DISCUSSÃO SOBRE UMA BOA AULA, ELEMENTOS E METODOLOGIAS PARA MELHORIA DA AULA E DO PROFESSOR DE FISICA. ........................................................................................................... 593 FÍSICA MODERNA PARA O ENSINO MÉDIO: INVESTIGAÇÃO SOBRE A MATEMÁTICA EM UMA AULA DE FÍSICA QUÂNTICA NO ENSINO MÉDIO.................................................................................... 597 INSERINDO FÍSICA MODERNA NO ENSINO MÉDIO SOB ENFOQUE HISTÓRICO-FILOSÓFICO ..... 600 TECNOLOGIAS DE ENSINO: MAPAS CONCEITUAIS NA RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS DE FÍSICA NO ENSINO MÉDIO ......................................................................................................................................... 603 DISCUSSÃO SOBRE UMA BOA AULA, ELEMENTOS E METODOLOGIAS PARA MELHORIA DA AULA E DO PROFESSOR DE FISICA. Paulo Sérgio Camillo de Camargo, Ana Maria Osório Araya Balan, João Ricardo Neves da Silva, Alex Lino, FCT-UNESP, Campus de Presidente Prudente. Introdução e Justificativa: Acredita-se que um professor deva ser o melhor possível em transmitir o conhecimento adquirido em sua vida acadêmica, busque pela melhor compreensão do aluno e que seja capaz de atrair a atenção da maioria numa sala de aula. Tendo como base estas premissas, vêem-se desenvolver este trabalho. A motivação para este trabalho é querer quebrar o paradigma de que física é uma matéria difícil e chata, romper com o pré-conceito que se arrasta por anos em nosso país. Quando um aluno é questionado sobre o que acha das aulas de física, logo se escuta a resposta de que é uma matéria difícil e que não compreende. Mas será que eles realmente têm essa visão ou são persuadidos a acharem isso quando o professor dá ênfase à matemática por de traz da física, não a usando como uma ferramenta para interpretar resultados empíricos e sim como o “protagonista” de uma explicação em que o aluno não enxerga o real significado físico do exemplo dado. E este modo de transmitir o conteúdo causa o desinteresse por parte do aluno em aprender física, dificultando ainda mais sua compreensão, por que ele já possui um préconceito, ou seja, possui um pensamento prévio, errôneo, de que física é chata e com isso não leva a frente seu aprendizado, mas sim estuda por estudar pelo simples propósito de passar de ano e por ser umas das matérias aplicadas na escola, não reconhecendo seu principal fundamento para o seu próprio conhecimento e de tudo que está ao seu redor. Materiais e Métodos: Exploraremos o aspecto da importância de priorizar os conceitos físicos como instrumento motivacional para com o aluno, pois se ele relaciona o que o professor está transmitindo com seu dia-a-dia, dando significado a matéria, ele se interessa e entende mais e melhor. Discutiremos a aprendizagem do erro, incentivando o aluno a errar, ou seja, incentiválo a fazer perguntas na sala de aula e como o professor pode usar isso como algo para positivo 593 e ensinar o modo certo. Falaremos sobre como deve ser a relação do professor com o aluno e como deve ser permitidos o do aluno com o professor. Proporemos modos de organizar melhor a aula, como a lousa e a matéria, para que fique mais agradável e interessante para o aluno, despertando assim o interesse e a melhor compreensão da maioria dos alunos, lembrando que por maior seja o esforço do professor, será quase impossível agradar a todos. Vamos trazer a discussão de novos elementos para fazer uma aula mais agradável e descontraída, suas viabilidades e conseqüências ao aprendizado do aluno. Basearemos este trabalho em um questionário respondido por professores do ensino médio publico e particular, alunos do ensino médio e alunos graduandos em física e outros diversos cursos. Este questionário consta de sete perguntas que visam obter, dos entrevistados, as suas experiências vividas e desejos de como seria uma boa aula de física e como melhorar a relação do aluno com o professor e a física. Resultados e Discussões: Após análise dos questionários, as respostas obtidas foram categorizadas em respostas de alunos e de professores e para cada uma dessas categorias foi ressaltada a característica mais presentes em cada resposta. O questionário aplicado é apresentado abaixo e os resultados são mostrados na tabela 1. Questionário para os professores. 