Aprendizagem Significativa em Física: experimentos de baixo custo

De Romeu Botelho dos Santos

O trabalho foi desenvolvido através de uma abordagem construtivista, em que conjuntamente professor e aluno, numa prática interacionista, buscam identificar facilitadores do processo de ensino e aprendizagem. Nesta prática, enfatizamos sempre o construtivismo na educação com uso de experimentos de baixo custo como estratégia pedagógica facilitadora, baseada na Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel, na Teoria Sociointeracionista de Vygotsky e na Teoria Construtivista de Jean Piaget. O desenvolvimento deste trabalho busca demonstrar a aplicação da experimentação com materiais acessíveis, análise textual argumentativa, aferição da aprendizagem por mapas conceituais e apresentação oral, pelos alunos, dos conceitos da Física envolvidos nos experimentos que impactam significativamente no processo de ensino e aprendizagem. Assim, ancoradas nos pressupostos metodológicos da aprendizagem ativa e significativa, as pesquisas foram desenvolvidas e aferidas em atividades ao longo do ano letivo nos trabalhos práticos em sala de aula, nos eventos internos envolvendo a comunidade escolar entre turmas e turnos de aula, assim como em eventos externos à escola, como no VIII Encontro de Física de Rondônia e no II Workshop do MNPEF - Polo 40. Nestes eventos, foram explorados os conteúdos trabalhados em sala de aula sobre Mecânica, Termodinâmica e Eletromagnetismo

• Idioma: Português
• Editora: Editora Dialética
• Data de lançamento: 31 de ago. de 2022
• ISBN: 9786525246819

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capaExpedienteRostoCréditos

Dedico a Deus, essencial em minha vida, autor do meu destino, meu guia e socorro presente na hora da angústia, que conduziram meus passos pelos caminhos que convergiram para essa realização.

AGRADECIMENTOS

Estudar exige dedicação, esforço, perseverança e principalmente apoio, pois, a tarefa é complexa e demanda muita disposição para alcançar os objetivos.

A decisão de encarar esse desafio requer disciplina, comprometimento, dedicação e muito empenho pessoal e apoio da família, amigos e, principalmente, condições emocionais, econômicas, financeiras, entre outras. Diminuir as horas de lazer e descanso, e aumentar consequentemente as horas dedicadas à leitura e pesquisa, com o fim de buscar alternativas prazerosas e motivadoras para uma educação de qualidade numa perspectiva significativa. A direção escolhida neste empreendimento envolve em aceitar concordar com renúncias e contar com a compreensão e aceitação de todos os envolvidos na certeza de que num tempo breve voltaremos ao convívio rotineiro. Assim, gostaria de prestar minhas homenagens e agradecer profundamente a todas as pessoas que de alguma forma vivenciaram comigo esse momento especial e torceram pelo meu sucesso. Todos moram no meu coração.

Considerando que O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior — Brasil (CAPES) — Código de Financiamento 001

This study was financed in part by the Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior — Brasil (CAPES) — Finance Code 001.

Agradeço a CAPES com o programa de mestrado profissional pela oferta de bolsa de estudo para investimento no estudo, pesquisa e outros custeios básicos, o que gerou possibilidades que transformaram a expectativa em resultados promissores de aprendizado pessoal e profissional.

Agradeço este trabalho à minha mãe e ao meu pai (in memoriam) que nunca deixaram de apoiar e incentivar. Lembro quando meu pai dizia que não pôde estudar por inúmeras razões sociais e familiares, mas que aos filhos iria garantir esse direito como fundamental e necessário para sucesso na vida, por motivos diferentes mais tão importantes quanto, minha mãe como modelo de perseverança na educação concluiu curso superior após os quarenta anos de idade, isso faz dela o referencial para nunca desistir dos sonhos na busca do ideal de realização profissional e pessoal.

Agradeço este trabalho à minha esposa e companheira e aos filhos, pelos dias que suportaram a ausência e os intemperes devido ao acúmulo de tarefas. Eles sempre apoiaram e transmitiram força, para que não esmorecesse ao longo do caminho que percorri.

