O ENSINO DE FÍSICA NAS SÉRIES INICIAIS DO ENSINO FUNDAMENTAL: UMA EXPERIÊNCIA NA FORMAÇÃO DE PROFESSORES PORTELA, Caroline Dorada Pereira UFPR cdp_fisica@yahoo.com.br HIGA, Ivanilda UFPR ivanilda@ufpr.br Resumo Este trabalho apresenta uma experiência com o ensino de Física nas séries iniciais do Ensino Fundamental a partir da formação de professores para estas séries. Destaca-se a importância desse tema pelo fato de que é no início da escolarização básica que os alunos entram em contato, muitas vezes pela primeira vez, com certos conceitos físicos na escola formal. Inicialmente, foi realizada uma pesquisa em periódicos nacionais da área de pesquisas em ensino de Ciências, buscando caracterizar e analisar a natureza das pesquisas relacionadas ao ensino de Física nas séries iniciais do Ensino Fundamental. Partindo dessa pesquisa, foram selecionadas, elaboradas e desenvolvidas atividades de conhecimento físico em uma proposta de ensino no curso de formação de professores, modalidade Normal no Ensino Médio, numa escola da rede privada de ensino de Curitiba. Observou-se que na formação desses professores dificilmente ocorre uma relação do ensino de ciências das séries iniciais do Ensino Fundamental com o programa de Física do curso Normal. A preocupação com os conteúdos regulamentados para o ensino médio se torna mais importante do que a relação entre a introdução dos conceitos físicos no início da escolarização dos alunos e a compreensão de tais conceitos pelos futuros docentes. Na proposta de ensino, optou-se por trabalhar com conteúdos relacionados ao magnetismo, desta forma, o trabalho foi desenvolvido com uma turma de terceira série do curso Normal, visto que tais conteúdos estão presentes no planejamento da disciplina de Física nesta série. São analisadas algumas contribuições para a formação desses professores, aproximando os conteúdos desenvolvidos na disciplina de Física com os programas de ensino de Ciências do Ensino Fundamental. Palavras-chave: Ensino de Física; Ensino fundamental; Formação de professores. Introdução Nos anos iniciais da escola básica, os alunos geralmente entram em contato com a Física através do ensino formal, na disciplina de Ciências Naturais. Para o ensino desta disciplina nas séries iniciais do Ensino Fundamental, levando-se em consideração alguns princípios dos Parâmetros Curriculares Nacionais (BRASIL, 1997), é defendida uma Aluna do Programa de Pós-Graduação em Educação da Universidade Federal do Paraná. Professora Doutora do Programa de Pós-Graduação em Educação e do Departamento de Teoria e Prática de Ensino do Setor de Educação da Universidade Federal do Paraná.
2653 perspectiva interdisciplinar, cuja concepção construtivista e contextualizada é proposta em três blocos temáticos: Ambiente; Ser Humano e Saúde e Recursos Tecnológicos. Foi possível identificar que os conceitos físicos presentes neste documento estão relacionados a formas de energia (luz, calor, eletricidade e som) e os processos de transformação de energia; trocas de calor e mudanças de estado físico da água; relações entre as características (forma, materiais, utilidade) e funcionamento de equipamentos, utensílios e ferramentas (máquinas simples) relacionando à utilização de algum tipo de energia para realização de trabalho. No entanto, o ensino de Ciências Naturais nas séries iniciais do Ensino Fundamental prioriza conteúdos relacionados ao ensino de Ciências Biológicas e Saúde. Conforme pesquisa realizada por Almeida et al (2001), o ensino de conteúdos relacionados à Física, nas séries iniciais do Ensino Fundamental é pouco comum, o que pode estar associado a dificuldades nas metodologias e domínio dos conteúdos para abordar o tema em sala de aula. Segundo Ostermann e Moreira (1999) grande parte dos conceitos físicos é utilizada erroneamente pelos professores do Ensino Fundamental nas aulas de ciências, o que contribui para um ensino de ciências