UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
CURSO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
LEONARDO PIRES DE SANTANA CASTRO
TALITA ALINE DE BRITO MORTALE
ENERGIA: LEVANTAMENTO DAS CONCEPÇÕES ALTERNATIVAS
São Paulo
2012
UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
CURSO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
LEONARDO PIRES DE SANTANA CASTRO
TALITA ALINE DE BRITO MORTALE
ENERGIA: LEVANTAMENTO DAS CONCEPÇÕES ALTERNATIVAS
Trabalho de Conclusão do Curso de Licenciatura em
Ciências Biológicas, apresentado ao Centro de Ciências
Biológicas e da Saúde da Universidade Presbiteriana
Mackenzie como requisito para a obtenção do grau de
Licenciado em Ciências Biológicas
Orientadora: Profª. Drª. Rosana dos Santos Jordão
São Paulo
2012
“Todos os dias eu tenho que ler os rastros, as trilhas nas árvores, os menores
cheiros e sons. Ela fica falando, o tempo todo, de um fluxo e da energia dos espíritos
dos animais...”
“Eu estou tentando entender essa forte conexão que o povo tem com a Floresta. Ela
fala de uma rede de energia que flui através de todas as coisas vivas. Ela diz que
toda a energia é só emprestada e que um dia tem que ser devolvida”
James Cameron (Avatar)
AGRADECIMENTOS
Ao
Mackpesquisa
pelo fomento do presente
estudo
por meio do
PIVIC/Mackenzie.
À Universidade Presbiteriana Mackenzie especificamente ao Centro de
Ciências Biológicas e da Saúde por todas as oportunidades oferecidas.
Ao grupo de pesquisa vinculado ao Instituto Presbiteriano Mackenzie
nomeado: “Elaboração coletiva de atividades de ensino da área de Ciências
Naturais: parceria entre universidade e a escola”. Por todas as ideias, sugestões e
principalmente pelas discussões extremamente enriquecedoras. Cada vivência com
vocês nos proporcionou momentos de grandes aprendizados.
À nossa admirada orientadora Rosana dos Santos Jordão por sua dedicação
durante todo o processo de desenvolvimento desse trabalho. Acreditamos que todos
os seus comentários feitos em nossos arquivos foram essenciais para o nosso
crescimento, especialmente aqueles que nos deixavam grandemente preocupados.
Reconhecemos a sinceridade e o carinho presente em cada um deles.
Aos nossos professores da Licenciatura, especialmente a Profª. Drª. Magda
Medhat Pechliye, Profº. Dr. Adriano Monteiro Castro e nossa orientadora Profª. Drª.
Rosana dos Santos do Jordão, que tanto contribuíram para nosso avanço junto a
uma nova concepção de educação. Uma visão mais libertadora, respeitosa e
totalmente capaz de transformar a vida das pessoas. Acreditamos que foi essa visão
construída ao longo do curso que nos instigou a uma reflexão sobre as nossas
futuras ações como educadores. Levaremos para toda a vida esses ensinamentos.
Aos nossos convidados Profª Ms. Maria Fernanda Penteado Lamas e o Profº
Ms.Guilherme Abuchahla, que gentilmente aceitaram o nosso convite para participar
da nossa banca, uma etapa muito importante e especial em nossa vida. Suas
contribuições serão essenciais para a continuidade desse trabalho.
À Thais Mortale, pelas várias horas investidas na elaboração da Árvore das
Almas, para que o desenho da capa do presente estudo fosse o mais fiel possível ao
filme Avatar. Esperamos que você continue semeando o seu incrível talento.
Aos nossos familiares por todo apoio e compreensão nos momentos de mau
humor, de ausência, desânimo e cansaço. Às vezes, mesmo longe, sempre
estiveram presentes.
À Ione pela sua força e coragem ao incentivar a conquista dos objetivos. A
Ilzete e a Késsia pela grande paciência. Ao Carlos, Paulo e Vitória pelos momentos
de “desestress”, após cada maratona de conteúdos acadêmicos.
Á Silvana, por todo amor incondicional e confiança empreendida nessa
importante trajetória. Sem você, e sem seus abraços, isso jamais seria possível. Á
Thais, por todos os conselhos e críticas construtivas que tanto propiciaram reflexões
intermináveis. Os conhecimentos construídos foram influenciados, fortemente, por
você. Ao Osvaldo pela sua simples presença, apoio e sorriso. Você contribuiu muito
para essa importante realização. Ao Júnior por todo o seu carinho e
companheirismo. Seu amor e sua compreensão estão muito além de tudo o que
seria mensurável e imaginável. Não há palavras que consigam expressar o quanto a
sua presença é essencial. Cada um de vocês sempre serão insubstituíveis.
Aos nossos amigos da faculdade: Juliana, Fabio, Anna, Irene, Rosangela
Castro, Rosangela Monteiro, Romario, Camilla, Raquel, Rafael, Banti, Marielle e a
todos os outros que possamos não ter citado, mas que, no entanto, estarão sempre
em nossas lembranças. Agradecemos por terem estado conosco durante essa
grande etapa da nossa formação e terem enriquecido nossos conhecimentos ao
compartilharem tantas visões de mundo conosco.
RESUMO
O presente trabalho tem por objetivo levantar as concepções alternativas de energia
publicadas na literatura acadêmica nos últimos 20 anos. Para cumprir com tal
intento, realizamos uma pesquisa com essa temática em revistas acadêmicas de
ensino e educação, classificadas pela Capes nos estratos A e B, além de buscas em
sites de pesquisa e na Biblioteca Digital de Teses e Dissertações. Os resultados
demonstraram que poucas pesquisas têm sido realizadas investigando as
concepções alternativas de energia apresentadas por professores ou publicadas em
livros didáticos. Embora tenhamos encontrado um número significativo de trabalhos
que investigaram as concepções alternativas dos estudantes, apenas 10 trabalhos
trouxeram essas ideias explicitadas em seus resultados, discussões ou conclusões.
As concepções alternativas de estudantes presentes nas publicações selecionadas
foram agrupadas em dez categorias de acordo com as ideias explicitadas. Com base
nessa categorização, foi possível perceber que os estudantes têm dificuldades para
compreender o que seria energia, diferenciar suas formas e entendê-la como uma
abstração, pois muitas concepções indicaram que eles tendem a materializá-la.
Além disso, foi possível concluir que o ensino de energia tem sido pouco
contextualizado e trabalhado de modo isolado, predominantemente na disciplina de
Física. Concluímos, também, que poucos alunos relacionam a energia a Ecologia, o
que poderia dificultar o seu entendimento em processos biológicos.
Palavras-chave: Concepções Alternativas, Energia, Ensino e Aprendizagem, Fluxo
de Energia.
ABSTRACT
The objective of the present work is to mention the alternative conceptions about
energy that was published in the literature in the last twenty years. To accomplish it,
we searched academic magazines about education and teaching, classified by
Capes in stratum A and B, and research sites and the Biblioteca Digital de Teses e
Dissertações. The results showed us that little research has been done to investigate
the alternative conceptions about energy presented by teachers or published in
didactic books. We found a significant number of works that investigate those
alternative conceptions on the students, however, only ten of them brought these
ideas on their results, discussions or conclusions. The alternative conceptions on the
students presents in the selected publications were grouped in ten categories
following the mentioned ideas. Basing us selves on this categorization, we noticed
that the students has difficulties to understand what is energy, characterize it’s forms
and understand it as an abstraction, because many conceptions indicates that they
tried to materialized it. And was possible to conclude that the teaching of energy
hasn’t been contextualized and has been worked isolated from the others themes,
specifically in Physics. We concluded that little students related the energy to
Ecology, and this probably can difficult it understands on biological process.
Key-words: alternative conceptions, energy, teaching e learning, energy flow.
LISTA DE QUADROS
QUADRO I: EXEMPLO DE QUADRO QUE AGRUPAM OS TRABALHOS
EXAMINADOS .......................................................................................................... 48
QUADRO II - CATEGORIAS E OS CRITÉRIOS ESTIPULADOS ............................ 48
QUADRO III - CATEGORIAS COM AS CONCEPÇÕES ENCONTRADAS ............. 51
QUADRO IV - CONCEPÇÕES QUE EXPRESSAM INTERSECÇÃO ENTRE AS
CATEGORIAS .......................................................................................................... 57
Sumário
1. INTRODUÇÃO ................................................................................ 10
2. A PESQUISA .................................................................................. 12
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ...................................................... 14
3.1. O ensino e a aprendizagem ........................................................ 14
3.2. Concepções alternativas ............................................................. 20
3.3. A energia e as pesquisas em concepções alternativas ............... 26
3.4. Histórico do fluxo de energia ....................................................... 30
3.5. Compreensão atual do fluxo de energia ...................................... 41
4. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS ........................................ 47
5. RESULTADOS ............................................................................... 51
6. ANÁLISE ........................................................................................ 59
7. CONCLUSÕES ............................................................................... 82
8. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................ 84
9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................... 87
APÊNDICE I – REVISTAS SELECIONADAS ...................................... 94
APÊNDICE II – RESUMO DOS ARTIGOS SELECIONADOS.............. 95
10
1. INTRODUÇÃO
Energia é um conceito científico que tem uma dimensão cultural, social e
política. Isso porque favorece a compreensão de múltiplos fenômenos e processos
científico-tecnológicos do nosso ambiente, o que auxilia significativamente na
formação de cidadãos aptos a uma participação inteligente em debates políticos.
Desse modo, o conceito de energia é considerado central na educação básica e
científica (CRIADO E CARMONA, 2008; JACQUES, 2008;).
Vários anos se passaram para que a noção de energia fosse desenvolvida e
se estabelecesse ao longo da história da Ciência. Atualmente, esse conceito é um
dos mais abordados ao longo da escola básica, tratado por disciplinas distintas e
apresentando-se como um dos mais amplos, complexos e abstratos de serem
compreendidos. Isso se deve também, a sua significativa articulação com conceitos
diversos das áreas das Ciências da Natureza e suas Tecnologias (JACQUES e
FILHO, 2008; MACHADO et. al., 2011).
A amplitude e a complexidade encontrada no termo, o fato do conceito ser
muito observado e utilizado pelos estudantes em linguagem própria do cotidiano, ser
diariamente divulgado na mídia ou abordado em livros didáticos de forma superficial,
entre outros fatores, acabam por gerar problemas no ensino de energia, tornando-a
um dos conceitos mais difíceis de ser ensinado. O que pode ser confirmado durante
as aulas de Ciências e Biologia em que a noção da energia demora a ser aceita, por
entrar em conflito com as concepções alternativas dos alunos (BARBOSA E
BORGES, 2006; JACQUES e FILHO, 2008; QUILEZ, 2009).
No entanto, é preciso admitir que o conceito de energia possui um caráter
unificador com potencial para inter-relacionar diferentes conteúdos de Ciências e
Biologia, em suas dimensões contextuais e conceituais, além de levar a
compreensão das relações entre o conhecimento cotidiano e o científico. Sendo
assim, o ensino de energia na escola básica é de extrema importância, mas vêm
sendo realizado de forma muito reducionista, descontextualizada e fragmentada, o
que pode fomentar visões muitos distintas desse conteúdo (WIRZBICKI, 2010;
JACQUES et al., 2010).
11
Diante dessa problemática, torna-se essencialmente importante que o ensino
de energia seja melhor compreendido por professores e alunos. O que implica em
conhecer os diferentes modos de pensar dos estudantes, bem como identificar os
principais obstáculos encontrados para o entendimento desse conceito. Segundo
Machado et al. (2011), o estudo das concepções alternativas sobre o tema nos
auxiliaria a evitar explicações simplistas e deturpadas do conceito de energia.
O conhecimento das variadas ideias dos estudantes nos possibilitaria, ainda,
planejar um ensino contextualizado, propiciando que a energia seja compreendida
em suas mais variadas dimensões. O que poderia fomentar, por exemplo, atitudes e
novas perspectivas de pensamento sobre o meio em que vivemos (SANTOS et al.,
2007).
Diante do exposto, o presente estudo tem por objetivo levantar as concepções
alternativas de energia que foram publicadas na literatura acadêmica nos últimos
vinte anos, com o intuito de conhecer as ideias que os estudantes possuem a
respeito desse assunto, bem como os obstáculos que dificultam o seu entendimento.
Acreditamos que esse levantamento possa subsidiar o processo de ensino e
aprendizagem, embasando ações educativas.
12
2. A PESQUISA
O presente estudo é parte integrante do Projeto de Pesquisa Institucional
nomeado “Elaboração coletiva de atividades de ensino da área de ciências naturais:
parceria entre universidade e escola”, vinculado ao Instituto Presbiteriano
Mackenzie, que tem por finalidade planejar, implementar e avaliar atividades de
ensino produzidas coletivamente por um grupo de pesquisa, formado por
professoras da rede básica de ensino, alunos e docentes da universidade. Esse
grupo trabalha para atender às necessidades de ensino identificadas por
professoras de Ciências e de Biologia durante suas aulas.
O grupo de pesquisa institucional, subsidiado pelo MACKPESQUISA, realizou
uma parceria com a ETEC Parque da Juventude. Essa parceria está sendo
desenvolvida por meio da interação das professoras e alunas da universidade com a
professora de Biologia, Mariana Peão Lorenzin, que disponibiliza algumas de suas
aulas para a coleta de dados e a aplicação das atividades desenvolvidas. Com base
nas dificuldades apresentadas pelos alunos a respeito de determinados temas
identificados por essa professora, as demandas são sugeridas ao grupo de pesquisa
que, por conseguinte encarrega-se de estudar o tema e planejar atividades que
visem o enriquecimento conceitual dos alunos.
O tema que está sendo trabalhado pelo grupo atualmente é o conceito de
fotossíntese. Foi criado um instrumento de coleta de dados para o levantamento das
concepções alternativas dos estudantes, o qual foi aplicado em setembro de 2011
com alunos do 1º ano do ensino médio. Com base nas informações obtidas, foram
planejadas aulas visando ampliar as zonas do perfil conceitual desse conceito. As
aulas foram desenvolvidas em outubro de 2011, utilizando-se diversas metodologias
como, textos elaborados pelo grupo, proposição de situações-problema, criação de
cartazes e desenhos, além de uma simulação de um Congresso de Botânica. O
grupo, no momento, está em fase de análise dos dados coletados nesse processo.
Associado ao ensino da fotossíntese, a professora Mariana identificou que os
estudantes apresentavam muitas dificuldades para compreender o funcionamento
da energia no processo fotossintético. Partindo dessa demanda iniciamos o presente
estudo. Primeiramente, propusemos-nos a estudar as concepções de energia
13
aplicada a Ecologia, procurando identificar as ideias comuns dos alunos durante o
ensino desse tema, além de aprofundarmos nossos conhecimentos sobre esses
processos. No entanto, após uma vasta pesquisa na literatura acadêmica, notamos
que poucos trabalhos têm sido publicados procurando investigar como os alunos
entendem o fluxo de energia nos ecossistemas. Diante dessa perspectiva, decidimos
levantar as concepções de energia que têm sido publicadas na literatura acadêmica
com o intuito de compreender o que o estudante entende pelo tema, para então
identificar os principais obstáculos quanto à compreensão desse conceito em um
sistema ecológico. Partimos do pressuposto que a compreensão geral do que seria
a energia auxiliaria na compreensão do fluxo de energia no Ecossistema.
Esperamos que, com base nessa busca detalhada, possamos fornecer
informações que subsidiarão a elaboração de um instrumento para o levantamento
das concepções alternativas dos alunos da escola parceira, visando posteriormente,
a proposição de um perfil conceitual para o conceito de energia.
14
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Nosso referencial será dividido em cinco partes. Na primeira, trataremos as
teorias sobre ensino e aprendizagem, discorrendo sobre os principais elementos que
fazem parte dessa temática, utilizando como eixo central a concepção construtivista.
Na segunda, abordaremos a conceituação das concepções alternativas e sua
relevância para a aprendizagem. Em seguida, abordaremos as principais pesquisas
sobre concepções alternativas para o conceito de energia, examinando as principais
conclusões que foram evidenciadas pelos autores dessas publicações. Em seguida,
traremos autores para nos ajudar a compreender os acontecimentos históricos que
contribuíram para a formação do conceito de fluxo de energia e, finalmente,
apresentaremos os conhecimentos atuais sobre a relação da energia aplicada a
Ecologia.
3.1. O ensino e a aprendizagem
A fim de efetivamente compreender o que seria a relação entre o ensino e a
aprendizagem, é necessário primeiramente que se entenda os atos de ensinar e
aprender, pois qualquer interpretação que se faça destes conceitos antes de
entendê-los se torna incompleta. Dessa forma, Solé e Coll (2006) observam que o
ato de ensinar não pode ser entendido como uma atividade rotineira e estereotipada,
porque se assim o fosse, estaria assumindo que receitas e imitação de técnicas
seriam o suficiente para que um professor soubesse ensinar.
Assim, ensinar não é somente uma ação isolada, mas um ato coletivo, que
envolve comprometimento pessoal, devendo ser compreendida como uma
requisição da profissão (ROSA, 2003). Ensinar, portanto, é uma atividade polimorfa,
em que uma pessoa (o professor) realiza atividades de ensino com a intenção de
produzir aprendizagem em alguém (o aluno) para se chegar a um produto final como
a compreensão de um conteúdo (HIRST, 1973).
Quanto à aprendizagem, Mauri (2006) a entende como uma construção de
conhecimentos que estão inseridos na cultura e a relação desses com a cultura faz
com que haja a capacidade de se desenvolver pensamentos. Semelhantemente,
Solé e Coll (2006) observam que o aprendizado não é somente um acúmulo de
15
conhecimentos, mas o integrar, modificar e o estabelecer relações com os saberes
que já trazemos.
O ensino e a aprendizagem são processos muito importantes que ocorrem na
sala de aula e que apresentam uma relação muito complexa entre si. Assim, ao
longo da história, esses dois processos têm sido objeto de estudo de diferentes
pensadores, o que gerou diferentes teorias sobre eles. Dentre esses pesquisadores,
neste capítulo apresentaremos as ideias de Mizukami (1986), Becker (1994), Pozo e
Echeverría (2001), Mauri (2006), Rosa (2003) e Gaspar (2009). Em comum, está o
fato de procurarem explicar os processos do ensino e da aprendizagem, bem como
caracterizarem os principais aspectos relacionados ao seu progresso.
As teorias propostas integram um modelo de se investigar e compreender o
ensino e a aprendizagem. De acordo com Pozo (1996 apud POZO e ECHEVERRÍA,
2001, p. 19) este modelo ou cultura da aprendizagem tem três aspectos essenciais,
sendo eles: “a explosão da informação, a multiplicação e a diversificação das formas
de saber e conhecer e a demanda por uma educação contínua e permanente”.
Segundo
Pozo
e
Echeverría
(2001),
essa
cultura
da
aprendizagem
é
verdadeiramente importante no panorama educacional atual - que exige uma
mudança na cultura escolar - porque influencia diretamente as metas e métodos,
organização do trabalho e interação de professores e alunos nas escolas.
Mizukami (1986) ressalta que as teorias de conhecimento, apesar de serem
elaboradas com diferentes enfoques, podem ser consideradas levando-se em
consideração três características: o primado do sujeito, o primado do objeto e a
interação sujeito-objeto. Becker (1994, p. 19) trata dessas características como
integrantes da linguagem da epistemologia e expõe que o sujeito é quem conhece, é
o “elemento conhecedor, o centro do conhecimento”, já o objeto é “tudo o que o
sujeito não é”, ou seja, é o mundo onde o sujeito está inserido, o ambiente que ele
acabará por conhecer em suas dimensões físicas e/ou sociais.
Isso é corroborado pelo fato que toda teoria elaborada, visando uma
interpretação do fenômeno vital, não importando o enfoque dado, sempre está
baseada em uma tomada de posição epistemológica, ou seja, uma reflexão teórica
em relação ao sujeito e ao ambiente e que as diferentes posições tomadas resultam
logicamente em diferentes ações pedagógicas (MIZUKAMI, 1986).
