou familiar, e as “relações analógicas”, que são o conjunto de
relações que estabelecem semelhanças e diferenças entre os dois domínios e que permitem
a compreensão do domínio alvo (SILVA, 2006; GODOY, 2002).
Do ponto de vista do ensino, e por meio de um método apropriado para o seu uso
didático, a analogia pode auxiliar na aprendizagem significativa de conteúdos conceituais
(PÁDUA, 2003; GLYNN, 2008), ou seja, auxiliar no estabelecimento das relações analógicas
necessárias para a assimilação dos novos significados (o alvo) a partir do que é
previamente conhecido ou familiar ao aluno (o análogo). E, além de promover aprendizagem
de conceitos, a analogia auxilia na aprendizagem de procedimentos e promove a
aprendizagem de atitudes (OLIVA et al., 2001; OLIVA, 2004).
Uma das potencialidades da analogia no ensino de ciências naturais é facilitar a
compreensão e visualização de conceitos científicos abstratos a partir do análogo, conforme
a revisão de literatura feita por Duarte (2005). Em Física, há conceitos específicos que são
abstratos, como os conceitos de campo, de calor e de temperatura, que fazem parte do
currículo. Neste trabalho, os conceitos de calor e temperatura são os conceitos alvo a serem
estudados.
20
Com relação aos conceitos físicos de calor e temperatura, as pesquisas e a
experiência didática têm mostrado que a aprendizagem destes conceitos é dificultada pelas
concepções alternativas apresentadas pelos alunos tanto em nível médio como em nível
superior (LABURÚ et al., 2000); KÖHNLEIN; PEDUZZI, 2002; AMARAL: MORTIMER, 2001).
Do ponto de vista do professor, a importância de se conhecer as concepções prévias que
dificultam a aprendizagem de um determinado conceito facilita o trabalho de planejamento
didático e sua condução na sala de aula.
A partir dessas considerações, este estudo tem como o objetivo geral analisar o uso
de atividades baseadas em analogia e TDCs, em termos de aprendizagem e de prática
pedagógica, no ensino de Física em nível médio, especificamente no ensino de conteúdos
relacionados a calor e temperatura, em uma perspectiva de educação em CTS.
Essas intenções têm subjacentes a elas a suposição de que os recursos da analogia
e TDCs, além de exercer papel facilitador da aprendizagem significativa de conceitos no
ensino de ciências, também promovem a aprendizagem de procedimentos e atitudes em
uma perspectiva de educação que relaciona conteúdos científicos com tecnologia, questões
sociais e ambientais.
Nesse sentido, este estudo tem como finalidade contribuir com o ensino de ciências,
especificamente de Física, e a melhoria da prática pedagógica, a partir de discussões em
torno da seguinte questão: em que medida é efetivo o uso de atividades baseadas em
analogia e TDCs, em termos da aprendizagem de calor e temperatura e da prática
pedagógica, em uma perspectiva de educação em CTS?
Para explorar o problema proposto, questões subsidiárias são introduzidas para guiar
o estudo:
(a) quais são as relações de correspondência estabelecidas entre os conhecimentos
alvo e análogo;
(b) quais as limitações da analogia para o estudo de calor e temperatura;
(c) qual é a compreensão sobre os conceitos de calor e temperatura;
(d) quais são as dificuldades na aprendizagem dos conceitos de calor e temperatura;
(e) quais são as relações entre ciência, tecnologia e temáticas sociais construídas a
partir da leitura;
(f) qual é o papel da professora-pesquisadora na condução das atividades de
aprendizagem.
21
1.3
PLANO DA DISSERTAÇÃO
Esta dissertação é composta de 6 capítulos e 1 apêndice, cuja apresentação e
conteúdo têm o seguinte plano:
O Capítulo 1, “Introdução”, apresentou a minha trajetória profissional e a perspectiva
pedagógica que se insere esta dissertação como resultado desta trajetória. Neste capítulo
ainda são introduzidas as intenções do estudo e sua justificativa, especificamente, o objetivo
geral, a hipótese de trabalho, a finalidade, a questão norteadora do estudo, e as questões
subsidiárias como guia do estudo.
O Capítulo 2, “Fundamentos Teóricos e Revisão de Literatura”, apresenta a tipologia
dos conteúdos da aprendizagem, a evolução da terminologia e dos conceitos sobre calor e
temperatura, as dificuldades da aprendizagem destes conceitos que são reportadas na
literatura, a perspectiva de educação em CTS que delineia esta dissertação, os modelos de
ensino utilizados.
O Capítulo 3, “A Unidade Didática Calor e Temperatura”, apresenta o projeto do
produto educacional desenvolvido.
O Capítulo 4, “Procedimentos Metodológicos”, apresenta a concepção metodológica
para análise das atividades desenvolvidas.
O Capítulo 5, “Implementação das Atividades Baseadas em Analogia e TDC”,
apresenta o resultado da implementação das atividades didáticas desenvolvidas.
O Capítulo 6, “Considerações Finais”, apresenta as considerações finais, envolvendo
o objetivo geral e as questões que nortearam o estudo.
22
2
FUNDAMENTOS TEÓRICOS E REVISÃO DE LITERATURA
2.1
TIPOLOGIA DOS CONTEÚDOS
Esta dissertação segue a proposta de classificar os conteúdos curriculares em
conteúdos conceituais, procedimentais e atitudinais, primeiramente proposta por César Coll
em 1983 (1983 apud ZABALA, 1998) pela possibilidade de interpretar acontecimentos da
sala de aula em termos das aprendizagens pretendidas. Nessa proposta, o termo conteúdo
é utilizado de modo abrangente, não se referindo unicamente ao que se deve aprender em
termos de capacidades cognitivas, mas também às aprendizagens que possibilitam o
desenvolvimento das outras capacidades.
Aqui serão apresentados, de forma breve, os conteúdos da aprendizagem,
conceituais, procedimentais e atitudinais, como discutidos por Zaballa (1998), Pozo (2000),
Coll e Valls (2000), e Sarabia (2000), dentro de uma perspectiva de aprendizagem
ausubeliana (AUSUBEL, 2003).
2.1.1 Conteúdos conceituais
Com relação aos conteúdos conceituais, Pozo (2000) os refere a fatos/dados e a
conceitos. A aprendizagem de dados/fatos consiste em uma cópia literal de informações que
devem ser lembradas ou reconhecidas de modo literal, é alcançada por repetição, adquirida
de uma só vez e esquecida rapidamente se não houver revisão (Pozo, 2000). Como
exemplos de fatos/dados, tem-se que a água pura entra em ebulição à temperatura de
100oC e à pressão de 1atm, ou que o cobre é um bom condutor de eletricidade, ou ainda,
que o cobre é um bom condutor térmico.
Com relação à aprendizagem de conceitos, esta consiste na relação com
conhecimentos anteriores, é alcançada pela compreensão, é adquirida gradativamente e
esquecida mais lenta e gradativamente (idem, ibidem).
Assim, a “aquisição de dados e fatos baseia-se na memorização, enquanto a
compreensão de conceitos deve ser significativa” (idem, ibidem, p.27). Com isso, o ensino
de dados/fatos novos pode ser efetivado sem conhecimentos previamente existentes na
estrutura cognitiva dos alunos que facilite a organização do novo conhecimento para dar-lhe
sentido, enquanto que a aprendizagem de conceitos não é levada a cabo sem os
conhecimentos que os alunos que já possuem na sua estrutura cognitiva (idem, ibidem).
Segundo Pozo (2000), as duas aprendizagens podem ser complementares e não
dicotômicas, ficando a aquisição de fatos/dados facilitada pela construção de significados
sobre estes dados/fatos. No entanto, para que isso se efetive, ou seja, para “que os dados e
23
os fatos adquiram significado, os alunos devem dispor de conceitos que lhes permitam
interpretá-los” (p.21).
Para os exemplos citados, aprender que o cobre é bom condutor de eletricidade
pode ser facilitado pelo conhecimento de que o cobre metálico tem elétrons livres na sua
rede cristalina que, mediante uma diferença de potencial, imprime um movimento líquido a
estes elétrons, resultando em corrente elétrica. Ser o cobre um bom condutor térmico pode
ser mais facilmente compreendido tanto pelo movimento dos elétrons através da rede
cristalina do metal quanto pelo movimento vibratório dos átomos desta rede, ambos
transmitindo energia térmica ao longo do metal. No entanto, para os dois exemplos citados,
é necessário que o aluno já domine alguns conhecimentos, como os conceitos de diferença
de potencial, corrente elétrica, rede cristalina e energia térmica.
Dentre os conceitos científicos que os alunos devem aprender ou dispor, distingue-se
os conceitos específicos e os conceitos estruturantes/princípios (Pozo, 2000). Os conceitos
específicos seriam os conceitos que comumente estão presentes na estrutura curricular,
como os conceitos de velocidade, força, calor, temperatura, diferença de potencial, corrente
elétrica, entre outros. Os princípios, por outro lado, “seriam conceitos muito gerais, de alto
nível de abstração, que costumam ser subjacentes à organização conceitual de uma área,
embora nem sempre se tornem explícitos o suficiente” (p.25), tais como os princípios de
conservação em Física (princípio de conservação da carga, princípio de conservação do
momento linear, princípio de conservação do momento angular, entre outros), que devem
ser dominados para que conceitos específicos sejam compreendidos.
Pozo ainda aponta que um conceito científico não é um elemento isolado, mas está
relacionado a outros conceitos científicos “de forma que o seu significado provém, em
grande parte, das relações significativas estabelecidas com esses outros conceitos“ (p.22).
Para “aprender um conceito é necessário, então, estabelecer [...] relações significativas com
outros conceitos (p.22).
2.1.2 Conteúdos procedimentais
Conteúdos procedimentais, segundo Coll e Valls (2000, p.77), fazem parte integrante
da aprendizagem das ciências e se referem a ações ou passos realizados de forma
ordenada, orientados para a consecução de uma meta, de uma finalidade. A aprendizagem
de procedimentos está associada à capacidade de saber fazer, de saber agir de forma
eficaz, visando um fim bem determinado. Coll e Valls (2000, p.96) enfatizam que a
aprendizagem significativa de procedimentos se dá de forma progressiva e gradual, e que o
aperfeiçoamento da sua atuação possibilita o seu uso em situações novas e mais
complexas.
24
Segundo esses autores, o que hoje se convencionou chamar de procedimentos
sempre foi utilizado no sentido de destrezas ou habilidades (motoras, mentais,
instrumentais, etc.), técnicas ou métodos (de laboratório, de estudo, de leitura, de escrita,
etc.), e estratégias (de aprendizagem, cognitivas, etc.). Fazem parte dos conteúdos
procedimentais a elaboração de gráficos, a resolução de problemas, a interpretação de
textos, a redação de textos, a construção de relações, a construção de analogias, entre
outros.
No caso específico do uso de analogia na aprendizagem dos conceitos de calor e
temperatura, como proposto no presente estudo, é necessário que o aluno também domine
o aspecto procedimental na consecução dos passos da construção da analogia, como por
exemplo, o conjunto de passos apresentado no modelo de ensino baseado em analogia
TWA modificado (seção 2.5.2.1). A aprendizagem dos referidos conceitos também envolverá
a aprendizagem dos procedimentos de raciocínio do processo analógico. De forma geral, a
aprendizagem de procedimentos que se faz conjuntamente a outros conteúdos, como
conteúdos conceituais e atitudinais, faz parte de uma aprendizagem integral e é necessária
para uma aprendizagem significativa, como ressaltam Coll e Valls (2000, p.99).
2.1.3 Conteúdos atitudinais
No caso dos hábitos, que segundo esses autores parece se referir mais a conteúdos
procedimentais, também se reconhece a aprendizagem conjunta de outros conteúdos, como
os conteúdos atitudinais. Nesse sentido, no caso do uso de textos de divulgação científica
para aprendizagem de conceitos, que também é um recurso proposto no presente estudo
para o estudo dos conceitos de calor e temperatura, os hábitos revelam valores e condutas
importantes a serem valorizados no ensino de ciências, e fazem parte do presente estudo.
As atitudes têm caráter de coerência e estabilidade, e seguiu a definição apresentada
por Sarabia (2000, p.122) na primeira parte desta Dissertação, no Capítulo da Introdução,
como “tendências ou disposições adquiridas e relativamente duradouras a avaliar de um
modo determinado um objeto, pessoa, acontecimento ou situação e a atuar de acordo com
essa avaliação”. São exemplos de atitudes a participação em aula, o respeito aos colegas, o
respeito ao meio ambiente, a atitude de diálogo e debate, a socialização, entre outros.
Segundo esse mesmo autor, a formação e a mudança de atitude está associada a
três outros conceitos: valores, normas e juízos. Os valores são definidos como “princípios
éticos com respeito aos quais as pessoas sentem um forte compromisso emocional e que
empregam para julgar as condutas”, e dessa forma, “transcende a situação concreta na qual
se encontra a pessoa que realiza a avaliação” (p.127). As normas ou regras sociais são
definidas como “padrões de conduta compartilhados pelos membros de um grupo social”
25
(idem, ibidem, p.128). São expectativas compartilhadas pelos membros do grupo e para os
quais sanções sociais são imputadas ao seu descumprimento. Já os juízos de valor podem
ser entendidos como os julgamentos realizados a partir da valoração de condutas.
Para finalizar esta breve descrição da tipologia dos conteúdos, é importante dizer que
o planejamento de ensino de atitudes deve estar em consonância com valores e normas
encontrados na escola e nas orientações gerais para o ensino da área específica.
2.2
TEORIA DA APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA DE AUSUBEL
2.2.1 Aprendizagem significativa como um processo
A aprendizagem significativa, segundo Ausubel (2003, p.71), é um processo
relacional que envolve a aquisição de novos significados. Os novos significados são os
produtos finais da aprendizagem (p.71) e se adquirem por meio da interação entre os novos
conhecimentos do material de aprendizagem e os conhecimentos anteriormente
apreendidos (p.106). É um processo relacional no sentido que os novos conhecimentos se
relacionam, de forma não arbitrária e não literal, ao que já se sabe, e o produto desta
interação é o surgimento dos novos significados (p.71).
Segundo Ausubel (p.81), a eficácia da aprendizagem significativa como um
mecanismo de armazenamento e transformação dos conhecimentos é, sobretudo, devida a
duas características deste tipo de aprendizagem: a não arbitrariedade e o caráter não literal
da relação entre o material de aprendizagem e os conhecimentos relevantes que estão
ancorados ou estabelecidos na estrutura cognitiva. Relacionar de forma não arbitrária o
material de aprendizagem com as ideias que os alunos já possuem lhes possibilita
explorar, de forma eficaz, os conhecimentos que já possuem como uma
matriz ideal e organizacional para a incorporação, compreensão, retenção e
organização de grandes conjuntos de novas ideais. É a própria não
arbitrariedade deste processo que lhes permite utilizar os conhecimentos
adquiridos anteriormente como verdadeiros critérios para interiorizar e
tornar compreensíveis vastas quantidades de novos significados de
palavras, conceitos e proposições, com relativamente pouco esforço e
poucas repetições (p.81). Devido a este fator de não arbitrariedade, o
significado potencial de novas ideias como um todo pode relacionar-se a
significados estabelecidos na estrutura cognitiva (conceitos, fatos e
princípios) como um todo para produzirem novos significados. Por outras
palavras, a única forma possível de se utilizarem ideias anteriormente
apreendidas na transformação (interiorização) de novas ideias é
relacionando as últimas, de forma não arbitrária, às primeiras. As novas
ideias, que se tornam significativas, também alargam, por sua vez, a base
da matriz de aprendizagem (p.81).
26
Essa teoria tem importantes implicações para o planejamento didático (MOREIRA,
1983). Ao planejar o ensino, o professor deve partir do que o aluno já sabe, identificando
conceitos e proposições mais relevantes do conteúdo e organizar estes conteúdos para
facilitar a assimilação pelo aprendiz (MOREIRA, 1983, p.57). Precisa, então, o professor
identificar quais são os conceitos e proposições que servem de ancoradouro para o
conteúdo que deseja ensinar e, em um passo seguinte, ter clareza sobre o que os alunos já
sabem relacionados a este conteúdo, pois este conhecimento será o alicerce para o novo
conhecimento (MOREIRA, 1983, p.58). Segundo o autor, cabe também ao professor utilizar
estratégias e recursos que facilitem a assimilação do conteúdo pelo aprendiz (MOREIRA,
1983, p.19), de tal forma que o novo conhecimento possa ser relacionado ao conhecimento
prévio que é relevante para a nova aprendizagem. Isso será discutido a seguir.
2.2.2 Condições para aprendizagem significativa
2.2.2.1 Os conhecimentos prévios e a predisposição para aprender
Nesta teoria, o aluno é visto como um ser ativo, que possui informações e
experiências prévias que são fundamentais para a construção de novos significados.
Ausubel (2003, p.75) destaca que o fator mais importante que vai influenciar na
aprendizagem de novos significados é aquilo que o aluno já sabe de relevante e que pode
ser relacionado com os novos significados de forma não arbitrária e não literal. Ausubel
denomina esses conhecimentos prévios, relevantes para a nova aprendizagem, de
subsunçores, que vão servir de âncora ou suporte para as novas aprendizagens. Moreira
(1983, p.15) destaca que novas “ideias e informações podem ser aprendidas e retidas na
medida em que os conceitos relevantes e inclusos estejam adequadamente claros e
disponíveis na estrutura cognitiva do indivíduo e sirvam, dessa forma, de ancoradouro às
novas ideias e conceitos”.
Para que ocorra aprendizagem significativa o aluno deve manifestar intenção de
compreender, uma disposição para relacionar os novos conhecimentos de forma não
arbitrária e não literal aos conhecimentos já aprendidos. Assim, mesmo que uma proposição
seja potencialmente significativa, se o aluno tem a intenção de memorizá-la de forma
arbitrária e literal, como uma série de palavras relacionadas de modo aleatório, tanto o
processo de aprendizagem como os resultados do mesmo serão mecânicos.