frágil e debilitado no que diz respeito aos conteúdos de Física. Muito da aprendizagem de Física no decorrer do período escolar do aluno depende da forma como esse contato inicial ocorre. Em geral, as crianças que inicialmente têm interesse e motivações para aprender ciências, vão perdendo ao longo de sua escolarização a curiosidade científica inicial. Atualmente, os alunos trazem para a sala de aula suas próprias experiências e vivências de situações científicas, desenvolvendo concepções não aceitas cientificamente, concepções cuja existência não pode ser desconsiderada pelos professores. Destaca-se então que o professor precisa ter domínio dos conteúdos, estratégias de ensino, motivação e habilidade para transpor os conceitos de forma envolvente e dinâmica aos alunos. Desta forma, reforça-se a necessidade de melhor se estudar tanto o ensino dos conteúdos físicos no início do Ensino Fundamental assim como a formação desses professores. Este trabalho relata a inserção de uma proposta de ensino de Física, realizada em uma escola particular de Curitiba, no curso de formação de docentes a nível médio na modalidade normal. Este curso prepara os alunos para atuarem na educação infantil e nos ciclos iniciais do Ensino Fundamental. Observou-se que na formação desses professores dificilmente ocorre uma relação do ensino de ciências dos ciclos iniciais do Ensino Fundamental com o programa de Física do
2654 curso. A preocupação com os conteúdos regulamentados para o ensino médio se torna mais importante do que a relação entre a introdução dos conceitos físicos nos ciclos iniciais e a compreensão de tais conceitos pelos futuros docentes. Na tentativa de superar o enfoque dado à resolução de exercícios puramente matemáticos no ensino de Física do ensino médio - constituindo uma prática docente excessivamente teórica, preocupada com o cumprimento dos programas, em oposição a uma representação precisa do que o aluno realmente domina foi concebido um plano de curso com atividades interativas, que será detalhado durante este trabalho. As pesquisas sobre o ensino de ciências físicas nas séries iniciais Inicialmente foi realizada uma pesquisa em periódicos na área de ensino de Ciências, buscando por trabalhos relacionados a propostas de ensino de Física no início do Ensino Fundamental. A escolha dos periódicos Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Investigações em Ensino de Ciências e Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências permitiu uma análise bastante ampla dos trabalhos desenvolvidos na área de ensino de Ciências, uma vez que há contribuições de diversos autores e diferentes instituições. Esta pesquisa delimitou o ano de 1994 como data de início, por anteceder em alguns anos a promulgação da Lei de Diretrizes e Bases da Educação Brasileira, lei nº.9394/1996 (BRASIL, 1996). Das revistas Investigações em Ensino de Ciências e Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências foram analisadas todas as suas edições (a primeira teve sua primeira edição em 1996, e a segunda em 1999). Foi utilizado como critério para a seleção dos trabalhos publicados nos periódicos a análise das palavras-chave, do título, do resumo e, em alguns casos, da introdução do artigo, que evidenciasse, de alguma maneira, a abordagem de conhecimento físico nas séries iniciais do Ensino Fundamental, particularmente em propostas de ensino. Resultados Foram encontrados 10 artigos relatando propostas de ensino relacionadas ao ensino de Física nas séries iniciais do Ensino Fundamental. Buscou-se levantar quais são os conteúdos e as estratégias de ensino mais utilizadas pelos pesquisadores, e seus resultados foram organizados na tabela 1. Em relação aos conteúdos, são enfocados calor e temperatura, luz e visão, astronomia, mecânica, pressão da água e do ar e magnetismo. Embora de forma sutil, existe uma