16
Sendo assim Mizukami (1986) ancora as três características citadas acima
em também três pressupostos epistemológicos sendo eles: empirismo (primado do
objeto); o nativismo, apriorismo ou inatismo (primado do sujeito) e o interacionismo
(interação sujeito-objeto). E apesar de relacionar apenas três pressupostos
epistemológicos, a autora divide o processo de ensino em cinco abordagens sendo
elas: tradicional, comportamentalista, humanista, cognitivista e sociocultural.
Becker (1994) utiliza os mesmos pressupostos epistemológicos de Mizukami
(1986) para respaldar suas três abordagens pedagógicas para os processos de
ensino e aprendizagem, que são: pedagogia diretiva (empirismo), pedagogia nãodiretiva
(apriorismo)
e
pedagogia
relacional
(interacionismo,
relacional
ou
construtivismo).
Semelhante a Becker (1994), Pozo e Escheverría (2001) e Mauri (2006)
dividem as abordagens do processo de aprendizagem em três teorias, a saber:
teoria direta, interpretativa e construtiva para Pozo e Echeverría (2001) e
aprendizagem baseada em conhecer as respostas, adquirir os conhecimentos
relevantes e construir conhecimentos para Mauri (2006).
A partir desse momento, abordaremos as teorias e práticas pedagógicas, de
acordo com seus diferentes enfoques, iniciando por aquelas que apresentam como
respaldo epistemológico o empirismo. Em consonância, elas concebem o
conhecimento enquanto estrutura, isto é, a capacidade de conhecer pode ser
transmitida ao aluno, que a adquiri juntamente com o conhecimento como conteúdo.
Ao nascer o sujeito não apresenta qualquer conhecimento, é uma tabula rasa, que
adquiri o conhecimento como conteúdo e como forma do meio físico e/ou social, do
objeto (BECKER, 1994).
No âmbito da sala de aula, Mauri (2006) afirma que conhecer é, nessa
perspectiva, saber as respostas para as perguntas feitas pelo professor. A autora
observa que a aprendizagem é concebida como saber quais são as respostas dos
questionamentos do professor e, nesse sentido, o ensino se configura como uma
etapa para levar os alunos a chegarem nessas respostas corretas, por meio de
reforços positivos às respostas corretas e sanções às erradas.
Com essas informações pode-se fazer uma relação entre o “conhecer as
respostas” por Mauri (2006) e as abordagens comportamentalista e tradicional de
17
Mizukami (1986). Todas veem a educação como uma transmissão de conteúdos aos
alunos, que os recebem passivamente e por meio de reforços são condicionados a
adquirirem mais respostas corretas.
Outra relação que pode ser realizada corresponde à abordagem tradicional de
Mizukami (1986) com a teoria direta de Pozo e Echeverría (2001) e com a
pedagogia diretiva de Becker, pois em todas têm-se a concepção de que o ensino,
além de meramente transmissivo, é relacionado a uma aprendizagem que visa a
reprodução desenfreada de conteúdos sem sentido aos alunos. Mizukami (1986) e
Becker (1994) até destacam que a ênfase na aula não é no aluno, mas no professor.
Ele é o sujeito ativo que leva os conteúdos prontos e, sem ele, o aluno - sujeito
passivo com função de submeter-se ao professor acumulando os conteúdos para
posteriormente repeti-los - não conseguiria aprender. Dessa forma, segundo
Mizukami (1986), têm-se a educação bancária de Freire, em que o educador através
da transmissão pode “depositar” todos e quaisquer conteúdos nos alunos.
Adquirir os conteúdos relevantes para Mauri (2006) ou a teoria interpretativa
para Pozo e Echeverría (2001) significa conceber a aprendizagem como um
processamento de informações oriundas de diversos meios, tais como: a explicação
do professor, leituras, vídeos, visitas a museus, etc. Meios esses concebidos através
de um ensino em que há uma reflexão sobre como ocorre a aprendizagem dos
alunos. Nesse contexto, a aprendizagem passa a ser vista como uma atividade
pessoal do sujeito, por meio de processos cognitivos como motivação, atenção e
memória, sobre as formas anteriormente explicitadas, exigindo maior atividade
mental do aluno. Porém, essa concepção ainda tem um respaldo epistemológico de
aquisição de conteúdos pela imitação da realidade, pela cópia visando a
memorização. Isso porque tem como pressuposto que, quanto mais intensa for a
atividade e o comprometimento de quem aprende, maior é a eficácia na reprodução
fiel do conhecimento e maior é a aprendizagem. Assim, a reflexão está em torno de
compreender como a mente do sujeito funciona, como este aprende, mas com o
intuito de utilizar essa compreensão para estimular a aprendizagem pela
reprodução.
Passaremos agora para algumas observações tomando como base a
concepção apriorista. Pode-se dizer que Becker (1994) e Mizukami (1986), ao
tratarem dessa concepção epistemológica, expõem que ela é centralizada no sujeito,
18
ou seja, o conhecimento já está no sujeito – extremamente ativo e “livre”, como
vemos na abordagem humanista de Mizukami (1986). – resultado da sua herança
genética foco de suas estimulações sensoriais, proporcionadas por um ensino que
não transmite conteúdo, mas apresenta-se como facilitador da aprendizagem. Isto
quer dizer que o professor deve intervir o mínimo possível nas construções dos
alunos e se preocupar principalmente em criar as condições necessárias a
aprendizagem.
Mizukami (1986) explicita em sua abordagem humanista que o ensino é
resultado de um tipo único e especial de relacionamento entre professor e aluno,
porque são personalidades únicas que estão respondendo às circunstâncias únicas
deste relacionamento. Assim, dizer que o professor deve limitar-se a criar condições
à aprendizagem, segundo Puente (1978, apud MIZUKAMI, 1986) significa criar
formas dos alunos conversarem consigo mesmos e estruturarem suas experiências
e o modo como elas os ajudam a aprender, sem tentar intervir no campo cognitivo e
afetivo do aluno diretamente. Mizukami (1986) chama este modelo de ensino de
método não diretivo. Já Becker (1994) o denomina como pedagogia não diretiva e
expõe três aspectos de extrema importância nesse modelo.
O primeiro refere-se ao fato do professor renunciar à intervenção durante a
aprendizagem do aluno, o que para Becker (1994) é o fundamento da ação docente.
O segundo aspecto está relacionado ao primeiro porque nesta pedagogia os
professores acabam por exercer seu poder de uma forma mais perversa e
principalmente subliminar, com a finalidade de manter a hierarquia na sala de aula.
Isso porque há limites disciplinares que são intransponíveis na escola, como ordem
de conteúdos, e que não podem ser deixados de lado mesmo com a renúncia dos
professores.
O terceiro aspecto levantado refere-se à perspectiva do indivíduo nascendo
sem o conhecimento, pois da mesma forma que se concebe indivíduos com saberes
e capacidades inatos, se concebe convenientemente indivíduos nascidos sem essas
capacidades e saberes. Becker (1994) destaca que esse terceiro aspecto serve para
assemelhar culturalmente o déficit cognitivo à marginalização econômico-social.
Assim, uma criança marginalizada em uma sala não diretiva, não produz
conhecimentos como as outras, por resultado desse déficit cognitivo que ela carrega
em sua herança genética e que não pode ser alterado.
19
A seguir, levantaremos as teorias pedagógicas que tem a concepção
epistemológica descrita por Mizukami (1986) como interacionismo e por Becker
(1994) como relacional. Antes disso, há necessidade de enfatizar que essa
concepção tem como pano de fundo que o conhecimento depende da interação
entre o sujeito e o objeto, não havendo nem apriorismo, nem empirismo, mas um
desenvolvimento contínuo na relação entre ambos o que configuraria a concepção
construtivista (ROSA, 2003).
Mauri (2006) diz que nessa concepção a aprendizagem equivale à elaboração
de uma representação do conteúdo, objeto de aprendizagem. Essa representação,
por sua vez, é de natureza pessoal e apenas ocorre em alunos com conhecimentos
que permitam a esse novo conteúdo ser vinculado e atribuído um grau de
significado. Essas etapas não são automáticas, mas fazem parte de um processo
ativo que, no fim, proporciona ao aluno enriquecimento e reorganização dos
conhecimentos.
Os alunos, então, tornam-se construtores ativos de seu conhecimento, o que
é proporcionado por um ensino em que o professor também é um participante ativo
do processo de construção, que tem foco nos alunos atuando sobre o conteúdo que
querem aprender. Assim, concebe-se a aprendizagem em sua dimensão como
produto e como processo, proporcionada por ações pedagógicas que visam “ensinar
o aluno a aprender e a de ajudá-lo a compreender que, quando aprende, não deve
levar em conta apenas o conteúdo, objeto da aprendizagem, mas também como se
organiza e atua para aprender” (MAURI, 2006 p. 88).
Segundo Rosa (2003), a abordagem pedagógica mais reconhecida por ser fiel
ao interacionismo é o construtivismo. Ela também exalta a raiz do construtivismo no
século XVIII, tendo como pai o iluminismo, que defendia a razão como guia da
capacidade humana e como forma de recriar o mundo.
Devido à existência de várias maneiras de compreender o construtivismo,
vamos nos posicionar naquela que tem, segundo Mizukami (1986), como um de
seus maiores representantes Jean Piaget. Segundo Becker (1994), Piaget
acreditava que o conhecimento tinha início desde o primeiro contato do ser humano
com o mundo. Assim, até mesmo um recém-nascido já está assimilando algo do
meio físico e social. Esse conteúdo, ao entrar no mundo do sujeito, causa um grande
problema, já que consiste em algo que ainda não fora experimentado por ele e para
20
o qual ele não dispõe de ferramentas para interpretar. Semelhantemente, Gaspar
(2009) exalta que as ideias piagetianas trouxeram o foco do ensino para o aluno,
para a capacitação de sua mente por meio do estímulo a formação rápida de
estruturas mentais, visando estarem prontas quando necessário.
Sendo assim, diante dessa nova perspectiva de aprendizagem, o papel do
professor no ensino se torna muito ativo, pois segundo Pozo e Echeverría (2001)
não é apenas fazer o aluno interpretar uma realidade já existente, como o
conhecimento que se deve aprender, mas é formá-lo para dar conta deste no novo
conteúdo, objeto da aprendizagem, de forma que possa construí-lo.
Além disso, Becker (1994) exalta a evolução contínua dos alunos na relação
com os outros em sala de aula, a evolução dos professores em sua docência e o
avanço da condição prévia dos alunos, que cada vez mais terão uma capacidade de
apropriar-se criticamente de determinados conteúdos e de construir novos
conhecimentos. Mizukami (1986), na abordagem cognitivista, afirma que, além dos
pontos relatados aqui por Pozo e Echeverría (2001) e Gaspar (2009) sobre o papel
de ensino, esse ensino deve estar baseado na construção de um ambiente
desafiador, provocando desequilíbrio nas estruturas de assimilação dos alunos e
favorecendo a motivação na busca de soluções pelos alunos.
Tendo como base o acima exposto, acreditamos que o construtivismo é a
teoria que melhor consegue explicar como o aluno aprende e como o ensino pode
ser levado a esse objetivo. A teoria de Jean Piaget, nesse instante, se torna
importante para a continuidade do presente referencial por compreender que as
concepções alternativas se tornam pilares no processo de ensino e aprendizagem e
são importantes na representação dos novos conteúdos.
3.2. Concepções alternativas
Baseados na concepção construtivista iniciaram-se diversos estudos nas
décadas de 70 e 80 objetivando investigar as concepções alternativas dos
estudantes na área de Ciências, principalmente em Física. Os resultados serviram
como um importante subsídio aos pesquisadores e docentes a respeito das
principais ideias dos estudantes que motivaram diversas discussões sobre novas
metodologias de ensino (BARBOSA e BORGES, 2006).
21
Segundo Jacques et al. (2008), esse interesse no conteúdo das ideias dos
estudantes revelou que tais concepções possuem um caráter pessoal, sendo
fortemente influenciadas pelo contexto e havia certa resistência à mudança, no
processo de aprendizagem. Para o autor, a partir do conhecimento dessas ideias, foi
possível repensar diferentes perspectivas do ensino, especialmente numa visão
construtivista. Percebeu-se, na época, que as ideias prévias dos estudantes
tornavam-se imprescindíveis para o processo de aprendizagem. A partir desse
avanço nas pesquisas em Educação surgiram novos modelos de ensino e
aprendizagem que impulsionaram o Movimento das Concepções Alternativas e que
serviram de fundamento para muitas estratégias, visando à mudança conceitual, isto
é, a transformação do conhecimento cotidiano em conhecimento científico. Essa
ideia permaneceu por muitos anos até começar a ser questionada, na década de 90.
As concepções alternativas, então, passaram a ser amplamente investigadas,
o que resultou em terminologias distintas e até mesmo específicas para cada área
em que era pesquisada. As ideias dos estudantes foram denominadas:
“crenças”, “pré-concepções”, “ponto de vista”, “conhecimento prévio”,
“moldura
teórica
alternativa”,
“molduras
teóricas
conceituais”,
“cosmografias”, “ecologias intelectuais”, “concepções errôneas”
(misconceptions), “concepções alternativas”, “ciência das crianças”,
“constructos pessoais”, “orientação pessoal para o aprendizado
científico” (BIZZO, 2007, p. 34).
Diante do amplo uso de terminologias, adotaremos no presente estudo,
“concepções alternativas”, entendendo que essa expressão se enquadra melhor aos
nossos objetivos e referenciais.
Nesse momento, torna-se importante conceituar o que se entende por
concepções alternativas. Miras (1999) traz a perspectiva de que as concepções
alternativas são as ideias que os estudantes apresentam diante de um novo
conteúdo
nos
processos
de
ensino
e
aprendizagem,
sendo
que
esses
conhecimentos podem ser mais ou menos elaborados e mais ou menos adequados
em referência a esse novo conteúdo.
Nesse contexto, torna-se preponderante pontuar em que momento se inicia a
formação das concepções alternativas. Para Driver et al. (1999), mesmo durante a
infância, as crianças vão desenvolvendo suas ideias com base nas experiências que
22
vão vivenciando e socializando, isto é, constroem uma visão elaborada do senso
comum. Desse modo, dentro de uma cultura, as crianças vão desenvolvendo
estruturas ontológicas cotidianas, juntamente com a linguagem socialmente
admitida.
Segundo Miras (1999), esses conhecimentos ao longo do crescimento da
criança serão construídos com base nas ideias tanto do meio familiar, quanto nas
vivências com grupos de amigos, admitindo que em nossa cultura, é muito possível
que atrelem conhecimentos aprendidos também por meio da televisão e da internet.
A autora afirma que essas informações adquiridas formariam diversos esquemas de
conhecimento sobre distintos aspectos da realidade que os alunos tiveram em
contato
ao
longo
da
sua
vida.
Dentro
desses
esquemas
podem
estar
fundamentados, além de informações diversas, atitudes e valores, bem como
explicações para fenômenos e procedimentos que foram explorados durante a sua
vida pessoal. Esse contexto, portanto, determinaria a quantidade de esquemas do
conhecimento de cada aluno, pois seu menor ou maior número dependeria das
experiências de cada estudante. Seria, por essa razão, que cada aluno traria para a
sala de aula, conhecimentos muitos diferentes entre si, justamente por cada
estudante ser influenciado pela cultura, família e amigos que particularmente cada
um se insere.
Driver et al. (1999), menciona que várias pesquisas já demonstraram que os
esquemas de conhecimento de cada aluno se diferenciam grandemente uns dos
outros, pois cada estudante utiliza conhecimentos diferentes para interpretar um
mesmo fenômeno, mesmo sem ter tido qualquer experiência escolar a respeito de
tal assunto. Para Barbosa e Borges (2006), essa forma que o estudante utiliza para
conceituar uma situação dependerá, também, da maneira com que o aluno percebe
essa realidade, pois se os elementos não lhe forem familiares, podem não ser
considerados e interiorizados em seus esquemas de conhecimento.
Por essa razão, Mauri (1999) compreende que os estudantes têm maior
facilidade em aprender um conteúdo se ele for significativo, pois a sua pertinência ou
não determinará, em grande parte, se esse conteúdo será aprendido pelos
estudantes. Segundo Driver et al. (1999), quando um novo assunto é inserido na
sala de aula e possui grande distância entre a realidade do aluno ou suas
representações do cotidiano de certos fenômenos científicos, o processo de
23
aprendizagem se torna mais dificultoso, pois o estudante pode não compreender
que essas ideias fazem parte de um mesmo fenômeno. Como suas impressões se
enquadram mais coerentemente nas visões cotidianas, o aluno não interioriza uma
nova representação científica. Para os autores, o conhecimento adquirido no dia-adia torna-se perfeitamente adequado para orientar suas ações e pensamentos,
portanto, quanto maior a distância entre o conhecimento científico e cotidiano, maior
a dificuldade de aprendizagem.
Concordamos,
dessa
maneira,
que
dentro
desses
esquemas
de
conhecimento amplamente estudados pelos autores acima, estão localizadas
diversas concepções alternativas, que necessitam ser levadas em consideração no
momento em que será planejada uma nova estratégia de ensino. Para Mauri (1999),
esses conhecimentos, mesmo se tornando em muitas ocasiões distantes das
representações científicas, não podem ser considerados obstáculos para a
aprendizagem, mas requisitos indispensáveis para ela, dentro de uma concepção
construtivista. Segundo Mortimer (1996), o aprendizado de Ciências, envolve um
processo de interação e socialização de práticas da comunidade científica, que
naturalmente será diferenciada do que o estudante está acostumado a vivenciar,
mas que, no entanto será importante para que o aluno descubra novas maneiras de
pensar e explicar o mundo natural.
Esse novo contato do aluno com o conteúdo científico, aprendido na escola,
para Mauri (1999), se configura como uma grande possibilidade do aluno construir
um novo significado, pois é a partir do contato com um novo conhecimento, que os
alunos passam a enxergar novas possibilidades. Segundo Driver et al. (1999), a
aprendizagem na sala de aula, requer atividades bem elaboradas para que as
concepções prévias dos estudantes sejam desafiadas, encorajando os estudantes a
reorganizarem suas teorias e consequentemente seus esquemas de conhecimento.
Há ainda, outra questão que influenciaria, portanto, no modo como os alunos
atribuem significados a um novo conceito. Segundo Gaspar (2008), Piaget propunha
que é por meio de situações desequilibradoras que entrem em conflitos com suas
ideias, que as crianças atribuem novos significados a informações recém adquiridas.
Gaspar continua e ao falar da escola afirma que, para que os alunos atribuam novos
significados a novas informações, os conteúdos devem ser apresentados em forma
24
de situações desequilibradoras, capazes de gerar um conflito no aluno. Esse
desequilíbrio permitiria desencadear novos questionamentos (MAURI, 2006).
Nesse contexto, é importante pontuar o papel da mediação na construção dos
conhecimentos, a partir das ideias prévias dos estudantes. Para Solé e Coll (2006),
a mediação cumpre um importante papel na construção pessoal do aluno, por
aproximá-lo do que culturalmente foi estabelecido. Por essa razão, Mauri (2006),
compreende que o professor deve agir como centro de intervenção nos processos
de ensino e aprendizagem, pois os alunos podem evoluir muito pouco, quando não
há socialização e as devolutivas são insuficientes por parte do professor. Na visão
de Solé e Coll (2006), esta mediação do professor, que deve ser de qualidade e com
autonomia, pode se ajustar às necessidades dos alunos, fazendo-os progredirem.
Gaspar (2009) cita outra importância da mediação. Para o autor, o aluno, na
tentativa de solucionar conflitos, pode recorrer aos conhecimentos cotidianos que
são incompletos, mas que lhe fazem sentido. A orientação, neste caso, poderia
direcioná-lo a descobrir novos caminhos para solucionar estes conflitos. Rosa
(2003), no entanto, enfatiza a importância quanto à orientação devido ao erro que os
alunos cometem. Para a autora, quando se faz uma questão ao aluno, muitos deles
podem apresentar respostas incorretas. O erro, nestas situações, torna-se outro
aspecto a ser considerado na construção do conhecimento, pois daria a
oportunidade ao professor de fomentar novos conflitos com saberes pessoais dos
estudantes. Nesse confronto de ideias, o aluno pode iniciar a interiorização das
representações científicas.
