CONSTRUINDO FOGUETES: UMA CONTRIBUIÇÃO PEDAGÓGICA
PARA O ENSINO DE FÍSICA
Antonio Carlos Mometti1 - UFSCar/SP
Grupo de Trabalho - Didática: Teorias, Metodologias e Práticas
Agência Financiadora: não contou com financiamento
Resumo
O Ensino de Ciências é um tema que concentra muitas discussões, principalmente, no que se
refere à metodologia e às práticas educativas a ele associadas. Desenvolver novos métodos e
formas de se trabalhar os conceitos científicos, no Ensino Básico, traduz-se num desafio que,
a cada dia, torna-se presente no cotidiano do profissional docente e, para alguns, uma barreira
difícil, devido às condições de trabalho do sujeito educador, falta de estrutura adequada da
instituição pública de ensino e disponibilidade de materiais didático-pedagógicos para o
desenvolvimento das atividades. Neste trabalho, busco descrever uma prática experimental de
Física, intitulada “Foguetes: como funcionam?”, desenvolvida na Escola Estadual José
Ferreira da Silva, localizada no município de Descalvado, interior do Estado de São Paulo,
com alunos da terceira série do Ensino Médio. Esta experiência utilizou, predominantemente,
a interdisciplinaridade como eixo norteador metodológico e foi realizada considerando três
itens fundamentais: estudo teórico dos conceitos, construção dos foguetes e lançamento dos
mesmos. Os conceitos abordados foram medidas de comprimento, área e volume, movimento
e energia e, finalmente, densidade e pressão, e foram integrados a partir da
interdisciplinaridade. Notou-se que a realização de uma prática desta magnitude contribuiu
para dismitificar, mesmo que a pequenas proporções, a ideia que se faz da Física. Uma vez
que esta possui uma quantidade grande de fórmulas e equações, geralmente, apresentada aos
estudantes sem relações entre si. Desta forma, tal prática possibilitou sua apresentação como
uma disciplina possível de ser trabalhada, aprendida e apreendida. Todavia, faz-se necessário
a realização de práticas experimentais interdisciplinares no ensino básico, pois com o auxílio
destas haverá maior aproximação da teoria vista nos livros didáticos com o cotidiano do
estudante.
Palavras-chave: Ensino de Física. Atividade experimental. Interdisciplinaridade.
1
Estudante de último ano de licenciatura em Física e professor contratado da Rede Pública Paulista de
Educação. E-mail: [email protected]
ISSN 2176-1396
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Introdução
O Ensino de Ciências, atualmente, é um tema que concentra muitas discussões,
principalmente, no que tange à metodologia e às práticas educativas a ele associadas.
Desenvolver novos métodos e formas de se trabalhar os conceitos científicos, tanto no
Ensino Fundamental quanto no Médio, traduz-se num desafio que, a cada dia, torna-se
presente no cotidiano do profissional docente e, para alguns, uma barreira difícil, devido às
condições de trabalho do sujeito educador, falta de estrutura adequada da instituição pública
de ensino e disponibilidade de materiais didático-pedagógicos para o desenvolvimento das
atividades.
Além do mais, quando criadas estas novas práticas, as mesmas devem ser
compartilhadas entre a classe docente, pois através da socialização de ideias e conteúdos
pode-se atingir um nível satisfatório no Ensino de Ciências. Deste modo, neste trabalho busco
descrever uma prática experimental de Física, intitulada “Foguetes: como funcionam? ”,
desenvolvida na Escola Estadual José Ferreira da Silva, localizada no município de
Descalvado, interior do Estado de São Paulo, com alunos da terceira série do Ensino Médio.
Esta experiência utilizou a interdisciplinaridade como eixo norteador metodológico e foi
realizada durante as aulas de apoio às disciplinas de matemática e física. Estas aulas são
destinadas, basicamente, para a realização de atividades extras ou complementares que
auxiliam os educandos no processo de ensino - aprendizagem.