2655 predominância dos conteúdos relacionados à Mecânica. Alguns trabalhos abordam mais de um conteúdo, portanto aparecem mais de uma vez na tabela 1. Tabela 1: Conteúdos das propostas de ensino Conteúdos Artigos Calor e Temperatura Lima (1995); Lima e Alves (1997) Luz e Visão Lima e Alves (1997) Astronomia (o Universo e a localização da Terra, formato da Terra) Mecânica (máquinas simples, movimento, velocidade, distância percorrida, quantidade de movimento, princípio da independência dos movimentos, princípio da conservação da energia mecânica, princípio da ação e reação, momento de uma força) Lima e Alves (1997) Lima, Carvalho e Gonçalves (1998); Lima e Carvalho (2002, 2003); Monteiro e Teixeira (2004a, 2004b, 2004c) Pressão da água Capecci e Carvalho (2000) Pressão do ar Monteiro e Teixeira (2004a, 2004b, 2004c) Magnetismo (imãs, campo magnético) Matos e Valadares (2001) Em relação às estratégias de ensino mais utilizadas, percebe-se que o processo de leitura de histórias infantis e a utilização de atividades experimentais predominam como estratégias de ensino de ciências nas séries iniciais do ensino fundamental. Principalmente nos ciclos iniciais, há uma preocupação maior, por parte das professoras, com a alfabetização dos alunos, e desta forma vários trabalhos relacionam o ensino de ciências com o processo de alfabetização, com predomínio de utilização de histórias infantis (LIMA, 1995; LIMA, ALVES, 1997; LIMA, CARVALHO, 2002, 2003). Nos trabalhos analisados, os alunos são estimulados à leitura de histórias que trazem algum conceito físico, depois são reunidos em grupos para discutir a respeito de um problema a ser resolvido, e ao final é feita uma discussão com a turma para que todos os alunos possam argumentar e expor suas opiniões. O papel do professor é fundamental tanto para conduzir a discussão em grupo quanto para sintetizar as idéias trazidas pelos alunos. Lima (1995) considera que o ensino de Física através de histórias infantis nas séries iniciais do ensino fundamental Além de contribuir para despertar o prazer pelo estudo da Física, permite uma integração entre ela e a linguagem e supera as impossibilidades materiais usadas
2656 como argumento em diversas escolas e professores, como falta de laboratórios e materiais específicos para o ensino da Física (LIMA, 1995, p.117) As propostas de ensino que abordam atividades experimentais no ensino de ciências nos primeiros ciclos do ensino fundamental têm como principal objetivo tornar esse ensino mais atraente para os alunos, a partir do resgate do gosto pela exploração, pela descoberta, pela curiosidade (MONTEIRO; TEIXEIRA, 2004b, p.67). Os trabalhos de Lima, Carvalho e Gonçalves (1998), Capecchi e Carvalho (2000), Matos e Valadares (2001), Monteiro e Teixeira (2004a, 2004b, 2004c) preocupam-se em descrever a(s) atividade(s) proposta(s) para facilitar a utilização por parte do professor, com isso são detalhados os materiais, a forma de montagem e metodologia de ensino a ser utilizada. A maioria das propostas são atividades que promovem a participação ativa dos alunos, desenvolvendo capacidades e atitudes que geralmente não são promovidas com o ensino tradicional, no qual o aluno é visto como um receptor e o professor como um transmissor de conteúdos. Todos os trabalhos com experimentação relacionam-se com a alfabetização dos alunos, considerando que as avaliações das atividades realizadas são feitas a partir de algum tipo de produção escrita dos alunos (texto, desenho, teste) após a atividade experimental ou a partir dos discursos produzidos (por professores e alunos) pelas discussões promovidas após a realização da atividade experimental. Desenvolvimento de uma proposta de ensino A partir das considerações apresentadas pela revisão de literatura relacionada ao ensino de Física nas séries iniciais do Ensino Fundamental, foram desenvolvidas atividades de conhecimento físico em uma proposta de ensino no curso de formação de