A consideração dos conhecimentos prévios como ferramenta de auxílio nos
processos de ensino e de aprendizagem se estabeleceu após um longo debate
sobre a existência ou não de estruturas mentais. Segundo Gaspar (2009), Piaget
propunha que o ferramental cognitivo presente em todos nós era a base para a
atribuição de um novo significado. Nesse sentido, a quantidade de interações vividas
pelo indivíduo propiciaria a formação de estruturas mentais que, quando escassas,
levariam a um entendimento mais lento dos novos conteúdos, o que corresponderia
aos esquemas de conhecimento propostos por Driver et al. (1999) e Miras (1999).
Assim, os conhecimentos ensinados só seriam aprendidos se o indivíduo tivesse
vivenciado interações ricas, o que consequentemente constituiria uma estrutura
25
mental capaz de compreender os conhecimentos científicos. É nesse contexto que
Piaget propôs as situações desequilibradoras.
Ainda com relação aos conhecimentos prévios, Gaspar (2009) pontua que
Piaget considerava esses conhecimentos como bloqueios cognitivos para a
interiorização de novos conteúdos, na medida em que os alunos recorrem a esses
conhecimentos para resolver os conflitos. De acordo com essa visão, o professor, ao
elaborar suas aulas, deve propor atividades que substituam as concepções
alternativas – a ciência do senso comum - pelos novos conceitos. Ainda de acordo
com Gaspar (2009), Vigotski acreditava que as estruturas mentais não seriam prédeterminadas geneticamente, como havia proposto Piaget. Para ele, as atividades é
que estruturariam o ferramental lógico e, à medida que essas estruturas fossem
formadas, haveria novos estágios cognitivos. Outra questão despertada por Vigotski
era de que os conhecimentos prévios poderiam conviver harmoniosamente com os
conhecimentos científicos e que o aluno poderia escolher o contexto que se
adequaria à concepção que utilizaria.
É nesse impasse histórico que Mortimer (2006) contribuiu significativamente,
sugerindo o modelo de perfil conceitual. Para esse autor, as concepções alternativas
são de fato um elemento norteador dos processos de ensino e aprendizagem, que
só é possível mediante interações do aluno com o novo saber. Ao invés de mudança
conceitual, Mortimer (2006) propôs que os estudantes podem apresentar diferentes
maneiras de representar o mundo, convivendo com concepções diversas e, às
vezes, contraditórias para um mesmo conceito, as quais são empregadas em
contextos específicos e diferenciados.
Assim, os sujeitos apresentam um perfil conceitual para cada conceito. Esse
perfil é constituído por diferentes zonas que englobam diferentes formas de
compreensão. Para Coutinho (2005), a construção das zonas do perfil conceitual
assume elevada importância na aprendizagem, já que permite identificar as variadas
formas de representação das concepções dos alunos, podendo-se constatar, mais
claramente os obstáculos que dificultam o esse processo. De acordo com essa
visão, o indivíduo conhecedor do seu perfil conceitual pode construir uma
aprendizagem, relacionando conhecimentos científicos e concepções alternativas e
utilizando-os de maneira consciente.
26
Para se identificar as zonas do perfil conceitual, torna-se necessária a
existência de um instrumento de levantamento de concepções alternativas, chamado
por Mortimer (2006) de pré-teste, que pode consistir em um questionário, por
exemplo. Por meio dele, pode-se identificar as concepções que alunos apresentam
para determinado conceito, agrupando-as em zonas do perfil conceitual. A partir do
conhecimento dessas zonas pode-se pensar na organização de atividades que
favoreçam o desenvolvimento conceitual.
Segundo Barbosa e Borges (2006), é preciso, então, considerar um ensino
centrado nas concepções alternativas dos estudantes, como base para promover
novas representações do pensamento científico. Essa nova perspectiva valoriza o
pensamento dos alunos e se centra numa metodologia em que o conhecimento é
construído, continuamente, junto com o professor, em uma dinâmica de constantes
devolutivas. Para Mauri (1999), o diálogo se torna uma ferramenta que auxilia o
professor nessa dinâmica de levantar as ideias dos estudantes e permite que o
ensino seja considerado em todas as dimensões relevantes para o conhecimento.
3.3. A energia e as pesquisas em concepções alternativas
Na literatura acadêmica, muitos trabalhos têm sido publicados discorrendo
sobre a importância do ensino de energia na escola básica, dentre os quais
podemos mencionar: SOLOMON (1985); BEYNON (1990); ANGOTTI (1993);
PEREZ-LANDAZABAL et al. (1995); SOLBES E TARÍN, (1998); FURUKAWA (1999);
ASSIS e TEIXEIRA (2003); PACCA e HENRIQUE (2004); BUCUSSI e OSTERMAN
(2006). Os autores concordam que o conceito de energia é de extrema importância
na aprendizagem de Ciências, pelo seu caráter unificador que inter-relaciona
diferentes conteúdos das disciplinas de Química, Física e Biologia. Embora esse
conceito permeie essas disciplinas, é um tema bastante complexo e abrangente
sendo difícil de defini-lo de modo preciso e com poucas palavras (GODOI et al.,
2006).
Segundo Beynon (1990), a energia é uma abstração inventada para auxiliar a
humanidade na investigação e no entendimento dos fenômenos da natureza, sendo,
portanto impossível de ser substancializada. Por se caracterizar como uma
abstração, sua definição e seus processos se tornam cada vez mais complexos de
27
serem entendidos. Para Jacques et al. (2008), essa dificuldade de se compreender a
energia têm sido evidenciada na literatura acadêmica, por meio de trabalhos que
investigaram as concepções alternativas sobre esse conceito. Os resultados
mostram que o tema é frequentemente compreendido de maneira reducionista,
relacionado a um único ou a poucos fenômenos. Sua difícil compreensão se torna
acessível por meio de interpretações causais que contribuem para o fortalecimento
do senso comum e de concepções equivocadas, configurando-se como um grande
obstáculo para o entendimento correto dos fenômenos envolvidos com a energia.
Para Jacques et al. (2008), as dificuldades dos alunos em aprenderem o
conceito provêm de sua complexidade e, em muitos casos, das inadequações
presentes em textos de livros didáticos, e devido a desacordos entre pesquisadores
sobre a forma de abordar o tema.
Nos últimos vinte anos, poucos trabalhos foram publicados com o objetivo de
conhecer as concepções de energia. Investigando essa temática encontramos:
GONÇALVES et al. (2007); JACQUES e MILARÉ (2007); JACQUES (2008);
ARAÚJO e NONENMACHER (2009); JACQUES et al. (2010). Nesses trabalhos, a
maioria dos autores buscou compreender como a energia e seus processos têm sido
trabalhados e definidos em livros didáticos de Química e Física, enquanto somente
um autor objetivou suas buscas também em livros de Biologia.
Os resultados concordam que o tema de energia tem sido apresentado de
forma limitada, fragmentada e incompleta, pois não estabelecem relações entre as
Ciências Naturais e entre suas aplicações com as Ciências Sociais. Segundo Araújo
e Nonenmacher (2009), os livros de Física e Química relacionam a energia à
capacidade de realizar trabalho, focando suas transformações e propriedades e
tratando-a no nível de reações químicas, processos de transferência e mudanças de
estado físico. Barbosa e Borges (2006) concordam que os livros didáticos das
Ciências Naturais procuram enfatizar definições de variadas formas de energia, que
são apresentadas dentro de domínios específicos das Ciências e associadas a
processos e fenômenos particulares. Um exemplo é tratar as energias: gravitacional,
cinética, potencial e mecânica sem elos com as energias química, térmica, elétrica e
nuclear e todas essas formas de energia sem ligação entre si, como se
pertencessem a assuntos distintos. Para Solbes e Tarín (1998), o resultado da não
ligação entre a energia e seus processos nos livros didáticos, manifesta nos alunos
28
uma visão descontextualizada e completamente sem elos com os aspectos
cotidianos, sendo facilmente identificada, quando o estudante não compreende a
inter-relação, por exemplo, entre a utilização dos combustíveis e a crise energética.
A difícil conceituação da energia e a não diferenciação de seus processos
também têm sido identificadas em concepções alternativas de professores da escola
básica e em alunos formandos de cursos de Licenciatura. As investigações nesse
nível de ensino também são poucas, dentre as quais podemos citar: TRUMPER et
al. (2000); VELASCO e SALINAS, (2001); BARROS (2005); AZNAR e NIETO (2009);
BAÑAS et al. (2011); CREPALDE e JUNIOR. (2011). Os autores desses trabalhos
têm apontado que algumas dificuldades no aprendizado de energia podem estar
presentes também nos professores. Trumper et al. (2000), mencionam que é muito
comum os docentes não compreenderem a diferença entre energia e força, tratandoos como conceitos sinônimos. Outras dificuldades encontradas nos estudos de
concepções de professores fazem referência ao não entendimento do que seriam as
energias potencial e gravitacional, que são muito confundidas com movimento ou
associadas a tal ação. Também existem dificuldades de compreensão da
conservação da energia. É comum, ainda, a substancialização da energia. Para os
autores, a maioria dos professores que tiveram suas concepções alternativas
levantadas indicou que a energia é vista como uma entidade concreta, ou seja,
como uma substância material e não como uma ideia abstrata.
A constatação de que os professores apresentam concepções alternativas
distantes das esperadas mostra um problema para o ensino da energia, visto que a
visão que o docente tem de determinados conteúdos, influencia no modo como
essas explicações são dadas aos alunos.
Segundo Driver et al. (1999), é um importante papel do professor introduzir
novas ideias ou ferramentas culturais, fornecendo apoio e orientação aos
estudantes, a fim de que eles próprios possam atribuir sentido a essas novas ideias.
Além disso, é o docente quem ouve as dúvidas e pensa em maneiras pelas quais as
atividades devem ser incrementadas para subsidiar a aprendizagem. Se o professor
mediador apresenta ideias equivocadas sobre o conceito de energia, em um
processo de construção do conhecimento coletivo, docente e alunos podem
construir juntos uma visão descontextualizada sobre os conceitos. Para Barbosa e
Borges (2006), nesses processos, professores e alunos compreendem conceitos
29
básicos das Ciências de forma distorcida e têm dificuldades para explicar o
funcionamento do mundo com base em conhecimentos fundamentados de modo
incompleto, reforçando as concepções alternativas.
As pesquisas sobre concepções alternativas dos alunos, embora em maior
número em relação aos trabalhos que investigaram as concepções de energia em
livros didáticos e de professores, também se mostraram limitadas. Verificamos que
muitos trabalhos se propõem a analisar as concepções alternativas dos alunos, mas
poucos trazem essas ideias explicitadas em seus resultados, dentre os quais
citamos: ZUBILLAGA e GARCÍA (2011); AMARAL (2010); COIMBRA et al. (2009);
FREITAS e MORAIS (2009); HIRÇA et al. (2008); DEL-CARLO (2007); GODOI et al.
(2006); BARBOSA e BORGES (2006); SOLBES E TARIN, (1998); WATTS (1983).
As pesquisas concordam que uma das principais dificuldades que os alunos
têm é a própria definição de energia como “capacidade de realizar trabalho”, por ser
uma definição que se aproxima e se limita muito mais ao campo da mecânica, do
que ao de outras formas de energia. Para Assis e Teixeira (2003), essa ideia
reforçaria outra grande dificuldade dos alunos quanto à diferenciação da energia e
do movimento, considerando que essa última é significativa para a compreensão da
energia mecânica. Assim, limitar um importante conceito a apenas uma das distintas
formas de energia pode fazer com que os alunos não compreendam as outras
formas.
Segundo Barbosa e Borges (2006), há várias razões que indicam que o
conceito de energia é um dos mais difíceis de serem ensinados. Uma delas faz
referência ao amplo emprego do conceito, por ser um tema que inter-relaciona
diferentes áreas do conhecimento, o que pode fomentar visões incoerentes até
mesmo dentro de uma mesma categorização. Em um segundo momento, os autores
fazem referência à superficialidade com que o tema é tratado na escola básica.
Acreditam que não se enfatizam os diferentes aspectos da energia, bem como sua
potencialidade. Dessa forma, não se utiliza a energia amplamente nas discussões
escolares, que muitas vezes podem ser acompanhadas de explicações não
consensuais, levando a uma aprendizagem pouco evidenciada. Relatam, ainda, que
por a energia ser um tema também tratado cotidianamente, os alunos confundem
quais de suas formas teriam mais validade ou seriam passíveis de estarem corretas,
porque na linguagem do senso comum, a energia adquire significados e
30
propriedades que não são reconhecíveis à luz da Ciência. Além disso, por ser um
tema com um alto nível de abstração, para que os alunos a compreendam em sua
gênese, também devem desenvolver essa visão de abstração, o que torna o seu
entendimento um processo complexo.
Poucas pesquisas também foram desenvolvidas procurando identificar a
energia sendo trabalhada na gênese da questão ambiental ou ecológica. Em nossa
investigação, encontramos apenas dois trabalhos objetivando esse viés: DAMASIO
e TAVARES (2007) e VIEIRA e SANTOS (2002);
Em uma pesquisa desenvolvida por Morais e Guerra (2011), também
objetivando conhecer as concepções de energia dos estudantes, concluíram que
dos 105 alunos que foram investigados, todos relacionaram o termo energia à
Física, enquanto apenas 30% citaram também a Biologia. Esses resultados podem
demonstrar que o conceito de energia é pouco atrelado a área das Ciências
Biológicas, o que pode reduzir a visão abrangente do conceito.
Para Wirzbicki (2010), a energia sempre esteve presente em todos os
fenômenos naturais, possibilitando a organização do ambiente e a evolução da vida.
Por esse motivo, devem-se evitar explicações simplistas que não levem com conta
os conhecimentos importantes sobre o ambiente, principalmente quanto à natureza
da matéria e da energia, justamente por se configurarem em importantes elementos
de contextualização no ensino. Morais e Guerra (2011) afirmam que o conceito de
energia é rico e com amplas possibilidades de entrelaçar os diversos conteúdos
como, por exemplo, a fotossíntese e a com a respiração celular. Sendo assim, é
preciso que a energia seja tópico que se insira nas discussões atuais na escola, por
possibilitar que os alunos tenham participação social e política na sociedade.
3.4. Histórico do fluxo de energia
Antes de entendermos o que seria a energia presente nos ecossistemas,
pensamos ser necessário discorrer sobre os aspectos históricos que contribuíram
para a formação da ideia de fluxo de energia na Ecologia. Outro propósito deste
levantamento é subsidiar estudos que visem o levantamento de concepções de
energia aplicada a sistemas ecológicos.
31
A palavra energia tem uma origem etimológica junto à palavra grega energeia,
que possui um significado histórico relacionado a funcionamento, actividade e ato.
Aristóteles, já havia citado o termo energeia para explicar o movimento, as
transformações e os deslocamentos ocorrentes no mundo em uma unidade de
acontecimentos (VALENTE, 1993).
No entanto, segundo Baptista (2006), o primeiro a cunhar as explicações
sobre o que seria a energia como uma temática de estudos foi C. Huyghens (16291695), que a partir das observações das teorias de Galileu sobre um peso p deixado
cair de uma altura H, ao longo de um plano inclinado. Diante desta teoria, Huyghens
entendeu que o trabalho realizado pelo peso sobre o corpo em queda é
correspondente à metade da força viva adquirida por este corpo ao longo da queda.
Diante do exposto, é importante ressaltar que a energia era compreendida
como algo que tinha um movimento intrínseco, o que seria chamada hoje de energia
cinética.
Alguns anos mais tarde, um engenheiro francês, chamado N. L. Sadi Carnot
(1796-1832) publicou uma pesquisa sob o título “Reflexões sobre a potência motriz
do fogo”, em 1824, em que discorreu sobre alguns resultados obtidos por meio do
estudo sobre o desempenho de máquinas térmicas. Carnot descreveu que havia
uma equivalência constante entre o calor que era absorvido e o calor que era
emitido pela máquina térmica. Essas afirmações podem ter levado J. P Joule a
compreender que a quantidade de força viva poderia estar sendo degradada e
concomitantemente produzindo uma quantidade equivalente de calor, sendo uma
relação que permaneceria válida se o processo fosse o inverso.
Essas explicações foram nomeadas como a Lei de Equivalência Térmica do
Trabalho, que tratava o calor como uma forma de energia. Essas explicações deram
subsídios teóricos que fomentaram a primeira Lei da Termodinâmica. Mais tarde, por
volta de 1850, para essa força viva, W. Thomson (1824-1907) sugeriu o termo
energia, usado até os dias atuais (BAPTISTA, 2006).
Na Ecologia, o termo energia começou a ser relacionado muito tempo depois
da proposição das teorias de Carnot e Thomson, quase um século mais tarde e seu
uso está diretamente atrelado à construção histórica da ideia de fluxo de energia.
32
Neste cenário, é importante citar o biólogo marinho Karl Möbius (1825-1908),
o primeiro a identificar uma interdependência entre seres vivos que conviviam em
um mesmo lugar (DAJOZ, 2005). Möbius observou um banco de ostras no litoral da
Alemanha e descreveu detalhadamente as interações que ocorriam em determinada
comunidade. Chegou à conclusão de que essas relações eram complexas. Esta
observação originou a publicação, em 1877, do trabalho intitulado como “An Oyster
Bank is a Biocenose”. Vale ressaltar que o termo “Biocenose” possui origem grega
significando “ter algo em comum” e é utilizado até os dias de hoje pela Sinecologia o estudo de comunidades (SMITH e SMITH, 2001). Ao que parece, no contexto de
Karl Möbius, não se tinham elementos que comprovassem ou que fundamentassem
a sua teoria sobre a interdependência entre os animais. Por essa razão, o biólogo
concluiu a complexidade das relações sem relacionar suas ideias a algum fenômeno
específico. Pareceu-nos que Möbius não conseguiu descrever o que tornava as
espécies do banco de ostras dependentes.
Em contrapartida, Stephen Alfred Forbes (1844-1930), um entomologista da
Universidade de Illinois e que frequentemente realizava trabalhos no laboratório de
sua universidade sob a temática de História Natural, descreveu melhor essa
interdependência entre os organismos que partilhavam um mesmo ambiente. Forbes
discorreu sobre alguns conceitos que permeavam a dinâmica de uma comunidade
pertencente a um lago em Illinois e, com base em suas observações, publicou um
trabalho em 1887 chamado “O lago como um microcosmo”. Nesse trabalho, o
entomologista afirmou que ocorria uma inter-relação entre os animais em função da
disponibilidade de alimento, dissertando sobre o papel dos predadores e das presas
nesse ambiente (SMITH e SMITH, 2001).
Como podemos perceber, as explicações de Forbes, embora inovadoras para
a sua época, evidenciaram apenas a interdependência alimentar entre animais.
Nesse contexto, Charles Christopher Adams (1873-1955) e Victor Ernest Shelford
(1877-1968), ecologistas animais norte-americanos avançaram com a teoria das
inter-relações. Em 1913, Adams publicou um livro sobre ecologia animal nomeado
“Um guia para o estudo da Ecologia Animal” e Shelford, no mesmo ano, publicou
“Comunidades Animais na América Temperada”. Esses ecologistas contribuíram
significativamente com a ciência, descrevendo e afirmando que a interdependência
33
ocorre também entre animais e vegetais e não somente entre animais, como Forbes
havia mencionado (SMITH e SMITH, 2001).
Os estudos acima impulsionaram um novo olhar sobre a observação dos
padrões na natureza, que procurava relacionar as interações entre o ambiente físico
e os seres vivos. Essa perspectiva parece ter contribuído para as observações de
Frederic Edward Clements (1874-1945), um botânico e ecólogo que procurou
mecanismos para organizar suas observações sobre a natureza. Clements
acreditava que as plantas se configuravam como um “superorganismo complexo” e
que cresciam e se desenvolviam por estágios até chegarem ao seu clímax ou
maturidade. Em 1916, publicou a sua teoria de sucessão ecológica, em que
dissertava detalhadamente sobre esses estágios, como forma de explicar o
equilíbrio e as relações entre os vegetais, animais e o meio (SMITH e SMITH, 2001).