1- Que idéia você tem de uma boa aula? 2- Como dar uma boa aula? 3- Como motivar o aluno a se interessar por Física moderna? 4- Que elementos podem ser usados para melhorar a aula? 5- Como organizar uma aula, lousa, matéria e outros elementos para que o aluno entenda melhor? 6- Como deve ser a convivência do professor com o aluno? 594 Questão Resposta 1 A maioria das respostas ressalta a importância da explanação teórica e do envolvimento do aluno com a aula. Basicamente, foi considerada uma boa aula de Física aquela em que são feitas muitas perguntas e na qual existe compromisso do professor para com o que ele ensina. 2 Nesta questão foi observado em muitas respostas a importância do domínio do conteúdo á ser ensinado e também a preparação da aula e a motivação do professor 3 A importância da correlação entre o conteúdo e o cotidiano dos alunos é um ponto de convergência nesta questão. Mostrar aos alunos que o que eles aprendem tem aplicação em muitas situações do dia-a-dia faz com que eles se interessem pelo assunto, mesmo que esse assunto seja a Física Moderna. 4 Principalmente atividades experimentais simples, além e alguns recursos didáticos como retroprojetor, brincadeiras, piadas, poemas e outras são muito bem aceitas pelos professores, pois prendem a atenção do aluno e os mantêm interessados na aula. 5 Para os professores pesquisados, a organização e a preparação prévia da aula são de máxima importância, a exposição do conteúdo deve ser simplificada na lousa, de modo que todos consigam enxergar um resumo da aula numa linha de raciocínio contínua, bem como a utilização de giz colorido para melhor distinção das grandezas. 6 A relação professor aluno deve ser a mais cordial possível. O professor não está acima do aluno,no entanto, também não pode se permitir que esta relação exceda os limites do respeito, de forma que o professor não pode permitir que sua autoridade seja questionada por nenhum aluno, mas sim agir para que isso não precise acontecer. Tabela 1: Respostas dos professores ao questionário apresentado Conclusões: A partir dos resultados obtidos, pode-se concluir parcialmente que os professores de física pesquisados apresentam características comuns quanto à sua forma de entender uma boa aula, conhecem metodologias e sabem aquilo que devem fazer para convencer seus alunos daquilo que estão ensinando. Em contrapartida, sabe-se que muitos professores que lecionam na rede pública de ensino não possuem esta preparação, o que torna este trabalho necessário e importante para que possa servir de parâmetro para a atualização destes. Enfim, uma boa aula de física deve ser ministrada por um bom professor de física e um bom professor de física necessita gostar do que faz para poder fazer seu trabalho da melhor forma possível. Por fim, segundo Calderhead, “um dos principais problemas da formação de professores não é tanto o desenvolvimento do conhecimento dos alunos, mas das aulas e da natureza do processo educativo, e sim como facilitar aos professores em formação a integração destes conhecimentos dentro da sua própria prática. 595 Referências bibliográficas: PINTO, A.C.;ZANETIC,J. É possível levar a Física Quântica para o Ensino Médio?. Caderno Catarinense de Ensino de Física, v.16, n.1, p. 7-34, abril, 1999. ADAM,R.; SZTRAJMAN,J. Métodos no-convencionales para la enseñanza de la física, Caderno Catarinense de Ensino de Física, Florianópolis, v.9, n.2, p.152-156, agosto,1992. CARVALHO,A.M.P.;GIL-PEREZ, D.Formação de professores de ciências, Editora Cortez, São Paulo, 1993. 