O USO DE EXPERIMENTAÇÕES COMO PROPOSTA METODOLÓGICA PARA O ENSINO DE FÍSICA EM UMA AULA SOBRE DILATAÇÃO TÉRMICA

Por: _________________________________________________________________________ Vivienne Denise Falcão/Orientadora / IFMG Doutora __________________________________________________________________________ Esdras Garcia Alves / IFMG Mestre _________________________________________________________________________ Fernando Jesus de Oliveira / IFMG Mestre ______________________________________________________________________ Gilton Martins Lopes Júnior / IFMG Especialista DEDICATÓRIA Aos meus pais pelo exemplo de vida. AGRADECIMENTOS Agradeço primeiramente a Deus, pois através dele que cheguei até aqui enfrentando todos os obstáculos. Aos meus pais Cristiano Antônio e Marilene Mendes pelo apoio e incentivo em não me deixar desistir; a minha irmã Juliana Estefani pela ajuda. A minha orientadora Vivienne Falcão pela paciência de me ouvir e sempre partilhar seus conhecimentos comigo. RESUMO O uso de demonstrações experimentais no processo de ensino favorece a construção do conhecimento por parte dos alunos além de relacionar a teoria estudada com práticas de seus cotidianos.

Acervo do autor. Figura 03 - Gráfico das respostas à Questão 1 do questionário diagnóstico. Figura 04 - Gráfico das respostas à Questão 2 do questionário diagnóstico. Figura 05 - Gráfico das respostas à Questão 1 do questionário prognóstico. Figura 06 - Gráfico das respostas referente à pergunta 3 do questionário diagnóstico e à pergunta 2 do questionário prognóstico. Análise da Questão Geral Presente no Questionário Prognóstico Aplicado às Turmas 1 e 2 24 4. Análise dos Questionários Diagnóstico e Prognóstico Aplicado às Turmas 1 e 2 25 4. Comparação do Rendimento Entre a Turma 1 e Turma 2 29 5 CONCLUSÃO 32 6 REFERÊNCIAS 33 APÊNDICE 1 35 APÊNDICE 2 36 APÊNDICE 3 37 APÊNDICE 4 38 APÊNDICE 5 39 1 INTRODUÇÃO Os alunos apresentam dificuldades em aprender Física por ela ser uma disciplina com conteúdo de difícil compreensão e devido a isto ficam cada vez mais desinteressados pelas aulas (PEREIRA et al.

O desinteresse dos alunos pela Física vem aumentando gradativamente, devido ao uso de métodos tradicionais de ensino como: exposição de conteúdos por meio do quadro e giz, a utilização dos livros didáticos como único recurso de transmissão de conteúdos e a realização de exercícios propostos no livro para a fixação da matéria ensinada. Para minimizar tal situação cabe ao professor o desenvolvimento de metodologias de ensino para atrair o interesse dos alunos pelas aulas de Física melhorando assim seu desempenho escolar (BATISTA et al. De acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais (BRASIL, 2007), a experimentação sempre esteve presente em nossa vida onde há um problema ou uma questão a ser analisada e respondida. Ao se tratar da sala de aula, cabe ao professor orientar os alunos a buscar respostas, dando-lhes a oportunidade de elaborar e criar hipóteses, além de discutir sobre os resultados esperados ou inesperados usando as conclusões obtidas para a construção do conhecimento físico estudado.

Propôs-se utilizar demonstrações experimentais, a partir do desenvolvimento de atividades para o ensino de Física Térmica. Tendo-se que: ‘’ [. à escolha do conteúdo de Física a ser discutido, optou-se por trabalhar com Física Térmica por esse ser um dos conteúdos mais abordados nas séries iniciais do Ensino Fundamental e estar relacionado com vários fenômenos do dia a dia vivenciado por todos os alunos, porém, na maioria das vezes, explicados sem ancoragem científica e reforçando as concepções alternativas. Devido às dificuldades de compreensão dos conteúdos, os alunos se tornam desinteressados pelas aulas cabendo assim ao professor buscar um mediador para minimizar tal situação. Como agente mediador foi utilizada uma demonstração experimental a fim de melhorar o desempenho e despertar o interesse dos alunos pela Física.