Podemos perceber que durante a primeira parte do século XX, diversos
estudos levaram a Ecologia a novos direcionamentos teóricos e contribuíram para a
área de Ecologia de Comunidades. Entre 1920 e 1930, alguns trabalhos foram
decisivos para contribuir com a formação de conceitos em Ecologia e com a
constituição do que seria o Fluxo de energia.
Dois desses trabalhos pertencem a Alfred J. Lotka (1880-1949), que trouxe
uma importante visão da Biologia relacionada à Física e a Química, descrevendo os
princípios termodinâmicos das transformações de energia nos sistemas ecológicos
(SMITH e SMITH, 2001). Lotka (1922) foi o primeiro a citar o fluxo de energia como
fenômeno que percorria a natureza, ou seja, o primeiro a publicar um trabalho que
aplicava conceitos da Física em um sistema ecológico.
Lotka (1922) em sua obra denominada “Contribution to the energetics of
evolution” descreveu o fluxo de energia de modo indireto, isso devido à temática do
estudo que focou a relação da energética dos ecossistemas permeada pela seleção
natural. Nessa obra, esse matemático cita que as espécies que sobrevivem na
natureza são as espécies que mais contribuem para a eficiência do fluxo de energia
no sistema biológico, isto é, seres que apresentavam uma “energética de predação”
mais efetiva em relação a outros animais do meio. Os animais que não fossem
capazes de manter a energia circulante seriam excluídos, uma vez que a natureza
daria preferência em direcionar a energia para animais capazes de aproveitá-la e
34
direcioná-la melhor. Sua maior contribuição teórica foi propor a existência de uma
produção vegetal que, por volta de 1931, foi chamada de “biomassa”.
Lotka pensou que, ao fluir a energia em determinado sistema, havia produção
de natureza orgânica. Essa produção, quando excedia a necessidade dos seres
vivos, seria armazenada. Esse armazenamento propiciaria o aumento do número de
indivíduos, pois aumentaria a energia circulante no sistema ecológico. Lotka (1922),
para ilustrar sua teoria, citou o seguinte exemplo: para ele, poderíamos observar
suas explicações se dobrássemos a produção de uma cultura vegetal, pois esse
evento faria com que a população dependente dessa energia, também dobrasse de
número, ou seja, a natureza teria condições de suportar um aumento significativo em
seu sistema, pois haveria fluxo de energia suficiente para mantê-los. Nessa ocasião,
a energia estava sendo pioneiramente relacionada a alimento.
Em 1925, Alfred Lotka publicou sua segunda obra de relevância científica,
nomeada “Elements of physical biology”. Para Ricklefs (2003), essa obra contém
muitos elementos matemáticos por descrever detalhadamente os conceitos
termodinâmicos que explicariam, agora de modo direto, a transformação da energia
na natureza. Para ele, os sistemas ecológicos poderiam ser descritos com base em
um conjunto de equações que representariam a troca de matéria e energia entre os
seus componentes. E, nessas trocas, estariam inclusas a assimilação de carbono
em compostos orgânicos de carbono pelas plantas, o consumo desses vegetais
pelos seres herbívoros e o consumo de herbívoros por animais carnívoros.
Nesse momento, é importante pontuar duas ideias norteadoras na Ecologia e
que foram sugeridas por Lotka nesse trabalho. A primeira delas trata do fluxo de
energia como um caminho que levaria em conta a presença da matéria, pois ele
admitiu que havia ciclos de dióxido de carbono, fósforo, nitrogênio e água que
circulavam em meio a uma “teia alimentar”. Essa ideia foi relacionada pelo autor ao
assumir a Terra como um sistema único e transformador da energia. Sua segunda
observação considerou os seres vivos como pertencentes a uma classe de
consumidores primários, secundários e terciários, mesmo sem ter proposto esses
termos em sua época, mas identificando que havia certa organização nas relações
alimentares.
Segundo Ricklefs (2001) e Smith e Smith (2001), apesar da relevância de
suas observações a respeito do funcionamento de um sistema ecológico, suas
35
ideias não foram bem aceitas e parece não terem sido consideradas em alguns
trabalhos posteriores, pois suas representações matemáticas eram consideradas
complexas por muitos de sua época.
Os novos direcionamentos da Ecologia, que influenciaram o modo como os
conceitos estavam sendo tratados, podem também, ter levado o inglês Charles
Sutherland Elton (1900-1991) a compreender as relações alimentares como um
elemento que reunia os organismos em apenas uma unidade funcional, que ainda
não havia sido considerada por outros pesquisadores de seu tempo (RICKLEFS,
2003).
Como vimos até aqui, alguns autores chegaram a mencionar que a
interdependência entre os organismos poderia ser permeada pelas relações
alimentares que mantinham entre si, pois naturalmente um animal precisaria de
outro para se nutrir. Mas, é possível observar que estes trabalhos consideravam um
tipo de interdependência isolada, como se as relações que ocorressem em
determinado lago, fossem separadas das relações que ocorressem em um dado
lago vizinho. Charles Elton (1927) ampliou esta interdependência para todos os
seres vivos, como se dois lagos diferentes fizessem parte de uma única relação
alimentar.
Segundo Dajóz (2005), Elton constatou sua teoria em uma expedição
científica à Spitzberg. Nessa região, descreveu uma série de espécies vegetais e
animais tentando estabelecer relações tróficas entre si, assim como Karl Mobius
havia feito com o banco de ostras, mas neste momento, de forma mais elaborada.
Essas importantes observações fomentaram a obra “Animal Ecology” publicada em
1927. Nessa obra, Charles Elton descreveu quatro grandes princípios norteadores
para explicar o porquê de todos os seres vivos pertencerem a um único sistema de
interação. Ele não acreditava que existiam leis distintas na natureza, mas sim
princípios que regiam a natureza como um todo. O primeiro princípio se refere à
existência de um ciclo de alimentos e para classificá-lo sugeriu o termo “cadeia
alimentar”. Desse ciclo, todos os animais seriam dependentes e estariam ligados
como em um único sistema. O seu segundo princípio se refere a como se
organizavam as relações alimentares, explicando a existência de uma lei que é
relativa ao tamanho do alimento, ou seja, animais só suportariam se alimentar de
animais menores, embora notavelmente existam exceções. Para complementar este
36
segundo princípio, surge um terceiro, sobre o local em que essas relações ocorriam
e que propiciariam, a presença das interações. A pirâmide alimentar seria o quarto
princípio proposto por Charles Elton, indicando que o número de animais também
estaria sendo determinado pelas relações tróficas. Nessa pirâmide alimentar, os
vegetais estariam localizados em sua base, por se configurarem como o início de
todo o sistema da cadeia alimentar.
Suas teorias, ao contrário das de Lotka, foram bem aceitas em seu tempo. No
entanto, vale mencionar que Charles Elton em 1927, mesmo passado cinco anos da
publicação da obra de Lotka, não relacionou a interdependência dos seres vivos ao
fluxo de energia. Entendemos que Elton (1927) centrou sua obra em defender as
relações na natureza somente pela questão alimentar. Mesmo Lotka (1922), em seu
trabalho pioneiro, não havia citado o Sol como fonte da energia que fluiria nos
ecossistemas.
Em 1926, foi publicado o artigo “A acumulação de energia nas plantas” por
Edgar Transeau (1875-1960), que naquela época estava desenvolvendo algumas
experimentações para melhorar a sua produção agrícola, avaliando a eficiência
fotossintética nas plantações de milho. Diante de suas observações, constatou que
as plantas poderiam apresentar uma produção orgânica por atividade da
fotossíntese. Seus estudos marcaram o início de pesquisas em produtividade
primária. De qualquer forma, foi de August Thienemann (1882-1960) os estudos que
sugeriram o termo “produtores” e “consumidores”. O limnologista realizava estudos
em comunidades biológicas de água doce ao Norte da Alemanha, focando suas
pesquisas em ciclagem de nutrientes e para organizar seus dados biológicos,
nomeou alguns seres vivos como produtores e outros como consumidores. Sua
publicação foi datada em 1931, sob o título de “Der Produktionsbegriff in der
Biologie’’ que também possui relevância para o entendimento da produtividade
biológica, principalmente por citar que a energia que estava contida nos seres
autotróficos era proveniente da luz solar, por meio da fotossíntese, que até esse
momento ainda não havia sido relacionada (SMITH e SMITH, 2001).
Embora muito se falasse em sistemas ecológicos, como formas de se
organizar a natureza, para caracterizar a energia e a matéria que nela circulava, até
aquele momento, ainda não havia sido proposto um conceito para se referir a um
sistema ecológico.
37
Sobre essa questão, é importante ressaltar a contribuição de Tansley (18711955) em 1935 ao sugerir o conceito de “Ecossistema” na obra “The use and Abuse
of Vegetational Concepts and Terms”. Segundo Ricklefs (2003), Tansley se baseou
no trabalho de Charles Elton de 1927 para propor o conceito de Ecossistema,
considerando que havia uma interação intrínseca entre animais, plantas e os fatores
físicos e químicos do seu entorno. É relevante salientar que, como vimos até este
momento, outros autores já haviam mencionado a interação dos seres vivos com o
seu ambiente abiótico, mas não propuseram um termo para se referir a esse
sistema.
Além disso, Tansley (1935) trouxe outros questionamentos e contribuições
com a sua obra. Em alguns trechos de sua publicação, fez críticas às teorias
fundamentadas por Clements sobre a sucessão ecológica. Para Tansley (1935), as
catástrofes naturais ou até mesmo provocadas pelo homem poderiam trazer danos
para a vegetação, que não poderia se recompor sozinha, mas em conjunto com
alguns fatores abióticos, por exemplo. Além disso, na natureza e em meio à
vegetação, os animais também são parte integrante. Nesse caso, Tansley se
questionava como uma vegetação poderia ser um superorganismo, sem levar em
conta outros fatores que fazem parte da natureza.
Desse pensamento, Tansley propôs o termo Ecossistema como conceito que
levaria em conta todos os organismos vivos e evoluindo com a relação de
interdependência entre os seres vivos. Para Smith e Smith (2001), Tansley
apresentava uma visão holística da natureza e se posicionava contra teorias
lineares, que levassem em conta a natureza como regida por uma única lei, embora
reconhecesse a inegável contribuição de Clements para o desenvolvimento dos
conhecimentos em Ecologia.
Outro pesquisador de relevância na formação dos conceitos em Ecologia foi
C. Juday (1871-1944), um pesquisador de História Natural em Wisconsin, que
publicou em 1940 um artigo clássico chamado “The annual energy budget of an
inland lake” em que resume a porcentagem de acúmulo de energia por plantas
aquáticas no período de um ano e também o seu movimento através de vários
grupos de alimentação, incluindo os decompositores. Os estudos de Juday
influenciaram os trabalhos de Raymond Lindeman (1915-1942), um jovem ecólogo
aquático da Universidade de Minnesota (SMITH e SMITH, 2001).
38
De acordo com suas obras, Lindeman também apresentava uma visão
holística e integrada sobre o conceito ecológico, assim como C. Juday, mas avançou
com a ideia de que o ambiente físico em interação direta com os organismos vivos
produziria um Ecossistema baseado em relações complexas. O ecólogo aprofundou
suas teorias com a observação e descrição do funcionamento do Lago Cedar Bog
em Minnesota, concluindo que a cadeia alimentar possuía muitos elos de nutrição.
Esta ideia, até aquele momento, não era inovadora, visto que alguns pesquisadores
anteriores a sua época já haviam concluído que os seres vivos eram dependentes
entre si devido à alimentação. No entanto, Lindeman, utilizou também as ideias de
Tansley – de que o ecossistema era uma unidade fundamental na ecologia – as
propostas de Charles Elton – sobre o funcionamento das teias alimentares como
meio de circulação de nutrientes e produção orgânica – e os princípios
termodinâmicos em suas explicações. E diante da junção das ideias desses
estudiosos, Lindeman propôs a existência de uma “energética ecológica” para
confirmar que o Ecossistema era um único sistema transformador de energia
(RICKLEFS, 2003).
Em 1942, Raymond Lindeman publicou um trabalho com o título “The trophicDynamic Aspect Ecology” em que descreveu as interações entre os animais em um
sistema aquático, citando que a matéria orgânica e inorgânica eram devolvidas para
o ambiente após a sua utilização. Lindeman sustentou sua teoria quando mencionou
que toda a vida se fundamentava em processos de transferência de energia dentro
de um ecossistema, de um local a outro em um sistema contínuo.
Aprofundando esses conhecimentos, Lindeman (1942) citou uma importante
informação para embasar sua visão integrada da natureza, ao compreender a
gênese dessa energia, que estava sendo mencionada em muitos trabalhos
científicos: a energia solar. O ecólogo aquático, então, explicou que havia uma fonte
luminosa, que estava incidindo sobre a planta, e esta era responsável por captar
uma parte dessa energia e transformá-la em matéria orgânica utilizada para suas
funções. Essa energia, portanto, passaria para outros níveis ecológicos, como os
animais que se nutriam dessa fonte, mas a medida que passava de nível, perdia-se
uma parte dessa energia, primeiramente para na realização de funções básicas ou
até mesmo por ineficiência das transformações. Após a morte dos seres vivos, essa
energia seria disponibilizada para o ambiente novamente, mas para a utilização de
39
bactérias heterotróficas e fungos, organismos diferenciados como transformadores
de compostos orgânicos em inorgânicos.
Para Ricklefs (2003), foi no contexto de avaliar a trajetória da energia no
Ecossistema,
que
Raymond
Lindeman
propôs
a
pirâmide
de
energia,
compreendendo que essa energia era transmitida para níveis superiores e ficava
proporcionalmente menos disponível a cada nível que atingia.
Para Lindeman (1942), o ciclo da energia se completava quando, por ação
dos decompositores bacterianos na transformação das substâncias orgânicas em
inorgânicas, a energia potencial era dissipada.
Para Dajoz (2005), Raymond Lindeman fez mais do que descrever suas
observações e mais do que propor explicações para tais eventos. Lindeman se
apropriou dos conhecimentos que construía juntamente com as informações
realizadas por outros pesquisadores e realizou profundas análises de todos os
eventos que já haviam sido descritos por outros pesquisadores. Raymond, com base
em todas as ideias estudadas, converteu a biomassa de diversas espécies em seu
equivalente energético, avaliando as noções de produtividade primária e secundária,
medindo transferências de energia e analisando o rendimento e a reciclagem dos
elementos que circulavam com a energia no Ecossistema.
Embora Burns (1989), aponte que Lindeman, com a publicação de seu artigo
em 1942, não considerou que um mesmo animal pudesse fazer parte de mais de um
nível trófico, por ser capaz de receber energia de animais diferentes, sua
contribuição para a Ecologia é inegável, sendo evidenciada pela influência sobre
trabalhos publicados posteriormente.
Por volta de 1950, cinco ecologistas da Universidade de Chicago – W. C.
Allee, A. E. Emerson, Thomas Park, Orlando Park e H. P. Schmidt – publicaram o
trabalho “Principles of animal ecology” apontando a direção que a Ecologia Moderna
iria tomar, salientando as relações entre a seleção natural e a evolução junto aos
princípios ecológicos (SMITH e SMITH, 2001).
A nova visão da Ecologia acabou por influenciar alguns trabalhos que
marcaram uma série de estudos com esta temática. Um deles pertence a Eugene
Odum (1913-2002) da Universidade de Georgia. Odum, em 1953 publicou o
“Fundamentals of Ecology” retratando os ecossistemas com diagramas de fluxo de
40
energia. Estes diagramas apresentavam uma caixa para cada nível trófico,
representando a biomassa ou o seu equivalente energético, de todos os organismos
que constituíam aquele nível em determinados momentos (RICKLEFS, 2003).
Já em 1959, Eugene P. Odum, juntamente com Alfred E. Smalley, publicaram
um artigo nomeado “Comparison of population energy flow of a herbivorous and a
deposit-feeding
invertebrate
in
a
salt
marsh
ecosystem”,
descrevendo
detalhadamente as relações de fluxo de energia entre vertebrados e invertebrados
com um foco especial no conceito de produtividade, considerando que o termo “fluxo
de energia”, já estava sendo aceito pela comunidade científica. Nesse trabalho, o
Odum e Smalley (1953), aprofundaram os modelos de medição da produção de
biomassa para compreenderem melhor as transferências que ocorriam entre os
seres vivos em longo prazo, bem como suas consequências para o meio ambiente.
Para Dajoz (2005), esta ênfase no metabolismo dos ecossistemas, fluxo de
energia e produtividade, dada por Odum e Smally (1953), é resultado da influência
dos trabalhos de Raymond Lindeman, que embasou os conceitos de reciclagem de
matéria e da circulação da energia em um Ecossistema, caracterizando a base da
estrutura e da função do sistema ecológico.
Segundo Smith e Smith (2001), Lindeman influenciou e alavancou
diretamente uma nova linha de estudos denominada Ecologia de Ecossistemas
marcada por J. Ovington em 1962, na Inglaterra, e Rodin e Bazilevic, na União
Soviética em 1967, quanto aos estudos de avaliação do fluxo de energia e ciclagem
de nutrientes em florestas, utilizando traçadores radioativos e analisando esses
dados com o auxílio dos computadores que permitiram a aplicação das teorias aos
ecossistemas.
Desde então, muitos trabalhos têm sido publicados para aprofundar os
conhecimentos que foram sendo desenvolvidos ao longo da história da formação do
conceito de fluxo de energia em um sistema ecológico, como o de J. M. Teal, com o
estudo “Energy flow in the salt marsh ecosystem of Georgia” em 1962.
Hoje, sabemos que a energia é conceituada comumente como “capacidade
de realizar trabalho”, sendo uma concepção que tem uma relação importante com o
histórico até aqui apresentado, pois é um conceito que se originou por meio de
41
associações com a Lei da Equivalência Térmica do trabalho e do calor e que foram
sendo complementadas por importantes pesquisadores ao longo da história.
3.5. Compreensão atual do fluxo de energia
Comumente a energia é definida como a “capacidade de realizar trabalho”.
Segundo essa definição, essa capacidade pode manifestar-se como radiação
eletromagnética, energia potencial ou incorporada, energia cinética, energia química
e calor. Quase toda a energia é eletromagnética, sendo uma pequena porção de
natureza corpuscular (PINTO-COELHO, 2000).
As manifestações da energia são explicadas por meio da Primeira Lei da
Termodinâmica ou Lei da Conservação da energia, pois ela expõe que a energia
pode ser transformada de um tipo a outro, mas não pode ser criada nem destruída.
A luz é uma forma de energia que pode ser transformada em calor. Outro exemplo é
transformação de energia potencial em cinética (PINTO-COELHO, 2000).
Essas transformações são explicadas pela Segunda Lei da Termodinâmica ou
Lei da Entropia. Essa lei diz que os processos de transformação só ocorrerão se
uma parte da energia em forma concentrada tenha sua quantidade diminuída e se
disperse em outra forma. E como uma quantidade de energia sempre é dispersa em
uma forma térmica não disponível, qualquer transformação espontânea de energia
(luz) em energia potencial, não ocorre com 100% de eficiência. A entropia foi então
conceituada como uma medida da energia não disponível, que resulta das
transformações (ODUM, 1988).
A ideia da energia não disponível tratada na entropia, bem como a
conservação da energia, são a chave para o entendimento da importância da
energia para a vida em nosso planeta.
O
processo
de
transformação
da
energia
acontece
em
todos
os
ecossistemas. Segundo Dajoz (2005), ecossistema corresponde a um sistema
biológico em que diversos elementos, ao interagirem entre si, acabam por manter
uma constante troca de matéria e energia com o meio. O autor ainda elenca esses
dois elementos em biocenose e biótopo, sendo o primeiro “o conjunto de organismos
que vivem juntos” e o segundo “o fragmento da biosfera que fornece à biocenose o
meio abiótico indispensável” (DAJOZ, 2005 p. 244). E, nesses sistemas, essas
42
transformações ocorrem o tempo todo, já que a energia está sempre presente em
diferentes formas.