596 FÍSICA MODERNA PARA O ENSINO MÉDIO: INVESTIGAÇÃO SOBRE A MATEMÁTICA EM UMA AULA DE FÍSICA QUÂNTICA NO ENSINO MÉDIO. João Ricardo Neves da Silva, Ana Maria Osório Araya Balan, Alex Lino, Thiago Pereira dos Santos, Paulo Sérgio Camilo Camargo. FCT-UNESP, Campus de Presidente Prudente. Palavras-Chave: Física Moderna, Ensino Médio, Metodologias de Ensino. Introdução e Justificativa: O ensino de Física Moderna para o Ensino Médio tem sido tema de profundas discussões entre pesquisadores na área de Ensino de Ciências nos últimos 15 anos. Entretanto, o que ainda se discute é a falta de metodologias apropriadas para esta prática, sendo que muitos teóricos argumentam que, por possuir uma matemática de difícil compreensão, esta parte da Física é impossível de ser aplicada para o ensino médio. Dessa maneira, justificando-se na importância que uma verificação detalhada sobre a melhor forma de inserir esses novos conteúdos, desenvolveu-se uma pesquisa acerca da necessidade de se ressaltar ou não o enfoque matemático de determinados assuntos de Física Moderna no Ensino Médio. Objetivos: • Verificar a necessidade ou não de uma abordagem matemática no ensino de tópicos de Física Quântica para o Ensino Médio. • A partir dos resultados obtidos, propor uma metodologia baseada na aprendizagem conceitual desses tópicos, ressaltando a importância do conhecimento teórico de fenômenos físicos. Materiais e métodos: Para executar a pesquisa foi elaborado um curso com conteúdos introdutórios de Física Moderna. Essas aulas, que apresentavam um panorama geral dos fenômenos e descobertas que possibilitaram a criação da Física Quântica – Radiação de corpo negro, Efeito Fotoelétrico, Quantização da energia e Modelo atômico de Bohr - foram aplicadas durante três meses em um colégio para alunos dos 3 anos do ensino Médio. No decorrer das aulas, foram apresentadas as explicações conceituais dos fenômenos porque aconteciam e porque não eram explicados pela Física Clássica até então conhecida – e 597 também as abordagens matemáticas realizadas pelos pesquisadores que estudaram cada fenômeno. Ao fim de cada aula era então aplicado um questionário aos alunos que pedia basicamente que eles dessem suas explicações para o fenômeno estudado, a fim de observar se, para discorrer sobre o assunto, seriam utilizados mais elementos matemáticos ou conceituais. Resultados e Discussões: Após analisadas as respostas, estas foram categorizadas segundo os dois parâmetros que se pretendia observar, ou seja, foi observada a percentagem de alunos que apresentaram respostas predominantemente conceituais e matemáticas para as mesmas questões. Os resultados obtidos são mostrados na tabela 1. Questionário Respostas corretas (%) Respostas conceituais (%) Respostas Matemáticas (%) 1 80 90 10 2 75 60 40 3 60 85 15 4 90 80 20 5 85 65 45 Geral 78 76 26 Tabela 1: Percentual de alunos que responderam o questionário utilizando deduções matemáticas e explanações conceituais. Com os resultados obtidos, pode-se dizer que, pelo número de respostas que foram corretas para os questionários, que os alunos conseguem sim, entender conceitos de Física Moderna e que o ensino desses tópicos da Física devem ser incentivados, pois são assuntos de interesse geral que despertam a curiosidade do aluno. No entanto, uma abordagem conceitual, que privilegie a natureza do problema, os conceitos que foram propostos para resolver tal problema e como esses conceitos formaram o que hoje se conhece por Física Quântica é a mais aceita pelos alunos, em detrimento da abordagem baseada em equações que é tão comum no Ensino Médio. 598 Conclusões: Conclui-se com o material estudado que é importante que se ensine Física Moderna para o Ensino Médio, pois esta é uma parte da ciência cada vez mais presente no dia-a-dia da sociedade. Contudo, se esta abordagem for feita de forma predominantemente conceitual, os alunos do ensino Médio são capazes de entender fenômenos pertencentes à Física Moderna e ainda explicá-los de forma bastante convincente, sem que para isso seja necessário recorrer à equações que exijam uma matemática que não é dominada pelos estudantes secundários. Bibliografia: GRECA, I. L.; MOREIRA, M. A.; HERSCOVITZ, V. E. Uma proposta para o ensino de Mecânica Quântica. Revista Brasileira de Ensino de Física, São Paulo, v. 23, n. 4, p. 444457, dez. 2001. BRASIL. Ministério da Educação. PCN+ Ensino Médio: Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio. Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília: MEC, SEMTEC, 2002 ROBILOTTA, M.A.; BABICHACK, C.C.Definições e Conceitos em Física. Caderno Cedes, ano XVIII, nº 41, julho/1997 BASSANEZI, R. C. Ensino-aprendizagem com modelagem matemática. São Paulo: Contexto, 2002. BIEMBENGUT, M. S. & HEIN, N. Modelagem matemática no ensino. São Paulo,Contexto, 2000. 599 INSERINDO FÍSICA MODERNA NO ENSINO MÉDIO SOB ENFOQUE HISTÓRICO-FILOSÓFICO Alex Lino, Ana Maria Osório Araya Balan, João Ricardo Neves da Silva, Thiago Pereira dos Santos, Paulo Sérgio Camilo Camargo. FCT-UNESP, Campus de Presidente Prudente. Palavras-Chave: Física Moderna, Ensino Médio, Metodologias de Ensino. Resumo É grande a preocupação de se levar para as salas de aula do Ensino Médio conteúdos de Física Moderna e Contemporânea (FMC), já que as tecnologias que utilizamos e as que estão ao nosso redor se encontram pautadas neste assunto. No entanto, não queremos que a inserção de FMC seja encarada com aversão pelos alunos como mais um tópico da Física, e sim que isso possa melhorar o Ensino de Física em geral. Nossa proposta trata-se da inserção de tópicos de Física Moderna dentro da atual estrutura curricular básica, a partir da discussão dos limites da Física Clássica, ou um estabelecimento de elos com esta dando ênfase ao contexto histórico e filosófico ao tema abordado. Dessa forma, escolhemos como tema de nossa atividade a luz, pois se acredita que este assunto seja melhor forma de se estabelecer este elo de ligação, mais especificamente com a Física Quântica, explorando sua importância para nossas vidas e suas propriedades como onda e partícula. Preparamos uma aula sobre a luz com o intuito de mostrar aos alunos como o homem tentou explicá-la, começando na pré-história da luz por volta do ano de 430 a.C. com o filosofo Empédocles, segundo a linha do tempo (mostrada ao lado) passando por diversos filósofos e cientistas, mesclando com a historia um pouco de teoria, como, por exemplo, ótica geométrica, reflexão, refração, absorção, polarização, difração, dispersão e interferência, até chegarmos em Albert Einstein e Louis de Broglie com a dualidade onda-particula. Inicialmente essa aula foi aplicada para um grupo de professores do Ensino Médio que se dedicam a estudar tópicos de FMC. O objetivo dessa primeira etapa foi o de que esses professores contribuíssem com suas experiências para uma reelaboração da aula sobre a luz e também de que a mesma pudesse ser um modelo para ser seguido em suas aulas sobre FM. Em seguida, com o intuito de verificar a viabilidade do método descrito, a aula foi aplicada para alunos da 2ª série e 3ª série do Ensino Médio, e para a obtenção de dados quantitativos, responderam a um questionário que permitiu avaliar o nível de compreensão quanto a FMC envolvida na aula devidamente relacionada com a natureza da luz. Antes da 600 aula os alunos responderam, através de suas concepções espontâneas, a seguinte pergunta: para você, o que é a LUZ? Tivemos o resultado apresentado na tabela 1. Após o término da aula foi aplicado o questionário, Tivemos o resultado descrito nas tabelas 2 e 3. Tipos de Respostas (relacionaram) Claridade Substância Concreta Feixe de raios luminosos Visão ou Cores Metafísica 2ª série EM 69% 0% 15% 0% 16% 3ª série EM 45% 19% 18% 18% 0% Tabela 1: O que é a luz? Tipos de Respostas (relacionaram) Evolução das idéias / Falta de tecnologia A luz é incompreensível Devido a sua dualidade 2ª série EM 50% 30% 20% 3ª série EM 40% 33% 27% Tabela 2: Por que você acha que existem tantas interpretações diferentes para a natureza da luz? Tipos de Respostas (relacionaram) Onda Partícula Dualidade onda-partícula Complementaridade Indecisos 2ª série 3ª série EM EM 20% 13% 30% 0% 20% 47% 0% 20% 30% 20% Tabela 3: A partir das aulas dadas