Agradeço a Instituição que trabalho IFRO que me oportunizou a possibilidade de estudar concedendo parte do horário de trabalho ao estudo como investimento em qualificação profissional.

Agradeço ao apoio ofertado pela escola que trabalho EEEFM Getúlio Vargas através das gestoras Clarice e Luciana que confiaram que podíamos desenvolver as pesquisas com os alunos tanto na escola quanto em atividades fora da escola. Esta confiança foi fundamental para o desenvolvimento e aplicação do produto educacional.

Agradeço ao meu orientador, pessoa dotada de muita integridade moral e referencial profissional de alta qualidade, Prof. Dr. Judes Gonçalves dos Santos que ao longo destes anos sempre se apresentou disposto, amigo, compreensível e paciente, principalmente pela confiança no convite para participar do EFRO 2019 como membro da equipe. Na oportunidade agradeço também ao Prof. Dr. Ariel Adorno e demais professores membros que juntamente com meu orientador chancelaram minha participação no evento que culminou como atividade complementar do produto educacional desenvolvido.

Agradeço aos meus colegas de mestrado que na interação e discussão promoveram enormes contribuições e dicas necessárias e fundamentais para consecução dos trabalhos.

E, finalmente, às pessoas não citadas nesta lista, que contribuíram para que este trabalho fosse concretizado.

"Eduquemos as crianças e não será

necessário castigar os homens".