As leis da termodinâmica afirmam que a energia pode ser transformada e é
dispersa em uma forma térmica não disponível. Como ela pode ser sempre
transformada, uma forma pode dar origem a outra. Só que durante essas
transformações a quantidade dessa energia vai diminuindo, pois ela vai sendo
liberada para o meio na forma de energia térmica, isto é, calor. Assim, o
ecossistema, por estar continuamente dissipando calor, é denominado por Ricklefs
(2003) como uma máquina termodinâmica.
Odum (1988) afirma que esse comportamento da energia nos ecossistemas
pode ser chamado de fluxo de energia, porque as transformações energéticas
ocorrem em um único sentido. Por ser assim, pode-se determinar a forma original da
energia que entra no fluxo em nosso planeta, a saber, energia solar luminosa.
Diblasi-Filho (2007) ressalta que o sol, então, constitui a grande fonte de energia
para os seres vivos.
Odum (1988) ainda relata que a energia solar começa a ser transformada em
energia térmica, assim que atinge a Terra e que se não houvesse essa
transformação da energia solar, não poderia haver vida ou sistemas ecológicos.
Para Diblasi-Filho (2007) a energia por ser constantemente transformada em calor,
que não pode ser usado para manutenção da vida, faz com que haja a constante
necessidade da reposição da energia luminosa. Este autor vai além e observa que,
de acordo com as leis da termodinâmica, é provável que a quantidade de calor
liberado pelos seres vivos seja a mesma da energia luminosa que chega até eles,
isso considerando que essa energia luminosa não é liberada de uma vez como
calor.
Porém, mesmo que esteja na forma de luz, a energia solar não está
disponível para todos os seres vivos que compõem um ecossistema. Quando a luz é
absorvida por algum objeto, ele se aquece evidenciando que a energia luminosa foi
transformada em outro tipo de energia, a energia térmica que depois pode ser
convertida em potencial (ODUM, 1988). Assim, para que seja utilizada pelos seres
vivos do ecossistema, a energia solar precisa ser transformada. Essa transformação
ocorre por meio de um processo biológico chamado fotossíntese, em que
43
organismos fotossintetizantes, isto é, plantas, algas e algumas bactérias,
transformam energia solar em energia química (RICKLEFS, 2003).
Assim, a importância da energia para a vida dos seres que compõem o
ecossistema começa quando ela é transformada em uma forma disponível por meio
da fotossíntese. Remmert (1982), ao tratar do assunto, afirma que a energia solar é
convertida em energia química pelas plantas verdes e outros organismos
fotossintetizantes. Após ser transformada essa energia é passada através de certo
número de estágios tróficos e nesse processo é convertida de uma maneira
graduada a energia térmica, que se dispersa, fazendo com que a quantidade de
energia disponível possa até cair a zero.
Porém, o processo de captação e utilização da energia solar apresenta várias
nuances que precisam ser explicitadas. Begon et al. (2007), por exemplo, afirma que
a cada minuto, cada metro quadrado da superfície terrestre recebe, dependendo da
posição, valores entre 0 e 5 joules. E essa quantidade de energia não está
totalmente disponível para a utilização das plantas, isso porque apenas 44% da
energia incidente estão no comprimento de onda que pode ser utilizado pelas
plantas.
Dessa energia luminosa que é captada, somente uma parte muito pequena,
ao ser transformada em energia química potencial, tem sua qualidade elevada, pois
a matéria orgânica é mais concentrada que a energia solar. O êxito então desse
processo se concretiza no fato de que, ao ser transformada, a energia pode ser
acumulada na forma de energia química (ODUM, 1988 e DAJOZ, 2005).
Por isso Begon et al. (2007) ressaltam que a eficiência fotossintética depende
da eficiência com que a luz é absorvida pelas folhas e da eficiência com que é
produzida a biomassa. Já Ricklefs (2003) apresenta que, durante a estação de
crescimento, a porcentagem de luz solar convertida em produção primária é a
eficiência fotossintética. Sendo produção primária considerada pelo autor como o
processo de transformação de energia luminosa em química.
Para
Diblasi-Filho
(2007),
os
compostos
orgânicos
sintetizados
na
fotossíntese estão concentrados em energia e podem ser utilizados como
suprimento às necessidades vitais dos seres. Isso porque nas ligações químicas dos
átomos de carbono, oxigênio e hidrogênio da molécula de glicose está a energia
44
luminosa do Sol, convertida em energia química. O autor também ressalta que esse
não é o único modo pelo qual a energia é obtida. Algumas espécies bacterianas
utilizam a energia liberada da oxidação de compostos inorgânicos para sintetizar
glicose, que então é utilizada na síntese de outros compostos orgânicos. Esse é o
processo da quimiossíntese.
São esses dois processos, fotossíntese e quimiossíntese, que proveem a
energia química potencial para os seres autótrofos e heterótrofos do ecossistema.
Estes seres, por sua vez, consomem e convertem a energia química potencial dos
alimentos, principalmente em calor, e uma pequena parte é reestabelecida como
energia química potencial no protoplasma (ODUM, 1988).
A matéria viva tem como principal componente a água, em qualquer
comunidade. O restante dessa matéria viva é composto por pelo menos 95% de
carbono e é sob a forma de compostos de carbono que a energia pode ser
acumulada e armazenada. Após ser armazenada a energia precisa ser consumida e
esse consumo ocorre, porque os compostos de carbono, como a glicose, contêm
energia química, convertida da energia solar em suas ligações químicas. Essa
energia é liberada na oxidação desses compostos, durante o processo de respiração
celular, pois a glicose, por exemplo, tem suas ligações quebradas resultando em
CO2 e H2O, que possuem menos energia em suas ligações e então há liberação da
energia excedente na forma de calor (DIBLASI-FILHO, 2007; BEGON et al., 2007).
Ricklefs (2003) confirma essa ideia ao expor que, por ser concentrada nas
moléculas orgânicas, através do rastreamento das formas biológicas do carbono, é
possível acompanhar o movimento da energia pelo ecossistema, já que um produto
da fotossíntese é um carbono reduzido, ou seja, que está em um estado de alta
energia. Este autor observa que o processo denominado de produção primária pode
ter sua taxa quantificada como produtividade primária.
Apenas uma fração da energia luminosa do sol é absorvida pelos pigmentos
fotossintéticos presentes nos organismos fotossintetizantes e, dessa fração,
somente um terço é assimilada pela planta, devido a etapas da fotossíntese que são
bioquimicamente ineficientes. Dessa quantidade é sabido que 39 quilojoules (kJ) de
energia são transferidos para as ligações químicas dos carboidratos para cada
grama de carbono assimilado, assim o trabalho de aumento do nível energético dos
45
átomos de carbono pela planta evidencia a necessidade da fotossíntese em
trabalhar com a energia da luz visível (RICKLEFS, 2003).
Produção primária bruta é o nome dado a essa energia que a planta assimila
por meio da fotossíntese. Porém, a biomassa da planta contém uma menor
quantidade de energia do que o que foi assimilado, isso porque uma parte da
energia assimilada é utilizada na produção de compostos vitais. Já a quantidade de
energia que ficou acumulada na biomassa e está disponível aos consumidores da
comunidade é chamada de produção primária líquida.
E assim se observa que é através do CO2 absorvido na fotossíntese, que o
carbono entra na estrutura trófica de uma comunidade e passa a compor moléculas
de carboidratos, lipídios e até de proteínas, incorporando-se à produção primária
líquida (RICKLEFS, 2003).
O carbono que compõe a biomassa percorre o mesmo caminho que a energia
e é consumido, dispersado como fezes, assimilado novamente podendo dessa vez
ser incorporado à produção secundária, taxas de armazenamento energético em
níveis de consumidores. Essa reciclagem do carbono é importante para que se
observe a relação da matéria com a energia, pois ao ser utilizado para realizar
trabalho, a matéria orgânica altamente energética em que o carbono se encontra é
quebrada e o carbono retorna à atmosfera como CO2, enquanto que a energia é
dispersada na forma de calor, findando a relação estabelecida na fotossíntese
(BEGON et al., 2007).
Ricklefs (2003) corrobora esta ideia e analisa que, no sistema ecológico, a
energia sai como calor e entra como luz, enquanto que os nutrientes são
regenerados e ficam retidos. Isso é observado, ao passo que a matéria, assimilada
na forma inorgânica pela planta é convertida em biomassa e circula nos
ecossistemas.
BEGON et al. (2007) ainda ressalta que a decomposição dos vegetais e dos
consumidores é muito importante, já que se ela não ocorresse, o fornecimento dos
nutrientes se esgotaria, cessando a vida no planeta. São os organismos
heterotróficos que mantêm a produtividade, quando reciclam os nutrientes.
Para Odum (1988), a transferência da energia, que é assimilada na biomassa
pelos autótrofos, para os organismos consumidores, que podem posteriormente
46
serem consumidos, é chamada de cadeia alimentar. E Ricklefs (2003, p. 118) define
cadeia alimentar como “sequência de relações tróficas pela quais a energia passa
através do ecossistema” e observa que a energia ao ser transferida de um nível da
cadeia para outro, tem sua quantidade diminuída, porque seres a estão utilizando
para respiração e estoque de alimentos.
Dessa forma atualmente se concebe que o fluxo de energia em nosso planeta se
inicia com a entrada de energia solar e termina com a liberação dessa energia na
forma de energia térmica, o calor. Ao longo desse processo os organismos vão
perdendo a energia adquirida, como calor, por exemplo, e com intuito de diminuir
essa perda há conversão dessa energia em energia química aderida à matéria
orgânica. A liberação dessa energia acumulada para a realização de trabalho ocorre
pela oxidação da molécula formada a partir da energia, assim o carbono que forma a
molécula orgânica feita de energia é liberado como CO2 enquanto a energia em
forma de calor.
Boa parte desse grande processo de reciclagem de matéria é conseguido pela
decomposição dos produtores, pois é quase como se pensar que o número de
carbono é o mesmo sempre no planeta e a energia é que vai sendo reposta a cada
dia, se não houvesse a decomposição não haveria carbonos disponível para se
tornarem novas moléculas energéticas.
47
4. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
Com o objetivo de levantar as concepções alternativas de energia de alunos
da escola básica, publicadas na literatura acadêmica, a metodologia foi
fundamentada na procura de trabalhos, que objetivaram investigar essas
concepções. Iniciamos a busca selecionando revistas Qualis A e B, segundo a
classificação da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior –
CAPES – na Área de Avaliação de Educação e Ensino. A lista completa das revistas
pesquisadas está presente no Apêndice I.
A seleção dos artigos, a partir das revistas consultadas, foi realizada com
base na leitura de cada volume publicado, disponível virtualmente da biblioteca de
Física da Universidade de São Paulo – USP. E para seleção, foram definidos como
critérios de busca, artigos publicados nos últimos 20 anos.
Ampliamos a busca por trabalhos sobre energia, usando a ferramenta do
Google Acadêmico, utilizando palavras-chave. Aumentamos a gama de trabalhos,
incluindo também os publicados em Encontros, Congressos, Simpósios, além de
Monografias e trabalhos de Mestrado e Doutorado. Para selecionar estes últimos,
optamos por realizar uma busca na Biblioteca Digital Brasileira de Teses e
Dissertações (BDTD), também por palavras-chave. Essa ampliação na busca foi
necessária para que pudéssemos contemplar o maior número possível de trabalhos
publicados na literatura acadêmica sobre a investigação de concepções alternativas
com alunos da Escola Básica.
Para realizar a busca nesses locais, usamos as seguintes palavras-chave:
concepção de energia, conceito de energia, fluxo de energia, conhecimentos de
energia, aprendizagem de energia, ensino de energia, perfil conceitual de energia,
concepções alternativas de energia.
Ao realizarmos a busca com estas combinações, muitos trabalhos foram
encontrados. Porém, com a leitura dos resumos, algumas publicações foram
excluídas por não contemplarem o tema abordado. Também foram desconsiderados
os trabalhos que levantavam concepções de energia no ensino superior e trabalhos
que analisavam esses conceitos sem apresentá-los.
Por exemplo:
48
Artigo considerado: BARBOSA, J. P. V.; BORGES, A. T. O entendimento dos
estudantes sobre energia no início do Ensino Médio. Cad. Bras. Ens. Fis., volume
23, n.2, página 182-217, 2006.
Artigo não considerado: DIAS, R. A.; BALESTIERI, J. A. P.; MATTOS, C. R. de.
Um exercício de uso racional da energia: O caso do transporte coletivo. Cad. Bras.
de Ens. De Fis.Volume 23, n.1, página 07-25, 2006.
Com o intuito de organizarmos os dados que serão analisados e de
contextualizarmos o levantamento das concepções alternativas junto aos artigos
analisados, optamos por elaborar um quadro com o resumo dos trabalhos
examinados, bem como seus dados, conforme:
QUADRO I: EXEMPLO DE QUADRO QUE AGRUPAM OS TRABALHOS EXAMINADOS
Nº do artigo, Nome do artigo e autores
Resumo do Artigo:
Concepções alternativas:
Referência:
O número de cada trabalho foi definido em ordem cronológica decrescente de
publicação, sendo que o número um é o artigo mais recente. Notamos que, nem
sempre conseguíamos coletar as concepções alternativas apenas pela leitura dos
resumos, o que nos levou à leitura dos trabalhos na íntegra. A lista completa de
quadros está presente no Apêndice II.
Num segundo momento, para uma melhor visualização dos resultados e para
facilitar sua análise, fez-se necessário um agrupamento das concepções
encontradas em categorias, cujos critérios estão estabelecidos a seguir:
QUADRO II - CATEGORIAS E OS CRITÉRIOS ESTIPULADOS
Categoria das Concepções
FUNCIONALIDADE
Critérios de agrupamento
Esta categoria inclui as concepções de energia vista
como algo que possibilita o funcionamento de objetos.
49
MATERIALISMO
Exemplo: Lâmpadas e fios precisam de energia.
Esta categoria inclui as concepções de energia como
algo material. Esse algo pode ser contido em um
objeto, ser produzido por um objeto, ser visto.
MOVIMENTO
Exemplo: Alimento é energia.
Esta categoria inclui as concepções de energia em que
há movimento, no sentido de que se houver atividade,
haverá energia. Aqui estão expostas também as
concepções relacionadas à força e ao trabalho.
FLUXO
ESOTERISMO
ENERGIA NOS SERES VIVOS
Exemplo: O carro, quando está em movimento, tem
energia.
Esta categoria inclui as concepções de energia como
algo que é transferido de um sistema a outro.
Exemplo: A energia passa por alguns terminais como
nos fios.
Esta categoria inclui as concepções de energia
relacionada a aspectos religiosos ou místicos.
Exemplo: Fé é energia.
Esta categoria inclui as concepções de energia como
algo próprio dos seres vivos ou essencial para
processos vitais de um modo geral.
TRANSFORMAÇÃO
Exemplo: Só o que está vivo tem energia.
Esta categoria inclui as concepções em que a energia
se transforma de uma forma para a outra, é conservada
ou degradada.
REDUCIONISMO
Exemplo: Uma energia pode se transformar em outra e
produzir calor.
Esta categoria inclui as concepções em que o aluno
relaciona energia apenas como uma de suas formas.
ORIGEM
Exemplo: Gasolina é uma forma de energia.
Esta categoria inclui as concepções que destacam a
origem da energia.
OUTRAS
Exemplo: Eletricidade é fonte de energia.
Esta categoria inclui as concepções que não se
enquadram nas categorias apresentadas ou frases
pouco compreensíveis.
Exemplo: Energia é o centro da gravidade.
Outro procedimento realizado se refere à construção do Quadro III (Item 5.
Resultados), no qual as concepções alternativas estão relacionadas e agrupadas em
categorias. Para indicar os trabalhos em que cada concepção foi encontrada,
50
inserimos um número entre parêntesis no término de cada frase, que se refere ao
trabalho em que essa concepção foi encontrada.
Após a categorização, percebemos que há concepções, que dependendo da
análise, podem estar presentes em mais de uma categoria, indicando que as ideias
dos alunos, mesmo quando categorizadas não são permanentemente excludentes.
Essas zonas de intersecção foram elaboradas e apresentadas no Quadro IV,
localizado no item 5. Resultados.
51
5.
RESULTADOS
Conforme a busca bibliográfica, encontramos aproximadamente 67 trabalhos
tratando do assunto. No entanto, apenas 10 deles trouxeram as concepções
alternativas explicitadas no corpo do trabalho. As concepções encontradas que
totalizaram 136, bem como as categorias em que estão agrupadas foram
organizadas no Quadro III a seguir:
QUADRO III - CATEGORIAS COM AS CONCEPÇÕES ENCONTRADAS
FUNCIONALIDADE: Esta categoria inclui as concepções de energia vista
como algo que possibilita o funcionamento de objetos.
Concepções:
- Energia elétrica também faz funcionar a TV e o rádio; (7)
- Quando rompe o fio do chuveiro e o desliga, a energia não passa e não liga
o chuveiro; (7)
- Energia faz as coisas funcionarem; (7 e 8)
- A pilha transmite energia para a lâmpada acender; (8)
- Os aparelhos eletrônicos funcionam devido a uma energia; (8)
- Energia ajuda o foguete a funcionar; (8)
- O fogo, a chama não tem energia porque nada o faz funcionar; (8)
- Lâmpadas e fios precisam de energia; (10)
- Há energia quando o telefone toca; (10)
- A energia precisa fazer alguma coisa funcionar; (10)
MATERIALISMO: Esta categoria inclui as concepções de energia como algo
material. Esse algo pode ser contido em um objeto, ser produzido por um
objeto ou ser visto.
Concepções alternativas:
- O secador de cabelo tem energia; (1)
- Um adulto tem mais energia do que uma criança; (5)
- O calor é uma substância que fica presa dentro de um corpo; (2)
- Alimento é energia; (3)
- Combustível é energia; (3)
52
- A energia pode ser vista a olho nu; (5)
- A energia pode ser vista no microscópio; (5)
- A energia pode ser vista por um electro-microscópio; (5)
- A energia pode ser armazenada; (5)
- Energia é um tipo de usina que produz energia elétrica a partir da força da
água; (6)
- Energia é alimento; (7)
- Energia está associada ao combustível; (7)
- Combustível é a alimentação, a luz, o ar que se respira, pois tem energia; (7)
- Energia se usa, se produz, se movimenta e se queima para utilização; (7)
- A energia elétrica pode ser armazenada; (8)
- A energia está no alimento que passa para o nosso corpo; (8)
- Potássio é energia; (8)
- Alimento fornece energia; (8)
- Energia é algo que tem existência material; (8)
- O corpo é um reservatório de energia; (8)
- O petróleo tem energia porque é usado em combustível; (8)
- Bateria produz energia; (8)
-- Um trem tem energia; (9)
- Bateria tem energia; (10)
- Dois produtos químicos têm energia porque reagem; (10)
- Uma pessoa tem energia para movimentar algum objeto; (10)
- Uma pessoa tem que ter energia e armazená-la para usar depois; (10)
MOVIMENTO: Esta categoria inclui as concepções de energia em que há
movimento, no sentido de que se houver atividade, haverá energia. Aqui estão
expostas também as concepções relacionadas à força e ao trabalho.
Concepções alternativas:
- A energia cinética é identificada com a velocidade ou com a altura; (1)
- O carro quando está em movimento tem energia; (4)
- Sem energia, não há movimento; (4)
- Energia é uma força que faz com que nos movimentemos; (4)
- O que é estável não tem energia; (5)
53
- Capacidade de realizar trabalho; (6)
- Movimento e calor são energia; (7)
- Muita energia produz força para o corpo se mover; (7)
- Qualquer trabalho que se realiza necessita de energia; (7)
- Energia possibilita movimentos e a força possibilita levantar algo mas não
são as mesmas coisas; (7)
- Energia é todo tipo de trabalho realizado; (7)
- Sem energia, não se realiza trabalho; (7)
- Energia, força estão relacionados com o realizar trabalho; (7)
- Para falar o que é energia vai depender do lugar em que você está
colocando a força; (7)
- Energia é resultado do trabalho da força; (7)
- O corpo cria energia para andar de bicicleta; (8)
- O ciclista tem energia porque consegue movimentar a bicicleta; (8)
- Energia é movimento; (8)
- A Energia do corpo nos ajuda a praticar esportes; (8)
- Onde não há movimento, não há energia; (8)
- A energia está associada ao movimento; (9)
- Um copo, quando deixado cair de uma altura, tem energia; (9)
- Um cinzeiro ou uma mesa que está parada não têm energia; (9)
- Um objeto não tem energia, pois não se move sozinho; (10)
- Pessoas correndo tem energia; (10)
- Um carrinho quando se move rápido está criando energia;(10)
- Uma pessoa tem energia porque pode empurrar algum objeto; (10)
FLUXO: Esta categoria inclui as concepções de energia como algo que é
transferido de um sistema a outro.