Contudo, o conjunto destas atividades práticas ocupou aulas de outras disciplinas, pois
no período em que o primeiro foi implantado não se tinha mais aulas teóricas e os processos
de avaliação das demais matérias já haviam se dado, portanto foi um momento estratégico
para o desenvolvimento de uma atividade experimental, cujo objetivo era o de trabalhar os
conceitos físicos, matemáticos e químicos envolvidos na construção e lançamento de
foguetes.
Como já citado, a atividade experimental teve como base metodológica a
interdisciplinaridade, todavia, cabe-nos discutir, inicialmente, o que entendemos por tal
conceito e como o mesmo embasou o tema em pauta. Posteriormente, será descrito como a
noção interdisciplinar foi incorporada às aulas, quais os materiais utilizados na experiência e
as reflexões obtidas.
Um ponto crucial que cabe ressaltar no ensino médio - e que contribui com a
dificuldade da aprendizagem dos estudantes - é a fragmentação do conhecimento, que a cada
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dia, torna-se maior. De fato, a existência de muitos tópicos numa estrutura curricular
planejada com poucas aulas para se tratar de cada assunto, torna-se um impedimento para
muitas ações essenciais, no que se refere a um trabalho efetivo do Ensino de Ciências. Pois, a
fragmentação do conhecimento de forma exagerada não favorece a integração entre os
diferentes temas e conceitos, dificultando o entendimento do estudante. Desta forma, o Ensino
de Física se enquadra nesse panorama e não permite aos estudantes o estabelecimento de uma
estrutura conceitual coerente, ou seja, é preciso garantir que os educandos se engajem no
processo de construção de modelos qualitativos que possam ajudá-los a compreender relações
e diferenças entre conceitos (MCDERMOTT, 1993, p. 3). Uma maior articulação entre os
conceitos das diversas disciplinas tem o potencial de contribuir para o entendimento holístico
dos estudantes acerca dos conteúdos ministrados. Deste modo, isso possibilitará, também, a
compreensão de que o conhecimento não é compartimentado ou “desconexo”.
A disciplinarização excessiva dos conteúdos escolares impede que o estudante
reconheça o mesmo tema trabalhado em duas ou mais disciplinas, o que o faz encontrar sérias
dificuldades de elaborar uma relação entre elas. Como exemplo, temos o estudo de gráficos da
mecânica, em Física, e o estudo das funções de primeiro e segundo graus na Matemática.
Não obstante, poderíamos considerar, por exemplo, a afirmação - nos mais recentes
estudos da área de Ensino de Física - de que a maior dificuldade para se aprender esta
disciplina é a presença constante de inúmeras fórmulas matemáticas (MCDERMOTT, 1993,
p. 4). Pois bem: de que maneira o sujeito educador poderia consolidar a aprendizagem destes
fenômenos, de modo que o estudante pudesse visualizar uma ligação entre os diversos
conceitos daquele conhecimento? De que forma o estudante conseguirá enxergar o todo
através de suas partes?
O trabalho pautado na relação entre diferentes disciplinas ou, de modo mais geral,
áreas do conhecimento é justamente aquele chamado, por muitos educadores, de
interdisciplinaridade. A definição deste termo ainda é, porém, bastante discutida, pois há na
literatura muitos estudos sobre o assunto, bem como elaborações de subformas do mesmo. A
esse respeito poderíamos citar, inicialmente, Edgar Morin, em seu artigo Sobre la
interdisciplinariedad, onde este conceito é caracterizado como a relação entre diferentes
disciplinas que permite uma troca, não somente de conhecimento, mas também de
experiências e cooperação (MORIN, 2007, p. 8).
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A prática pedagógica desenvolvida com os estudantes enfoca, especialmente, essa
postura de troca e cooperação, à qual atribuímos um importante papel auxiliador para o ensino
de ciências, já que uma determinada disciplina pode fazer uso dos conhecimentos de outra
para auxiliar no entendimento de algum assunto dentro de seu universo. Nesse caso, em
particular, citamos os conceitos de medida da matemática, movimento e energia da física,
além de, densidade e pressão da química. Retomando os conceitos da literatura pertinente a
essa integração, importa salientar que, de acordo com (POMBO, 2008, p. 6), a
Interdisciplinaridade é um processo contínuo e em evolução, e não algo isolado e perene.