Pitágoras

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

LISTA DE SÍMBOLOS

SUMÁRIO

Capa

Folha de Rosto

Créditos

INTRODUÇÃO

1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

1.1 TEORIA CONSTRUTIVISTA

1.2 TEORIA SOCIOINTERACIONISTA

1.3 TEORIA DA APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA

2 FASES DA CONSTRUÇÃO DO CONHECIMENTO

2.1 TIPOS DE CONHECIMENTOS

2.2 O DESAFIO E POSSIBILIDADES NA COMPLEXA ATIVIDADE DOCENTE

3 ESTRATÉGIAS DIDÁTICAS NO ENSINO DE FÍSICA

4 MAPA CONCEITUAL NA TEORIA DA APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA

5 A EXPERIMENTAÇÃO NA TEORIA DA APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA

6 METODOLOGIA NA APLICAÇÃO DO PRODUTO EDUCACIONAL

6.1 CARACTERIZAÇÃO DA ESCOLA

6.2 LOCAL DE APLICAÇÃO E SUJEITOS DA PESQUISA

6.3 TIPO DE PESQUISA

7 REFERENCIAL TEÓRICO NA APLICAÇÃO DO PRODUTO EDUCACIONAL

7.1 SEQUÊNCIA DE ENSINO INVESTIGATIVO COM O USO DE EXPERIMENTOS

7.2 ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM MECÂNICA-CINEMÁTICA

7.3 ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM TERMODINÂMICA

7.3.1 Termômetro à base de álcool

7.3.2 Processo de propagação do calor por condução, radiação e convecção

7.3.3 Dilatação dos gases, transferência de calor e equilíbrio térmico

7.4 ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM ELETROMAGNETISMO

7.4.1 Processo de eletrização por atrito, contato e indução

7.4.2 Eletroscópio de folhas

7.4.3 Esfera de plasma

7.4.4 Testador de condutividade

7.4.5 Construção de um eletroímã

7.4.6 Princípio de funcionamento do motor simples e do motor elétrico

7.4.7 Motor elétrico indutor simples a solenoide

7.4.8 Efeito Joule da corrente elétrica

7.5 ATIVIDADES EXPERIMENTAIS DESENVOLVIDAS NO WORKSHOP MNPEF - POLO 40

7.6 ATIVIDADES EXPERIMENTAIS DESENVOLVIDAS NA AMAC DA ESCOLA

8 ANÁLISE E DISCUSSÃO

8.1 COMPARAÇÃO ENTRE OS QUESTIONÁRIOS INICIAL E FINAL E, DISCUSSÕES

8.1.1 Análise quantitativa dos dados

8.1.2 Análise qualitativa descritiva dos dados

9 CONSIDERAÇÕES FINAIS

REFERÊNCIAS

APÊNDICE A ESTRUTURA DOS EXPERIMENTOS PROPOSTOS

APÊNDICE B OFICINA COM EXPERIMENTOS APRESENTADOS NO EFRO 2019

APÊNDICE C BANNER TERMÔMETRO CASEIRO

APÊNDICE D BANNER PROPAGAÇÃO DE CALOR

APÊNDICE E QUESTIONÁRIO APLICADO NO PRODUTO EDUCACIONAL

APÊNDICE F MÁQUINA A VAPOR

APÊNDICE G CONVECÇÃO DO AR AQUECIDO

APÊNDICE H PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE MOTOR ELÉTRICO

APÊNDICE I PROPAGAÇÃO DE CALOR POR IRRADIAÇÃO

APÊNDICE J PROPAGAÇÃO DE CALOR POR CONDUÇÃO

APÊNDICE L DECLARAÇÃO DE ACEITAÇÃO DO ESTAGIÁRIO

APÊNDICE M REGISTRO DE ATIVIDADES DO ESTÁGIO

APÊNDICE N SEMANA NACIONAL DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA

APÊNDICE O AUTORIZAÇÃO PARA PARTICIPAR DA PESQUISA

APÊNDICE p TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO

APÊNDICE Q VELOCIDADE MÉDIA CARACTERIZANDO O TIPO DE MOVIMENTO

APÊNDICE R DILATAÇÃO TÉRMICA DE UMA DUPLA FACE

APÊNDICE S PRODUTO EDUCACIONAL

Landmarks

Capa

Folha de Rosto

Página de Créditos

Sumário

Bibliografia

INTRODUÇÃO

Este espaço inicial apresentamos as motivações que conduziram a realização deste trabalho, considerando a trajetória do professor investigador, numa breve explanação sobre a Educação de Jovens e Adultos, contextualizada seguida pela problemática a ser investigada, sua justificativa e os objetivos da pesquisa desenvolvida.

Contextualização da Pesquisa

A atividade docente necessita está continuamente se renovando para buscar alternativas de intervenção no processo de ensino e aprendizagem visando alcançar didaticamente de forma eficiente o sujeito principal da educação. Para isso, necessário se faz, atualizar a sua prática com novas metodologias, para se adaptar às mudanças que ocorrem na sociedade e que afetam o comportamento, o acesso à informação e a maneira de aprender dos estudantes. Ensinar é uma tarefa complexa, pois deve atingir diferentes indivíduos com maneiras diferentes de aprendizagem, naturalmente as abordagens também serão diferentes. O tempo e as formas de aprender, denotam a diversidade com que a prática pedagógica necessita de ajustamento, pois a necessidade do conhecimento é diverso e, está inerente a modelo de família que trazem crenças, valores e desenvolvimentos intelectuais variados; e ensinar Física torna-se um desafio ainda maior: em primeiro lugar, dada a uma rejeição natural dos estudantes devido à dificuldade que apresentam de se abstraírem no entendimento de um conceito e, mais recentemente, nos dias atuais, de interpretarem um problema proposto e de lidarem com a matemática nele envolvida; depois, também é necessário que o ensino da disciplina procure explicar os conhecimentos científicos presentes nas novas tecnologias, tão próximas ao cotidiano do aluno, mas completamente distantes do seu entendimento sobre como elas funcionam, sobre os processos da Física que as fazem funcionar.