Concepções alternativas:
- Calor é processo de transferência de energia; (9)
- A energia passa por alguns terminais como nos fios (10);
ESOTERISMO: Esta categoria inclui as concepções de energia relacionada a
aspectos religiosos ou místicos.
54
Concepções alternativas:
- Fé é uma energia; (8)
- Existe uma energia espacial (8);
ENERGIA NOS SERES VIVOS: Esta categoria inclui as concepções de
energia como algo próprio dos seres vivos ou essencial para processos vitais
de um modo geral.
Concepções alternativas:
- Energia é uma propriedade dos corpos que pode aparecer de diversas
formas; (1)
- A planta precisa da energia do Sol para crescer; (3)
- Para a planta crescer a energia é vinda dos sais minerais; (5)
- O CO2 é a energia para a planta crescer; (5)
- O CO2 e a água são energias necessárias para a planta se desenvolver; (5)
- Um animal para sobreviver tira energia da fotossíntese; (5)
- Para sobreviver, um animal tira energia da transpiração; (5)
- Só o que está vivo tem energia; (5)
- A planta precisa de energia para crescer; (8)
- Moléculas produzem energia para os nossos sistemas funcionarem; (8)
- O Sol fornece energia para as plantas sobreviverem; (8)
- Energia é algo que fica no interior do organismo; (9)
- Energia é propriedade de todos os corpos; (9)
- A água é uma fonte de energia, pois precisamos dela para sobreviver; (10)
- A semente tem energia mas precisa do Sol para crescer; (10)
- A energia é algo que pode fazer algo para nós; (10)
TRANSFORMAÇÃO: Esta categoria inclui as concepções em que a energia
se transforma de uma forma para a outra, é conservada ou degradada.
Concepções alternativas:
- Energia pode se transformar e se transferir; (1)
- O calor é uma energia em transferência; (1)
- Energia não renovável se renova quando é degradada; (1)
- No carro, a energia é a queima do combustível para girar o motor; (3)
55
- Se o fogo queima, também faz desaparecer a energia; (5)
- Antes do objeto queimar não há energia, mas quando queima converte a
energia em calor; (5)
- A planta transforma energia química em energia potencial; (5)
- A energia da luz é convertida em energia potencial pela planta; (5)
- A energia térmica se transforma em energia potencial pela planta; (5)
- A energia pode ser destruída; (5)
- Quando uma energia é convertida pode ser destruída; (5)
- Quando praticamos esportes, perdemos energia; (8)
- O painel solar é capaz de transformar a energia do Sol em cinética; (9)
- A energia não é preservada porque é transformada; (9)
- A energia não fica no corpo, mas é gasta com o movimento; (9)
- Uma energia pode se transformar em outra e produzir calor; (10)
- O calor produz energia térmica; (10)
REDUCIONISMO: Esta categoria inclui as concepções em que o aluno
menciona energia apenas como uma de suas formas.
Concepções alternativas:
- Petróleo é uma forma de energia; (1)
- A energia aparece de diversas formas; (1)
- Gasolina é uma forma de energia; (3);
- O calor é energia; (3)
- Energia é força; (3)
- Luz é energia; (3)
- O vento pode ser aproveitado como energia; (3)
- Energia mecânica é algo relacionado com força e movimento; (4)
- Energia é tudo o que produz força e trabalho; (4)
- Calor é uma forma de energia; (7)
- Existem vários tipos de energia como a energia elétrica; (7)
- Energia é a intensidade da força; (7)
- Força e energia são as mesmas coisas; (7)
- Energia elétrica é uma energia; (8)
- A energia é transmitida pelo som que ouvimos; (8)
56
- Energia nuclear ou radiação é energia; (8)
- Eletricidade, mecânica e calor são formas de energia; (9)
- Energia é só cinética e potencial; (9)
- A energia potencial se refere a um corpo no campo gravitacional; (9)
- A energia potencial pode ser vista na altura, na gravidade ou o peso do
corpo; (9)
- Calor é uma energia calorífica; (9)
- A queima do fogo tem energia; (10)
ORIGEM: Esta categoria inclui as concepções que destacam a origem da
energia.
Concepções alternativas:
- Eletricidade é fonte de energia; (1)
- A energia que é utilizada em nossa sociedade exige fontes de energia; (1)
- O Sol emite energia e não calor; (2)
- O Sol emite energia térmica; (2)
- Os raios solares entram pela atmosfera aquecendo a Terra; (2)
- Energia elétrica é quem fornece luz; (7)
- É possível obter energia do óleo, gasolina, do sol; (10)
- A água é necessária para fazer com que os geradores de energia funcionem;
(10)
OUTRAS: Esta categoria inclui as concepções que não se enquadram nas
categorias apresentadas ou frases que não apresentam concepções.
Concepções alternativas:
- Energia tem diferentes forças; (1)
- O que faz o corpo se mover é a força e não a energia; (7)
- Energia é o centro da gravidade; (9)
- Fóton não tem energia (9)
Após a categorização das concepções alternativas encontradas na literatura
acadêmica, notamos que há algumas concepções que podem estar presentes em
mais de uma categoria. Em decorrência desse fato, elaboramos a tabela a seguir:
57
QUADRO IV - CONCEPÇÕES QUE EXPRESSAM INTERSECÇÃO ENTRE AS
CATEGORIAS
CONCEPÇÕES
- Petróleo é uma forma de energia; (1)
- Gasolina é uma forma de energia; (3)
- Um copo, quando deixado cair de uma
altura, tem energia (9)
- Energia é tudo o que produz força e
trabalho; (4)
- Energia é força; (3)
CATEGORIAS DE INTERSECÇÃO
REDUCIONISMO e MATERIALISMO
MOVIMENTO e MATERIALISMO
REDUCIONISMO e MOVIMENTO
- O calor é uma energia em transferência;
(1)
REDUCIONISMO, FLUXO
- Energia pode se transformar e se
transferir; (1)
TRANSFORMAÇÃO e FLUXO
- O Sol fornece energia para as plantas
sobreviverem; (8)
- Energia é uma propriedade dos corpos
que pode aparecer de diversas formas;
(1)
- Para a planta crescer a energia é vinda
dos sais minerais; (5)
- A água é uma fonte de energia, pois
precisamos dela para sobreviver; (10)
- O CO2 é a energia para a planta
crescer; (5)
- O ciclista tem energia porque consegue
movimentar a bicicleta; (8)
- Energia se usa, se produz, se
movimenta e se queima para utilização;
(7)
ENERGIA NOS SERES VIVOS,
REDUCIONISMO E ORIGEM
ENERGIA NOS SERES VIVOS e
REDUCIONISMO
ENERGIA NOS SERES VIVOS e
ORIGEM
ENERGIA NOS SERES VIVOS e
ORIGEM E MATERIALISMO
ENERGIA NOS SERES VIVOS e
MATERIALISMO
ENERGIA NOS SERES VIVOS E
MOVIMENTO
MATERIALISMO e TRANSFORMAÇÃO
Embora alguns trabalhos tenham sido publicados discorrendo sobre a
importância de se compreender a concepção alternativa de energia dos professores,
58
encontramos apenas dois trabalhos que explicitavam tais ideias. Quanto às ideias
sobre a energia presente nos livros didáticos, localizamos quatro estudos. As
concepções alternativas tanto dos livros quanto dos professores bem como as ideias
explicitadas em cada trabalho foram agrupadas no Apêndice II, juntamente com os
resumos de cada um deles.
59
6.
ANÁLISE
Com o objetivo de levantar as concepções alternativas de energia que foram
publicadas na literatura acadêmica nos últimos vinte anos e analisá-las, reunimos
todas as ideias encontradas em categorias.
Na categoria MOVIMENTO agrupamos as concepções em que os alunos
compreendem a energia associado ao movimento, no sentido de que se houver
atividade, movimento ou trabalho, haverá energia. Em nossa investigação sobre
essas concepções, encontramos algumas que exemplificam essa relação da energia
ao movimento, dentre as quais citamos: “O carro, quando está em movimento tem
energia”, “O que é estável não tem energia”, “energia é todo tipo de trabalho
realizado”. Esses trechos mostram que alguns alunos possuem a dificuldade de
compreender que energia e movimento são conceitos distintos e os relacionam
como se fossem concepções sinônimas ou dependentes uma da outra. Quando o
estudante explicita que algo estável não tem energia, possivelmente não relaciona a
energia pode estar presente, também em objetos imóveis. Da mesma maneira, na
frase que indica que o carro só tem energia porque está em movimento, o aluno
possivelmente compreende que só o que está em movimento ou pode realizar
alguma atividade, tem energia.
Nesse sentido, vale ressaltar que a ideia da energia associada ao movimento
e ao deslocamento estava presente também nas teorias de Aristóteles, que
mencionava o termo como forma de explicar o movimento do mundo (VALENTE,
1993). Além disso, Huyghens (1629-1695) também em suas observações atribuiu
movimento à existência da energia, quando um corpo se movimentava (BATISTA,
2006). Verificamos, portanto, que a associação entre energia e movimento apareceu
pela primeira vez, quando se mencionou algo em movimento, o que se configurou
como uma ideia muito antiga, talvez intuitiva e por isso, presente nas concepções de
vários alunos. respeito do assunto.
Segundo Jacques (2008), muitas dificuldades que são encontradas pelos
alunos para a compreensão de um conceito, mantêm correspondências com
obstáculos que a própria Ciência precisou superar e elucidar, sendo a associação
entre energia e movimento, um desses exemplos, energia por ter se constituído ao
longo da história como sinônimo de movimento.
60
Há ainda explicações que nos ajudam a compreender algumas ideias dos
estudantes ao associarem energia a trabalho. Em nossa investigação, encontramos
algumas concepções que atrelam esses conceitos: ‘’Qualquer trabalho que se
realiza necessita de energia’’, “energia é todo tipo de trabalho realizado’’, ‘’Uma
pessoa tem energia para movimentar algum objeto’’, “Uma pessoa tem energia,
porque pode empurrar algum objeto”. Tais concepções trazem implicitamente a ideia
de que não há como realizar movimento sem a presença da energia, como se
alguns objetos inanimados não o tivessem. De fato, devemos salientar que uma
atividade para ser empreendida, necessita de energia. O que podemos ressaltar é
que a energia não pode ser atrelada somente a movimento, pois este é apenas um
dos variados processos propiciados pela energia.
Para Assis e Teixeira (2003), essas concepções são reforçadas pelo
tratamento conceitual que normalmente está presente no Ensino de Física do Ensino
Médio. É comum definir-se a energia como a “Capacidade de realizar trabalho”,
restringindo a energia ao campo da mecânica e inibindo outros conceitos que estão
atrelados como a força, o movimento e o trabalho. Segundo Bañas et al. (2011),
restringir um importante conceito como a energia ao trabalho mecânico, inviabiliza o
entendimento do processo de transferência de energia para que o trabalho seja
possível. Além disso, nessa definição reducionista da energia, os alunos não
compreendem o papel do calor e da radiação na realização do trabalho, não
diferenciando também, as transformações, conservações e degradações da energia.
Assim, na tentativa de definir a energia de forma simplista, estabelece-se um grande
obstáculo para a aprendizagem desse conceito.
Duit (1984) confere a “capacidade de realizar trabalho” à origem dos
problemas de contextualização da temática. Para o autor, quando o estudante
compreende a energia como um conceito muito limitado e que fornece poucos
elementos de uma compreensão mais holística, pouco abrangente será a
compreensão dos problemas relacionados com a energia, como o entendimento da
crise energética, por exemplo. Essas ideias nos alertam de que necessitamos
atribuir novas discussões e expandir esse conhecimento, para que os alunos
também compreendam os problemas energéticos de forma holística, incluindo as
explicações sobre luz, calor e eletricidade muito comentadas em nossa sociedade.
61
Outro obstáculo que encontramos para a compreensão da energia de uma
forma global é atribuí-la somente a objetos que realizam algum movimento ou a
seres vivos que realizam algum tipo de trabalho. Com essa forma de compreensão,
os alunos dificilmente relacionam a energia a todos os seres vivos como os vegetais,
por exemplo. Esse pensamento pode ser evidenciado quando um aluno diz que
“energia é movimento”, uma concepção presente na categoria MOVIMENTO. Essa
forma de pensar pode criar obstáculos para o entendimento de que uma planta tem
energia, sendo que não se locomove. Sendo assim, é comum que os estudantes,
quando indagados sobre onde a energia se encontra, indiquem que está presente
nos seres vivos que realizam movimentos, excluindo as plantas.
Em MATERIALISMO, agrupamos as concepções que exemplificam a energia
como algo que tem existência material. Além disso, essa categoria reúne ideias que
relacionam a energia a objetos ou substâncias que possuem ou armazenam energia
em seu interior. Várias ideias surgiram relacionando a energia como algo passível de
ser concreto, dos quais citamos: “alimento é energia”, “combustível é energia”, “a
energia pode ser vista a olho nu”.
Segundo Barbosa e Borges (2006), tratar a energia como uma substância é
relativamente comum ao tentar explicá-la. Isso se deve ao fato de que é mais fácil
para o estudante conceituar algo que pode ser visto, do que explicar o
funcionamento ou a importância de algo que não se vê. Os alunos, em muitas
ocasiões, escutam que a luz ou o combustível utilizado em automóveis, por
exemplo, tem energia. Ao serem indagados sobre onde se encontra a energia,
comumente recorrem a exemplos mais próximos do dia-a-dia. Isso justifica a ideia de
que, se substâncias como os combustíveis têm energia, então ela deve ser concreta.
Um automóvel, por exemplo, em funcionamento utiliza combustível, pois é por meio
dessa substância que a energia é fornecida para o veículo. Dessa perspectiva, o
estudante consegue compreender que a energia está propiciando o movimento do
carro. No entanto, se o mesmo estiver imóvel possivelmente, não estará fazendo
uso do combustível, portanto, não estará utilizando energia. Assim, o estudante
compreende que só há necessidade de energia, quando algo está em movimento.
Para Beynon (1990), a energia é uma abstração inventada pela humanidade
para investigar e compreender os fenômenos da natureza. Portanto, armazenar ou
atribuir uma existência material a algo considerado uma abstração se torna
62
complexo. Essas características da energia também se confundem com a definição
que muitos autores fazem da mesma, como “capacidade de realizar trabalho”.
Segundo o autor, essa “capacidade” se configura como uma habilidade que, por sua
vez, também não pode ser armazenada ou guardada como um objeto comum, pois
habilidade não é material. Essa propriedade da energia de se caracterizar como uma
ideia abstrata deve ser algo disseminado na Escola básica, porque se o aluno não
entender que a energia é uma abstração, facilmente a relacionará com objetos
concretos, como os combustíveis, por exemplo. Essa questão se torna conflituosa,
pois sabemos que objetos imóveis podem adquirir energia em determinados
processos. O problema, nesse sentido, está no aluno relacionar a energia como algo
passível de ser concreto, como se a energia fosse algo material contido em
determinados sistemas.
Beynon (1990) considera que é muito possível que as grandes dificuldades
que os alunos apresentam em não materializar a energia, podem ser decorrentes do
uso incorreto do vocabulário utilizado de forma ambígua. O professor, ao ensinar o
conceito de energia, pode recorrer ao uso de analogias, comparando as formas de
energia a objetos. O uso incorreto dessas comparações ou exemplificações podem
induzir os alunos a construírem uma ideia de que a energia é vista ou palpável.
Outra ideia que surgiu em alguns trabalhos faz referência ao alimento como
energia, também a concebendo-a como substância. A citação de que o alimento nos
fornece energia é geralmente veiculada, tanto na escola básica, quanto no cotidiano
dos estudantes. Alguns comerciais e rótulos de produtos alimentícios, comumente
anunciam que determinados alimentos possuem grande quantidade de energia,
principalmente os produtos direcionados ao público jovem e infantil. Desse modo, é
possível que alguns alunos relacionem o alimento a energia, como se a energia
fosse uma “coisa” presente nos alimentos.
A forma como se trabalha a cadeia alimentar na escola básica também pode
reforçar a ideia de que a energia é alimento. Geralmente, estuda-se que os seres
vivos pertencem a um sistema denominado “Teia alimentar”, no qual todos são
dependentes entre si. Essa “teia” geralmente é representada nos livros didáticos
como grandes e complexos esquemas, que contêm setas relacionando os seres
vivos. Tais setas representam a transferência de energia entre os seres
pertencentes às cadeias alimentares. Os estudantes, possivelmente, percebem que
63
a energia que é fornecida para os níveis superiores circula e é adquirida por meio do
alimento que os animais consomem. Dessa forma, se o alimento tem energia e os
estudantes não a veem, senão o próprio alimento é justificável compreenderem a
energia como algo materializado ou substancializado.
Historicamente, a relação entre energia e alimento se tornou algo que
demorou a ser compreendido. Em 1887, Stephen Forbes, mesmo descrevendo e
relacionando os animais entre si e o papel dos predadores e presas, não mencionou
o papel da energia nesse processo. Forbes percebeu apenas que um animal poderia
se alimentar do outro e se tornar dele dependente mediante essa questão alimentar.
Foi somente em 1913, que se percebeu que a cadeia alimentar englobava também
os vegetais, devido às observações de Christopher Adams, uma conclusão feita
vinte e seis anos depois das explicações de Stephen Forbes. Vale ressaltar, que a
energia ainda não havia sido considerada. Foi por meio dos trabalhos de Alfred
Lotka em 1922, que se percebeu que os vegetais produziam substâncias de origem
orgânica, que conteriam energia e que poderiam ser transferidas em um sistema
ecológico. Ainda assim, foi apenas em 1942, que se compreendeu que a origem
dessa energia era solar e que ela percorria todo o ecossistema. Diante do exposto,
consideramos que se levaram muitos anos até que a energia fosse relacionada a um
sistema ecológico. E após essas explicações, a biomassa, como substância de
natureza orgânica, passou a ser entendida como fruto da captação luminosa,
produzida pelos vegetais e transmitida de nível a nível na cadeia alimentar por meio
dos seres vivos que eram consumidos. Portanto, consideramos que são recentes as
observações que levaram a elucidação dos conceitos e fenômenos na Ecologia e
que ainda hoje estão em processo de compreensão. Nesse cenário, os equívocos
que são identificados nas concepções dos estudantes, tais como “energia é
alimento”, são perfeitamente justificáveis, analisando-se os aspectos históricos da
ciência, além dos sociais já mencionados anteriormente.
Na categoria TRANSFORMAÇÃO, estão reunidas as concepções que
mencionavam que a energia se transforma e/ou se conserva. É uma categoria que
propomos mediante a necessidade de agrupar as concepções que buscavam definir
energia por meio de suas propriedades ou processos. Segundo Godoi et al. (2006),
definir a energia se torna uma tarefa árdua até mesmo para especialistas, pois é um
conceito muito abrangente e concomitantemente abstrato, que seguramente não
64
inclui toda a sua potencialidade em poucas palavras. Certamente, essa dificuldade é
minimizada quando se define a energia em diferentes contextos ou quando se trata
de suas transformações ou formas, pois se torna menos abrangente, embora não
menos complexa. Para reduzir sua dificuldade de compreensão, cada área do
conhecimento utiliza definições acompanhadas de exemplificações. Quando os
alunos tentam definir o que seria a energia, recorrem comumente aos exemplos ou
fragmentos de assuntos que foram estudados. Essa ideia pode ser exemplificada
quando o aluno argumenta, por exemplo, que “a planta transforma energia química
em energia potencial”, tentando explicitar o que seria a energia com um de seus
vários exemplos de transformação.