professores, modalidade Normal no Ensino Médio, numa escola da rede privada de ensino, dentro da disciplina Física. Optou-se por abordar conteúdos relacionados ao magnetismo, uma vez que somente um trabalho encontrado (MATOS; VALADARES, 2001) focava nestes conceitos. Desta forma, o trabalho foi desenvolvido com uma turma de terceira série do curso, visto que tais conteúdos estão presentes no planejamento da disciplina de Física nesta série. Os nove alunos matriculados tinham entre 16 e 17 anos, sendo todas do sexo feminino. Um dos objetivos da proposta era abordar o conteúdo de introdução ao magnetismo e ao mesmo tempo voltar-se para a futura profissão demonstrando a possível transposição de
2657 conteúdos da formação de ensino médio para o ensino de ciências nos anos iniciais do ensino fundamental. Desta forma, as atividades relatadas por Sousa e Cavalcante (2000), com alunos da 1ª. e 2ª. séries do ensino fundamental, a respeito do tema magnetismo, foram utilizadas como base para a primeira aula, através de um roteiro experimental adequando as atividades propostas pelos autores. Na segunda aula, depois de retomar os conceitos abordados nas atividades experimentais da aula anterior, as alunas realizaram atividade de leitura de imagens (história em quadrinhos Anexo A), interpretação e escrita do que foi possível entender através da leitura. Após esta atividade, por solicitação do professor de Física, as alunas realizaram leitura do material didático adotado no curso, com a finalidade de verificar se os conceitos trabalhados nas atividades anteriores estavam contidos no material e se havia necessidade de complementações. Na terceira e última aula as alunas responderam um questionário aberto (Anexo B), adaptado do trabalho de Borges (1996), com questões a respeito dos conceitos trabalhados nas atividades anteriores para avaliar a produção de conhecimento ocorrida e questões com conceitos ainda não trabalhados, a fim de verificar as concepções trazidas pelas alunas a respeito de determinados conteúdos relacionados ao magnetismo. Para as questões a serem trabalhadas, assim como na primeira aula, foram utilizadas atividades experimentais para elucidar os temas envolvidos. Esperava-se evidenciar junto às futuras professoras a possibilidade de trabalhar tópicos de magnetismo nas séries iniciais do ensino fundamental, de maneira lúdica, significativa e com a participação ativa dos alunos, estabelecendo um contato inicial da criança com a ciência de forma prazerosa e agradável, conforme sugerem Lima e Carvalho (2002). Considerações A participação das alunas durante as aulas, através de seus comentários durante as atividades, revelaram que a metodologia utilizada foi diferenciada dos demais conteúdos já estudados na disciplina de Física tanto neste ano escolar como nos anos anteriores, proporcionando uma maior relação entre os conteúdos do curso e o ensino de ciências no ensino fundamental. Observou-se que algumas concepções relatadas por Sousa e Cavalcante (2000) referentes às atitudes dos alunos das séries iniciais do ensino fundamental também foram constatadas na turma em questão. Por exemplo, observou-se que, na primeira atividade
2658 experimental as alunas afirmaram que todos os materiais metálicos seriam atraídos pelo imã, não relacionando a atração apenas para os materiais ferromagnéticos. Também demonstraram espanto quando a moeda em contato com o imã tornou-se um imã temporariamente. Os desenhos feitos pelas alunas para ilustrar as atividades também são muito semelhantes aos mostrados pelos autores em seu trabalho, ressalvando-se que no caso dos autores, os estudantes eram crianças em séries iniciais. Particularmente atribui-se essa semelhança ao fato dos alunos tanto no relato de Sousa e Cavalcante (2000) quanto no curso em questão estarem diante dos conceitos abordados pela primeira vez através de um ensino formal. Também foi possível perceber que alguns