No entanto, não é suficiente o aluno estar disposto para aprender significativamente,
pois, segundo Ausubel (2003), tanto o processo quanto o resultado da aprendizagem
possivelmente não serão significativos se a tarefa de aprendizagem não é potencialmente
significativa, ou seja, relacionável com a estrutura cognitiva de uma forma não arbitrária e
27
substantiva. Assim, os novos conhecimentos a serem aprendidos devem ser potencialmente
significativos para o aluno. Essa condição é discutida a seguir.
2.2.2.2 As condições do material de aprendizagem
Na aprendizagem significativa, os alunos devem assimilar os conteúdos de maneira
ativa, integradora e crítica para que estes conteúdos lhes possibilitem compreender o
mundo que os cerca. Frente às dificuldades encontradas para aprender significativamente
os conteúdos ensinados na escola, novas formas e materiais adequados devem ser
encontrados para ensinar os conteúdos de maneira eficaz (AUSEUBEL, 2003, p.33).
Na aprendizagem significativa, “o material de instrução é apenas potencialmente
significativo” (AUSUBEL, 2003, p.78). Assim, é condição para que ocorra aprendizagem
significativa que os novos conhecimentos sejam potencialmente significativos, ou seja,
devem ser passíveis de serem postos em relação inteligível com as estruturas previas que o
aluno já possui. Com isso, além dos conhecimentos prévios e da predisposição para
aprender, é condição para a ocorrência da aprendizagem significativa que o material de
aprendizagem seja potencialmente significativo, ou seja, que o material seja lógico, que faça
sentido para o aluno.
Por meio de material potencialmente significativo, e métodos apropriados que
permitam conhecer o que o aluno já sabe e o predisponham à aprendizagem, é possível
facilitar, influenciar a estrutura cognitiva do aprendiz. A clareza com que o aprendiz externa
os conteúdos está relacionada com a eficiência do material e dos métodos de ensino.
2.3
O MODELO DOS TRÊS MOMENTOS PEDAGÓGICOS E A PERSPECTIVA DE
EDUCAÇÃO EM CIÊNCIA-TECNOLOGIA-SOCIEDADE
2.3.1 O modelo dos Três Momentos Pedagógicos (TMP)
O modelo TMP é um modelo de ensino que estrutura a ação didática em três
momentos pedagógicos, como proposto por Demétrio Delizoicóv e José André Angotti
(DELIZOICÓV; ANGOTTI, 1991; DELIZOIKOV et al., 2007). A unidade didática que foi
desenvolvida neste estudo (Capítulo 3) é estruturada de modo que os assuntos foram
desenvolvidos segundo um modelo ou uma dinâmica básica constituída de três momentos
conhecidos como os Três Momentos Pedagógicos (TMP), a saber: Problematização Inicial
(PI), Organização do Conhecimento (OC) e Aplicação do Conhecimento (AC).
Nesse modelo, o momento PI propõe um conjunto de questões e/ou situações
problematizadoras pertinentes aos assuntos para discussão com os alunos, que pode, por
28
exemplo, ser mediado pelo uso de um texto de divulgação científica (TDC). A partir da
discussão, busca-se identificar o que os alunos conhecem sobre o assunto, como proposto
pela aprendizagem significativa de Ausubel (2003), bem como seu posicionamento crítico
sobre o assunto. Para isso, a postura do professor estará mais voltada para levantar
questionamentos e levar o aluno a pensar e expor sobre os assuntos a serem abordados do
que fornecer explicações. Em síntese, este momento visa motivar os alunos na busca por
outros conhecimentos que ainda não dominam para a compreensão de problemas do seu
interesse e/ou da sua realidade.
Para o momento pedagógico OC tratam-se dos conhecimentos necessários ao
desenvolvimento e compreensão dos conteúdos da aprendizagem sob orientação do
professor. Atividades diversas podem ser propostas neste momento, incluindo resolução de
exercícios para a apropriação dos conhecimentos.
O momento pedagógico AC destina-se a utilização dos conhecimentos construídos
pelos alunos para interpretar novas situações bem como as situações problematizadoras
inicialmente levantadas, procurando situar o grau de compreensão conseguido para a
resolução das mesmas. Diversas atividades podem ser realizadas neste momento, em que
as situações a serem estudadas estarão, preferencialmente, relacionadas à realidade, e
que possam ser compreendidas utilizando-se basicamente de conceitos, modelos, leis e
teorias. É, pois, este momento, mais para capacitar os alunos no emprego dos
conhecimentos, sua generalização e articulação com outros conhecimentos e novas
situações. Este momento pode suscitar a necessidade de aprofundamento dos estudos
abrindo-se para nova temática, ou seja, para o desenvolvimento de um novo material de
ensino.
2.3.2 A perspectiva de educação em Ciência-Tecnologia-Sociedade (CTS)
A perspectiva de educação em CTS teve suas origens na década de 1960 e 1970,
causando profundas mudanças no cenário dos países europeus e da América do Norte,
vindo mais tarde refletir-se no mundo de uma forma geral. Esse movimento teve como
origem questionamentos em torno da ciência e da tecnologia, com relação às armas
nucleares e químicas, agravamento dos problemas ambientais e seus impactos na vida das
pessoas. A partir desses questionamentos, começaram a surgir organizações em prol de
uma educação científica e tecnológica.
Muitos dos estudos hoje desenvolvidos levantam questionamentos em relação à
forma como o ensino das várias disciplinas vem sendo apresentado (AULER, 2001;
SANTOS e MORTIMER, 2002). Um enfoque abstrato, quantitativo, rigoroso, no dia a dia de
29
sala de aula, um caráter demasiado acadêmico e distante das experiências dos alunos,
dificulta a preparação do aluno como cidadão crítico no seu contexto social.
As discussões sobre as relações entre ciência, tecnologia e sociedade com vistas ao
ensino têm como objetivo formar indivíduos para o exercício da cidadania (SILVA et al.,
1999). Por isso, a perspectiva CTS se insere no ensino fundamental e médio, pois são
nestes níveis de ensino que se dá esse tipo de formação (AULER; BAZZO, 2001).
Devido às circunstâncias em que a perspectiva CTS surgiu, e também a seus
objetivos para com a sociedade, verificou-se a importância de levá-lo para a sala de aula
com o intuito de possibilitar a compreensão da dimensão social da ciência e da tecnologia,
numa visão crítico-reflexiva (AULER; BAZZO, 2001). Para Garcia et al. (1996), é possível
Através desses estudos, compreender a dimensão social da ciência e da
tecnologia, tanto do ponto de vista de seus antecedentes sociais como de
suas conseqüências sociais e ambientais, ou seja, tanto no que diz respeito
aos fatores de natureza social, política ou econômica que modulam a
mudança científico-tecnológica, como pelo que concerne às repercussões
étnicas, ambientais ou culturais dessa mudança. (p.60)
A perspeciva CTS desse modo ganhou espaço no contexto educacional com o
objetivo de promover o letramento científico-tencnológico que ultrapasse conteúdos
isolados, incluso no currículo dos alunos, sem a devida contextualização com a realidade do
aluno. Para Waks (apud SANTOS, 2001),
O propósito da educação CTS é promover o letramento em Ciência e
Tecnologia, de maneira que se capacite o cidadão a participar no processo
democrático de tomada de decisões e se promova à ação cidadã
encaminhada à solução de problemas relacionados à tecnologia na
sociedade industrial. (p.97)
Segundo Pinheiro et al. (2007), a perspectiva CTS poderá permitir um trabalho
conjunto com as várias disciplinas que compõem o currículo, desenvolvendo um trabalho
que possa levar o aluno a compreender a influência da ciência e da tecnologia, e a interação
entre elas. Essa afirmação encontra respaldo nas várias competências apontadas nos
Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio (BRASIL, 1999), distribuídas entre suas
três áreas: Linguagens, códigos e suas tecnologias, Ciências da natureza, matemática e
suas tecnologias, e Ciências humanas e suas tecnologias.
Claramente aparece, nas áreas citadas, a importância de formar um aluno que seja
cidadão de um mundo simbólico e letrado, envolvido por tecnologias; da relação entre o
conhecimento científico-tecnológico, a vida social e produtiva e os aspectos relacionados ao
contexto da vida social; as questões ambientais relativas à qualidade de vida e a saúde; as
questões éticas relacionadas às ciências (AULER, 2003). Em uma sociedade tecnológica,
as linguagens são muitas e só conseguirá ler o mundo aquele que tiver os olhos críticos e
30
reflexivos, ou seja, aquele que souber ouvir, responder e questionar pelo poder de
argumentar em favor dos interesses sociais (AULER; DELIZOICOV, 2001).
Segundo Pinheiro et al. (2007), os Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino
Médio apontam da mesma forma que não basta ter o conhecimento sobre a ciência e a
tecnologia e entender sua linguagem, é preciso ter princípios de ação cidadã, entendendo a
sociedade como uma construção coletiva, que se constroem continuadamente. Nessa
perspectiva, entende-se que é necessário possibilitar aos alunos uma alfabetização contínua
para capacitá-los a participar do processo democrático de tomada de decisões, promovendo
a ação cidadã, encaminhada à solução de problemas relacionados à sociedade na qual eles
estão inseridos.
O enfoque CTS ainda não se encontra presente nos currículos escolares no Brasil, o
que, em parte, se deve a questões históricas e sociais que fizeram e ainda fazem com que
as instituições responsáveis pelo planejamento didático no âmbito escolar tenham uma
concepção positivista sobre as questões científico-tecnológicas, que inevitavelmente se
reflete no currículo e nas relações entre professores e alunos (BAZZO, 1998). A postura
positivista é responsável por uma relação entre professor e aluno extremamente rígida, pois
estando o conhecimento já perfeitamente estruturado, não se considerariam ações
problematizadoras, que poderiam ser utilizadas como estímulo para a construção do
conhecimento dos alunos.
De acordo com Osório (2002),
O enfoque educativo em CTS tanto recupera os espaços críticos dessa
relação conjunta ao desenvolver as aplicações e os fins do desenvolvimento
cientifico-tecnológico em um emaranhado social, político e ambiental, quanto
se nos apresenta como um campo de análise propicio para o entender e
educar o fenômeno tecnocientífico. (p.64)
Decorrente disso, o ensino-aprendizagem passará a ser entendido como a
possibilidade de despertar no aluno a curiosidade, o espírito investigador, questionador e
transformador da realidade; emerge daí a necessidade de buscar elementos para a solução
de problemas que fazem parte do cotidiano do aluno, ampliando o conhecimento para
utilizá-lo nas soluções dos problemas coletivos de sua comunidade e da sociedade (AULER,
2002).
No capítulo da área de conhecimento das ciências naturais, matemática e suas
tecnologias dos documentos Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio (BRASIL,
1997), há uma nítida proposição curricular com enfoque CTS, que surge com a
denominação de contextualização com várias recomendações e proposições de
competências que inserem a ciência e suas tecnologias em um processo histórico, social e
cultural, e a discussão de aspectos políticos e éticos no mundo contemporâneo.
31
Para Pinheiro et al. (2007), com o enfoque CTS a própria concepção de ciência e
tecnologia se transforma; o conhecimento científico passa a ser entendido como produção
do homem na constante luta pela superação de suas dificuldades, na interpretação dos
fenômenos, na solução dos problemas que afetam a sociedade, enfim, na busca de
melhores condições de vida.
Os PCN+ foram um dos principais incentivos sobre o ensino das tecnologias, e da
abordagem e seqüência dos conteúdos de Física trabalhados nas escolas. A defesa da
relação entre a ciência e tecnologia está presente em todo o documento, pois uma de suas
principais posições é a atualização do ensino da ciência e a possibilidade de servir de
instrumento de cultura e de compreensão do mundo contemporâneo por parte dos alunos.
Para a Física, uma das competências no campo da contextualização sócio cultural é
“compreender o conhecimento cientifico e tecnológico com resultados de uma construção
humana inseridos em um processo histórico e social” (BRASIL, 2002, p.32). De fato, esse
documento incorpora muitas discussões que tomaram lugar no movimento CTS, e que
desencadearam inclusive a elaboração de materiais didáticos com diferentes abordagens
dos conteúdos de Física e da tecnologia.
O propósito de levar a sala de aula às discussões sobre as relações existentes entre
ciência, tecnologia e sociedade, tanto no ensino fundamental quanto no ensino médio, vem
sendo defendido por meio dos PCN's como forma de educação tecnológica a qual não seria
voltada para a confecção de artefatos, mas para a compreensão da origem e do uso que se
faz destes artefatos na sociedade atual. Dessa forma, é importante discutir com os alunos
os avanços da ciência e tecnologia, suas causas, conseqüências, os interesses econômicos
e políticos, de forma contextualizada, enfatizando que a ciência é fruto da criação humana.
Por isso, ela está intimamente ligada à evolução do ser humano, desenvolvendo-se
permeada pela ação reflexiva de quem sofre/age as diversas crises inerentes a esse
processo de desenvolvimento.
2.3.3 O modelo TMP e a perspectiva de educação em CTS
O modelo TMP de Delizoikov e Angotti tem inspiração freireana, a qual enfoca uma
educação problematizadora ou dialógica entre o homem e a realidade que o cerca. Nesta
concepção de educação, “a experiência existencial do educando é o ponto de partida da [...]
que o considera num contexto de vida (numa realidade) passível de ser conhecido e
modificado” (DELIZOIKOV, 1983, p.86). O aluno é, então, visto como “sujeito da ação
educativa, e não como objeto passivo desta” (p.85).
Neste prisma dialógico, a educação problematizadora se caracteriza como aquela
“realizada com o aluno e não sobre o aluno, uma vez que é inerente à dialogicidade o
32
dialogar com alguém, e mais ainda, sobre alguma coisa” (p.86, grifos do autor). Para isso,
uma condição necessária “é que se parta daquilo que é familiar ao aluno, pois só desta
forma ele poderá participar efetivamente desse diálogo” (p.86). Essa perspectiva de partir
daquilo que o aluno já sabe é evocada pela aprendizagem significativa, como proposta por
Ausubel (2003).
Segundo Paulo Freire, o diálogo entre educador e educando, é o aspecto
fundamental para a problematização de situações reais vividas pelo educando. Ele defende
que é preciso fazer com que os educandos desenvolvam seu poder de captação e
compreensão do mundo que lhes aparece, em suas relações com ele não mais como uma
realidade estática, mas como uma realidade em transformação, em processo (FREIRE,
2002). Nesta abordagem por temas problematizadores, como sugeridos por ele, incorporamse possibilidades de tratamentos interdisciplinares aos problemas tratados na sala de aula
como forma de compreensão dos mesmos e de possíveis soluções.
É nesse sentido que acreditamos que a perspectiva de educação CTS se insere
como um elo articulador entre os conteúdos a serem aprendidos na sala de aula e a
realidade do aluno, que metodologicamente pode ser trabalhada com o modelo TMP.
2.4
TEXTO DE DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA E ANALOGIA NO ENSINO DE CIÊNCIAS
2.4.1 Texto de divulgação científica no ensino de ciências
Ao usar um TDC em uma aula em que o professor esteja discutindo com seus alunos
conteúdos relacionados aos conhecimentos científicos, é importante que o professor tenha
claro quê tipo de texto está oferecendo aos seus alunos e quais usos e funções sociais este
texto demanda de modo que as propostas de atividades possam ser mais significativas
possíveis para os alunos. Isso se aproxima do que dizem os Parâmetros Curriculares
Nacionais, volume 4, sobre Ciências Naturais (Brasil, 1997),
É importante que o aluno possa ter acesso a uma diversidade de textos
informativos, pois cada um deles tem estrutura e finalidades próprias. Trazem
informações diferentes, e muitas vezes divergentes, sobre um mesmo
assunto, além de requererem domínio de diferentes habilidades e conceitos
para sua leitura. (p.124)
Segundo Chaves (2002), o uso dos TDCs como recurso didático mediador nas
interações escolares é pouco utilizado hoje pelos professores da rede pública e privada no
desenvolvimento das atividades didáticas. Outro dado também observado por esta autora é
que poucos trabalhos em pesquisa sobre o uso de TDCs como recurso mediador das
33
interações escolares tem sido desenvolvido com o objetivo de contribuir para uma educação
de melhor qualidade.
O trabalho desenvolvido por Chaves (2002) teve como objetivo avaliar as
possibilidades e perspectivas para a introdução de física moderna e contemporânea na
escola média tendo como recurso didático textos de divulgação científica, numa perspectiva
de alfabetizar cientificamente os sujeitos para a formação do cidadão. Segundo esta autora,
(p.42) para que atividades com o uso de TDCs sejam desenvolvidas em sala de aula é
preciso mudar radicalmente as práticas habituais de ensino aprendizagem, e que boa
parcela dos professores não estão devidamente capacitados para tal mudança em suas
práticas escolares e nem conscientizados desta situação. Além disso, os professores que
lecionam Física no ensino médio, não possuem o hábito de realizar leituras e explorar
materiais de divulgação, por isso não se sentem capacitados a trabalhar este tipo de
material. Além do mais, existe a concepção de que leitura, sejam elas de textos didáticos ou
não, são ou devem ser trabalhados apenas pelos professores das áreas de línguas. A
pesquisadora também ressalta que muitos professores ainda não se deram conta da
importância e necessidade de exploração de materiais deste tipo em sala de aula, no
sentido de atualizar os conteúdos por eles trabalhados bem como atender os anseios dos
alunos e da sociedade em geral.