Outro fator que pode incentivar os alunos a recorrer às exemplificações dos
processos ou transformações é a forma com que os assuntos são tratados nos livros
didáticos. Para Angotti (1993), a própria divisão dos livros em grandes temas como
Física, Química e Biologia, contribui para que os conceitos tratados em cada tema
não se relacionem entre si, sendo muito comum, cada área do conhecimento definir
a energia de forma diferenciada, como se tratassem de energias exclusivas de cada
área das Ciências Naturais. Essa organização didática possivelmente incentiva o
aluno a recorrer aos processos e propriedades da energia na tentativa de explicá-la.
Em muitas ocasiões, eles não reconhecem que definições seriam mais apropriadas.
Santos et al. (2007) alertam-nos para uma questão que pode reduzir a
definição de energia e seus processos a uma forma simplista. Os autores fazem
menção à forma como a Lei da Conservação da energia é trabalhada. Quando
tratamos a dissipação da energia, geralmente pensando em um processo de
“perda”, não construímos uma ideia de que ao mesmo tempo em que essa energia
sai de um sistema, ela pode se tornar um ganho em outro sistema. Essas
construções teóricas podem remeter os estudantes a pensarem que a energia pode
ser destruída, como a concepção presente na categoria PROCESSOS: “Se o fogo
queima, também faz desaparecer a energia”. Os alunos percebem facilmente que se
o fogo é capaz de destruir a maioria dos materiais, também pode ser capaz de
“queimar” a energia, no sentido de fazê-la desaparecer. Nessa perspectiva, os
alunos não compreendem que a energia possa ter sido transformada em outra forma
e que está presente em outro sistema, ou seja, mesmo explicitando que a energia
não pode ser criada nem destruída, fomenta-se a ideia de que ela pode
65
desaparecer, configurando outro grande obstáculo para a compreensão dos
processos e transformações da energia. Concordamos que se torna incoerente dizer
que a energia se conserva, quando em outros contextos menciona-se que ela se
degrada.
Há ainda outra questão que, segundo Santos et al. (2007), se torna
conflituosa no ensino da Lei da Conservação da energia. Para os autores, quando
tratamos das transformações da energia, costumamos dar maior ênfase nos
processos envolvidos em cada transformação ou na forma que ela irá se configurar
depois de transformada, como mencionar que a energia química pode se converter
em potencial. Nesse contexto, é possível que não mencionemos que a energia, ao
se transformar em outra, sempre irá se conservar, o que pode ser exemplificado na
categoria PROCESSOS com a concepção: “A energia não pode ser preservada,
porque é transformada”. Alguns estudantes podem não compreender que, embora
haja transformação de uma forma energia em outra, ela não perde a sua
propriedade de ser conservar. Esses detalhes também podem ser reforçados pela
fragmentação dos conteúdos nos livros didáticos por não atrelarem conhecimentos
físicos, químicos e biológicos. Segundo Jacques (2008), a não organização das
disciplinas de Ciências Naturais, tanto em livros didáticos quanto em seu ensino,
fomenta a não inter-relação entre outros fenômenos que se atrelam à energia, como
a gravidade e a formação de substâncias, entre outras transformações, fazendo com
que se tornem assuntos isolados e sem qualquer relação com outras temáticas.
Essa forma de organização didática pode levar os alunos a pensar que cada assunto
não se relaciona com outros, não sendo, portanto complementáveis, podendo achar
que a conservação da energia, por exemplo, não tem relação alguma com as
transformações da energia.
Na categoria ESOTERISMO reunimos as concepções que relacionavam a
energia a aspectos religiosos ou místicos. Embora nossas expectativas fossem
encontrar um grande número de ideias agrupadas nessa categoria, por ser um tema
que é tratado grandemente na linguagem cotidiana, apenas duas concepções dessa
modalidade foram identificadas. São elas: “fé é uma energia”, e “existe uma energia
espacial”. Essas ideias, segundo Barbosa e Borges (2006), são facilmente
identificadas no cotidiano por adquirirem significados e propriedades que não são
reconhecíveis pela Ciência, configurando-se, portanto, como expressões que
66
aparecem com maior frequência no dia-a-dia. Acreditamos que o fato dessas
concepções não aparecerem de modo significativo em nossa investigação pode
derivar do contexto em que essas pesquisas foram desenvolvidas. Grande parte dos
trabalhos procurou levantar concepções sobre energia em aulas destinadas ao
Ensino de Física e Química, o que poderia, por si só, restringir as respostas a
conteúdos específicos das áreas de Ciências Naturais. Além disso, é expressivo o
fato de vários trabalhos serem conduzidos no momento em que o professor tratava
desse tema com os alunos. Muitos registros dessas concepções foram gravados no
momento em que os professores explicavam sobre esses assuntos o que pode,
também, ter limitado o aparecimento de concepções de caráter mais cotidiano.
Apesar de essas concepções estarem pouco representadas em nossos
dados, acreditamos que elas sejam muito importantes de serem consideradas no
ambiente escolar. Lembramos que os processos de ensino e de aprendizagem são
fortemente favorecidos, quando o professor tem ciência dos conhecimentos prévios
de seus alunos, pois é a partir dessas informações que o docente pode elaborar
novas formas de se ensinar um conceito (MAURI, 2006). Além disso, é preciso
considerar que os alunos estabelecem melhores relações e atribuem novos
significados aos conceitos aprendidos, a partir da constante mediação que o
professor estabelece em seu ato educativo. Solé e Coll (2006) consideram que essa
orientação dada pelo professor atua como principal elemento para que os alunos
construam seus conhecimentos. Nesse contexto, conhecer as concepções dos
alunos sobre a energia poderia orientar o seu ensino, sendo preponderante ter ideia
das expressões cotidianas que os alunos possuem sobre a temática. A priori,
devemos considerar as concepções alternativas que se relacionem mais com o diaa-dia e com as crenças dos estudantes o que justifica a importância das ideias
agrupadas na categoria ESOTERISMO.
Embora muito se tenha discutido que os alunos abandonavam as concepções
alternativas pelas concepções científicas, sabe-se hoje que os estudantes não
apresentam necessariamente mudanças conceituais. Os trabalhos de Mortimer
(2006) tem evidenciado a ideia de que os alunos podem conviver com concepções
diversas e até mesmo contraditórias e utilizá-las em contextos específicos e
diferenciados. Essas diferentes formas de pensar sobre um conceito compõem o
que o autor chamou de perfil conceitual. Assim, sabendo que os sujeitos apresentam
67
um perfil conceitual para cada conceito, Bohm e Santos (2002), consideraram que a
integração do senso comum e da escolaridade se tornam variáveis que fornecem
grandes subsídios para a construção dos conhecimentos além de se configurar
como uma importante relação que permite que o aluno amplie o seu perfil conceitual
com assunto de maior nível de complexidade. Essa visão nos leva a compreender
que o levantamento das concepções cotidianas dos estudantes se torna
essencialmente fundamental para os processos de ensino e aprendizagem do
conceito de energia.
Na categoria FUNCIONALIDADES, reunimos as concepções em que a
energia é vista como algo que possibilita o funcionamento de objetos. Analisando
essa modalidade de concepções, verificamos que a energia se torna essencialmente
atrelada a objetos tecnológicos.
Para Jacques (2008), a energia tem um grande papel cultural em nossa
sociedade, a justificar-se pela ampla gama de objetos tecnológicos que fazem parte
do nosso cotidiano e que são lembrados quase que automaticamente quando
exemplos são solicitados sobre o uso de energia. Morais e Guerra (2011) confirmam
que devemos reconhecer a energia como algo indispensável ao funcionamento da
vida social, pois a dependência de suas formas tem crescido progressivamente ao
longo da história humana. Acreditamos que essa dependência poderia ser mais bem
trabalhada e discutida na prática educativa, pois os resultados nos levam a acreditar
que os alunos podem construir uma ideia de que a energia tem função de atender às
necessidades humanas. Exemplos que justificam essas ideias estão presentes na
categoria FUNCIONALIDADES como: “A energia é algo que pode fazer algo para
nós”. Essa frase que um aluno utilizou para explicitar o que seria energia está
embasada apenas em seu uso em prol dos seres humanos, o que excluiria, por
exemplo, o restante dos seres vivos. É possível que, com essa forma de pensar, os
alunos não compreendam que a energia é essencial a vida na Terra e que está
presente em todos os seres vivos. Com as concepções que são citadas nessa
categoria, relacionando a utilização da energia, não identificamos qualquer citação
em que os alunos fizessem quaisquer relações com os sistemas ecológicos ou com
problemas energéticos, por exemplo.
Jacques (2008) e Araújo e Nonenmacher (2009) concordam que a
importância da energia e de sua compreensão se insere muito além do espaço
68
escolar, por ser um conhecimento que é solicitado na perspectiva social, política e
até mesmo cultural. Nesse cenário, estimular o estudante a desenvolver uma visão
crítica e argumentativa sobre questões relacionadas à energia se torna
essencialmente preponderante, considerando que em nosso tempo, um dos grandes
problemas a serem solucionados diz respeito a crises energéticas mundiais. Para os
autores, quando os alunos desenvolvem essa visão crítica, que só é possível
mediante a aquisição de saberes, e constante articulação entre conhecimentos
veiculados na mídia e o papel do professor, torna-se apto a participar de modo ativo
na sociedade. Concordamos que, se o aluno compreender a perspectiva mais
aprofundada das questões energéticas, entendendo sua gênese e seu caráter
essencial à existência de vida na Terra, será capaz de ampliar seus conhecimentos
de modo a não mais considerar a importância da energia somente para os aspectos
humanos, mas estendê-la também em outras dimensões.
Morais e Guerra (2011) justificam a importância de se inserir a discussão
energética na escola básica, primeiramente por se tratar de um tema que se insere
em meio às problemáticas ambientais, que embora não sejam próprias dos tempos
atuais, têm se refletido com maior amplitude em nosso tempo. Em um segundo
momento, a importância da temática se justifica pelo fato dela ser cheia de
possibilidades para o ensino, por entrelaçar diversos conteúdos. Nessa perspectiva,
compreendemos que o aprofundamento nas questões que envolvem a energia,
torna-se essencialmente importante para os alunos, por possibilitar que os
conteúdos sejam relacionados de forma adequada, no sentido de que eles possam
perceber que a energia que é tratada em diferentes disciplinas é a mesma e é
essencial a toda vida.
A categoria ENERGIA NOS SERES VIVOS inclui as concepções de energia
como propriedade dos seres vivos ou essencial para processos vitais de um modo
geral.
Nesta categoria encontram-se concepções como “a planta precisa da energia
do Sol para crescer” ou “moléculas produzem energia para os nossos sistemas
funcionarem” que expõem que o aluno relaciona energia com os seres vivos, porém
parece que não há por parte da maioria deles uma compreensão de energia como
facilitadora da vida em nosso planeta. Pelo contrário nessa categoria apenas uma
69
vez apareceu uma concepção sugerindo esta compreensão que foi “só o que está
vivo tem energia”.
A grande maioria das concepções agrupadas nesta categoria como “a planta
precisa de energia para crescer” e “o Sol fornece energia para as plantas
sobreviverem” sugere que o aluno “enxerga” a energia a partir de sua função para os
seres vivos, como se ela fosse importante por causa da sua função e não que os
organismos vivos é que se adaptaram a utilizar a energia para sua sobrevivência.
O ambiente e a vida como são conhecidos foram possibilitados por muitos
fenômenos naturais, dos quais a energia sempre fez parte. E essa visão da energia
ao ser compreendida pelos alunos é muito importante por possibilitar uma
compreensão mais holística do termo, o que pode diminuir as fragmentações
decorridas do atual processo de ensino (WIRZBICKI, 2010).
Corroborando essas ideias, Morais e Guerra (2011) ao verificarem a
percepção dos alunos sobre o conceito moderno de energia, notaram que os alunos
não apresentam uma visão abrangente do tema, embora esse termo seja
relacionado a diferentes disciplinas da grade curricular. A concepção de energia se
mostrou tão limitada, que dos 105 alunos que os autores indagaram todos
relacionaram a energia exclusivamente com a Física.
Essa restrição de um tema abrangente como a energia a um só campo
disciplinar na percepção dos alunos poderia ser explicada por Wirzbicki (2010) ao
mencionar que mesmo que se tenha enfatizado outras visões na organização
curricular, no ensino ou na formação dos professores, o ensino de energia sempre
esteve cercado de abordagens inadequadas, no que se refere às explicações de
cunho científico e restritas a um determinado campo disciplinar. Isso provavelmente
ocasionou a perpetuação, por anos, de concepções simplistas por parte dos alunos
e dos professores. Essas concepções simplistas como analisa a autora podem ser
observadas em nosso trabalho: “a energia é força” e em “a energia aparece de
várias formas”.
A mesma autora ainda ressalta que os níveis de dificuldades intrínsecos à
aprendizagem do conceito de energia devem ser considerados para diminuir a
utilização de explicações que não estejam baseadas em conhecimento sobre o
70
ambiente ou relacionados à natureza da matéria e da energia para não se tornarem
simplistas e até mesmo deturpadas.
Outra perspectiva para o ensino do conceito de energia ser mais abrangente
é exposta por Watanabe e Mataluna (2010). As autoras observam que a energia, por
estar relacionada a questões ambientais e socioeconômicas e a muitos conceitos
oriundos de disciplinas diferentes, é um tema que contempla diversas abordagens.
Morais e Guerra (2011) vão mais além ao observarem que a riqueza temática da
energia está na possibilidade de entrelaçamento de distintos conteúdos, criando
assim inúmeras possibilidades de ensino. As autoras também atentam para o
reconhecimento da energia como “algo indispensável ao funcionamento da vida
social” e que o ensino deste tema permite aos alunos exercerem a cidadania, ao
mesmo tempo em que se sentem “participantes da vida social e política” (MORAIS e
GUERRA, 2011, p. 2).
De qualquer forma, o entendimento dos alunos de um tema tão amplo esbarra
em obstáculos da aprendizagem como os que podem ser observados em “o CO2 e a
água são energias necessárias para a planta se desenvolver” e “a água é uma fonte
de energia, pois precisamos dela para sobreviver”. Nesses casos, o aluno define
energia como duas substâncias materiais distintas, o CO2 e a água, evidenciando
que a maneira superficial com que o tema é trabalhado no ensino atual acaba por
permitir o estabelecimento de relações que não são aceitas cientificamente.
Esses obstáculos apenas serão transpostos após ser realizada uma
conceituação que abranja os diferentes componentes disciplinares das Ciências
Naturais de forma inter-relacionada, aproximando-os e rompendo com essa
concepção
desconexa
que
se
observa
no
ensino
atual
(ARAÚJO
e
NONENMACHER, 2009).
Na categoria ORIGEM estão as concepções que destacam a origem da
energia.
É importante para uma concepção mais ampla do conceito de energia que o
aluno perceba os processos nos quais ela está envolvida, porém isso pressupõe
também que ele tenha compreensão clara da fonte da energia que entra na Terra.
A primeira forma pela qual a energia chega aos ecossistemas em nosso
planeta é a energia luminosa do sol, dessa forma o sol pode ser determinado como
71
a grande fonte de energia para os seres vivos do nosso planeta (DIBLASI-FILHO,
2007). Essa concepção está bem evidenciada nas falas de alguns alunos, tais como:
“o Sol emite energia térmica” ou “o Sol emite energia e não calor”.
Porém para Duit (1984) a noção de que a energia se conserva pode em muito
atrapalhar a compreensão de que a energia, por ser muito importante para a vida no
planeta, precisa ser economizada. Se a energia não pode ser perdida, isto é,
conserva-se, por que deve ser economizada? Embora simplista esse raciocínio pode
ocorrer. Ainda segundo esse autor, a noção da conservação da energia faz com
que o aluno não compreenda de uma quantidade de energia que é suficiente para
suprir a necessidade dos organismos do planeta Terra.
Isso é observado na concepção “a energia que é utilizada em nossa
sociedade exige fontes de energia”, já que o aluno percebe a necessidade de fontes
para o que é utilizado, sua concepção, porém sugere que ele esteja pensando em
energia elétrica e não na energia que chega aos seres na forma de luz solar.
Porém, é notório que a conservação da energia não é o único obstáculo à
apreensão da noção de fonte de energia, pois foi apenas em 1942 que Lindeman
percebeu que a fonte da energia que circulava no ecossistema era o sol, mostrando
que historicamente esta ideia demorou a ser compreendida.
Esta categoria apresenta também muitos obstáculos de aprendizagem, pois
na concepção “eletricidade é fonte de energia” o aluno não compreende a energia
como desvinculada da eletricidade, concebendo a eletricidade como fonte. Essa
ideia é respaldada por outra: “energia elétrica é quem fornece luz”. Aqui há o
problema da associação errônea, pois a energia elétrica não fornece, mas se
transforma em luz, que também é uma forma de energia.
Na categoria REDUCIONISMOS estão expressas as concepções em que o
aluno relaciona energia apenas como uma de suas formas.
Durante o período escolar espera-se que o aluno, ao sair da escola, tenha
aprendido muitos dos conceitos da ciência escolar, dentre eles o de energia. Porém,
por apresentar diferentes aspectos abordados pelas distintas disciplinas escolares,
por ser usado na linguagem cotidiana confundido com força, movimento e potência e
por pressupor uma grande abstração, este conceito é tido como um dos mais difíceis
de ser ensinado (BARBOSA E BORGES, 2006). Isso faz com que “energia é força”,
72
“o calor é energia”, “eletricidade, mecânica e calor são formas de energia” sejam
concepções comumente observadas, pois elas evidenciam que a abrangência do
tema acabou levando a uma concepção geral de que muitos fenômenos podem ser
energia ou uma de suas formas.
Outro fator que corrobora a dificuldade do ensino do tema é a
superficialidade com que o conceito é abordado durante o ensino fundamental,
resultando em alunos que aprenderam apenas os nomes de algumas manifestações
da energia (BARBOSA E BORGES, 2006), como observado nas concepções
“energia é só cinética e potencial”.
Assis e Teixeira (2003) concordam com essa ideia e associam energia à
atividade, ao movimento ou aos processos. A falta de compreensão das
características deste conceito e a não diferenciação entre suas formas e fontes são
aspectos que colaboram para a dificuldade da aprendizagem.
Barbosa e Borges (2006) observam que energia é o nome que foi dado a algo
que existe em diferentes formas, podendo uma forma ser transformada em outra e
que apesar dessa transformação continua sendo energia, pois obedece ao princípio
da conservação. Isso é observado em algumas concepções como “Força e energia
são as mesmas coisas”, “luz é energia” e “existem vários tipos de energia como a
energia elétrica” em que o aluno parece compreender a energia como algo de várias
formas que continuam sendo a mesma energia.
E é com este pressuposto que é necessário ressaltar que o problema não
está nos estudantes conceberem a energia a partir das suas formas, já que continua
a ser energia. O problema está em não partilharem uma compreensão do significado
da energia, não terem o hábito de construir explicações a partir deste significado,
restringindo-se a resolver exercícios sobre o tema, simplesmente porque
aprenderam a utilizar fórmulas. Atualmente, eles conseguem expor situações
cotidianas utilizando nomenclaturas referentes a energia, mas não conseguem
explorar o conceito através de modelos (BARBOSA E BORGES, 2006).
Barbosa e Borges (2006) ainda relatam que esse pouco aprofundamento
existente na aprendizagem é reforçado quando livros, professores, a mídia impressa
e a televisão também abordam o conceito de forma superficial, enfatizando mais as
formas da energia do que a possível explicação do conceito. Assim, encontram-se
73
na linguagem do cotidiano, expressões como “repor energias” pela ingestão de
determinados alimentos ou “descarregar energias negativas” que traz uma
perspectiva mais esotérica à questão, mas que cientificamente não são
reconhecidas.