conceitos foram melhor explicitados após as atividades propostas, como por exemplo, a noção de campo magnético, conforme resposta das alunas F e A à questão: O que vem à sua mente quando você pensa (ou quando você ouve falar) em Campo Magnético? Até onde a atração interfere (Aluna A). Área em torno de um imã, que tem capacidade de atração ou repulsão (Aluna F). Em relação à questão: Para que é usada uma bússola? Por que isso é usado da forma como você disse?, todas as alunas possuíam idéias a respeito da utilização de bússolas para orientação e localização. Destacam-se algumas respostas: Para localização, para que localizam o pólo magnético da Terra (aluna K). Para poder saber onde estamos localizados. (Norte, Sul, Leste, Oeste). Isso acontece devido um ponteiro magnético (aluna D). Usada para localização. Ela aponta para o norte magnético da Terra possibilitando a localização (aluna F). Percebe-se, pelas respostas apresentadas, que as alunas D e K fazem uma certa relação com campo magnético terrestre, porém sem detalhar muito a respeito. Já a aluna F faz uma afirmação errônea, que após a verificação experimental da aproximação do imã à bússola e também da leitura do material didático utilizado no curso, resulta na seguinte construção: Eu troquei o pólo magnético [da Terra]. Não é para o norte que aponta, é para o sul. (aluna K, após leitura do material didático e realização de experimento). Aparentemente, somente a questão da polaridade dos imãs pareceu não ter sido bem esclarecida, pois algumas continuaram com concepções alternativas (errôneas) para as propriedades de atração e repulsão dos pólos magnéticos atribuindo estas propriedades à existência de cargas elétricas.
2659 Embora a disciplina de Física não apareça no Ensino Fundamental caracterizada como uma disciplina isolada, mas como integrante das Ciências Naturais, juntamente com Biologia, Química e Geociências, considera-se importante o ensino de conceitos físicos desde o início da escolarização uma vez que, muito da aprendizagem de física no decorrer do período escolar do aluno depende da forma como esse contato inicial ocorre. A falta de domínio conceitual por parte dos professores contribui para um ensino de ciências que não valoriza conteúdos de Física, porém este fator não é único, pois nos cursos de formação professores para séries iniciais nem sempre são abordados os enfoques metodológicos diferenciados para o ensino dos conhecimentos físicos com as crianças, nem há aprofundamento e ampliação dos conteúdos a serem trabalhados no início do Ensino Fundamental. Considera-se de fundamental importância a aproximação dos conteúdos previstos para o Ensino Fundamental com o Ensino de Física na formação de professores, tanto para facilitar o a compreensão dos conceitos pelos futuros professores quanto para possibilitar relações entre o que se aprende e o que se ensina. Neste trabalho, acredita-se que foi possível superar o enfoque dado à habitual resolução de problemas puramente matemáticos no ensino de Física, bem como a desvinculação dos conteúdos desenvolvidos na disciplina de Física do Ensino Médio com os programas de ensino de Ciências do Ensino Fundamental, abrindo perspectivas para aprofundamentos em estudos acerca dessa tão importante temática na formação dos professores e ensino de ciências físicas nas séries iniciais. REFERÊNCIAS ALMEIDA, Maria. A. V. de, et al. Entre o sonho e a realidade: comparando concepções de professores de 1ª A 4ª séries sobre ensino de ciências com as propostas dos PCNs. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências. São Paulo, v.1, n.2, mai/ago 2001. BORGES, A.T. Um estudo de modelos mentais. Investigações no Ensino de Ciências, v.2, n.3, 1996. BRASIL. Leis e Decretos. Lei de diretrizes e bases da educação nacional: lei n.9.394/1996. Brasília, 1996. Disponível em: <http://portal.mec.gov.br/arquivos/pdf/ldb.pdf >. Acesso em 20 jul. 2007.