Para Silva e Cruz (2004), em estudo sobre a viabilidade de uso de revistas de
divulgação cientifica como elemento motivador para discussões sobre as relações entre
Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS), elaboraram um instrumento de análise para
identificar características relativas a este enfoque nos TDCs, de forma que estes pudessem
subsidiar a realização de atividades sobre a interação CTS no ensino médio. O olhar dos
autores para os TDCs foi balizado por quatro dimensões, a saber: científica, tecnológica,
social e da interação CTS. Com isso, os autores buscaram oferecer ao professor um
instrumento que possibilitasse a identificação dessas características no(s) texto(s)
escolhido(s) para a sua utilização em sala de aula.
Salém e Kawamura (1996) ressaltam que os textos de divulgação apresentam uma
diversidade de abordagens (ênfase na história e filosofia da ciência, nos procedimentos da
ciência, nas aplicações, na ciência do dia a dia, etc.) e de recursos (poemas, canções,
experiências de pensamento, clássicos da literatura, ilustrações, etc.). As linguagens dos
textos são marcadas pela ausência do formalismo matemático, pelo uso de analogias e
metáforas, pelo convite a reflexão e pelo apelo à curiosidade. A imagem de ciência é em
geral, explicita, delineando uma intenção de desmistificação do conhecimento científico
(através de uma concepção de Física como cultura e atividade intelectual humana, acessível
e compreensível potencialmente por todos).
34
Nessa mesma linha, Gabana e Terrazan (2003), desenvolveram um estudo sobre o
uso de atividades didáticas com TDCs em sala de aula, visando melhorar a qualidade das
discussões sobre assuntos referentes à ciência e tecnologia e também apresentar
alternativas ao uso do texto didático nas aulas de Física do ensino médio. Através desse
estudo, os autores desenvolveram um guia de sugestões para a elaboração e
implementação, no espaço da sala de aula, de atividades didáticas com a utilização de texto
de divulgação.
Assis e Teixeira (2003) também apresentam reflexões sobre o uso de textos, desde
os alternativos até os didáticos (incluindo os de divulgação) em aulas de Física, as autoras
destacam que o uso de textos possibilita o contato do aluno com informações utilizadas
sobre ciência e tecnologia, tornando o conhecimento científico mais significativo para o
aluno, e formando-os para uma ação social mais responsável e atuante.
Costa (2008), em seu trabalho relacionado à alfabetização científica sobre a sua
importância na educação de jovens e adultos, teve como objetivo resgatar algumas
contribuições de pesquisas relevantes no ensino de ciências dos últimos dez anos
desenvolvidas por pesquisadores nacionais e internacionais, e perceber como essas
questões podem ajudar no ensino de ciências na educação de jovens e adultos. Para a
realização desse trabalho, o autor se apóia em alguns trabalhos essenciais, tais como
Bazzo (1998), Auler e Bazzo, (2001), Angotti e Auth (2001), Gil-Pérez et al., (2001),
Carrascosa et al., (2006), Santos, (2007), Praia, Gil-Pérez e Vilches, (2007), Muenchen e
Auler, (2007), entre outros. Nesse sentido, Costa (2008) demonstra uma preocupação em
formar sujeitos capacitados para tomada de decisões no meio social, político e econômico.
O autor declara ainda, que o estudo apurado e sistemático dos conceitos científicos em
ensino de ciências (Física, Química e Biologia) e Matemática, são elementos essenciais
para que os cidadãos possam compreender e interagir no mundo científico e tecnológico. O
autor declara, ainda, que é relevante estar atento às mudanças do mundo científico, ou seja,
conhecer o que está sendo desenvolvido para questionar suas conseqüências no futuro.
Isso permite que algo que antes não existia passa a fazer parte de nossa realidade. Por
isso, segundo o autor, modelos e teorias científicas permitem não apenas explicar o
comportamento do mundo natural, mas também criar novas realidades e desenvolver novas
tecnologias que transformam o mundo natural.
Maia e Monteiro (2008), em seu trabalho sobre ciência, tecnologia e sociedade como
instrumento para formação docente, sugere uma proposta para implementação de formação
de professores através da abordagem CTS, visando uma preparação que abranja as
necessidades de nossa sociedade pós-moderna e globalizada, ante o deslanchar das novas
tecnologias educacionais e das modificações que o desenvolvimento científico induz na
sociedade. Os autores também propõem alternativas que potencializam a qualificação dos
35
professores na área de ciências naturais com o objetivo de preparar melhor o docente
através de atividades que pressuponham uma metodologia dialética direcionada a uma
práxis transformadora contribuindo para um significativo avanço na educação.
2.4.2 Analogia no ensino de ciências
Desde o inicio da história registrada, analogias têm sido usadas por crianças e
adultos como ferramentas na construção de conceitos (HARRISON; TREAGUST, 1993). No
entanto, o papel da analogia na aprendizagem transcende aos conteúdos conceituais. Oliva
(2004) enfatiza que as analogias constituem um recurso de potencial interesse no que diz
respeito à aprendizagem de procedimentos e atitudes científicas, além de meramente
conceitual.
Assim, a compreensão de conceitos, mediada pelo uso de analogias, exige que os
alunos interajam nas tarefas didáticas de certos tipos de atividades ou de conteúdos de
natureza procedimental, tais como comparar, relacionar conceitos entre si e representá-los
por meio de imagens e esquemas. Esses procedimentos estão explicitamente presentes nas
atividades didáticas com uso de analogias principalmente quando é solicitado aos alunos
que estabeleçam relações de semelhanças entre “partes” dos objetos ou situações,
presentes na situação analógica e identificar limites de validade das analogias.
Além do papel da analogia na aprendizagem de conceitos, procedimentos e atitudes,
é importante que se enfatize o caráter processual da construção da analogia. O processo
analógico envolve diversas tentativas de construir relações entre o alvo e o análogo, a partir
do que se julga ter em comum entre os dois domínios que se compara. É uma tarefa
complexa, em que as relações entre os dois domínios vão se remodelando à medida que
melhor são compreendidos (OLIVA et al., 2001; DUARTE, 2005). As primeiras tentativas se
desenvolvem de modo lento e pouco evolutivo, considerando-se o pouco conhecimento que
se tem do objeto em estudo (alvo). Por esta razão, uma analogia não termina com uma
primeira comparação que o aluno encontra com o domínio familiar, mas o primeiro modelo
proposto para se compreender o alvo se torna uma espécie de hipótese de trabalho, e pode
evoluir de acordo com novos dados que funcionem como reguladores do processo.
Pelo seu caráter complexo e processual na construção do conhecimento (DUARTE,
2005), o raciocínio analógico é considerado por muitos pesquisadores como um importante
componente da cognição humana, e por isso mesmo, a utilização de analogias no ensino de
ciências não pode se limitar ao seu uso espontâneo, deixando-se simplesmente por conta
do livro didático ou do aluno a responsabilidade de identificar os aspectos semelhantes a
serem observados e principalmente as limitações implícitas da comparação.
36
É certo que o aluno tem papel importante e ativo na construção da analogia, como
discutido por Oliva (2004), pois a construção dos significados e correspondências entre os
dois domínios de conhecimento é um processo interno, pessoal, sendo o professor um
agente externo facilitador neste processo. Assim, a analogia apresenta um caráter gerador
interno como construtora do conhecimento pessoal. Sendo assim, não é de se estranhar
que o uso de analogias possa ter efeitos negativos em alguns casos, ao contrário de quando
ocorre o envolvimento do aluno no debate e na construção da analogia proposta pelo
professor ou quando o professor promove aos alunos a construção de uma analogia própria
(OLIVA et al., 2001; OLIVA, 2004). Ressalta-se, assim, a importância de envolver o aluno no
processo de raciocínio analógico como agente ativo do seu próprio conhecimento, ao invés
de o professor apenas apresentar a analogia para o aluno.
Isso evidencia a importância tanto do papel do professor na implementação da
analogia em sala de aula quanto do método a ser utilizado para esta implementação, uma
vez que estes elementos podem ser decisivos no grau de envolvimento do aluno no
processo de aprender, e por sua vez, na efetividade do uso deste recurso para a
aprendizagem de temas complexos, como no caso das ciências.
Em uma perspectiva de aprendizagem significativa como proposta por Ausubel
(2003), apostar na efetividade do processo analógico é envolver do aluno desde a
consideração de suas as idéias prévias, do que lhes é familiar em um domínio de
conhecimento que é relevante para a aprendizagem de outro domínio. Dessa forma, as
práticas educativas relacionadas ao ensino de ciências, especificamente de Física, baseada
na utilização de um processo analógico, implicam em processos de aprendizagem segundo
os princípios da teoria construtivista. Isto porque ao favorecer a existência de um percurso
entre os conceitos previstos e os conceitos desconhecidos, as analogias podem levar o
aluno a reestruturar suas informações e, em certos casos, formar um novo esquema ou
acrescentar novas informações àquelas já formadas. Para a concepção construtivista, o
aluno aprende quando é capaz de elaborar uma representação pessoal sobre um objeto da
realidade ou do conteúdo que aprendeu. De acordo com essa concepção, o processo de
aprendizagem não é um processo que conduz à acumulação de novos conhecimentos, mas
sua integração com os esquemas que já possuímos.
Harrison e Treagust (1993) reforçam que o uso não critico das analogias podem
gerar concepções equivocadas, enfatizando que o aluno deve estar familiarizado com o
conceito domínio, ou seja, com o que ele teoricamente já sabe. Caso ele não esteja bem
familiarizado, a analogia pode não ter sentido para ele; enfatizam, ainda, que esta deve ser
a preocupação constante do professor que trabalha com o uso de analogias e que pretende
que a aprendizagem seja significativa para o aluno.
37
Nesse sentido, mais uma vez, ressalta-se que no processo analógico é importante
que o professor utilize de um método adequado para explorar similaridades e diferenças
entre os dois domínios a fim de que o aluno tenha exata noção do que realmente a analogia
quer abranger, seu caráter funcional, estrutural, proporcional, entre outros, do conceito ou
modelo que será explorado e apreendido. Caso esses cuidados não sejam tomados, o uso
de analogias pode gerar barreiras que dificultarão ou distorcerão os conhecimentos que se
deseja que o aluno se aproprie. Essas e outras dificuldades no uso de analogias e suas
potencialidades que favorecem o seu uso no ensino de ciências, bem como o modelo de
ensino baseado em analogia que é utilizado neste estudo, denominado modelo TWA
modificado, serão discutidos a seguir.
2.4.2.1 O modelo Teachig-with-Analogies (TWA) modificado
Na maioria dos trabalhos que fazem uso de analogias como estratégia didática,
utiliza-se um modelo para sua implementação em sala de aula. O modelo Teachig-withAnalogies (TWA) foi primeiramente proposto por Glynn (1991 apud HARRISON;
TREAGUST, 1993; GLYNN, 2008) e posteriormente modificado por Harrison e Treagust
(HARRISON; TREAGUST, 1993).
Na proposta de Glynn, o modelo TWA é constituído de 6 passos:
1º Passo: Apresentação da situação alvo a ser tratada.
2º Passo: Apresentação da situação análoga.
3º Passo: Identificação das características relevantes do análogo.
4º Passo: Estabelecimento das correspondências entre o análogo e o alvo.
5º Passo: Esboço de uma síntese conclusiva sobre a situação alvo.
6º Passo: Identificação dos limites de validade da analogia utilizada.
Na modificação introduzida por Harrison e Treagust (HARRISON; TREAGUST,
1993), o passo 5º e o passo 6º do modelo proposto por Glynn são trocados entres si. A
justificativa dada por esses autores para tal mudança é que, se as conclusões do passo 5º
são feitas antes que se identifiquem os limites de validade da analogia (passo 6º),
concepções alternativas surgem com mais frequência do que quando estas comparações
inválidas são identificadas antes das conclusões.
Assim, na proposta do modelo TWA modificado (GLYNN, 2008; HARRISON;
TREAGUST, 1993), a implementação de uma analogia em sala de aula é feita seguindo os
6 passos seguintes:
38
1º Passo: Apresentação da situação alvo a ser tratada.
2º Passo: Apresentação da situação análoga.
3º Passo: Identificação das características relevantes do análogo.
4º Passo: Estabelecimento das correspondências entre o análogo e o alvo.
5º Passo: Identificação dos limites de validade da analogia utilizada.
6º Passo: Esboço de uma síntese conclusiva sobre a situação alvo.
2.4.2.2 Potencialidades e dificuldades do uso de analogia
A importância da analogia na aprendizagem levou a que muitos autores se refiram
sobre as potencialidades e limitações da sua utilização no ensino de ciências. Duarte (2005)
destaca algumas das potencialidades e dificuldades na utilização de analogia no ensino de
ciências:
a) Ativam o raciocínio analógico, organizam a percepção, desenvolvem capacidades
cognitivas como a criatividade e a tomada de decisão;
b) Tornam o conhecimento cientifico mais inteligível e plausível, facilitando a
compreensão, a visualização de conceitos abstratos, podendo promover o
interesse dos alunos;
c) Constituem um instrumento poderoso e eficaz no processo de facilitar a evolução
ou a mudança conceitual;
d) Permitem a identificação de eventuais concepções alternativas;
e) Podem ser usadas para avaliar o conhecimento e a compreensão dos alunos.
Apesar de reconhecer a importância e as potencialidades do uso de analogia como
instrumento didático, Duarte (2005) aponta algumas dificuldades que se colocam na
utilização de analogia no ensino de ciências:
a) A analogia pode ser interpretada como o conceito em estudo, ou dela serem
apenas retidos os detalhes mais evidentes e apelativos, sem se chegar a atingir o
que se pretendia;
b) Podem não ocorrer um raciocínio analógico que leve a compreensão da analogia;
c) A analogia pode não ser reconhecida como tal, não ficando explícita a sua
utilidade;
d) Os alunos podem centrar-se nos aspectos positivos da analogia e desvalorizar as
suas limitações.
39
3
A UNIDADE DIDÁTICA CALOR E TEMPERATURA
3.1
DESCRIÇÃO GERAL
A unidade didática para o ensino de conteúdos relacionados a calor e temperatura é
baseada em analogia e TDCs, em uma perspectiva de educação em CTS. Como unidade
didática, toma-se o entendimento de Zabala (1998, p.18): “um conjunto de atividades
ordenadas, estruturadas e articuladas para a realização de certos objetivos educacionais,
que têm um princípio e um fim conhecidos tanto pelos professores como pelos alunos”. Esse
autor também enfatiza que unidades didáticas são instrumentos que permitem incluir as três
fases de toda intervenção reflexiva da prática pedagógica: planejamento, aplicação e
avaliação (idem, ibidem). A unidade didática foi desenvolvida segundo o modelo dos Três
Momentos Pedagógicos proposto por Delizoikov e Angotti para o ensino de ciências
(DELIZOIKOV; ANGOTTI, 1991; DELIZOIKOV et al., 2007), de inspiração freireana.
A atividade com o uso da analogia é fundamentada na teoria da aprendizagem
significativa de Ausubel (2003), sendo sua pertinência justificada como organizador
avançado, uma vez que a implementação da analogia na unidade didática acontece após a
discussão dos conteúdos sobre calor e temperatura, no momento pedagógico da aplicação
do conhecimento.
A atividade com analogia foi planejada e implementada em sala de aula na forma de
uma sequência didática que segue o modelo Teaching-with-Analogies (TWA) modificado.
Este modelo foi desenvolvido por Glynn (1991 apud HARRISON; TREAGUST, 1993) e
modificado por Harrison e Treagust (1993). O modelo TWA modificado compreende uma
sequência de seis passos, a saber: apresentação da situação alvo, apresentação da
situação análoga, identificação das características relevantes do análogo, estabelecimento
das correspondências entre o análogo e o alvo, identificação dos limites de validade da
analogia utilizada, e esboço de uma síntese conclusiva sobre a situação alvo.
É importante ressaltar que não é de nosso conhecimento que a analogia que está
proposta nesta Dissertação para o estudo sobre calor e temperatura, da forma como foi
idealizada e implementada em sala de aula com o modelo TWA modificado, tenha sido
anteriormente reportada na literatura.
3.2
QUADRO GERAL DA UNIDADE DIDÁTICA CALOR E TEMPERATURA
O Quadro 3.1, o Quadro 3.2(a), (b) e (c), e o Quadro 3.3(a) e (b) apresentam a
unidade didática para o estudo do calor e temperatura com os assuntos relacionados, o
40
número de horas-aula previstas, os recursos didáticos utilizados e os conteúdos da
aprendizagem mobilizados.
Quanto aos conteúdos da aprendizagem, estão divididos em conteúdos conceituais,
procedimentais e atitudinais e se distribuem em todos os momentos pedagógicos da
unidade didática conforme a sequência de aulas desenvolvidas.
Quanto aos assuntos relacionados a calor e temperatura, muitas vezes que vão além
da disciplina de Física, estão assim distribuídos, segundo os momentos pedagógicos:
♦ Momento PI:
• Efeito estufa (Quadro 3.1, Aulas 1-2);
♦ Momento OC:
• Fontes e transferência de energia na forma de calor; Condutores e
isolantes
térmicos;
Capacidade
calorífica,
calor
específico
e
quantidade de calor (Quadro 3.2(a), Aulas 3-4);
• Formação dos ventos; Brisas marítimas; Ciclo da água (Quadro
3.2.(b), Aulas 5-6);
• Máquinas térmicas (Quadro 3.2(c), Aulas 7-8);
♦ Momento AC:
• Retorno à problematização inicial (Quadro 3.3(b), Aulas 11-12);
As atividades baseadas em analogia e TDCs estão assim distribuídas, segundo os
momentos pedagógicos:
♦ Momento PI:
• Atividade baseada em TDC (Quadro 3.1, Aulas 1-2);
♦ Momento AC:
• Atividade baseada em analogia (Quadro 3.3(a), Aulas 9-10);
• Atividade baseada em TDC (Quadro 3.3(a), Aulas11-12);
Os recursos didáticos estão assim distribuídos, segundo os momentos pedagógicos:
♦ Momento PI:
♦ Texto de Divulgação Científica e Slides 1 (Quadro 3.1, Aulas 1-2);
• Momento OC:
♦ Texto Didático e Slides Aulas 3-4 (Quadro 3.2(a), Aulas 3-4) ;
♦ Texto Didático e Slides Aulas 5-6 (Quadro 3.2(b), Aulas 5-6) ;
♦ Texto Didático e Slides Aulas 7-8 (Quadro 3.2(c), Aulas 7-8) ;
• Momento AC:
41
♦ Analogia, Texto Didático e Slides Aulas 9-10 (Quadro 3.3(a), Aulas
9-10);
♦ Texto de Divulgação Científica e Slides 11-12 (Quadro 3.3(b), Aulas
11-12).