As dificuldades de uma melhor aceitação às aulas de Física são antigas, de acordo com Araújo e Abid (2003), elas são recorrentes e têm sido motivo de vários estudos. Muitas vezes, as justificativas a essa objeção eram atribuídas ao fato de que durante muito tempo não era exigida formação específica para os professores que ministravam essas disciplinas. Por outro lado, as metodologias utilizadas para a inserção dos conteúdos eram pautadas na transmissão dos assuntos de forma mecânica e sistemática, seguindo um modelo de ensino tradicional, onde se valorizava o uso de equações matemáticas em detrimento aos conhecimentos sobre os fenômenos que eram apresentados. Nessa direção, os alunos eram meros expectadores e lhes era exigido apenas a resolução de uma grande quantidade de exercícios, com exaustivos cálculos e sem maior aprofundamento na explicação dos fenômenos naturais, fazendo com que o foco principal da disciplina fosse perdido. Assim, os modelos vigentes fazem com que a educação científica sofra com a falta de investimento em infraestrutura escolar, com a precária formação de professores e com o resultado de anos de influência de livros didáticos derivados de apostilas de cursinhos pré-vestibulares que ajudou a produzir um currículo baseado em jargões, fórmulas e definições desvinculados das necessidades de formação dos estudantes e de conhecimentos científicos relevantes. Santos, Piassi, & Ferreira (2004). A superação dessas falas populares ocorre com atividades bem planejadas e que faça o aluno agregar conhecimento. Nesta perspectiva está o desenvolvimento da dissertação, buscar formas de melhorar o entendimento sobre os conceitos explorados em aulas teóricas dialógicas e, através da prática experimental manipulativa, acomodá-los e incorporá-los aos conhecimentos existentes, considerando que através da experimentação seja mais fácil a integralização do ensino e aprendizagem, sem desprezar a matemática.

O trabalho foi desenvolvido através de uma abordagem construtivista, em que conjuntamente professor e aluno, numa prática interacionista buscam identificar facilitadores do processo de ensino e aprendizagem. Nesta prática, enfatizamos sempre o construtivismo na educação com uso de experimentos de baixo custo como estratégia pedagógica facilitadora, baseada na Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausebel, a Teoria Sociointeracionista de Vygotsky e a Teoria Construtivista de Jean Piaget. No âmbito geral visa aplicar a experimentação com materiais acessíveis, análise textual argumentativa e, aferição da aprendizagem por mapas conceituais e apresentação oral pelos alunos dos conceitos da Física nos experimentos, baseados nos pressupostos metodológicos da aprendizagem ativa visando alcançar uma aprendizagem significativa.

O escopo da pesquisa afixado no objetivo geral, busca aplicar os pressupostos de uma aprendizagem significativa, construtivista e sociointeracionista, enfatizadas por intermédio das estratégias pedagógicas e os recursos didáticos, manipulando os experimentos confeccionados com material de baixo custo e, aferidos os avanços, através dos mapas conceituais, sustentação oral fundamentada, segundo o modelo do Apêndice A para todas as atividades desenvolvida pelos alunos em eventos internos e externos à escola sobre conteúdos trabalhados em sala de aula sobre Mecânica, Termodinâmica e Eletromagnetismo, com a finalidade de alcançar um ensino e aprendizagem bastante significativa. Tudo isso, delineados no objetivo específico que visa alcançar dentro das especificidades de cada um, o progresso alcançado. Cabendo ao professor estimular o educando através de aulas dialogadas e vídeos; auxiliar a construir e explicar o protótipo experimental usando os conteúdos explorados em sala de aula; estimular a participação em eventos culturais; proporcionar uma aprendizagem contextualizada por práticas interacionista sobre os conteúdos nas suas respectivas áreas; ofertar uma prática diferenciada na qual a integração de saberes prévios aliado ao novo, estruturam o processo de ensino-aprendizagem; desenvolver possibilidades com recursos diferenciados que permitam ao aluno o desenvolvimento dos trabalhos usando a tecnologia e a pesquisa; proceder a análise e a interpretação dos dados coletados. Cabendo ao aluno perceber o avanço tecnológico em razão da sociedade; relacionar dentro de sua especificidade que a ciência do conhecimento não é uma construção isolada, mas prática social; relacionar os conteúdos ao desenvolvimento científico, tecnológico e social

Segundo Libânio (2002), é preciso entender que a seleção dos conteúdos é concomitante e indissociável da seleção dos recursos, particularmente, sobre as novas tecnologias e, esclarece:

Os meios de comunicação social (mídias e multimídias) fazem parte do conjunto de mediações culturais que caracterizam o ensino. Como tais, são portadores de ideias, emoções, atitudes, habilidades e, portanto, traduzem-se em objetivos, conteúdos e métodos de ensino

Os sujeitos