2660 BRASIL. Secretaria de Educação Fundamental. Parâmetros curriculares nacionais: ciências naturais. Brasília, 1997. Disponível em: <http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/>. Acesso em: 20 jul. 2007. CAPECCI, Maria C. V. de M.; CARVALHO, Anna M. P. de. Argumentação em uma aula de conhecimento físico com crianças na faixa de oito a dez anos. Investigações em Ensino de Ciências, v.5, n.3, 2000. LIMA, Maria da C. B. Nascimento e evolução de uma proposta de apresentação da Física no primeiro segmento do primeiro grau. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v.12, n.2, p.107-122, ago.1995. LIMA, Maria da C. B.; ALVES, L. de A. Pra quem quer ensinar Física nas séries iniciais. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v.14, n.2, p.146-159, ago.1997. LIMA, Maria da C. B.; CARVALHO, Anna M. P. de. Exercícios de Raciocínio em três linguagens: ensino de Física nas séries iniciais. Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências, v.4, n.1, jul. 2002. LIMA, Maria da C. B.; CARVALHO, Anna M. P. de. Linguagem e o ensino de Física na escola fundamental. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v.20, n.1, p. 86-97, abr. 2003. LIMA, Maria da C. B.; CARVALHO, Anna M. P. de; GONÇALVES, M. E. R. A escrita e o desenho: instrumentos para a análise da evolução dos conhecimentos físicos. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v.15, n.3, p.223-242, dez. 1998. MATOS, M. G.; VALADARES, J. O efeito da atividade experimental na aprendizagem da ciência pelas crianças do primeiro ciclo do Ensino Básico. Investigações em Ensino de Ciências, v.6, n.2, 2001. MONTEIRO, Marco A. A.; TEIXEIRA, Odete P. B. O ensino de Física nas séries iniciais do ensino fundamental: um estudo das influências das experiências docentes em sua prática em sala de aula. Investigações em Ensino de Ciências, v.9, n.1, 2004a. MONTEIRO, Marco A. A.; TEIXEIRA, Odete P. B. Propostas e avaliação de atividades de conhecimentos físico nas séries iniciais do ensino fundamental. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v.21, n.1, p. 65-82, abr. 2004b. MONTEIRO, Marco A. A.; TEIXEIRA, Odete P. B. Uma análise das interações dialógicas em aulas de ciências nas séries iniciais do ensino fundamental. Investigações em Ensino de Ciências, v.9, n.3, 2004c. OSTERMANN, Fernanda; MOREIRA, Marco A. A física na formação de professores do ensino fundamental. Porto Alegre: Ed. Universidade/UFRGS, 1999. SOUSA, M. L. K. A.; CAVALCANTE, M. A. Magnetismo para Crianças. Física na Escola, v.1, n.1, 2000.
2661 APÊNDICE A - QUESTÕES SOBRE MAGNETISMO 1) O que vem à sua mente quando você pensa (ou quando você ouve falar) em: a) Magnetismo? b) Campo Magnético? 2) Para que serve um imã? Por que ele é usado dessa forma ou se comporta dessa forma? 3) Se um conjunto de pequenos objetos (pedaços de papel, clipes de plástico e de metal, botões de plástico, borracha, tampas de canetas, chaves) for colocado sobre a mesa. a) Quais os materiais que você acha que o imã vai puxar? b) Por que você acha que tais materiais são atraídos pelo imã? 4) O imã consegue atrair alguns objetos mesmo sem encostar neles? Por que? 5) Coloque um pedaço de papel sobre o imã. a) O que você espera que aconteça se jogarmos limalha de ferro sobre a folha? Por que você pensa assim? b) Espalhando limalha de ferro sobre o papel, o resultado está de acordo com sua previsão? Como você pode explicá-lo? c) O que mais chama a sua atenção nesse caso? 6) Para que é usada uma bússola? Por que isso é usado da forma como você disse? 7) O que você espera que aconteça se você colocar um imã próximo de uma bússola? Por que você acha isso? 8) Experimente aproximar um imã de uma bússola. O resultado está de acordo com a sua previsão? Explique-o.
2662 ANEXO A - HISTÓRIA EM QUADRINHOS Fonte: Disponível em: <http://www.cbpf.br/~caruso/tirinhas/tirinhas_menu/por_assunto/magnetismo.htm>