Quadro 3.1: Quadro geral da unidade didática do momento da problematização inicial: Atividade
didática baseada em TDC.
Momento da
Problematização Inicial (PI)
Unidade Didática
Assunto
Calor e Temperatura
Assunto
Efeito estufa
relacionado
No de Horas Aula
2 (50 min cada)
a) Texto de Divulgação Científica (TDC):
Recurso Didático
MARENGO, J. A.; NOBRE, J. C. Lições do Catarina e do Katrina: as
mudanças do clima e os fenômenos extremos. Ciência Hoje, v. 37,
n.221,
p.22-27,
nov.,
2005.
Disponível
em:
<http://cienciahoje.uol.com.br/revista-ch/revista-ch-2005/221/licoes-docatarina-e-do-katrina-as-mudancas-do>. Último acesso em: 30 set.
2009.
b) Slides Aulas 1-2: Calor e Temperatura (APÊNDICE 1)
Conceitual
Identificar acontecimentos relacionados a mudanças
climáticas
Identificar causas e efeitos provocados pelas
mudanças climáticas
Identificar conceitos físicos presentes no texto
Relacionar causas e efeitos provocados pelas
mudanças climáticas
Conteúdo
Procedimental
Relacionar calor, temperatura, tecnologia e meio
ambiente
Relacionar efeitos causados pela ação humana
sobre o meio ambiente
Atitudinal
Elaborar uma síntese por escrito das principais
idéias do texto de divulgação científica
Emitir juízo sobre a ação humana, tecnologia e meio
ambiente
42
Quadro 3.2: Quadro geral da unidade didática do momento da organização do conhecimento.
(a) Aulas 3-4
Momento da
Organização do Conhecimento (OC)
Unidade Didática
Assunto
Calor e Temperatura
Assunto
No de Horas Aula
Fontes e transferência de energia na forma de calor; Condutores e
isolantes térmicos; Capacidade calorífica, calor específico e
quantidade de calor
2 (50 min cada)
Recurso Didático
a) Texto Didático:
relacionado
GREF – Grupo de Reelaboração do Ensino de Física. Calor, presença
universal. In: Leituras de Física: Física térmica para ler, fazer e
pensar. São Paulo: EDUSP, 1998, Cap. 1, p.1-4. Disponível em: <
http://www.if.usp.br/gref/pagina01.html>. Último acesso em: 4 dez.
2009.
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Temperatura,
calor e a primeira lei da termodinâmica. In: Fundamentos de Física,
v.2, 6.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002, Cap. 19, p. 147-149
b) Slides Aulas 3-4: Calor e Temperatura (APÊNDICE 1)
Reconhecer o sol como fonte principal de energia
Conceitual
Compreender calor como transferência de energia –
calor como energia em movimento
Compreender e conceituar calor e temperatura.
Caracterizar condutores e isolantes térmicos.
Conteúdo
Compreender e conceituar capacidade calorífica,
calor especifico e quantidade de calor
Relacionar calor, tecnologia e conforto
Procedimental
Relacionar transferência de energia na forma de
calor – calor como energia em movimento
Concluir sobre calor e seus efeitos
Atitudinal
Relacionar e concluir sobre calor e temperatura em
situações do cotidiano
-
43
(b) Aulas 5-6
Momento da
Organização do Conhecimento (OC)
Unidade Didática
Assunto
Calor e Temperatura
Assunto
Formação dos ventos; Brisas marítimas; Ciclo da água
relacionado
No de Horas Aula
2 (50 min cada)
Recurso Didático
a) Texto Didático:
GREF, Grupo de Reelaboração do Ensino de Física. Medidas de
temperatura. In: Leituras de Física: Física térmica para ler, fazer e
pensar. São Paulo: EDUSP, 1998. Cap.3, p.9-10. Disponível em: <
http://www.if.usp.br/gref/pagina01.html>. Último acesso em: 4 dez.
2009.
GREF, Grupo de Reelaboração do Ensino de Física. Aquecimento e
clima. In: Leituras de Física: Física térmica para ler, fazer e pensar.
São Paulo: EDUSP, 1998. Cap.11, p.41-43. Disponível em: <
http://www.if.usp.br/gref/pagina01.html>. Último acesso em: 4 dez.
2009.
GREF, Grupo de Reelaboração do Ensino de Física. Terra:
água. In: Leituras de Física: Física térmica para ler, fazer e
São Paulo: EDUSP, 1998. Cap.14, p.54. Disponível
http://www.if.usp.br/gref/pagina01.html>. Último acesso em:
2009.
planeta
pensar.
em: <
4 dez.
b) Slides Aulas 5-6: Calor e Temperatura (APÊNDICE 1)
Conceitual
Compreender o sol como fonte principal de energia
Compreender calor e sua propagação
Compreender fatores que determinam o clima
Compreender a formação dos ventos e as brisas
Conteúdo
Procedimental
Compreender ciclo da água
Relacionar calor com tecnologia
Relacionar calor e sua propagação
Relacionar fatores que determinam o clima
Relacionar a formação dos ventos e as brisas
Atitudinal
Relacionar quantidade de calor e diferença de
temperatura
Emitir juízo sobre a atividade humana e mudanças
climáticas
44
(c) Aulas 7-8
Momento da
Organização do Conhecimento (OC)
Unidade Didática
Assunto
Calor e Temperatura
Assunto
Máquinas térmicas
relacionado
No de Horas Aula
2 (50 min cada)
Recurso Didático
a) Texto Didático:
GREF, Grupo de Reelaboração do Ensino de Física. Calor e conforto.
In: Leituras de Física: Física térmica para ler, fazer e pensar. São
Paulo: EDUSP, 1998. Cap.8, p.29-30. Disponível em: <
http://www.if.usp.br/gref/pagina01.html>. Último acesso em: 4 dez.
2009.
GREF, Grupo de Reelaboração do Ensino de Física. Calor, presença
universal. In: Leituras de Física: Física térmica para ler, fazer e
pensar. São Paulo: EDUSP, 1998. Cap.23, p.89-90. Disponível em: <
http://www.if.usp.br/gref/pagina01.html>. Último acesso em: 4 dez.
2009.
MÁXIMO, Antônio; ALVARENGA, Beatriz. Primeira lei da
termodinâmica. In: Curso de Física, v.2. São Paulo: Scipioni, 2000.
Cap. 12, p.138–141.
b) Slides Aulas 7-8: Calor e Temperatura (APÊNDICE 1)
Conceitual
Conteúdo
Compreender energia solar e tecnologia
Relacionar energia solar e tecnologia
Procedimental
Atitudinal
Relacionar calor, atividade humana, tecnologia e
meio ambiente
Relacionar a Física com a tecnologia e meio
ambiente
Reconhecer a Física como construção humana,
seus aspectos e relações no contexto cultural,
social, político e econômico
45
Quadro 3.3: Quadro geral da unidade didática do momento didático da aplicação do conhecimento.
(a) Aulas 9-10: Atividade didática baseada em analogia.
Momento da
Aplicação do Conhecimento (AC)
Unidade Didática
Assunto
Calor e Temperatura
Assunto
-
relacionado
No de Horas Aula
2 (50 min cada)
a) Analogia:
Recurso Didático
Situação alvo: Agitação térmica de átomos ou moléculas de um corpo,
devido à transferência de energia na forma de calor de uma fonte de
maior temperatura.
Situação Análoga: Agitação mecânica de bolinhas de isopor no interior
de uma lixeira de plástico com furos na parede lateral, vedada por um
papelão, devido a um secador de cabelos ligado na rede elétrica e
colocado a diferentes distâncias da lixeira.
b) Slides Aulas 9-10: Calor e Temperatura (APÊNDICE 1)
c) Texto didático:
VALADARES, Eduardo de Campos. Átomos nervosos. In: Física mais
que divertida: inventos eletrizantes baseados em materiais reciclados
e de baixo custo. 2.ed. Revista e Ampliada. Belo Horizonte: Editora
UFMG, 2002.
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Temperatura,
calor e a primeira lei da termodinâmica. In: Fundamentos de física,
v.2. 6.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002. p.147-149.
Conceituar calor como energia transferida devido à
diferença de energia térmica média entre os corpos
Conceitual
Conceituar calor como energia transferida devido à
diferença de temperatura entre os corpos
Diferenciar calor de temperatura
Conteúdo
Explicar e predizer comportamentos, a partir do
modelo que faz a mediação entre o análogo e o alvo
Fazer a correspondência entre o movimento cinético
de átomos e moléculas com a energia térmica de um
corpo
Procedimental
Relacionar o movimento cinético de átomos e
moléculas de um corpo com a temperatura deste
corpo, a partir do modelo cinético-molecular da
matéria
Construir, aplicar e avaliar as analogias construídas
no processo de gênese de uma analogia consensual
do grande grupo
46
Tirar conclusões, a partir da analogia consensual
produzida no grande grupo
Elaborar síntese conclusiva, a partir da analogia
consensual produzida no grande grupo
Desenvolver atitudes de investigação
Atitudinal
Desenvolver o espírito crítico, a partir das
potencialidades e limitações da analogia consensual
produzida no grande grupo
(b) Aulas 11-12: Atividade didática baseada em TDC.
Momento da
Aplicação do Conhecimento (AC)
Unidade Didática
Assunto
Calor e Temperatura
Assunto
Retorno à problematização inicial
relacionado
No de Horas Aula
2 (50 min cada)
Recurso Didático
a) Texto de Divulgação Científica (TDC):
COLLINS, William; COLMAN, Robert; HAYWOOD, James; MANNING,
Martin R.; MOTE, Philip. A Física por trás das mudanças climáticas.
Scientific American Brasil, v.37, n.221, p.48-57, set., 2007.
b) Slides Aulas 11-12: Calor e Temperatura (APÊNDICE 1)
Conceitual
Conteúdo
Procedimental
Identificar conceitos físicos presentes no texto
Identificar efeitos da atividade humana sobre
fenômenos climáticos extremos
Relacionar conceitos físicos com possíveis causas e
conseqüências de fenômenos climáticos extremos
Relacionar efeitos da atividade humana sobre
fenômenos climáticos extremos
Atitudinal
Elaborar um texto próprio a partir da leitura do texto
de divulgação científica
Emitir juízo sobre a ação humana, tecnologia e meio
ambiente
47
3.3
ATIVIDADE DIDÁTICA BASEADA EM TDC: MOMENTO DA PROBLEMATIZAÇÃO
Esta atividade está apresentada de modo geral no Quadro 3.1. As orientações para o
professor, especificamente a preparação para a aula, a dinâmica da aula, a avaliação e guia
do aluno estão descritas a seguir.
3.3.1 Orientações ao professor
3.3.1.1 Preparação para a aula
a)
Em uma aula anterior, o professor deve distribuir a turma em pequenos
grupos e entregar para cada grupo uma cópia do texto;
b)
Extraclasse, os alunos devem fazer a leitura, identificando por escrito:
i. Conceitos já estudados anteriormente;
ii. Termos ou conceitos que chamam atenção ou que dificultaram a
compreensão da leitura.
c)
No dia estipulado pelo professor, os alunos devem trazer para a sala de
aula, por escrito, os apontamentos solicitados em (b.i) e (b.ii), e entregar
para o professor para posterior análise.
3.3.1.2 Dinâmica da aula
a) O professor inicia uma discussão dialogada com os alunos, situando-os no
assunto a ser tratado e dando oportunidade para que eles exponham oralmente
acontecimentos, conceitos ou termos conhecidos relacionados à leitura que
realizaram ou que dificultaram sua compreensão;
b) O professor deve sintetizar os apontamentos feitos pelos alunos dos conceitos
identificados como conhecidos e conceitos ou termos que suscitaram dúvida, e,
se necessário, devem ser retomados por meio de perguntas baseadas no texto
em que o aluno buscará respostas a partir do texto;
c) A seguir, o professor deve solicitar aos grupos de alunos para enumerar os
acontecimentos e condutas relacionadas a mudanças climáticas extremas que
eles observaram durante a leitura;
d) O professor deve iniciar uma discussão dialogada oportunizando aos grupos a
exposição de seus apontamentos no grande grupo, para que, de modo coletivo,
sejam classificados os acontecimentos e condutas enumerados por eles. O
quadro negro pode ser utilizado neste momento. A seguir, na Tabela 3.1, são
48
mencionadas algumas causas e efeitos retirados do texto os quais devem ser
discutidos pelo professor.
Tabela 3.1: Causas e efeitos relacionados a fenômenos climáticos extremos retirados do TDC
intitulado Lições do Catarina e do Katrina: as mudanças do clima e os fenômenos extremos publicado
na Ciência Hoje (MARENGO; NOBRE, 2005).
Causa
1. Causas naturais e Atividade humana
Efeito
1. Aumento na intensidade e na frequência
dos fenômenos climáticos extremos
2. Aumento das temperaturas médias da
2. Aumento na intensidade e na freqüência
superfície dos continentes e das águas dos
dos fenômenos climáticos extremos
mares (Aquecimento global)
3. Causas naturais e Atividade humana
3. Aumento das temperaturas médias da
superfície dos continentes e das águas dos
mares (Aquecimento global)
4. Mudanças climáticas associadas ao
4. Há incerteza nos meios científicos
aquecimento global
quanto aos seus efeitos
5. Aumento da concentração de gases de
5. Aquecimento global
efeito estufa na atmosfera
6. Explosão demográfica nas regiões
6. Prejuízos materiais e mortes
costeiras e áreas sujeitas à passagem de
furacões e tempestades severas
7. Queima de combustíveis derivados do
7. Aumento da concentração de gases de
petróleo
efeito estufa na atmosfera (vapor de água,
metano, dióxido de carbono)
8. Desmatamentos, queimadas e incêndios
8. Aumento da concentração de gases de
florestais
efeito estufa na atmosfera (vapor de água,
metano, dióxido de carbono)
9. Aumento da concentração de gases de
9. Aumento da retenção de calor na
efeito estufa na atmosfera (vapor de água,
atmosfera do planeta
metano, dióxido de carbono)
e) Após a discussão coletiva, os alunos recebem do professor uma ficha (Ficha 1)
para que eles façam, individualmente, as relações que eles puderam
compreender acerca do tema central do texto,
das causas e efeitos de
fenômenos climáticos extremos, de novas atitudes que eles poderiam adotar a
49
partir da compreensão adquirida, e da síntese que eles poderiam fazer acerca da
leitura do texto. O professor deve recolher essa ficha para posterior análise.
3.3.1.3 Avaliação e guia do aluno
Ficha 1:
1) Qual é o tema central discutido no texto?
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
2) Relacione causas e conseqüências relacionados ao tema central discutido no texto.
Causa
Efeito
3) Que hábitos você adotaria a partir da leitura do texto?
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
4) Sintetize a idéia central do texto em poucas linhas.
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
3.4
ATIVIDADE DIDÁTICA BASEADA EM ANALOGIA: MOMENTO DA APLICAÇÃO
Esta atividade está apresentada de modo geral no Quadro 3.3 (a). As orientações
para o professor, especificamente a preparação para a aula, a dinâmica da aula, e a
avaliação e guia do aluno estão descritas a seguir.
50
3.4.1 Situação alvo e situação análoga
SITUAÇÃO ALVO:
Agitação térmica de átomos ou moléculas de um corpo,
devida à transferência de energia na forma de calor de uma
fonte de maior temperatura
SITUAÇÃO ANÁLOGA:
Agitação mecânica de bolinhas de isopor no interior de uma
lixeira de plástico com furos na parede lateral, vedada por
um papelão, devida a um secador de cabelo ligado na rede
elétrica e colocado a diferentes distâncias da lixeira
3.4.2 Orientações ao professor
3.4.2.1 Dinâmica da aula
1º Passo: Apresentação da situação alvo
O professor deve iniciar uma discussão dialogada com os alunos acerca dos
principais pontos a serem discutidos sobre a situação alvo calor e temperatura, fazendo uso
de texto de apoio, slides ou outro recurso, de modo a que os alunos possam explicitar
verbalmente o que sabem sobre a situação alvo.
Antes disso, por meio de uma ficha (Ficha 1, apresentada a seguir), o professor
solicita que os alunos respondam, por escrito, à questão “Como você define ou entende: a)
calor b) temperatura”, a ser recolhida pelo professor antes da discussão e a ser analisada
posteriormente.
2º Passo: Apresentação da situação análoga
Para entender sobre a situação alvo calor e temperatura, o professor deve
apresentar a situação análoga auxiliar. Nessa atividade, sugere-se a situação análoga
ilustrada na Figura 3.1, que tem como base o experimento “Os átomos nervosos”,
apresentado por Eduardo de Campos Valadares em seu livro “Física mais que divertida”
(VALADARES, 2002, p.81).
A apresentação da situação análoga tem por objetivo que o aluno entenda os
conceitos alvo de calor e temperatura a partir da visão cinético-molecular da matéria, em
acordo com uma proposta de ensino de conceitos científicos a partir de modelos físicos.