sobre a luz e suas idéias já existentes, como você acha que é a natureza da luz? Dos dados apresentados verificamos que foi mudado a concepção de luz que o aluno chegou em sala de aula (relacionamento das tabelas 1 e 3). Com o conhecimento da natureza da luz (como de todo o espectro eletromagnético) e como é produzido, podemos dizer que o aluno criou uma base sólida de conhecimento cientifico e que com este conhecimento o professor pode aprofundar ainda mais na FMC sem muitas dificuldades. Mostrando a evolução do conhecimento humano relativo a natureza da luz o aluno soube compreender o porque da dificuldade ou das varias idéias a respeito do assunto (tabela 2). A maioria dos alunos da 3ª série do EM tiveram uma idéia de dualidade da luz enquanto que na 2ª série as respostas ficaram equilibradas inclusive com indecisões (tabela 3). Deixamos a idéia, aqui apresentada, como um modelo de aula para os professores que quiserem introduzir assuntos relativos a FMC, dizendo que os resultados foram satisfatórios, e que a inserção de FMC no 601 EM pode ser realizada levando em conta o contexto histórico-filosófico fazendo ligações entre a FC e a FQ. Referências Bibliográficas: Braz Junior, D., Física Moderna: tópicos para o Ensino Médio, Ed. Companhia da Escola,Campinas/SP, 2002, 1a edição. Lobato,T.; Greca, I.M., Análise da inserção de conteúdos de teoria quântica no currículo de Física do Ensino Médio, Revista Ciência e Educação, v. 11, nº 1, p. 119-132, 2005. Terrazzan, E.A. A inserção de Física Moderna e Contemporânea no ensino de Física na escola de 2º grau., Caderno Catarinense de Ensino de Física, Florianópolis, v.9, nº 3, p.209-214, 1992. 602 TECNOLOGIAS DE ENSINO: MAPAS CONCEITUAIS NA RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS DE FÍSICA NO ENSINO MÉDIO Thiago Pereira dos Santos, Ana Maria Osório Araya Balan, Alex Lino, João Ricardo Neves da Silva, Paulo Sérgio Camillo de Camargo FCT-UNESP, Campus de Presidente Prudente, [email protected] Palavras-Chave: Mapas Conceituais; Resolução de Problemas de Física; Tecnologias de Ensino. Introdução e Justificativa: Estruturas hierárquicas ou mapas conceituais são estratégias de ensino que envolvem a organização do raciocínio, juntamente aos conceitos relativos a cada disciplina acadêmica que possuem uma estrutura articulada e hierarquicamente organizada, que constitui o sistema de informação de cada disciplina, a exemplo a disciplina de Física, para o ensino médio. Isso é, pode-se promover uma melhor organização do raciocínio do aluno ao se deparar com a transcrição de suas idéias, quando resolvendo um problema de Física. Mapas conceituais se adéquam perfeitamente numa estrutura hierárquica de idéias, conceitos, entendimentos sobre o conteúdo estudado de forma sistematicamente organizada, deixando explicito o raciocínio lógico e funcional para a resolução de problemas de Física. Justificando, os mapas conceituais são propostas organizacionais de conceitos retirados da teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel. O principal problema na aprendizagem é adquirir corpo organizado de conhecimento e estabilização de idéias que se inter-relacionam na estrutura da disciplina (Ausubel, 1968). Essa teoria também inclui material potencialmente significativo, os problemas de física, já que os mesmos são entendidos e organizados na forma de mapas conceituais onde se efetiva a aprendizagem. As tecnologias de ensino entram como transporte dessa teoria para o cotidiano do aluno, usando computador e internet para a transmissão desse modo de organização de pensamento que são os mapas conceituais para resolução de problemas de Física, no ensino médio. Objetivos: O objeto central é a demonstração de que todo problema de Física pode ser organizado em mapas conceituais (usando tecnologias de ensino – computador e internet), considerando a 603 teoria explorada. E verificar com um corpo de alunos se a organização de suas resoluções de problemas foram estruturadas (baseadas em mapas conceituais) ou aproximadamente