A escolha do tema dilatação térmica deu-se na realização do Estágio Supervisionado 1 por dois fatores principais: dificuldade na compreensão do que é dilatação térmica e de seus fenômenos pelos alunos e o fato de não conseguirem relacionar o conteúdo aprendido em sala de aula com os eventos que ocorrem em seu cotidiano. Sobre o conteúdo de dilatação térmica, suas implicações estão intimamente ligadas e presentes na vida das pessoas, além de constar no Conteúdo Básico Comum, CBC, e nos Parâmetros Curriculares Nacionais, PCN. Estando também presente a importância do uso de práticas experimentais em aulas de Física. Por outro lado, Vygotsky (1989) explica que o ensino de determinado conceito desencadeia a formação das estruturas mentais necessárias para a aprendizagem.

O desenvolvimento e a aprendizagem de cada aluno se diferencia devido as suas diferentes zonas de desenvolvimento proximal, espécie de desnível cognitivo que cada um apresenta ao aprender algo novo com a colaboração do professor ou de outro aluno. Para dar início à formação de uma nova estrutura mental do aluno o professor deverá adotar em suas aulas atividades experimentais apresentando quais conceitos serão discutidos e trabalhados, ativando sua função cerebral de assimilação da teoria com o contexto em que vive facilitando também seu aprendizado. O ensino da Física nas escolas passou a ter novo sentido a partir da elaboração do PCN mudando a visão dos alunos, os transformando em cidadãos contemporâneos, com a capacidade de compreender, intervir e participar da realidade, relacionando o saber científico com a transformação da sociedade.

A Física passa a ter função de lidar com fenômenos naturais e tecnológicos presentes no cotidiano ou em um universo distante deixando de ter apenas um único objetivo para ser um instrumento para a compreensão do mundo. os professores se deparam com dificuldades para a realização destas práticas desde a falta de equipamentos adequados até a falta de orientação pedagógica na sua formação, além da escassez de tempo para o planejamento e realização como parte de seu programa de ensino devido ao reduzido número de aulas. Em contrapartida, vários professores enfrentam estas dificuldades acreditando em uma melhoria no ensino e introduzem pequenas aulas práticas no currículo. De acordo com BORGES (2002) a realização de atividades experimentais pode ser desenvolvida em qualquer local até mesmo nas próprias salas de aula durante uma apresentação teórica sem a necessidade de equipamentos sofisticados.

Várias pesquisas apontam que o uso de atividades experimentais é uma alternativa que contribui no processo de ensino-aprendizagem. No entanto, se mal conduzida pelos professores pode confundir e desanimar os alunos (GIANI, 2011). Este aumento das dimensões é causado pelo aumento da taxa de agitação das moléculas dos corpos consequentemente causando aumento na distância média entre elas. A dilatação ocorre de forma menos significativa nos sólidos, de forma intermediária nos líquidos e de forma mais explícita nos gases. Para demonstrar e comprovar este fenômeno pode-se utilizar experimentos, tornando-o mais evidente. Cada material tem um modo diferente e específico de se dilatar quando se eleva sua temperatura. Porém todos apresentam esta propriedade e o fenômeno se divide em dilatação linear, dilatação superficial e dilatação volumétrica, dependendo de como suas dimensões se alteram.

Para se observar a dilatação de um determinado líquido deve-se colocá-lo em um recipiente e aquecer o conjunto. Ambos se dilatarão e como a capacidade do recipiente aumenta o que se observa é a dilatação aparente do líquido. Sua dilatação real é igual a soma da dilatação aparente com a dilatação volumétrica do recipiente, sendo, então, maior do que a observada. A dilatação dos gases obedece a mesma condição da dilatação dos sólidos e líquidos, porém sendo mais acentuada e apresentando uma simples diferença. Diferentemente dos sólidos e líquidos, todos os gases apresentam o mesmo comportamento a pressão constante durante a dilatação, uma vez que suas moléculas não possuem interação umas com as outras.

Figura 02 - Aplicação do projeto na Turma 2. Acervo do autor. Os temas das demonstrações experimentais foram escolhidos a partir dos conteúdos estudados pelos alunos do 2˚ ano. Os conteúdos foram dilatação térmica dos sólidos, dos líquidos e dos gases. Diante da escolha dos conteúdos, realizou-se a seleção das demonstrações experimentais empregando-se os roteiros conforme Apêndice 2 a 4 que se adequassem a falta de laboratório escolar. Posteriormente a coleta realizou-se o tratamento dos dados com a análise das informações, ressaltando a influência que a metodologia trouxe para o conhecimento dos alunos, embasando-se nas respostas fornecidas pelas turmas do Ensino Médio que participaram da pesquisa. As análises permitiram identificar o conhecimento que os alunos adquiriram com as demonstrações experimentais e perceber o quanto foi significativa a abordagem de uma metodologia diferenciada.