51
Os materiais utilizados para compor a situação análoga, ilustrada na Figura 3.1, são:
bolinhas de isopor; lixeira de plástico com furos na parede lateral; papelão; e, secador de
cabelo ligado na rede elétrica e colocado a diferentes distâncias da lixeira.
Figura 3.1. Apresentação pelo professor da situação análoga com base no experimento
Os átomos nervosos (VALADARES, 2002, p.81).
3º Passo: Identificação das características relevantes do análogo
Neste momento, o professor deve estabelecer uma discussão dialogada com os
alunos sobre as características relevantes do análogo utilizado, na perspectiva de que, no
passo seguinte, os alunos possam compreender a correspondência com a situação alvo
calor e temperatura.
A seguir, na Tabela 3.2, são mencionadas algumas características relevantes do
análogo que devem ser discutidas pelo professor.
Tabela 3.2: Características relevantes do análogo para o estudo de calor e temperatura.
Características relevantes do análogo
As bolinhas de isopor constituem unidades que se movimentam no interior do espaço
delimitado pela lixeira, vedada na sua extremidade pelo papelão (fornece a noção de
temperatura).
A lixeira é vazada (dar a noção de fronteira diatérmica como fronteira que permite a
passagem de calor).
O secador ligado à rede de energia elétrica, e aproximado às regiões vazadas da lixeira,
52
permite que o jato de ar produzido movimente as bolinhas no interior da lixeira.
A maior ou menor distância do secador à lixeira produz maior ou menor rapidez no
movimento das bolinhas de isopor dentro da lixeira (fornece a noção de calor).
4º Passo: Estabelecimento das correspondências entre o análogo e o alvo
Neste momento, em discussão dialogada com os alunos, o professor estabelece de
forma coletiva as correspondências entre os elementos da “situação física alvo” e os
elementos da “situação análoga”. Na discussão, o professor deve assegurar que algumas
correspondências sejam feitas, como aquelas apresentadas na Tabela 3.3.
Ainda neste momento, após a discussão e sistematização no grande grupo sobre as
correspondências entre o alvo e o análogo, os alunos recebem do professor uma ficha
(Ficha 2, apresentada a seguir) para que eles façam, individualmente, as correspondências
referentes ao alvo e o análogo a partir da compreensão que eles conseguiram adquirir. O
professor deve recolher essas fichas preenchidas para posterior análise.
Tabela 3.3: Correspondências entre a situação física alvo e a situação análoga para o estudo de
calor e temperatura.
Elementos da situação alvo
Elementos do análogo
Corpo
Lixeira com bolinhas de isopor
(vedada na extremidade por papelão)
Átomos ou moléculas do corpo
Bolinhas de isopor
Energia mecânica cinética/energia térmica
Movimento das bolinhas de isopor
do corpo
Energia transferida/fluxo líquido de energia
Fluxo de ar (jato de ar)
térmica (calor)
Corpo de maior temperatura
Secador de cabelos ligado na rede elétrica
(pode ser pensado como o “corpo quente”
por emanar o jato de ar)
Quantidade de energia transferida (calor)
Distância do secador à lixeira
Mudança na quantidade de energia
Mudança na distância do secador à lixeira
transferida (calor)
(mudança na intensidade do jato de ar)
Velocidade dos átomos ou moléculas
Rapidez do movimento das bolinhas de
(em nível atômico e molecular, a
isopor
53
velocidade média dos átomos ou moléculas
é relacionada à sua energia cinética média,
que, em nível macroscópico, é interpretada
como temperatura do corpo)
Há energia sendo transferida (calor) e
Mudança na rapidez do movimento das
mudança da temperatura do corpo
bolinhas de isopor
5º Passo: Identificação dos limites de validade da analogia
Este momento é o da identificação dos limites de validade da analogia utilizada. Para
isso, o professor deve solicitar aos alunos que preencham uma ficha (Ficha 3, apresentada
a seguir) com as características da situação análoga que não encontram correspondência
na situação alvo, e vice-versa, identificando os pontos falhos da analogia.
A seguir, na Tabela 3.4, são mencionadas algumas dessas características que
devem ser discutidas pelo professor.
Tabela 3.4: Limites de validade da analogia para o estudo de calor e temperatura.
Limites de Validade da Analogia
Elementos da situação alvo
Elementos da situação análoga
Calor não é direcional
Fluxo de ar (jato de ar), que representaria a
energia transferida, e que é emanado pelo
secador de cabelo, é direcional
Ocorre transferência de energia sempre
Fluxo de ar (jato de ar), que representaria a
que um corpo tiver maior temperatura que
energia transferida, só se dá do secador
outro, exceto nas mudanças de fase
para as bolinhas, mas não das bolinhas
para o secador, tendo, portanto, um único
sentido
Átomos ou moléculas em um corpo ou
Bolinhas de isopor ficam em repouso na
sistema estão em constante movimento,
ausência do fluxo de ar
mesmo sem transferência de energia
(secador desligado da rede elétrica)
6º Passo: Esboço de uma síntese conclusiva sobre a situação alvo
54
Neste momento, os alunos devem realizar uma síntese conclusiva sobre a situação
alvo, preenchendo, individualmente, uma ficha (Ficha 4, apresentada a seguir) a ser
utilizada para posterior análise.
3.4.2.2 Avaliação e guia do aluno
Ficha 1:
Como você entende ou define:
a) calor:
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
b) temperatura:
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
Ficha 2:
Estabeleça as correspondências entre calor e temperatura e o experimento análogo a partir
do exposto, preenchendo a tabela abaixo.
Elementos da situação alvo
Elementos da situação análoga
55
Ficha 3:
Na tabela abaixo preencha características da situação análoga que não encontram
correspondência na situação alvo, ou vice-versa.
Elementos da situação alvo
Elementos da situação análoga
Ficha 4:
A partir do estudo com o alvo e o análogo, como você define ou entende:
a) calor:
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
b) temperatura:
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
3.5
ATIVIDADE DIDÁTICA BASEADA EM TDC: MOMENTO DA APLICAÇÃO
Esta atividade está apresentada de forma geral no Quadro 3.3 (b). As orientações
para o professor, especificamente a preparação para a aula, a dinâmica da aula, e a
avaliação e guia do aluno estão descritas a seguir.
3.5.1 Orientações ao professor
3.5.1.1 Preparação para a aula
a) Em uma aula anterior, o professor deve distribuir a turma em pequenos grupos e
entregar para cada grupo uma cópia do texto;
b) Extraclasse, os alunos devem fazer a leitura e discussão do texto, identificando:
56
i. Conceitos já estudados anteriormente;
ii. Termos ou conceitos que chamam atenção ou que dificultaram a
compreensão da leitura.
c) No dia estipulado pelo professor, os alunos devem trazer para a sala de aula o
texto lido.
3.5.1.2 Dinâmica da aula
a) Os alunos recebem do professor uma ficha (Ficha 1) para que eles,
individualmente, identifiquem e retirem do texto trechos que mencionam a Física
por trás das mudanças climáticas, enfatizando um conceito físico em cada trecho;
b) A seguir, os alunos recebem do professor uma segunda ficha (Ficha 2) para que
eles, individualmente, enumerem as observações feitas que apontam a influência
humana no aumento das emissões de gases de efeito estufa, e enumerem
causas conhecidas das mudanças climáticas;
c) A seguir, os alunos recebem do professor uma terceira ficha (Ficha 3) para que
eles, individualmente, e com base na leitura, produzam o seu próprio texto;
d) O professor deve recolher as fichas para posterior análise.
3.5.1.3 Avaliação e guia do aluno
Ficha 1:
Com base no texto, retire trechos que mencionam a Física por trás das mudanças
climáticas, enfatizando um conceito físico em cada trecho.
Trecho 1: ______________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_________________________________Conceito físico: _________________________
Trecho 2: ______________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_________________________________Conceito físico: _________________________
57
Ficha 2:
1) Com base no texto, enumere as observações feitas que apontam a influência humana
no aumento das emissões de gases de efeito estufa.
Observação 1: __________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
Observação 2: __________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
2) Com base no texto, enumere causas conhecidas das mudanças climáticas.
Causa 1: _______________________________________________________________
_______________________________________________________________________
Causa 2: _______________________________________________________________
_______________________________________________________________________
Ficha 3:
Com base na leitura, produza o seu próprio texto.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
58
4
PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
4.1
CARACTERIZAÇÃO DO ESTUDO
Este estudo é de cunho qualitativo descritivo. Em uma pesquisa de cunho qualitativo
predominam algumas características importantes, tais como, os dados são coletados nos
contextos onde os fenômenos são construídos, a análise dos dados é desenvolvida no
processo de levantamento de dados e os estudos apresentam-se em forma descritiva
(LACATOS; MARCONI, 1996). A pesquisa descritiva tem como objetivo principal a descrição
das
características
de
determinadas
populações
ou
fenômenos.
Uma
de
suas
características está na utilização de técnicas padronizadas de coleta de dados, tais como
questionário e a observação sistemática (CERVO; BERVIAN, 2002).
4.2
CENÁRIO E SUJEITOS
O estudo desenvolveu-se na Escola Estadual Don Antônio Reis, no município de
Faxinal do Soturno, RS. Essa Escola, estabelecida no Município de Faxinal do Soturno/RS,
desenvolve suas práticas educativas a um pouco mais de 50 anos, oferecendo suas práticas
docentes nos três turnos. No turno da manha é oferecido o ensino para a 8ª série do ensino
fundamental e o ensino médio; no turno da tarde, para o ensino fundamental da 4ª série a 7ª
série; e, no turno da noite, ensino fundamental e médio para educação de jovens e adultos
(EJA).
Em média, por ano, a Escola trabalha com aproximadamente 900 alunos. Este
estabelecimento de ensino apresenta um bom quadro de professores, com boa formação,
preocupados com a educação, totalizando aproximadamente 50 profissionais ativos. A
equipe diretiva juntamente com a comunidade escolar esteve sempre preocupada com o
ambiente escolar, e uma de suas principais metas tem sido trabalhar em prol da educação:
espaço físico adequado, ambiente de estudo, professores qualificados, materiais didáticos
de boa qualidade, laboratório de ciências, laboratório de informática para os alunos,
biblioteca equipada, entre outros, para melhor atender aos interesses dos alunos.
Dos estudantes que frequentavam esta Escola, 60% residiam na zona rural,
necessitando de transporte escolar para realizarem seus estudos, e 40% residem na área
urbana.
Os alunos desta Escola que participaram do trabalho por mim desenvolvido eram
alunos de duas turmas do 2º ano do ensino médio, do turno da manhã. De forma geral,
inicialmente os alunos participantes se mostraram interessados em participar das aulas e
59
querer aprender. Nenhum dos alunos tinha histórico de reprovação ou problemas escolares.
Todos eram oriundos de classe média.
4.3
DELINEAMENTO E INTRUMENTOS
Um convite inicial para participar do estudo foi feito oralmente, em sala de aula, na
presença e com o consentimento do professor titular da disciplina de Física, a todos os
alunos de duas turmas do 2º ano, do turno da manhã da referida Escola. Inicialmente, as
atividades seriam desenvolvidas com uma única turma, no turno da manhã, e todas as
atividades que seriam desenvolvidas com os alunos iriam somar às atividades do professor
titular da disciplina para a nota final do trimestre. No entanto, as atividades desenvolvidas e
avaliadas no período de estudos não foram integralizadas na avaliação trimestral do
professor titular da disciplina de Física.
Para que um maior número de alunos tivesse possibilidade de participar do estudo,
foi solicitado a eles que opinassem sobre horário, dia da semana e turno, tarde ou noite. O
turno escolhido foi o da noite, no horário das 19 h, e às terças-feiras, pois houve um maior
número de alunos com possibilidade de participar do estudo. Das duas turmas, o número de
alunos que se disponibilizou inicialmente a participar do estudo totalizou 34, e embora não
tivessem tido aulas com a professora-pesquisadora, já a conheciam ou tiveram com ela
algum contato. Dos 34 alunos que demonstraram interesse, 27 alunos iniciaram o estudo
comparecendo ao primeiro dia, dos quais 24 meninas e 3 meninos, e 12 alunos finalizaram o
estudo estando presentes no último dia de atividades.
As atividades com texto de divulgação científica foram realizadas no primeiro
encontro com 27 alunos presentes (Aulas 1-2), e no último encontro com 12 alunos
presentes (Aulas 11-12). A atividade com analogia foi realizada no penúltimo encontro com
21 alunos presentes (Aulas 9-10). Um total de 10 alunos realizou todas as atividades
propostas no presente estudo no que se refere ao uso de textos de divulgação científica e
analogia.
As atividades foram desenvolvidas no período de 06 de outubro a 24 de novembro
de 2009, em 6 encontros de duas horas-aula cada um, às terças-feiras, iniciando às 19h, e
ocorreram nos dias 06/10, 13/10, 27/10, 03/11, 10/11 e 24/11. Os encontros aconteceram na
sala de multimídia da Escola, e foram utilizados os recursos de data show, retroprojetor,
lousa, e pincel. O último encontro aconteceu em uma sala de aula tradicional para facilitar
melhor acomodação do material textual e o trabalho dos alunos na elaboração de seu
próprio texto, além de não haver necessidade de data show para este encontro. Os recursos
para filmagem das aulas aconteceram por conta e responsabilidade do professorpesquisador. Os textos de divulgação científica para as leituras foram disponibilizados pelo
60
professor-pesquisador para as atividades em duplas de alunos. Os materiais para a
construção do análogo (lixeira, bolinhas de isopor, secador de cabelo, cola, papelão, fita
adesiva, tesoura) e a própria confecção do análogo estiveram por conta do professorpesquisador.
4.3.1
Atividade baseada em analogia
Na atividade baseada na analogia, foi estabelecida uma dinâmica dialogada entre a
professora e os alunos para o desenvolvimento da sequência de passos prevista no modelo
de ensino TWA modificado. A atividade foi desenvolvida com 21 alunos presentes, durante
as aulas 9-10 da unidade didática, no momento pedagógico da aplicação do conhecimento,
com duração de 2 horas-aula de 50 min cada. Participaram desta atividade 20 alunos que
estavam presentes naquele dia. Esta atividade foi conduzida pela professora-pesquisadora,
que iniciou a aula entregando aos alunos a Ficha 1 (seção 3.4.2.2), solicitando para que
eles, individualmente, expressassem o seu entendimento sobre calor e temperatura com
base nos conhecimentos que já possuíam.
A seguir, a professora explicou aos alunos que aquela aula teria uma dinâmica com o
uso de analogia como forma de reforçar e aplicar os conceitos estudados sobre calor e
temperatura, iniciando o desenvolvimento da analogia desde o 1º passo até o 6º passo do
modelo de ensino TWA modificado, procurando seguir o planejamento didático para a
atividade desta aula (seção 3.4).
No passo 4º, a professora entregou aos alunos uma segunda ficha, a Ficha 2 (seção
3.4.2.2), solicitando a eles que escrevessem, individualmente, as correspondências que eles
puderam compreender entre os dois domínios de conhecimento, buscando com isso
respostas à questão subsidiária (a), seção 1.2 desta Dissertação. Antes de entregar essa
ficha, a professora procurou estabelecer uma discussão coletiva e dialogada com os alunos
para construir efetivamente a analogia.
Após os alunos preencherem a Ficha 2, a professora entregou uma terceira ficha, a
Ficha 3 (seção 3.4.2.2), solicitando a eles que a preenchessem também individualmente
com as relações que eles não encontraram correspondência entre a situação alvo e a
situação análoga (passo 5º), buscando com isso respostas para a questão específica (b).
Para compor a avaliação final das produções escritas dos alunos por meio das fichas
nesta atividade, a professora entregou a quarta e última ficha, a Ficha 4 (seção 3.4.2.2),
para cada um dos alunos participantes para que eles escrevessem, a título de síntese
conclusiva, a compreensão sobre o alvo, ou seja, sobre os conceitos de calor e temperatura
(passo 6º), e com isso buscar respostas para a questão (c), seção 1.2 desta Dissertação.
61
A produção dialogada entre os alunos e a professora durante a atividade com a
analogia foi acessada por meio da análise da transcrição vídeo filmada da aula, em que se
procuraram
respostas
para
possíveis
dificuldades
na
construção
da
analogia,
especificamente sobre dificuldades na compreensão dos conceitos de calor e temperatura,
que se refere à questão subsidiária (d) (p20).
Com esse conjunto de respostas, se procurou avaliar a eficácia da analogia
construída em contribuir para a aprendizagem dos conceitos de calor e temperatura, ou
seja, em que medida a analogia planejada é efetiva em termos da aprendizagem de calor e
temperatura, que corresponde, em parte, a questão que deu o norte a este trabalho (seção
1.2).
Ainda, para tornar mais completa uma resposta à essa questão norteadora formulada
na seção 1.2, ou seja, em que medida a analogia planejada é efetiva em termos da
aprendizagem e da prática pedagógica para o ensino dos conceitos de calor e temperatura,
se procurou compreender o papel da professora-pesquisadora na condução da atividade
mediante o uso do modelo TWA modificado, ou seja, também se procurou respostas para a
questão subsidiária (f) (p.20), a partir da transcrição e análise dessas duas aulas vídeo
gravadas.
A vídeo-gravação, segundo Laburú et al. (2000, p.100), “dá-nos oportunidade de
analisar criticamente a prática encaminhada pelo professor durante o ensino e, ao mesmo
tempo, auxilia a examinar os obstáculos conceituais enfrentados pelos alunos durante a
aprendizagem”. Esse autor ainda coloca que
Essa técnica de análise oferece ao professor uma apropriada avaliação da
sua ação pedagógica, oferecendo, também, uma identificação conveniente
dos problemas enfrentados pelos alunos, tais como: os conceitos que ficaram
obtusos; os alunos que merecem maior acompanhamento; a busca de
estratégias para enfrentar tais problemas e a reavaliação de sua efetividade.