Inicialmente, a mediação do conhecimento requer o desenvolvimento de atividades
que promovam uma coordenação entre os conceitos de uma mesma disciplina ou de
disciplinas distintas dando início a um processo de interdisciplinaridade. Se isso ocorrer de
forma contínua, e houver uma combinação dos mesmos conceitos, sem originar uma nova
disciplina, essa mediação estará no patamar da pluridisciplinaridade. Finalmente, se houver
uma fusão de tais conceitos, de modo que não se consegue discernir uma disciplina da outra,
estaremos no patamar da transdiciplinaridade. Nota-se que a transdiciplinaridade é o início de
uma nova disciplina, e trabalhar no seu domínio requer, de acordo com (POMBO, 2008, p. 6),
que passemos pelos níveis anteriores.
Entretanto, o fato de uma disciplina auxiliar a outra não significa que a relação entre
estas possa prejudicar o conteúdo específico de cada uma delas. Esse tipo de cooperação
levará o sujeito educando a perceber que o conhecimento pode ser construído de diversas
formas e que não é compartimentado, que é um todo e não somente suas partes, como
provavelmente lhe tenha sido ensinado desde o primário.
Portanto, a atividade “Foguetes: como funcionam?” utilizou como metodologia a
interdisciplinaridade, de modo a integrar os conceitos da matemática, física e química dando,
assim, uma perspectiva holística destes conhecimentos, ou seja, possibilitando ao educando
enxergar os saberes envolvidos no processo de construção e lançamento de foguetes, porém
sabendo que tal processo é, na realidade, a inter-relação de vários outros.
Desenvolvimento da Prática
A prática experimental em pauta foi realizada durante as aulas de apoio de matemática
e física, além disso, foram organizadas de modo a suprir três itens básicos, a saber:
desenvolvimento e estudo teórico dos conceitos envolvidos, processo de construção do
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foguete e, finalmente, lançamento dos foguetes construídos. Cada item acima servirá de norte
para a apresentação do desenvolvimento da prática.
Estudo teórico de conceitos
Os conceitos principais que foram abordados no estudo dos foguetes foram:
Comprimento, área e volume; Movimento e Energia; Densidade e Pressão.
Os primeiros foram trabalhados utilizando-se a matemática até então conhecida por
eles e, como instrumento de aprendizagem, utilizaram réguas milimetradas e padronizadas.
Durante o desenvolvimento destes conceitos, o estudo de comprimento, área e volume foi
abordado a partir de uma perspectiva construtivista, no sentido geral, pelos estudantes. Ou
seja, todo conhecimento que já sabiam foi utilizado para compreender que área é a relação
entre comprimentos e, do mesmo modo, que volume é a relação entre áreas.
Muitos estudantes, neste primeiro ponto, apresentaram algumas dificuldades com o
uso da régua, por exemplo, uma vez que alguns não sabiam que o zero deveria ser o ponto
inicial da medida. Aqui, coube algumas questões que serviram de reflexão para a elaboração
de planos de aula de recuperação de matemática. Tais questão são: Como o estudante entende
o zero? Qual é a relação que o educando faz entre o zero e o processo de medição? Num
segundo momento foram abordados os conceitos de movimento e energia. Estes são
primordiais para o estudo da física básica no ensino médio e perpassam seus três anos.
Inicialmente, foi realizado um questionamento, partindo do professor, sobre o que entendiam
acerca do conceito de movimento. Foram obtidas algumas respostas, dentre elas “corpo que
anda”, “algo que se mexe” e “quando empurro ou chuto alguma coisa”. Tais elaborações
conceituais dos alunos são frequentes e não fogem da concepção comum sobre o tema.