Como os alunos apresentam dificuldades de visualização e interpretação de muitos fenômenos físicos, optou-se por escolher conteúdos de dilatação térmica que são eventos que estão presentes em seus cotidianos, porém não são interpretados e reconhecidos corretamente como fenômenos físicos. Sendo esta pesquisa qualitativa buscou-se analisar as palavras que forneçam um entendimento do fato observado. Nela não é necessariamente importante definir amostras e sim analisar o significado das informações coletadas (BRYMAN, 2001). Alguns alunos da Turma 2 afirmaram que: “Porque a matéria é muito difícil e não entendo muito”, “Apesar de ser muito interessante as explicações não vejo necessidade de estuda-la, pois tudo que a Física explica torna-se mais complicado”, “É uma matéria muito complicada e difícil de aprender”.

Isso permite observar que o número de alunos que gostam e que não gostam de estudar Física é bem próximo para ambas as turmas. A partir das análises das respostas percebe-se que os alunos veem a Física como uma matéria complicada e de difícil compreensão. Figura 03 - Gráfico das respostas à Questão 1 do questionário diagnóstico. Já a figura 04 mostra o gráfico referente à Questão 2: “Você gosta de estudar os conteúdos de Física com experimentos? Por quê?”. Você gostaria que estas demonstrações fossem feitas no decorrer das explicações da matéria durante o ano letivo? Por quê?”. Pode-se observar que na Turma 1 e Turma 2, 100% dos alunos aprovaram o uso das demonstrações experimentais na aula de Física.

Alguns alunos da Turma 1 afirmaram que: “Achei muito interessante, porque facilita a compreensão da matéria”, “Muito bom, dessa forma você aprende mais”, “Explicações ficam mais interessantes”, “Ajuda e fica muito interessante’, “Achei interessante a forma que foi explicada e gostei do jeito que prendeu a atenção”, “Eu achei muito boa a explicação, gostaria sim de ter aulas práticas, pois o conteúdo nelas fica mais fácil de memorizar e são menos entediantes que uma aula normal”. Alguns alunos da Turma 2 afirmaram que: “Eu achei uma ideia excelente porque com demonstrações experimentais fica mais fácil de aprender e ter uma noção ainda maior sobre a matéria, eu gostaria muito de ter aulas assim”, “As experiências nos fazem entender o porquê daquela fórmula e como a Física se aplica no nosso dia a dia”, “Porque além de ser mais interessante, acaba atraindo mais atenção do aluno e deixando a aula menos cansativa”, “Achei interessante, gostaria muito, seria mais fácil aprender”, “Podemos aprender muito com experiências, são mais legais e mais fácil de aprender do que só explicando no quadro”, “ Com experimentos teremos mais vontade e curiosidade de aprender mais”.

Com análise das respostas vê-se que os alunos interessariam mais se os professores investissem em pequenas práticas experimentais durante as aulas teóricas. Depois da aplicação das atividades propostas, ao longo deste trabalho, viu-se que 68% e 57,86% dos alunos responderam de maneira correta. Figura 07 - Gráfico das respostas referente à pergunta 4 do questionário diagnóstico e à pergunta 3 do questionário prognóstico. Já o gráfico da figura 08 refere-se a Questão 5 do questionário diagnóstico e a Questão 4 do questionário prognóstico com o questionamento sobre a dilatação térmica em corpos líquidos. No questionário diagnóstico utilizou-se como exemplo a garrafa cheia de água líquida estourando quando congelada e no questionário prognóstico a demonstração experimental do aumento do nível de água no interior da lâmpada quando imersa em água quente.