Por outro lado, o vídeo possibilita ao professor fazer uma reavaliação da sua
própria instrução, localizando falhas e sugerindo, a partir delas, possíveis
mudanças no encaminhamento do seu ensino (LABURÚ et al, 2000, p.100).
4.3.2 Atividades baseadas em texto de divulgação científica
As atividades baseadas em texto de divulgação científica foram realizadas em dois
momentos: no primeiro encontro (Aulas 1-2), no momento da problematização, e no último
encontro (Aulas 11-12), no momento da aplicação do conhecimento. Cada encontro teve a
duração de 2 horas-aula de 50 min cada. Estavam presentes para esta atividade no primeiro
encontro 27 alunos; e no último, 12 alunos estavam presentes para a atividade.
A atividade do primeiro encontro foi conduzida pela professora-pesquisadora, que
estabeleceu uma dinâmica dialogada com os alunos a partir da leitura prévia do texto. Ao
62
final das discussões coletivas, ela entregou aos alunos a Ficha 1 (seção 3.3.1.3) para que
eles, individualmente, expressassem o que entenderam sobre o tema central do texto, as
causas e efeitos de fenômenos climáticos extremos, as atitudes que adotariam a partir da
compreensão adquirida, e ainda, que fizessem uma síntese por escrito sobre o tema tratado
no texto. Com isso, se procurou respostas para a questão subsidiária (e): quais são as
relações entre ciência, tecnologia e temáticas sociais construídas a partir da leitura. Esse
encontro também foi vídeo-gravado, e cuja transcrição também buscou respostas para a
questão subsidiária (f), seção 1.2 desta Dissertação, sobre o papel da professora na
condução das atividades.
A atividade do último encontro foi realizada individualmente pelos alunos presentes,
os quais preencheram três fichas (Fichas 1, 2 e 3, conforme seção 3.5.1.3). Ao preencherem
a Ficha 1, os alunos receberam a Ficha 2. No término do preenchimento das Ficha 2, os
alunos receberam a Ficha 3, e ao final do preenchimento desta ficha, receberam a Ficha 4.
Com a Ficha 1 solicitou-se que os alunos retirassem do texto trechos em que a conceitos
físicos pudessem ser por eles identificados, e que buscou respostas para a questão (c),
seção 1.2 desta Dissertação. Com a Ficha 2, solicitou-se que os alunos extraíssem do texto
observações que se referissem a influência humana no aumento das emissões de gases de
efeito estufa, bem como as causas conhecidas das mudanças climáticas. Com a Ficha 3,
solicitou-se aos alunos que produzissem seu próprio texto com base na leitura. As Fichas 2
e 3 também buscaram respostas para a questão (e), seção 1.2 desta Dissertação.
63
5
IMPLEMENTAÇÃO DAS ATIVIDADES BASEADAS EM ANALOGIA E TDC
5.1
ATIVIDADE BASEADA EM TDC: PROBLEMATIZAÇÃO INICIAL
5.1.1 Conceitos físicos identificados na leitura prévia do TDC
O TDC “Lições do Catarina e do Katrina: as mudanças do clima e os fenômenos
extremos” (MARENGO; NOBRE, 2005) foi entregue aos alunos pelo professor titular das
turmas, em dia anterior ao encontro destas duas primeiras aulas, para que os alunos
realizassem a leitura e identificassem: (i) conceitos já estudados anteriormente e (ii) termos
ou conceitos que chamaram atenção ou que dificultaram a compreensão da leitura. Como
previsto no planejamento da unidade didática para as Aulas 1-2, se pretendeu com isso que
os alunos identificassem conteúdos conceituais relacionados à Física presentes no TDC
(seção 3.3.1.1, e Quadro 3.1).
Com relação ao item (i), os conceitos físicos já conhecidos dos 27 alunos que
desenvolveram esta atividade, 13 alunos identificaram expressamente a temperatura como
conceito físico presente no TDC, sendo este conceito o que mais apareceu nomeado pelos
alunos, enquanto o conceito de calor foi expressamente identificado por apenas 4 alunos.
Outros dois conceitos físicos foram identificados no TDC: a velocidade, expressamente
nomeada por 2 alunos; e a pressão, por 1 aluno. Conceitos relacionados a estes também
foram expressamente identificados: aquecimento global (16 alunos), efeito estufa (15
alunos), clima (3 alunos) e ventos (2 alunos).
Quanto ao item (ii), a maioria dos alunos declarou não ter tido dificuldades com a
leitura (expresso por 19 alunos) ou que esta foi de fácil compreensão (expresso por 2
alunos). Declararam que os termos e conceitos tratados no TDC eram por eles conhecidos
de outras disciplinas: Química (identificado por 7 alunos), Biologia (8 alunos), e Geografia (7
alunos), além da disciplina de Física (5 alunos), e um aluno declarou ter assistido a um
vídeo e a notícias relacionadas aos conteúdos mencionados.
5.1.2 Diálogos no grande grupo
Para identificar conteúdos procedimentais e atitudinais que os alunos puderam
desenvolver a partir da leitura do TDC, inicialmente de forma dialogada, a professora
convida os alunos para construir uma lista de acontecimentos que tivessem relação com
mudanças climáticas extremas, buscando com isso que os alunos construíssem relações de
causa e efeito para estes fenômenos, como sugerido na Tabela 3.1.
64
A aula transcorreu de forma dialogada, e à medida que se registravam no quadronegro os acontecimentos relacionados ao clima a partir da leitura do TDC, surgiam
contribuições dos alunos e da professora, como transcrito nos diálogos abaixo:
C.C.: Aumento da temperatura das águas oceânicas
L.U.: Aquecimento global.
J.C.: Explosão demográfica das zonas costeiras.
Professora: Todos sabem o que quer dizer explosão demográfica das
zonas costeiras?
J.C.: Aumento da população nas áreas litorâneas.
Professora: O que isso provoca?
R.G.: Erosão, poluição através da concentração de pessoas.
R.F.: Grande quantidade de lixo com destino inadequado.
Professora: Muitas vezes, numa simples palavra, buscamos muito
significado. Muito bem. O que mais?
J.C.: Tem uma parte aqui que diz que, “ainda que esse aumento
possa, em princípio, ser parte de uma variabilidade natural do clima
[...]”, ... , então, o aquecimento global pode estar associado a uma
mudança natural?
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
L8
L9
L10
Na fala L10, a aluna J.C. questiona em voz alta acerca de o aquecimento global
poder ter uma causa natural, buscando uma interpretação do fragmento do TDC. O
fragmento que esta aluna destaca evidencia que o aumento na intensidade e na freqüência
dos fenômenos climáticos extremos (ciclones, furacões, tufões e tempestades severas)
pode ter uma causa não relacionada ao aquecimento global, ou seja, pode ser um fenômeno
da natureza não associado à atividade humana; esta é uma das relações causa-efeito
apresentadas na Tabela 3.1. Nesse fragmento, dito em voz alta, não consta a relação
causa-efeito 2 (Tabela 3.1), que pode ter sido feita mentalmente pela aluna, em razão da
pausa demonstrada na sua fala (pelo análise da vídeo gravação).
Na fala L13 (conforme diálogo abaixo), essa aluna conclui, de forma expressa, ainda
que incompletamente (conforme relação causa-efeito 3, Tabela 3.1), que o aquecimento
global é natural. Nesse momento, ela tem a intervenção da professora no sentido de auxiliar
na conclusão de seu raciocínio, como demonstrado na L14. Essa intervenção da professora
é frutífera, levando a aluna a concluir que o aquecimento global pode ter causas devido a
atividade humana (L15), como descrito pela relação causa-efeito 2, e retirada do TDC. No
entanto, nesse momento, na fala L15, a aluna J.C. não deixa claro ter entendido que o efeito
estufa é um fenômeno natural, ou seja, que o homem não gera o efeito estufa; a
participação do homem no aumento das temperaturas médias globais é indireta, ou seja, por
contribuir com o aumento da concentração de gases de efeito estufa, os quais intensificam a
retenção de energia emitida pelo sol:
Professora: O aquecimento global?
R.G.: A ocorrência dos furacões?
L11
L12
65
J.C.: Sim, o aquecimento global é natural !
Professora: É natural, mas ... ?
J.C.: ... é agravado pelo homem, que gera o efeito estufa.
L13
L14
L15
Outros acontecimentos relacionados às mudanças climáticas extremas também são
registrados:
Professora: O que mais? Quem gostaria de falar?
J.L.: O efeito estufa.
J.C.: Queima de combustíveis derivados do petróleo, desmatamento,
queimadas e incêndios florestais.
J.C.: Mudanças drásticas da temperatura, porque afeta o clima,
porque nessas alturas não poderia estar chovendo tanto ...
V.L.: Aumento de temperatura que gera tufões e furacões mais
intensos.
Professora: O que poderíamos acrescentar ainda?
J.D.: Poluição através dos lixos nas grandes cidades.
Professora: De que forma?
L.C.: Nas zonas costeiras são jogados lixos nos rios e mares.
R.F.: Falta de saneamento.
Professora: Poderíamos dizer destino inadequado do lixo? Quem
provoca queimadas, desmatamentos e destino inadequado do lixo?
J.G., J.C. e R.F.: A ação humana, o homem.
Professora: Vamos juntos classificar, identificando quem é causa e
quem é efeito desta causa.
L16
L17
L18
L19
L20
L21
L22
L23
L24
L25
L26
L27
L28
Na fala L27, as alunas J.G., J.C. e R.F. se referem à interferência do homem sobre o
meio ambiente, cujas conseqüências podem contribuir para possíveis alterações no clima da
Terra. Ao término da discussão, a professora convida os alunos a classificar em possíveis
causas e efeitos os acontecimentos que foram elencados (L28), utilizando o quadro-negro.
5.1.3 Respostas escritas dos alunos
Para identificar conteúdos procedimentais e atitudinais desenvolvidos pelos alunos,
agora por escrito, a professora distribuiu para cada aluno a Ficha 1 desta atividade (seção
3.3.1.3) para que eles expressassem: o tema central do TDC, relações de causa e efeito
para os fenômenos discutidos a partir da leitura do TDC, e ainda, indicassem possíveis
atitudes a partir da adoção de novos hábitos que o TDC os auxiliou a despertar. Antes de
distribuir a ficha, a professora apagou o quadro-negro onde restavam escritas relações de
causa e efeito que foram construídas no grande grupo, conforme a fala L28.
Na Figura 5.1, algumas respostas dadas pelos alunos à questão “Qual é o tema
central discutido no texto?” ilustram como eles compreenderam o que se discutia no texto.
Por meio dos recentes furacões Katrina e Catarina, o TDC apresenta como tema central a
hipótese do aquecimento global como causa importante do aumento na freqüência e na
intensidade de fenômenos climáticos extremos, entendendo-se aquecimento global como o
66
aumento das temperaturas médias das águas dos mares e da superfície dos continentes
induzido tanto por causas naturais quanto pela atividade humana, e daí as importantes
lições para novas condutas humanas frente às possíveis conseqüências sobre o clima e a
vida na Terra.
As respostas dos alunos a essa questão (Figura 5.1), de maneira geral, enfatizaram
a participação humana nesses acontecimentos (como ilustram as respostam dadas por R.F.
e C.D.), enfatizaram também tanto a ação humana quanto natural (como ilustra a resposta
dada por R.G.), e enfatizaram, também, o que podemos aprender a partir desses
acontecimentos (como ilustra a resposta de A.C.).
(a) Resposta do(a) aluno(a) R.F.
(b) Resposta do(a) aluno(a) R.G.
(c) Resposta do(a) aluno(a) C.D.
(d) Resposta do(a) aluno(a) A.C.
Figura 5.1: Entendimento de (a) R.G., (b) R.G., (c) C.D., e (d) A.C. acerca do tema central discutido
no TDC.
67
Tais acontecimentos foram por eles relacionados em termos de causa e efeito
(Figura 5.2). Relações de causa e efeito importantes discutidas no TDC e identificadas na
Tabela 3.1 (seção 3.3.1.2) foram por eles expressas nas suas respostas, tais como a
relação entre o aumento da concentração de gases de efeito estufa e o aquecimento global
(como ilustram as respostas dadas por R.F. e C.D.) e, por sua vez, a relação entre o
aquecimento global e fenômenos climáticos extremos, tais como furacões e tufões (como
ilustra a resposta de R.F.). Assim, como no caso dessas relações estabelecidas por R.F.,
acontecimentos que são entendidos como efeito também podem ser causa de outros
acontecimentos, como ilustra os apontamentos de D.S. quando relaciona atividade humana
com poluição, e poluição com agravamento do efeito estufa.
(a) Resposta do(a) aluno(a) R.F..
(b) Resposta do(a) aluno(a) C.D..
68
(c) Resposta do(a) aluno(a) D.S..
(d) Resposta do(a) aluno(a) A.C..
Figura 5.2: Entendimento de (a) R.F., (b) C.D., (c) D.S., e (d) A.C. acerca das relações
causa-efeito associadas a fenômenos climáticos extremos.
Embora a palavra aquecimento seja usada significando aumento de temperatura,
essa mesma aluna, e outros alunos, entenderam que o aquecimento global tem como efeito
o aumento das temperaturas dos oceanos (como ilustram as respostas de D.S. e A.C.) e
não que ele é entendido como o aumento das temperaturas (médias)das águas dos mares e
da superfície dos continentes induzido tanto por causas naturais quanto pela atividade
humana.
Com relação à possibilidade de novas condutas que poderiam ser evidenciadas em
novos hábitos, e que a leitura poderia ter suscitado, explorada na questão “Que hábitos você
adotaria a partir da leitura do texto?”, algumas respostas dos alunos são mostradas na
69
Figura 5.3, as quais evidenciam o respeito ao meio ambiente e o uso racional da energia.
Alguns alunos expressam que já adotavam tais condutas, tais como no depoimento de A.C.
(a) Resposta de R.F..
(b) Resposta de R.G..
(c) Resposta de D.S..
(d) Resposta de A.C..
Figura 5.3: Hábitos que seriam adotados por (a) R.F., (b) R.G., (c) D.S. e (d) A.C.. a partir da leitura
do TDC.
Ao serem solicitados a sintetizar em poucas linhas a ideia central do TDC, embora
alguns alunos mencionem o homem como responsável por alterações climáticas extremas
(como ilustrado na resposta de D.S.), houve entendimento por parte de alguns alunos que
70
fenômenos climáticos extremos tem causa natural e humana (como ilustram as respostas de
R.F. e A.C.).
(a) Resposta dada por R.F..
(b) Resposta dada por R.G..
(c) Resposta dada por D.S..
(d) Resposta dada por A.C..
Figura 5.4: Síntese do TDC feita por (a) R.F., (b) R.G., (c) D.S., e (d) A.C..
71
5.2
ATIVIDADE BASEADA EM ANALOGIA: APLICAÇÃO DO CONHECIMENTO
5.2.1 Diálogos no grande grupo
Na construção da analogia no grande grupo, os 6 passos do modelo TWA modificado
puderam ser identificados no decorrer da aula, como descrito a seguir, o que indica domínio
da estratégia metodológica pela professora no trabalho com analogia.
1º Passo: Apresentação da situação alvo
Os conceitos alvo calor e temperatura são inicialmente retomados. A professora faz
comentários com os alunos que em todas as aulas, até o momento, se discutiu sobre calor e
temperatura, pois são conceitos diferentes e percebe-se dificuldade de conceituar cada um
deles (a professora ao falar sobre a dificuldade de conceituar calor e temperatura tomou
como base as respostas dos alunos apresentadas na Ficha 1, enquanto as recolhia nesta
mesma aula) . A professora, dirigindo-se aos alunos, se refere que ainda podem não estar
bem compreendidos os conceitos de calor e temperatura quando se observa, por exemplo, a
resposta dada (a professora utiliza a resposta de um aluno apresentada na Ficha 1, sem se
referir a Ficha ou ao aluno) que “Temperatura é o calor que os corpos apresentam”. Com
isso, a professora procura retomar esses conceitos, questionando:
Professora: O que significa verificar se uma pessoa está febril?
J.C.: Verificar a temperatura do corpo.
Professora: E quando eu falo: e o calor que o corpo apresenta?
R.G.: É a energia ... Não ...
J.B.: É a agitação das moléculas.
Professora: O que é?
J.B.: Temperatura.
Professora: O que é que provoca a agitação das moléculas?
R.G.: O calor. A variação da temperatura.
Professora: O que provoca a variação da temperatura.
R.G.: A variação da energia.
J.C.: Mas calor é energia.
L29
L30
L31
L32
L33
L34
L35
L36
L37
L38
L39
L40
2º Passo: Apresentação da situação análoga
Em meio a essa discussão, a professora diz que “muitos de nós confundimos os
conceitos de calor e temperatura, são dois conceitos diferentes”. Com isso, a professora
procura introduzir a situação análoga do movimento mecânico de bolinhas de isopor no
interior de uma lixeira, devida a um secador de cabelo ligado na rede elétrica e a diferentes
72
distâncias da lixeira, para o estudo dos conceitos físicos calor e temperatura, conforme a
Figura 5.5, e solicitando que os alunos descrevessem estes objetos.
Figura 5.5: Situação análoga para o estudo dos conceitos alvo calor e temperatura.
3º Passo: Identificação das características relevantes do análogo
J.C., R.G. e L.U.: É uma lixeira e dentro tem bolas de isopor.
J.C.: É fechada.
Professora: E ainda mais ...
L.C.: Está furada ao redor.