organizadas, após o contato com várias demonstrações dos mesmos. Matérias e Métodos: Os materiais usados foram: problemas de Física de todos os tipos (vestibulares), que envolvam qualquer conteúdo ou conceito dessa disciplina; software específico para a produção dessas demonstrações de problemas resolvidos em forma de mapas conceituais; computadores conectados a internet. Com a ajuda de um software específico que é baseado em estrutura hierárquica, a resolução dos problemas de Física é inserida em forma de imagens, e sucessivamente gerada em uma página de internet diretamente executada no navegador. O aluno consulta a demonstração de resolução do problema de Física pela internet em um site que a escola disponibiliza para inserir e hospedar as resoluções dos mesmos. É necessário evidenciar que a escola realizadora desse projeto possui infra-estrutura suficiente para o mesmo. Assim o uso desse software para resolução dos problemas juntamente com o computador conectado a internet são definidas como tecnologias de ensino nesse trabalho, desenvolvidas para os alunos em beneficio da aprendizagem significativa. Essa iniciativa trata-se de um projeto de tecnologia voltada ao ensino desenvolvido por essa escola, que se encontra na cidade de Presidente Prudente-SP. Logo a teoria de aprendizagem significativa, com os mapas conceituais na resolução de problemas de Física, está sendo proposta como base teórica para a justificação desse projeto. No desenvolvimento da análise foram considerados alunos de todos os anos do ensino médio dessa mesma escola, que não apresentavam notas satisfatórias para a escola antes da realização e uso do projeto, buscando melhorar essa situação. Portanto a análise foi com relação às notas bimestrais em Física. 604 Desta forma, um grupo de alunos (Grupo I) que não fizeram parte do projeto foi comparado com outro grupo de alunos (Grupo II) que se utilizam do projeto como uma ferramenta a mais em sua aprendizagem, e estabelecidos padrões em relação à nota bimestral de avaliação com a prop osta de resol ução de probl emas por mapa s conc eitua is utiliz ando essa tecno logia de ensin o. Os resul tados estão inseridos e discutidos posteriormente. Fig. 1: Exemplo de desenvolvimento e resolução de um problema de Física por mapas conceituais com essa tecnologia de ensino, software para execução dos mesmos. 605 Resultados e discussões: As médias das notas estão no gráfico disposto a seguir, considerado a análise descrita anteriormente: Projeto de Resolução de Problemas por Mapas Conceituais usando essa Tecnologia de Ensino 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Média/Notas Antes Média/Notas Depois Grupo I: Alunos que não aderiram Grupo II: Alunos que aderiram Gráfico 1: Médias de notas em relação ao projeto. Os resultados da análise mostram melhoras nas médias das notas dos alunos que aderiram à proposta do projeto de resolução de problemas com mapas conceituais. Conclusões: Transformada em projeto por uma escola, a proposta de resolução de problemas de Física por mapas conceituais com tecnologias de ensino torna-se uma metodologia de ensino eficiente na organização da estrutura de pensamento na resolução de problemas. Leva inclusive motivação suficiente ao aluno no trato com problemas de Física, incentivado e motivado por essa tecnologia de ensino. Traduz um meio para diferenciação em conceitos gerais e específicos que incluídos na estrutura cognitiva do aluno possuem poder para utilização na resolução dos problemas. Os resultados satisfatórios obtidos apóiam essa proposta de ensino. Bibliografia: AUSUBEL, D. P., NOVAK, J. D. e HANESIAN, H. Psicologia educacional. 2. ed. Rio de Janeiro: Interamericana, 1980. MOREIRA, M. A. e MASINI, E. F. S. Aprendizagem significativa: a teoria de David Ausubel. São Paulo: Moraes, 1982. PONTES NETO, J. A. da S. Teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel: perguntas e respostas. Série Estudos – Periódico do Mestrado em Educação da UCDB, Campo Grande, n. 21, p. 117-130, jan./jun. 2006. 606