Cerca de 12% e 21,04% dos alunos das Turmas 1 e 2, respectivamente, responderam de forma correta à questão, ou seja, os alunos possuíam pouco conhecimento acerca deste tema que já havia sido explicado pelo professor. Figura 10 - Gráfico das respostas referente à pergunta 6 do questionário prognóstico. Comparação do Rendimento Entre a Turma 1 e Turma 2 Neste item serão apresentadas as comparações dos resultados referentes ao rendimento entre a Turma 1 e 2, frente as questões específicas presentes no questionário diagnóstico e prognóstico. Pode-se observar que, em relação ao questionamento realizado ao conceito de dilatação térmica, 80% e 57,92%, respectivamente, dos alunos das Turmas 1 e 2 associaram dilatação à variação do material ou extensão do corpo. Logo após aplicação das atividades, 80% e 68,38%, respectivamente, dos alunos das Turmas 1 e 2 responderam de maneira correta, como pode ser visto no gráfico presentes na figura 06.

Quanto ao questionamento feito sobre a dilatação dos sólidos referente à Questão 4 do questionário diagnóstico e à Questão 5 do questionário prognóstico, pode-se observar que 48% e 63,18% dos alunos das Turmas 1 e 2, respectivamente, responderam de maneira incorreta de forma a associar o fenômeno descrito somente com o trincamento das cerâmicas. E pelos alunos da Turma 2 serem da zona urbana com mais acesso as tecnologias de ensino e por isso demonstravam menor interesse e concentração. Observou-se também que os alunos de ambas as turmas possuem pouco conhecimento prévio sobre os conteúdos de dilatação de maneira geral. No entanto, na Questão 4 do questionário diagnóstico sobre o enchimento de balões de voo nenhum dos alunos de ambas as turmas responderam de maneira correta.

Isto pode ser devido ao fato de que esta situação ou situações parecidas não estejam presentes em seus cotidianos, o que não os permitiram fazer a associação desta situação com o fenômeno de dilatação térmica. Porém logo após a aplicação do experimento alguns alunos conseguiram assimilar o inflar do balão colocado no gargalo da garrafa quando imersa em água quente com o fenômeno da dilatação. Curso de física - volume 2, São Paulo: Scipione, 2010. ARAUJO, R. F. Atividades práticas como recursos facilitadores na aprendizagem de física. Disponível em: <http://bdm. BLINI, R. B. Reflexões sobre a importância da experimentação no ensino de física. Acta Scientiarum. Human and Social Sciences, v.

Tradução Maria João Alvarez, Sara Bahia dos Santos e Telmo Mourinho Baptista. Porto: Porto Editora, 1994, pag 48. BORGES, A. T. Novos rumos para o laboratório escolar de ciências. DUARTE, C. Experimentação no ensino de física: um estudo escolas estaduais na região de São José dos Campos. Disponível em: <https://repositorio. unesp. br/handle/11449/123025>. GASPAR, A. CASTRO MONTEIRO, I. C. Atividades experimentais de demonstrações em sala de aula: uma análise segundo o referencial da teoria de Vygotsky. Investigações em Ensino de Ciências, v. R. CALDEIRA, C. R. C. LESSA, M. S. A perspectiva sócio-histórica de Vygotsky e suas relações com a prática da experimentação no ensino de Química. Alexandria: Revista de Educação em Ciência e Tecnologia, v.

n. p. BEZERRA, C. SILVA, O. USO DA EXPERIMENTAÇÃO PARA O ENSINO DE FÍSICA: UM RELATO DE EXPERIÊNCIA NA DILATAÇÃO LINEAR. Pernambuco. PIAGET, Jean. n. p. VYGOTSKY, LEV S. Pensamento e linguagem. Rio de janeiro: Zahar editores, 1989. Montagem do experimento: Envolva o fio de cobre ao redor da esfera maciça de modo que forme um anel e fixe o anel suspenso no suporte de madeira. Tentando passar a esfera pelo anel nota-se que ela não passa pelo seu interior. Em seguida por meio das velas aqueça bem o anel e tente novamente passar a esfera por ele e verifique o que ocorre com o conjunto anel-esfera. Aparato experimental da demonstração de dilatação dos sólidos. Acervo do autor. A prática experimenta a seguir verifica facilmente o fenômeno de dilatação dos gases.

Materiais utilizados: Garrafa de vidro; Balão de borracha; Vasilha com água quente. Montagem do experimento: Adapte firmemente ao gargalo da garrafa de vidro um balão de borracha ligeiramente inflado. Em seguida mergulhe a garrafa na vasilha com água quente e verifique o que ocorre com o balão. Aparato experimental da demonstração de dilatação dos gases.