Neste ponto, é importante notar o início de um processo de mudança conceitual dos
estudantes. Pois, através do questionamento e de uma reflexão sobre determinado tema,
começaram a utilizar os conhecimentos prévios de modo a compará-los com aqueles em pauta
e, assim, construírem um entendimento do conceito físico. Já quando questionados sobre seu
entendimento acerca da energia, as respostas foram majoritariamente “energia elétrica”,
“corpo que anda” e outras associadas ao corpo humano. É importante utilizar estas relações
conceituais que os estudantes fazem durante o processo de reflexão quando a mesma é posta
de modo a discutir e debater, diferente de avaliar. Porque, quando os estudantes se sentem
num processo avaliativo cujo objetivo é o de medir “quanto sabem” há uma sensação de
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“repulsa” ou “negação” em sua participação na construção daquele conhecimento. Deste
modo, realizando-se uma discussão considerando todo seu conhecimento prévio, no exemplo
em pauta, o conceito de energia e corpo humano, a interdisciplinaridade se torna uma via
possível para ligar e dar sentido aos diversos conceitos da prática que desenvolvida.
Finalmente, foram colocados os conceitos de densidade e pressão, utilizando-se do
mesmo procedimento, o debate e construção coletiva do conhecimento.
Contudo, foi tomado um particular cuidado para que tal estudo teórico não tivesse o
mesmo caráter de uma aula regular, pois se assim o fosse todos os preconceitos já
incorporados tanto pelos alunos quanto pelo professor seriam trazidos e não teríamos,
hipoteticamente, as mesmas reflexões sobre esta prática.
Processo de construção dos foguetes
Esta segunda fase da prática experimental foi dedicada à aplicação dos conceitos
debatidos no momento e, também, ao processo de início da integração dos mesmos. Os
estudantes foram divididos em grupos, com cinco integrantes, e foi solicitado para os mesmos
os materiais necessários para a construção dos foguetes. Tais materiais são:
Duas garrafas PET de volume 2 L;
Uma caixa de sapato (papelão);
Uma fita adesiva transparente;
Tesoura sem ponta;
Régua padronizada;
Uma bexiga;
O procedimento de construção dos foguetes, bem como o lançamento dos mesmos
seguiu as orientações utilizadas na Mostra Brasileira de Lançamento de Foguetes
(MOBFOG), evento realizado conjuntamente com a Olímpiada Brasileira de Astronomia e
Astronáutica (OBA), organizado pelo grupo de Astronomia da Universidade Estadual do Rio
de Janeiro.
Inicialmente, construímos a ponta do foguete. Com as duas garrafas idênticas de 2
litros, cortamos ambas as extremidades inferiores, pois com uma das pontas fizemos o suporte
com a bexiga e a outra a base do foguete. O corte de uma delas foi de, aproximadamente, 15
ou 20 cm da sua boca. Após colocamos, aproximadamente, 50 g de água dentro da bexiga, ou
seja, volume semelhante ao de um ovo de galinha. Finalmente, a ponta da bexiga foi colocada
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no interior da garrafa e presa com a tampa da mesma. Tal peso da ponta serviu como um
parâmetro livre. Isto é, um dos pontos analisados no lançamento foi o de descobrir qual
“peso” faria o foguete ir mais longe.
Num momento posterior construímos as aletas. Estas possuem a função de dar
estabilidade aerodinâmica para o foguete e seu tamanho deve ser proporcional ao do foguete.
Para isso, foi necessário seguir medidas de comprimento exatas com a régua padronizada. As
aletas foram feitas de papelão (com a caixa de sapato solicitada) e todas deveriam possuir as
mesmas dimensões. Antes de iniciarmos o corte da aleta, fizemos um retângulo com 2 cm de
base e altura igual à da aleta e dividimos esta altura em 4. Esta parte foi-nos útil para fixar a
aleta no corpo do foguete.
Em seguida, fizemos cortes a cada 2,5 cm ao longo da altura do retângulo acima
mencionado. Depois dobramos 2 cm para o lado esquerdo e 2 cm para o lado direito para,
finalmente, fixá-las na base do foguete com a fita adesiva. O interessante foi que neste
momento alguns grupos começaram a refletir sobre como colocá-las de modo que ficassem
igualmente espaçadas. Utilizaram conceitos de comprimento de circunferência, diâmetro e
volume.