L41
L42
L43
L44
Nisso, a professora chama atenção que não havia transformado as bases da lixeira
(fundo e tampa) iguais as laterais, mas salienta que:
Professora: Eu quero passar para vocês a idéia como se ela [a lixeira]
fosse toda vazada, a base e a tampa, igual as laterais. Vamos ver
mesmo o que nós temos, então: uma lixeira, toda vazada, com uma
tampa para as bolinhas de isopor não saírem de dentro. Tenho
também um secador de cabelo. Como é que ele [o secador de cabelo]
está?
R.G.: Ligado na luz.
L45
L46
4º Passo: Estabelecimento das correspondências entre o análogo e o alvo
Professora: O que seria esta luz?
R.G.: Eletricidade.
Professora: O que é esta eletricidade?
J.C.: Energia.
L47
L48
L49
L50
73
A fala da professora (L49) ao questionar com maior insistência os alunos é para que
eles se dessem conta que esta eletricidade seria a energia, e que esta energia se
transforma em outras formas, e ainda, que sem energia o secador de cabelo não iria
funcionar.
Professora: Então, temos um secador de cabelo ligado numa fonte de
energia. Para que esta energia serve?
A.M.: Para ligar.
Professora: Mas ele pode estar conectado na fonte, ligado ou
desligado. Mas considerando quando eu ligar o secador de cabelos, o
que acontece com esta energia?
R.G.: Ele [o secador de cabelos] vai estar retirando uma energia da
fonte.
Professora: Ele vai ...
J.C.: Puxar energia.
Professora: Quando eu ligar?
L.C.: Ele vai transformar energia.
L51
L52
L53
L54
L55
L56
L57
L58
Nesta fala (L58), a aluna LC expressa em palavras que o secador de cabelo é o ente
que transformará a energia elétrica principalmente em mecânica e térmica, como também
declara R.G. quando diz, na linha L62, que o secador “Transforma em outra coisa” esta
energia.
L.C.: Ele vai receber energia.
J.C.: E vai transformar em vento quente, ou vento frio, dependendo do
secador.
Professora: Vocês concordam? Correto o que a colega falou? [A
turma não se manifesta]. Bem ... ele necessita de energia para
funcionar. Durante o seu funcionamento, o que ele faz com essa
energia?
R.G.: Transforma em outra coisa.
Professora: Em outra forma de energia.
J.C.: Vento quente, através daquela “coisinha” que rodeia [fazendo
movimento circular com as mãos].
Professora: Então, a energia que o secador retira da fonte parte ele
transforma em mecânica, movimento, e outra em?
J.C.: Vento quente ...em calor ... energia térmica.
L59
L60
L61
L62
L63
L64
L65
L66
Nesse ponto, destaca-se que a transformação de energia elétrica em térmica
também é compreendida por J.C., como revela o comentário desta aluna da linha L66,
mediante a auxílio da professora na condução desse raciocínio (L65).
A professora retoma novamente a lixeira com bolinhas e diz aos alunos:
Professora: Vamos compará-la [a lixeira com as bolinhas] com um
corpo qualquer e poderíamos dizer que este corpo apresenta o que?
É composto de que?
J.C.: Moléculas.
L67
L68
74
Professora: Então, poderíamos dizer que o conjunto lixeira + bolinhas
é um corpo constituído de moléculas onde as bolinhas de isopor são
estas moléculas. Vejam, temos uma lixeira com bolinhas e um
secador de cabelos ligado na fonte de energia. Estou utilizando este
experimento analógico para entendermos o que é calor e temperatura
onde o secador de cabelo pode ser uma fonte de energia ou o corpo
de maior energia; e a lixeira + bolinhas, outro corpo qualquer.
Considerando, então, o secador de cabelos ligado na fonte de
energia, ele seria ... ?
J.C.: Um corpo quente.
Professora: O que ele faz para o outro corpo, lixeira + bolinhas?
J.C.: Transfere calor [fazendo um movimento com as mãos dando
ideia de passagem].
Professora: Essa transferência de energia, ou seja, a medida que o
corpo vai recebendo energia, essa energia provoca o que no corpo?
J.C.: Aumento da temperatura.
Professora: Mas é importante sabermos que podemos variar ...variar
o que?
J.C.: A quantidade de energia.
Professora: Se fornecermos mais energia, o que acontece com o
corpo que recebe?
J.C.: Elas vão agitar mais [as bolinhas].
L.U.: Maior é a agitação das moléculas.
Professora: E se eu diminuio a energia?
J.C.: Diminui a agitação das moléculas.
Professora: Então, certo. Vamos lá.
L69
L70
L71
L72
L73
L74
L75
L76
L77
L78
L79
L80
L81
L82
A professora apresenta o experimento analógico com a lixeira e bolinhas de isopor
com o secador ligado na fonte de energia elétrica, fazendo variar a distância do secador à
lixeira, conforme Figura 5.6 e Figura 5.7.
Figura 5.6: Situação análoga para o estudo dos conceitos alvo calor e temperatura, em que o
secador de cabelo, ligado à rede elétrica, encontra-se afastado da lixeira com bolinhas de isopor.
75
Figura 5.7: Situação análoga para o estudo dos conceitos alvo calor e temperatura, em que o
secador de cabelo, ligado à rede elétrica, encontra-se próximo da lixeira com bolinhas de isopor.
5º Passo: Identificação dos limites de validade da analogia
A professora explica que se a base e a tampa fossem vazadas, poderia se fazer a
transferência de energia também por esses lados. E acrescenta:
Professora: Não quero que vocês pensem que a transferência de
energia em um corpo se dê apenas em um dos lados, ou seja, seja
unidirecional, por qualquer um dos lados pode haver transferência de
energia.
L83
O experimento analógico é apresentado para a turma, aproximando-se e afastandose o secador de cabelo, ligado na fonte, da lixeira com bolinhas de isopor, como ilustram as
Figuras 5.6 e 5.7. A seguir:
Professora: O que vocês perceberam?
R.G., J.C., L.U., M.B.: Quanto mais próximo [o secador de cabelo
ligado] maior é a agitação das moléculas, maior a colisão.
L84
L85
Quando os alunos se referem “a agitação das moléculas” e não a agitação das
bolinhas, percebe-se que eles relacionaram o movimento das bolinhas com o movimento
molecular de um corpo submetido à variação de energia, e assim, transferem a situação
analógica para a situação física em estudo – calor e temperatura.
76
L.U.: Conforme vai diminuindo a distância seria mais energia [para o
corpo].
J.C.: Mais calor.
R.G.: Mais energia direta ... aí dissipa energia [quando afasta].
L86
L87
L88
Nesse momento, cabe antecipar uma limitação da analogia. A noção de “dissipar” a
energia térmica pode estar relacionado a propagação de energia para todos os demais
corpos.
L.U.: É.
Professora: Como é J.C. [J.C. fala mas a professora não ouve, por
isso, lhe dirige a palavra]?
J.C.: Quanto mais perto, mais calor, mais temperatura que o corpo
quente teria, menor diferença de temperatura entre os dois teria [o
corpo e a fonte] ... ah, estou toda enrolada ...
Professora: Tu queres dizer ... quanto mais eu aproximo, maior é o
fluxo de ... ?
Laura, L.U., J.C.: Calor.
Professora: Maior é a quantidade de ...
J.C.: Energia.
Professora: Logo, a medida que eu afasto, o que acontece com as
bolinhas?
J.C.: Elas vão diminuindo a vibração [gesticulando com a mão em
movimento vibratório].
L89
L90
L91
L92
L93
L94
L95
L96
L97
O experimento analógico é retomado, em que a professora liga o secador de cabelo
e o distancia o máximo possível da lixeira para depois ir aproximando-o, lentamente, da
lixeira (Figuras 5.6 e 5.).
Professora: Perceberam, então, podemos relacionar estas coisas, ou
seja, estabelecermos relações. Então ... poderíamos dizer que todo
este conjunto lixeira mais bolinhas, seria o que?
J.C., L.C., L.U., R.G.: O corpo.
Professora: As bolinhas seriam quem?
L.U., J.C., M.B., R.G., L.C.: As moléculas.
Professora: O que mais poderíamos relacionar? Que relações temos
ainda? [A turma não se pronuncia]. Vamos lá [e se dirige ao quadronegro].
L98
L99
L100
L101
L102
A professora divide o quadro-negro em duas partes, de um lado escreve “Elementos
da situação física em estudo (Alvo)” e, de outro lado, os “Elementos da situação análoga”. E
pergunta:
Professora: Quem seria a situação física?
J.C.: O corpo.
Professora: À medida que ele recebe o que?
J.C.: Mais ou menos energia.
Professora: À medida que este corpo recebe mais ou menos energia,
vai provocar o que?
L103
L104
L105
L106
L107
77
J.C.: Maior ou menor agitação das moléculas.
Professora: Os elementos do análogo são quem?
J.C.: A lixeira com as bolinhas.
Professora: Quem com quem nós poderíamos relacionar?
J.C.: O calor ... à fonte quente ... o secador [que está ligado e,
portanto é a fonte quente]
J.C.: A lixeira + bolinhas com o corpo.
Professora: As bolinhas representam o que?
M.B., L.U., R.G.: As moléculas do corpo.
Professora: Poderíamos colocar “átomos”?
J.C.: Não.
R.G.: Mas por que eu não posso chamar as bolinhas, que são
moléculas, de átomos? Se moléculas são [formadas] de átomos.
Professora: Vocês me disseram que não!
R.G.: Eu acho que pode, sim.
L.U.: Pode, sim, professora.
R.G: Só há uma quantidade maior de átomos comparado ao de
moléculas.
J.C.: Mas daí ... isso, oh [virando-se para R.G.]H2O é diferente de
COH? Ou só é diferente de O?
L.U.: Moléculas ou átomos do corpo.
R.G.: Se o corpo tem átomos é porque tem moléculas.
J.C.: Ta ... desculpas.
Professora: O que as bolinhas fazem?
R.G.: Elas se agitam.
Professora: À medida que eu aproximo ou afasto o secador de
cabelos, o que acontece?
A.M.: Diminui ou aumenta a agitação delas [das bolinhas].
Professora: Essa agitação seria o que?
L.U.: Aumenta ou diminui o grau de energia delas ... não ...
L.C.: Energia.
L.U.: O movimento das bolinhas.
Professora: O movimento das bolinhas está relacionado com quem?
No corpo?
J.C.: Com a energia interna ... não ...como assim
Professora: As bolinhas se movimentam ...
J.C.: Sim.
Professora: E esse movimento das bolinhas no corpo está associado
com quem?
M.B.: Com a energia.
L108
L109
L110
L111
L112
L113
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L132
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L135
L136
L137
L138
L139
L140
Percebendo que os alunos não mencionam o movimento das bolinhas, relacionado à
energia cinética das bolinhas, a professora liga o secador de cabelo e o aproxima da lixeira,
perguntando aos alunos:
Professora: Que energia é essa?
J.C.: Calor
R.G.: Energia térmica.
Professora: Qual é a energia que está associada ao movimento?
R.G., L.U.: Energia cinética.
Professora: Poderíamos dizer: energia mecânica?
J.C.: Energia mecânica ... potencial mais cinética.
Professora: O secador ... vamos relacionar com quem?
J.C.: Fonte quente.
Professora: A lixeira com ... ?
J.C.: O corpo.
Professora: Para haver transferência de energia é preciso ... ?
L141
L142
L143
L144
L145
L146
L147
L148
L149
L150
L151
L152
78
J.C.: Uma diferença de temperatura.
R.G.: Energia.
Professora: O que acontece quando existe diferença de temperatura?
J.B.: Um está mais quente que o outro.
Professora: Ou seja, passagem de um fluxo de ... ?
J.C.: Energia.
L153
L154
L155
L156
L157
L158
A insistência da professora nesse diálogo é justamente procurar com que o aluno
perceba a diferença entre temperatura e calor. No diálogo com os alunos, eles se referem à
“energia” sem diferenciar qual é o tipo de energia. A intenção nesse diálogo é de que os
alunos diferenciem a energia do movimento das bolinhas (energia mecânica cinética), que
está associada à temperatura, com a energia do fluxo de ar, que está associada ao calor
(energia que é transferida).
Professora: Então, este fluxo de energia que passa para o corpo o
que seria no análogo?
J.C., R.G., L.U., L.C.: Vento quente [fluxo de ar].
Professora: O que mais poderíamos relacionar?
[A turma não se manifesta]
Professora: O que seria o secador?
J.C.: O corpo que contem mais energia [energia cinética associada à
temperatura].
R.G. O corpo que contém mais calor.
J.C.: O que tem mais temperatura?
L159
L160
L161
L162
L163
L164
L165
A concepção errônea de que o calor é uma propriedade do corpo aparece na fala da
aluna R.G. (L164). Na fala desta aluna, outra questão a salientar é a confusão entre os
conceitos de calor e temperatura que ela ainda apresenta. A energia cinética, associada
com a temperatura, é percebida na fala da aluna J.C. (L165).
No diálogo a seguir, a professora chama a atenção para características do análogo
que não correspondem às características do alvo, identificando-se limites de validade da
analogia (L174):
Professora: O secador de cabelos ligado na fonte emitindo jato de ar
quente vamos relacionar com ...?
J.C.: Fonte de energia. Corpo de maior temperatura.
Professora: A intensidade do fluxo de energia nós podemos variar
aproximando ou afastando o secador de cabelos. A vibração, o grau
de agitação das moléculas vai depender do fluxo de energia que o
corpo recebe. Se o corpo receber um grande fluxo de energia, as
moléculas terão uma vibração maior, e se o fluxo de energia diminui,
o movimento das bolinhas também diminui. E na lixeira ... como é que
varia a vibração, o movimento das bolinhas?
J.C.: Quanto mais perto o secador está, maior a vibração, e quando
afasta [o secador], diminui [a vibração].
Professora: Então, a intensidade do fluxo de calor ...
R.G.: Eu tenho uma pergunta. Se isso não seria porque está
afastando o corpo de maior energia, não seria porque o calor que está
transmitindo para o corpo de menor energia [estaria querendo dizer
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energia cinética?] vai ser dissipado no meio por isso não teria a
mesma “força” que quando estão próximos?
Professora: Não entendi direito ...
R.G.: Eu afastando ou colocando mais perto [o secador] ... se eu
afastar vai vibrar menos as moléculas, não seria porque o vento
quente que está indo direto para as bolinhas ele está sendo dissipado
aí no meio?
Professora: É claro. Se um corpo está emanando um fluxo de energia,
não apenas um único corpo ao seu redor recebe esta energia; todos
os corpos que estão ao redor recebem esta energia. Este pode ser
um limite do análogo, pois nós estamos direcionando o fluxo de ar
para a lixeira. Como supomos o secador como o corpo de maior
energia, maior temperatura, estaria emanando energia para todas as
direções, podendo variar a temperatura de todos os corpos ao seu
redor. Aqui, é claro, estou direcionando o secador de cabelos, o jato
de ar quente, para a lixeira mais as bolinhas, o corpo. Retomando ... à
medida que aproximo o secador, observamos que as bolinhas vibram
mais, a vibração está associada com ... ?
R.G.: O fluxo de energia [sem dizer qual é].
Professora: Então, aumentamos ou diminuímos o fluxo de energia,
aproximando ou afastando o secador ligado.
J.C.: Aumenta e diminui a energia cinética.
Professora: A energia cinética associada ao movimento das bolinhas.
A quantidade do fluxo de calor está relacionada com quem?
J.C.: A distância do secador com o corpo, à lixeira.
Professora: O que mais temos ainda? A velocidade aumenta ou
diminui, a rapidez do movimento das bolinhas está associada com
quem no corpo?
R.G.: Átomos. [a temperatura]
[A aluna R.G. manteve conversas paralelas com a L.C.]
Professora: Vocês perceberam, fazemos a relação de um corpo e sua
variação de energia com o conjunto lixeira mais as bolinhas e o
secador ligado na fonte. Então, o alvo é o que nós estamos estudando
e o análogo é o que eu estou usando para entender a situação alvo
(um corpo quando recebe um fluxo de energia).
R.G.: Mas o fluxo de energia não é unidirecional.
Professora: Podemos dizer que este seria um limite de validade, ou
seja, é onde a minha analogia falha, pois o fluxo de energia emanado
por um corpo de maior temperatura não é direcional. Essa troca de
energia se dá num todo. O fluxo de calor, no nosso experimento
analógico, é direcionado, mas no nosso dia a dia isso não acontece. A
troca se dá num todo, se dá em todas as direções, ou seja, do corpo
de maior temperatura para os demais.
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A seguir, a discussão das relações entre alvo e análogo é retomada no quadronegro:
Professora: Com quem está associada a temperatura?
J.C., L.U., R.G.: Com a energia cinética de vibração das moléculas,
quanto maior a temperatura, maior a vibração.
Professora: Isso nos corpos o que provoca?
L.U., R.G., J.C.: Dilatação.
Professora: Isso porque aumenta a vibração, elas [as moléculas] vão
se distanciando, provocando a dilatação. E calor?
M.B.: É o fluxo de energia em trânsito.
Professora: Quando acontece isso?
M.B.: Quando existe diferença de temperatura.
Professora: Isso num ambiente termicamente isolado, pois num
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ambiente qualquer, todos os corpos sofrem influência desse fluxo de
energia, ou seja, constantemente ocorre esse fluxo de energia,
podendo ou não interferir na sua temperatura. Por exemplo, na
própria sala de aula, os objetos presentes todos estão
aproximadamente a mesma temperatura. Não quer dizer que eles não
estejam emanando fluxo de energia. Constantemente ocorre essa
troca de energia, mas essa energia emanada não necessariamente
varia a temperatura do corpo.
6º Passo: Esboço de uma síntese conclusiva sobre a situação alvo
Nesse passo, a Ficha 2 é entregue aos alunos para que eles estabeleçam as
relações entre as grandezas do alvo e suas correspondências com o análogo. Em seguida,
é entregue a Ficha 3, e por último, a Ficha 4.