Imagem 1: Montagem do foguete
Fonte: Professor Antonio Carlos Mometti
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Lançamento dos foguetes
Este foi o último momento da prática experimental, pois era a verificação do trabalho
teórico e procedimental realizado pelos estudantes. Nesta fase, foi necessário a solicitação de
um equipamento compressor para a coordenação da escola, uma vez que o modo de ejeção do
foguete seria realizado a ar. Para isso, foi construído sob medida a base de lançamento, com
material de PVC. Os grupos, organizados e distribuídos nas aulas disponíveis, foram até o
pátio da escola e fizemos o momento de lançamento. Alguns colegas professores participaram
e auxiliaram na reparação dos foguetes que, a princípio, não deram certo. O trabalho
interdisciplinar foi efetivado, pois para a construção não utilizamos conhecimentos restritos à
física, ou matemática, mas a todos aqueles conceitos citados e descritos no item 2.1.
Considerações Finais
A prática pedagógica descrita neste trabalho foi realizada durante os primeiros meses
do ano letivo de 2015 e teve como objetivo trabalhar conceitos de física, química e
matemática de um modo alternativo àquele já realizado em sala de aula. Tal prática
experimental teve como eixo norteador a interdisciplinaridade e seu objetivo principal foi o de
integrar os conceitos das disciplinas citadas.
Além disso, promoveu-se com o estudo teórico e posterior construção dos foguetes
uma aproximação da teoria à prática. Este processo auxiliou os estudantes a um melhor
entendimento dos principais conceitos da física, além de outros da matemática e química e,
por conseguinte, a uma contribuição eficaz do Ensino de Física no processo de ensinoaprendizagem.
Entretanto, muitas foram as dificuldades observadas, principalmente, durante o
momento de discussão dos conceitos. Elementos como medição, uso da régua, noção de área
e volume, foram os que mais se destacaram. Isso nos demonstra a necessidade de aulas de
geometria e a realização de trabalhos de recuperação envolvendo a mesma.
Finalmente, o desenvolvimento de uma prática desta magnitude contribuiu para
desmitificar, mesmo que a proporções reduzidas, a ideia que se faz da ciência Física. Pois,
como já abordado na introdução, a Física muitas vezes é ensina apenas por fórmulas e
equações e, geralmente, sem relações entre estas. Tal fato a apresenta como uma ciência dura,
praticamente, uma disciplina impossível de ser trabalhada, aprendida e apreendida.
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Portanto, o Ensino de Ciências, especialmente a Física, pode ser desenvolvido
utilizando estratégias didáticas interdisciplinares. Todavia, incialmente devemos entender seu
significado – ser interdisciplinar – para posteriormente introduzi-lo na prática docente.
REFERÊNCIAS
MCDERMOTT, L. C. Como ensinamos e como os estudantes aprendem: um desencontro?
American Journal of Physics. V. 61, n. 4, p. 295. 1993. Trad. Márcio Quintão Moreno,
ICEx – UFMG.
MORIN, E. Sobre la Interdisciplinaridad. Pensamiento complejo. 2007. Disponível
em:http://www.pensamientocomplejo.com.ar/docs/files/morin_sobre_la_interdisciplinaridad.p
df> Acesso em 15 ago. 2012. 14:00:00
Olímpiada Brasileira de Astronomia, 18ª edição. Manual de orientações para construção
dos foguetes. Universidade Estadual do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro. 2015.
Disponível<http://www.oba.org.br/sisglob/sisglob_arquivos/INSTRUCOES%20GERAIS%20
de%202015.pdf> Acesso em 12 mai. 2015. 8:30.
POMBO, O. Epistemologia da Interdisciplinaridade. Revista de Educação e Letras –
Ideação. V.10, nº 1, p.9 - 40. Unioeste. Foz do Iguaçu. 2008.