5.2.2 Respostas escritas dos alunos
5.2.2.1 Conceitos de calor e temperatura
As respostas acerca do que os alunos entendem por calor e temperatura, antes e
após a implementação da atividade com a analogia, sugere que o conceito de temperatura
ainda não ficou bem compreendido pelos alunos. A resposta de A.C. (Figura 5.8 (a)) que
temperatura “é tudo o que tem sentido de calor [...]” pode estar indicando que a grande
dificuldade na compreensão do conceito de temperatura é o sentido de calor que lhe é
atribuído, o que dificulta a construção do significado científico de temperatura. Após a
atividade com a analogia, A.C. reformula seu conceito de temperatura, como mostra a
Figura 5.8(b), e também expressa melhor o seu conceito sobre calor, como mostrado nesta
figura.
(a) Compreensão sobre calor e temperatura por A.C. antes da atividade com a analogia.
81
(b) Compreensão sobre calor e temperatura por A.C. após a atividade com a analogia.
Figura 5.8: Compreensão dos conceitos de calor e temperatura por A.C. (a) antes e (b) após a
atividade com a analogia.
Como A.C., o conceito de temperatura também apresentou maior dificuldade para
o(a) aluno(a) A.M. (Figura 5.9 (a)); esse conceito, antes confundido com calor por este(a)
aluno(a), é reformulado, sem contudo especificar que tipo de energia se está fazendo
referência. Outra questão interessante é o sentido que A.M. atribui ao calor antes da
atividade com a analogia, e como o expressa declaradamente após esta atividade.
(a) Compreensão sobre calor e temperatura por A.M. antes da atividade com a analogia.
82
(b) Compreensão sobre calor e temperatura por A.M. após da atividade com a analogia.
Figura 5.9: Compreensão dos conceitos de calor e temperatura por A.M. (a) antes e (b) após a
atividade com a analogia.
Conceituar temperatura também é uma dificuldade para o(a) aluno(a) C.D. (Figura
5.10). Esse conceito, antes confundido com calor (Figura 5.10(a)), passa a ser reformulado,
mas, como no caso de A.M., ainda não é claro, que pode ser observado na Figura 5.10(b).
(a) Compreensão sobre calor e temperatura por C.D. antes da atividade com a analogia.
83
(b) Compreensão sobre calor e temperatura por C.D. após da atividade com a analogia.
Figura 5.10: Compreensão dos conceitos de calor e temperatura por C.D. (a) antes e (b) após a
atividade com a analogia.
Para o(a) aluno(a) D.S., o conceito de calor não apresentou dificuldade (Figura 5.11).
No entanto, novamente o conceito de temperatura, compreendido como a quantidade de
calor de um corpo antes da atividade com a analogia (Figura 5.11(a)), é reformulado após a
atividade, mas guardando a palavra “aquecimento” (Figura 5.11(b)), o que suscita dúvidas
sobre o seu entendimento. A palavra “aquecimento” pode querer significar para D.S.
aumento de temperatura.
(a) Compreensão sobre calor e temperatura por D.S. antes da atividade com a analogia.
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(b) Compreensão sobre calor e temperatura por D.S. após da atividade com a analogia.
Figura 5.11: Compreensão dos conceitos de calor e temperatura por D.S. (a) antes e (b) após a
atividade com a analogia.
Para o(a) aluno(a) B.Z., o conceito de calor também não apresentou dificuldade
(Figura 5.12). No entanto, mais uma vez a dificuldade está no conceito de temperatura, que
é compreendido como a quantidade de energia, que foi entendida como o calor, de um
corpo antes da atividade com a analogia (Figura 5.12(a)), é reformulado após a atividade,
mas guardando a palavra “aquecimento” (Figura 5.12(b)).
(a) Compreensão sobre calor e temperatura por B.Z. antes da atividade com a analogia.
85
(b) Compreensão sobre calor e temperatura por B.Z. após da atividade com a analogia.
Figura 5.12: Compreensão dos conceitos de calor e temperatura por B.Z. (a) antes e (b) após a
atividade com a analogia.
A dificuldade com o conceito de temperatura também é apresentada pelo(a) aluno(a)
B.P. (Figura 5.13(a)), em que o conceito de temperatura se confunde com o conceito de
calor. Após a atividade com a analogia, B.P. expressa que a temperatura é a quantidade de
energia de um corpo, sem deixar claro que tipo de energia se refere.
(a) Compreensão sobre calor e temperatura por B.P. antes da atividade com a analogia.
86
(b) Compreensão sobre calor e temperatura por B.P. após da atividade com a analogia.
Figura 5.13: Compreensão dos conceitos de calor e temperatura por B.P. (a) antes e (b) após a
atividade com a analogia.
5.2.2.2 Correspondências e limites de validade da analogia
As respostas dos alunos para as correspondências estabelecidas entre o análogo e o
alvo, e as limitações apontadas da analogia, indicam claramente que compreender o
conceito de temperatura é para eles difícil. Eles não deixaram expresso este conceito nas
correspondências que estabeleceram, e ainda, confundem este conceito com o conceito de
calor.
Apenas dois(duas) alunos(as) apontam de forma expressa a compreensão sobre o
conceito de calor nas correspondências que estabelecem, e não deixam clara a sua
compreensão sobre o conceito de temperatura. É o caso das respostas de J.C. (Figura 5.14)
e de R.G. (Figura 5.15).
Figura 5.14: Correspondências estabelecidas entre o alvo e o análogo por J.C..
87
Figura 5.15: Correspondências estabelecidas entre o alvo e o análogo por R.G..
Outra dificuldade dos alunos participantes que merece ser destacada no
estabelecimento de correspondências entre alvo e análogo, e que pode estar relacionada à
dificuldade de compreender o conceito de temperatura, é que o corpo (no alvo) teve
correspondência apenas com a lixeira (no análogo), excluindo-se as bolinhas de isopor. Ora,
o entendimento de temperatura implica na compreensão do modelo cinético-molecular da
matéria. Se essa compreensão é ausente, isso pode dificultar a compreensão do conceito
de temperatura. Na direção dessa discussão, as respostas dos(as) aluno(as) L.C. e L.S. são
ilustrativas, mostradas nas Figuras 5.16 e 5.17.
Figura 5.16: Correspondências estabelecidas entre o alvo e o análogo por L.C..
88
Figura 5.17: Correspondências estabelecidas entre o alvo e o análogo por L.S..
5.3
ATIVIDADE BASEADA EM TDC: APLICAÇÃO DO CONHECIMENTO
5.3.1 Respostas escritas dos alunos
Dos conceitos físicos presentes no TDC “A Física por trás das mudanças climáticas”,
solicitados na Ficha 1, a atenção ficará para os conceitos de calor e temperatura.
O conceito de calor foi expressamente identificado no TDC apenas por 4 alunos dos
12 alunos presentes. A Figura 5.12 ilustra a frase do texto que os alunos identificaram o
conceito de calor.
O conceito de temperatura foi expressamente identificado em trechos do TDC por 8
alunos dos 12 alunos presentes . A Figura 5.13 ilustra as frases do texto que os alunos
identificaram o conceito de temperatura.
.
Figura 5.18: Trecho do TDC em que foi identificado o conceito de calor pelos(as) alunos (as) A.C.,
C.D., A.C., T.L.
89
(a) Resposta dos(a) aluno (a) A.C..
(b) Resposta dos(as) alunos (as) C.D., M.B., C.D., JaB.
(c) Resposta dos(as) alunos (as) D.S., V.L., M.A.
Figura 5.19: Trechos do TDC em que foi identificado o conceito de temperatura.
Na Ficha 2, os alunos enumeram observações feitas no TDC que apontam a
influência humana no aumento nas emissões de gases de efeito estufa, e enumerem causas
conhecidas das mudanças climáticas. É, pois, uma retomada da problematização inicial.
Na Ficha 3, os alunos escrevem um texto próprio. Ao escrever o texto, pedia-se que
fosse dado um título que melhor representasse a ideia contida nele. Poucos alunos se
utilizam dos conceitos estudados para escrever em linguagem científica, e relacionar os
conceitos de temperatura e calor com a tecnologia e o meio ambiente. A Figura 5.14 e a
Figura 5.15 ilustram dois textos produzidos por eles em que estas relações aparecem.
90
Figura 5.20: Produção textual de L.S..
91
Figura 5.21: Produção textual de JeB..
92
6
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A partir dos estudos apresentados nesta Dissertação, observou-se que os conceitos
físicos de calor e temperatura, apesar de estudados, ainda costumam ser confundidos pelos
alunos. Este fato tem inquietado professores preocupados com as dificuldades de
aprendizagem destes conceitos. Ao longo deste trabalho, pretendi utilizar estratégias
didáticas no sentido de minimizar tais inquietações e oferecer alternativas para contribuir
com a aprendizagem destes conceitos.
Este trabalho priorizou o planejamento, desenvolvimento e implementação de
atividades baseadas em analogia e texto de divulgação científica (TDC) inseridas em um
modelo de ensino baseado em momentos pedagógicos, em uma perspectiva de educação
em CTS. Sabemos que atividades didáticas baseadas em TDC não devem visar à
transmissão pura e simples de uma determinada informação científica, e nem ser usada
como mera confirmação ou ilustração de conceitos científicos, e sim, como recursos
didáticos que podem ser utilizados em qualquer etapa da metodologia pedagógica, tendo
como finalidade despertar os alunos para a aprendizagem de Física por meio da leitura de
um texto de divulgação cientifica TDC e não apenas dos livros didáticos.
A importância da atividade didática baseada em TDC pode ser destacada, dentre
outros fatores, pela sua capacidade de facilitar e desenvolver a interpretação e a
compreensão dos conteúdos necessários à aprendizagem da Física, tais como os
conteúdos conceituais de calor e temperatura e conteúdos procedimentais envolvidos nesta
aprendizagem. A partir dos estudos realizados nesta Dissertação, pode-se dizer que o uso
de um TDC nas aulas de Física contribuiu para desenvolver esses conteúdos, além de
aproximar relações entre a ciência e a tecnologia com questões ambientais. A exploração
dos TDCs nas aulas se constituiu em uma boa alternativa para se trabalhar os conceitos de
calor e temperatura, auxiliando a compreensão da Física presente no dia-a-dia e a
percepção de que os conhecimentos científicos não são constituídos tendo como base fatos
isolados ou compartimentados, e sim relacionados à tecnologia e a questões que nos
cercam.
A utilização em sala de sala dos TDCs como recurso didático para o ensino dos
conceitos de calor e temperatura contribuiu no sentido de criar espaços para a prática de
leitura geradora de discussões e opiniões. Neste sentido, além de ajudar na compreensão
dos termos ou conceitos físicos, este espaço de leitura pode melhorar o vocabulário e as
formas de expressão oral e escrita dos alunos e dar clareza aos novos significados
aprendidos.
93
Com base nisso, percebeu-se a necessidade de recorrer a teorias de aprendizagem,
mais especificamente, ao processo cognitivo de aprendizagem. Entre os vários autores
estudados, Ausubel foi um dos que se mostrou adequado, tendo em vista que em sua
proposta teórica ele não supõe abandonar modelos mais antigos, mas considera que para
haver a aprendizagem significativa o aluno requer materiais potencialmente significativos
que promovam a integração entre as idéias prévias e o conhecimento novo.
Observou-se, também, que os conteúdos procedimentais de argumentação oral e
escrita, bem como conteúdos atitudinais, ficaram evidenciados pela interação dialógica dos
alunos no grande grupo, bem como com o material de ensino. Ao realizar síntese, o aluno
foi estimulado a desenvolver não só a concentração e a atenção como, também,
desenvolver a argumentação e a produção textual, ferramentas importantes no mundo em
que vivemos.
Quanto à atividade com o uso de analogia, em uma perspectiva investigativa, esta
permitiu aos alunos apresentarem e justificarem seus conhecimentos constituídos ao longo
de todo o processo. Esta estratégia tem contribuído para a formação de uma postura
autônoma, de contínua busca de conhecimentos. Pude perceber que a atividade com
analogia, embora trabalhosa, geradora de conflitos, pode auxiliar no desenvolvimento do
raciocínio e na oralidade dos alunos, gerou criatividade e construção de hipóteses, além de
confiança e melhoria da auto-estima, que foi favorecido pelo estabelecimento de aulas
dialogadas durante o desenvolvimento das atividades.
Ao desenvolver a atividade com analogia neste estudo, o conceito de temperatura
mostrou ser de mais difícil compreensão para os alunos participantes do que o conceito de
calor. No entanto, pude perceber, comparando com os primeiros encontros, um
envolvimento destes durante esta atividade. Embora nesta primeira experiência com a
implementação desta analogia em sala de aula se tenha tido pouca efetividade para auxiliar
na compreensão dos conceitos de calor e temperatura, esta atividade ainda assim mostrou
o envolvimento dos alunos durante a sua realização, resgatando as suas ideias prévias
sobre de calor e temperatura, gerando contradições, e explicitando divergências entre elas.
Assim, é importante destacar o aspecto construtivo da atividade com a analogia em termos
de conteúdos procedimentais que são despertados no aluno e que favorecerão atividades
futuras desta natureza. Outro aspecto a ser destacado é que o professor, ao conduzir as
atividades com analogia, pode não conseguir implementar todos os passos estratégicos
necessários, o que acreditamos não ter sido o caso no presente estudo.
Ao longo da implementação de todas as atividades, do primeiro ao último encontro,
observou-se, no entanto, um número cada vez menor de alunos nas aulas, à medida que as
implementações eram realizadas. Nos primeiros encontros, a participação dos alunos nas
94
aulas foi muito boa, mas no decorrer das demais aulas, a participação em termos de número
de alunos foi diminuindo, por razões que atribuo:
(a) Ao fato de que a Escola promoveu, no mês de novembro, uma gincana
intermunicipal (denominada Gincopeis) com a participação dos municípios das Escolas
Estaduais da região de Nova Palma, Dona Francisca, Ivorá, Pinhal Grande, Restinga Seca,
São João do Polêsene, e Faxinal do Soturno, que teve o envolvimento da maioria dos
alunos na realização de atividades no turno em que o trabalho com eles era desenvolvido;
(b) Percebi, também, que um percentual muito grande de alunos residia no interior, e
estes muitas vezes ficavam impossibilitados de retornar à noite para participar das
atividades;
(c) Outro fator que pude perceber e atribuir a infrequencia dos alunos foi o recesso
escolar que aconteceu devido a uma pandemia que afetou o país inteiro, onde vários órgãos
públicos foram obrigados a interromper suas atividades (Gripe A), que, de certo modo,
atrasou e comprometeu o ano letivo. Muitas atividades extra-classe eram solicitadas aos
alunos para “vencer” os conteúdos propostos pelos professores.
(d) Mas o principal, e mais importante fator que observei ao longo da implementação
das atividades, que pode justificar a infreqüencia dos alunos, foi o pouco comprometimento
destes para com as atividades, ou seja, eles apenas estavam participando do trabalho
porque a Escola se comprometeu, e eles eram os personagens principais. Mas como eu não
fazia parte do corpo docente da referida Escola, e as atividades por mim desenvolvidas não
foram somadas às avaliações do professor titular da disciplina, ou seja, não foi atribuída
uma nota aos alunos que somasse com as atividades realizadas pelo professor titular, os
alunos não tiveram assiduidade nas aulas propostas. Pareceu-me que, para eles, era mais
importante fazer um trabalho/tarefa para o professor das disciplinas escolares que valia
nota, do que participar de uma atividade que não era atribuída nenhuma avaliação que
viesse a somar nas notas finais. É importante esclarecer que, inicialmente, as atividades
seriam desenvolvidas com uma única turma, no turno da manhã, e todas as atividades que
seriam desenvolvidas com os alunos iriam somar às atividades do professor titular da
disciplina para a nota final do trimestre.
Por fim, com relação à atuação do professor frente à tarefa de educar, esta deva se
estender pelas diversas áreas, além das responsabilidades pedagógicas, assumindo às
vezes dimensões de escuta e cuidados, mesmo sem possuir a devida formação acadêmica
para essas práticas. As variadas atribuições inerentes a profissão, exigem do professor mais
que os saberes explícitos no currículo, exigem saberes da pessoa que antecede ao
profissional, seus princípios e valores, suas qualidades humanas.
Muitas vezes ficamos muito tempo preocupados com o ensinar; a nossa tarefa é
outra. Nossa tarefa é proporcionar ao nosso aluno oportunidades planejadas que favoreçam
95
o desenvolvimento de capacidades, habilidades e atitudes que os transformem num
cidadão. A tarefa do professor não é tão somente ensinar o que se sabe, o que aprendeu ou
o que é importante, mas criar condições para que os alunos aprendam.
O professor deve ajudar o aluno a descobrir, a reconstruir e a posicionar-se frente ao
conhecimento. Durante o processo de aprendizagem, o aluno muitas vezes não constroi
sozinho o conhecimento; essa construção é feita continuamente com outros e na interação
com outros. As praticas pedagógicas em sala de aula devem exceder uma visão
fragmentada e descontextualizada do ensino, tornando as aprendizagens significativas.
É importante que o professor de ciências preocupe-se, além do conhecimento
científico, do processo de construção de cidadania do aluno. Para tanto, é necessário a
conscientização do professor de que seu papel é o de facilitador de aprendizagem, aberto a
novas experiências procurando compreender, numa relação empática, também os
sentimentos e os problemas de seus alunos e tentar levá-los à auto-realização.
Segundo Freire (1996, p.96), “o bom professor é o que consegue, enquanto fala,
trazer o aluno até a intimidade do movimento do seu pensamento. Sua aula é assim um
desafio e não uma cantiga de ninar. Seus alunos cansam, não dormem. Cansam porque
acompanham as idas e vindas de seu pensamento, surpreendem suas pausas, suas
duvidas, suas incertezas”.
96
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