Os autores continuam e observam que especificamente nos livros-texto de
ciências também podem ser encontradas as várias formas de energia como energia
cinética
ou
energia
potencial
elástica,
por
exemplo,
apresentadas
muito
restritamente a determinados campos das ciências naturais. Também podem ser
encontradas formas de energia como energia química ou energia térmica que são
utilizadas fora da escola e são pouco precisas quanto ao seu significado.
De certa maneira essa categoria leva-nos a acreditar que essa vasta
abundância de formas de energia, às vezes muito específicas, encontradas nas falas
dos alunos e reforçadas por agentes internos como professores ou externos como a
televisão e também observada nos livros sejam resultado do fato que ainda não
termos clareza do que a energia realmente é (BARBOSA E BORGES, 2006).
Na categoria FLUXO, incluímos as concepções de energia como algo que é
transferido de um sistema a outro. Esta categoria apresenta apenas duas
concepções, sendo “calor é processo de transferência de energia” e “a energia
passa por alguns terminais como nos fios”.
Como se nota o aluno não relaciona a energia como constituinte de um fluxo
de energia, que flui pelos ecossistemas e por todos os organismos dos níveis
tróficos, e que possibilita a vida para estes organismos (ODUM, 1986).
A energia flui pelos seres vivos em diferentes formas, mas o aluno a associa
apenas ao calor e a eletricidade. Nesse sentido, não se observam concepções que
tratam da energia fluindo através dos ecossistemas, ligada à matéria, principalmente
na associada ao carbono, o que se inicia com a fotossíntese.
Ao invés disso,
observa-se a concepção de calor como energia em transferência, que já é muito
abordada durante a escola básica e fica memorizada pelos alunos.
Isso caracteriza uma visão de energia fragmentada, pois o aluno relaciona
uma de suas formas com um processo. Calor é uma forma de energia que está
sempre em movimento, mas não é um processo. Barbosa e Borges (2006)
74
identificam isso como problema pelo fato desta concepção mostrar que o aluno não
tem uma compreensão do significado da energia.
Finalmente, na categoria OUTRAS, incluímos as concepções que não
poderiam ser enquadradas nas categorias que foram propostas anteriormente, mas
que, no entanto podem ser importantes para a compreensão das ideias dos
estudantes sobre a energia. Um exemplo é a concepção encontrada no trabalho n°
1, cujas ideias foram relacionadas juntamente com o seu resumo no apêndice II. A
frase é a seguinte: “fóton não tem energia”. A compreensão do que seria fóton e sua
origem são ideias importantes que permeiam o processo fotossintético. Torna-se
essencial, em determinados assuntos, compreender o que o aluno entende por fóton
e o papel da energia nesse processo. No entanto, em nosso trabalho, necessitamos
conhecer de modo mais amplo as concepções iniciais sobre a energia e os
principais obstáculos para a sua compreensão, de maneira que algumas ideias,
como a explicitada, não se enquadrou nas categorias, por serem muito específicas
de determinadas áreas. Outro exemplo pode ser citado como a seguinte frase:
“energia é o centro da gravidade”. Essa concepção, citada por um estudante, é
interessante por se configurar como uma ideia não muito comum entre as
concepções encontradas. Essa frase pode ter tido grande significado para o
estudante que a explicitou no contexto em que foi identificada. No entanto,
analisando-a percebemos que algumas ideias podem não estar muito explícitas, de
maneira que dificulta a nossa interpretação do que o aluno efetivamente quis dizer e
consequentemente sua classificação em alguma das categorias anteriores.
Na categoria “OUTRAS”, também alocamos a seguinte frase “O que faz o
corpo se mover é a força e não a energia”, assim como a concepção “energia tem
diferentes forças”. Essas ideias indicam que há ocorrências em que a energia é
muito confundida com o conceito de força. No entanto, nessas frases não há
considerações do que seria a energia, mas algumas dificuldades em diferenciá-la
junto a outros assuntos. Essas concepções se configuram, também, como um
obstáculo para agrupá-las nas categorias delimitadas.
Tendo apresentado e discutido nossas categorias, julgamos importante,
ainda, tratar de algumas concepções que podem estar presentes em mais de uma
categoria, o que mostra que as categorias propostas não são totalmente excludentes
e que pode haver zonas de intersecção de acordo com a análise que é realizada.
75
A concepção que cita que o “petróleo é uma forma de energia”, poderia ser
enquadrada tanto na categoria REDUCIONISMO como MATERIALISMO. Quando o
aluno explicita que o “petróleo é uma forma de energia” ele pode ter recorrido a um
exemplo na tentativa de explicar o que seria a energia, o que pode ser considerado
reducionista, justamente por não explicar de fato o que a energia é. No entanto,
analisando a frase com outro ponto de vista, percebemos que é uma concepção que
também se enquadraria em MATERIALISMO, devido ao fato de equiparar a energia
a algo material, palpável ou que pode ser vista. Esse modo de definir a energia,
como já discutimos, reforçaria que a energia é algo concreto. De qualquer forma,
não podemos afirmar que a frase empreendida pelo aluno não seja coerente, pois os
estudantes em muitas ocasiões ouvem dizer que nos combustíveis há energia que
proporciona o funcionamento de um veículo. No entanto, acreditamos que são
definições ou explicações muito limitadas e que podem reduzir a capacidade do
entendimento da energia relacionada a outros fenômenos, por exemplo.
Outra concepção que pode ser atrelada a categorias distintas seria “O calor é
uma energia em transferência”. Essa concepção pode fazer parte de FLUXO, pois
compreendemos que pode haver um entendimento do aluno ao citar que uma forma
da energia pode ser transferida ou passar de um sistema para outro. No entanto, ela
também se enquadraria na categoria REDUCIONISMO, novamente por não explicar
o que é energia e sim recorrer a uma de suas variadas formas na tentativa de definila.
A concepção “um copo, quando deixado cair de uma altura, tem energia”,
também se enquadraria em duas categorias concomitantemente. Inicialmente,
poderíamos analisá-la no sentido de que, mesmo um objeto, só poderá ter energia
se cair de certa altura, admitindo-se a energia como algo inerente ao movimento e,
portanto incluída em MOVIMENTO. No entanto, é preciso salientar que a energia
está sendo relacionada a um objeto inanimado que o enquadraria também na
categoria MATERIALISMO. Acreditamos que essa frase se configura como muito
característica de MOVIMENTO, pois em nosso ponto de vista, o objeto pode ter sido
apenas um exemplo para citar que algo em movimento teria energia. De qualquer
forma, é preciso citar que tal concepção poderia pertencer a duas categorias
distintas.
76
Ainda sobre as zonas de intersecção entre as categorias propostas, podemos
citar a concepção alternativa “energia é tudo o que produz força e trabalho”, que
poderia pertencer às categorias REDUCIONISMO e MOVIMENTO. Primeiramente,
concluímos que essa frase estaria sendo relacionada a MOVIMENTO, justamente
por compreender a energia relacionada a alguma atividade. Mas ainda se torna uma
ideia que se encaixaria em REDUCIONISMO por explicitar de forma muito reduzida
o que seria energia, atrelando suas propriedades a apenas a um de seus processos.
Há ainda a ideia explicitada “A água é uma fonte de energia, pois precisamos
dela para sobreviver”. Essa ideia poderia pertencer a três categorias distintas.
Analisando a concepção, é possível perceber que o estudante relacionou a fonte da
energia que pretendia conceituar. Nesse caso, poderíamos empregá-la na categoria
FONTE. Com outro olhar, seria possível perceber que essa frase também menciona
a energia é necessária à sobrevivência. Essa ideia da energia como algo próprio dos
seres vivos, no levaria a enquadrá-la na categoria ENERGIA NOS SERES VIVOS.
No entanto, há uma terceira perspectiva para essa questão. Nessa concepção,
podemos perceber que o estudante pode ter relacionado a energia a algo que pode
ser visto, como a água. Essa concepção, também se enquadraria na categoria
MATERIALISMO, por relacionar a energia a algo que pode ser concreto.
Nas categorias ENERGIA NOS SERES VIVOS e MATERIALISMO, podemos
alocar a concepção “O CO2 é a energia para a planta crescer”. Pensando que um ser
vivo necessita de energia para a sua sobrevivência ou para realizar as suas funções,
podemos enquadrar essa frase na categoria ENERGIA NOS SERES VIVOS. No
entanto, é possível ainda, compreender que a energia está sendo relacionada ao
CO2, portanto, à matéria. Por essa razão, essa frase poderia pertencer a categoria
MATERIALISMO.
A concepção “o Sol fornece energia para as plantas sobreviverem” pode
encaixar em três categorias. São elas: ENERGIA NOS SERES VIVOS,
REDUCIONISMO e ORIGEM. Podemos perceber que a frase menciona a fonte da
energia, isto é, o Sol, podendo claramente ser incluída na categoria ORIGEM. No
entanto, o aluno ainda explicita que essa energia é necessária a um ser vivo, no
caso a planta. Por essa razão, pode ser enquadrada na categoria ENERGIA NOS
SERES VIVOS. Todavia, como o aluno especificou um único tipo de ser vivo, talvez
77
ele não vislumbre a importância da energia para outros seres, o que nos levaria a
concluir que sua afirmação foi reducionista.
Diante do exposto, podemos perceber que muitas frases podem ser
agrupadas e analisadas por meio de categorias distintas ou sob perspectivas
diferenciadas. Uma razão para isso está no fato de que nem sempre os autores dos
trabalhos que examinamos deixaram claro os contextos em que as concepções
foram obtidas. Se conhecêssemos esses contextos com detalhes, talvez algumas
das frases acima pudessem ser alocadas com mais precisão em apenas uma das
categorias. Na dúvida, optamos por discutir as várias possibilidades. Esclarecemos,
ainda, que as concepções alternativas que foram expostas no Quadro III foram
classificadas com base na ideia que era mais explícita na frase.
Mudando de assunto, a respeito das concepções dos professores sobre
energia, encontramos apenas dois trabalhos. Por essa razão, não foi possível
categorizá-las. No entanto, há algumas que poderiam ser destacadas.
No trabalho nº 11 (Apêndice II), encontramos a concepção de energia como
“capacidade de realizar trabalho mecânico”, sendo essa uma ideia muito comum
também entre estudantes da escola básica e em livros didáticos voltados ao ensino
fundamental, médio e até mesmo de ensino superior. Já discutimos no presente
estudo, quais os principais problemas de relacionar a energia apenas ao campo
mecânico, considerando que essa área se configura, como uma de suas variadas
formas de se estudar a energia. Jacques (2008), já havia percebido que esta ideia é
amplamente perpetuada em materiais didáticos e que, muitas vezes, apresenta
contradições até mesmo entre os capítulos de um mesmo livro, pois em cada área
costuma-se conceituar energia de modo distinto.
Essas inadequações conceituais, podem se tornar complexas para o docente
que faz uso desse material para lecionar. Diante das dúvidas dos alunos sobre quais
conceitos estariam corretos, utilizar uma definição simplista se torna mais coerente.
TRUMPER et al., (2000), mencionam em suas pesquisas, que muitos professores
também possuem dificuldades para compreender o que seria a energia, defini-la e
diferenciar os seus processos, em função de terem acumulado inadequações nunca
esclarecidas, ao longo de sua trajetória acadêmica, o que se refletiria no modo como
explicam determinados assuntos.
78
Assumir que a energia só está presente quando há um trabalho mecânico, no
entanto, não é absurdo. De fato, para se realizar alguma atividade mecânica, a
utilização da energia é realmente necessária. No entanto, o problema se configura
em compreender a energia somente como algo que realiza algum trabalho ou
movimento, pois esta ideia não contempla a existência de energia em objetos
inanimados e parados.
Relacionando essas ideias, é possível perceber que a energia associada a
alguma atividade mecânica pode entrar em conflito até mesmo com a categoria
FUNCIONALIDADES, em que agrupamos as concepções dos estudantes, quando a
energia era vista como algo que pode fazer objetos funcionarem. Objetos
tecnológicos como os eletrodomésticos e eletroportáveis, por exemplo, são
referências em utensílios que funcionam devido à presença da energia e que, no
entanto podem não realizar qualquer trabalho mecânico. São, portanto, artefatos
inanimados e sem movimento, mas que usam energia. Dentro desse contexto,
encontramos duas concepções de professores que relacionam a energia a algum
objeto tecnológico: “a energia é um princípio fundamental para o funcionamento de
todos os aparelhos eletrônicos” e “a energia é capaz de aquecer a água e fornos
elétricos”.
Ainda sobre a energia em funcionamento, destacamos duas concepções
encontradas em trabalhos que investigaram as ideias dos docentes. São elas: “Não
se consegue viver hoje sem energia”, e “a energia é necessária para viver”. Essas
ideias também podem ser relacionadas a alguns pensamentos que os estudantes
possuem, por assumir a energia numa visão antropocêntrica, ou seja, relacionada
apenas ao benefício do ser humano. Nessa oportunidade, torna-se essencial
complementar que dentre as 28 concepções alternativas encontradas em
professores, sobre a energia, em nenhum momento, foi feita qualquer menção à
energia relacionada ao restante dos seres vivos. Segundo Jacques (2008), mesmo a
energia tendo um papel essencial em nossa cultura, em relação à tecnologia, ela
não pode ser entendida somente para esse papel. Temos que ensinar os aspectos
relacionados à energia de um modo contextualizado e associado a toda vida. Essa
interpretação feita pelos professores pode ser implícita ou explicitamente transmitida
para aos alunos, fazendo-os construir uma ideia equivocada sobre a energia.
79
Ainda em relação às ideias dos professores, encontramos um número maior
de concepções alternativas de caráter mais cotidiano. Dentre elas, citamos:
“Algumas pessoas podem ter uma energia positiva”, “A disposição é uma energia
que você tem”, “ficar perto da namorada passa uma boa energia”, “crianças
possuem mais energia do que adultos”, “ganhei muita energia nessas férias”, “as
aulas de Física, acabam com as energias”, “crianças energéticas são crianças
agitadas”.
Mencionamos ao longo do presente estudo, que o levantamento dessas
concepções mais relacionadas ao cotidiano ou ao senso comum é essencial para o
processo de ensino e aprendizagem. Citamos, além disso, que essas ideias
apareceram em número muito reduzido quando investigadas com alunos, porque
possivelmente o contexto de coleta dos dados nos trabalhos selecionados pode ter
limitado o aparecimento dessas concepções.
No entanto, o número de concepções mais cotidianas que apareceram nas
falas dos professores, também pode ser justificado devido ao contexto. No trabalho
n° 12 (Apêndice II), os autores, objetivaram de fato levantar os conhecimentos mais
cotidianos por meio do contexto em que a pesquisa foi realizada. Crepalde e Junior
(2011) elaboraram um instrumento para construir um diálogo entre os variados
significados sobre a energia, o que fomentou o aparecimento de ideias variadas.
Acreditamos que as investigações deveriam ter como foco a compreensão ampla da
energia e não apenas as ideias associadas aos contextos escolares, pois as
respostas dos alunos podem sofrer fortes influências da metodologia que foi
empregada na investigação.
As pesquisas com concepções dos professores, segundo o nosso ponto de
vista, são essenciais para se compreender, também, as ideias dos alunos, pois
concordamos com Driver et al. (1999) que o docente, dentro da concepção
construtivista, possui um importante papel na mediação e na construção coletiva dos
conhecimentos. Por essa razão, algumas ideias que os professores apresentam
podem estar sendo veiculadas para os estudantes, o que poderia reforçar algumas
concepções alternativas equivocadas e incoerentes que encontramos.
Tratando agora das concepções encontradas nos livros, localizamos ideias
como: “Os corpos em movimento possuem energia e, portanto, podem causar
deformações” que mostra a visão de energia ligada ao movimento, o que foi
80
observado em muitas concepções encontradas nos alunos e o que levou propor uma
categoria com esse nome. Essa ideia de energia associada ao movimento é muito
antiga e foi concebida por observação de que havia algo em movimento, sendo esse
algo a própria energia. Porém, o que se percebe nessa concepção é que apenas
corpos que estão em movimento possuem energia, o que não é verdade, já que
qualquer objeto pode receber energia na forma de calor sem que se movimente. O
que é diferente da energia cinética que é a energia do movimento e que parece ser o
caso das concepções a seguir: “a energia cinética é aquela relacionada ao
movimento. Tudo o que se move no universo tem energia cinética” e “a energia
cinética é a energia de movimento e que o corpo que a tem produz trabalho”. Assim,
concepções como estas reforçam explicações simplistas e fragmentadas nos alunos
sobre um conceito complexo como a energia.
Também observamos nas concepções encontradas nos livros a explicitação
da relação da energia com os seres vivos, o que pode ser comparado com a
categoria ENERGIA NOS SERES VIVOS. A frase: “para manter nosso corpo
aquecido ou simplesmente para sobreviver precisamos de energia” revela uma ideia
de energia necessária a nossa sobrevivência, mas também à sobrevivência e
manutenção da vida de todo ser vivo como explicitado na concepção: “Nos seres
vivos a energia química contida nos alimentos é extraída através da respiração
celular e cedida para o trabalho das células. Muitas vezes, essa energia química se
transforma em outros tipos de energia”. Tais concepções são importantes para levar
o aluno a compreender que em todos os fenômenos necessários à origem,
manutenção e evolução da vida a energia esteve presente.
Outra concepção encontrada nos livros foi “pode-se então concluir que o
fornecimento de calor provoca dois fenômenos na água: aumento de temperatura e
mudança de estado físico” que explicita uma visão de energia como um agente
causador de determinados fenômenos em algumas sustâncias, no caso a água.
Visões como essa não foram identificadas nas concepções dos alunos. Em
contraposição também encontramos concepções como “A energia química é
produzida pelas reações químicas” ou “Os ácidos e as bases quando em solução
(misturados com água), os ácidos conduzem eletricidade” que também expressam
uma visão de energia como resultado de um processo que também não foi
identificado na concepção dos alunos.
81
Outra ideia encontrada foi “A geladeira, o telefone, a televisão, o aparelho de
som, o chuveiro elétrico, a energia elétrica que alimentar todos esses aparelhos,
tudo isso aumenta o conforto dos nossos lares e faz com que olhemos o mundo de
maneira diferente”. Aqui há uma visão de energia como existente apenas para suprir
nossas necessidades, ao fazer com que aparelhos tecnológicos funcionem para
nosso conforto. O que reforça a ideia do papel social deste conceito.
Por fim, há ainda a concepção de energia “A bateria de um carro possui
energia química que se transforma em energia mecânica e aciona o motor do carro”
em que a energia é vista como algo que pode ser armazenado nos objetos, no caso
a bateria, o que faz com o que o aluno não perceba que a energia como a
conhecemos está na maioria das vezes associada em nível atômico à matéria de
forma a ser utilizada e armazenada nessa forma.
82
7.
CONCLUSÕES
Cumprindo com o objetivo de levantar as concepções alternativas sobre o
conceito de energia dos últimos vinte anos, identificamos muitos obstáculos que
dificultariam o entendimento da energia.
O
primeiro
deles
pode
ser exemplificado
com
base
na
categoria
MOVIMENTO, em que muitos alunos atrelam a presença da energia apenas à
existência de alguma atividade, o que pode fomentar visões muitos limitadas do
conceito de energia. Essa maneira de pensar poderia dificultar, também, o
entendimento da energia nos seres vivos, pois muitos alunos podem não
compreender que a energia está sendo relacionada aos vegetais, por não eles se
locomoverem.
Outra questão que foi identificada faz menção à tendência dos estudantes em
substancializar a energia, compreendendo-a como algo concreto e que pode ser
visto. Uma concepção característica dessa categoria seria relacionar alimento a
energia, como se o alimento, fosse de fato energia. Na categoria FLUXO,
identificamos poucas concepções. Possivelmente, em função de muitos alunos
terem a dificuldade de compreender que a energia pode fluir. Esse ponto de vista
também pode ser evidenciado pelo fato de nenhuma concepção alternativa ter sido
relacionada ao Ecossistema, o que poderia salientar que a energia é pouco atrelada
a Ecologia.
Na categoria ENERGIA NOS SERES VIVOS, pudemos perceber que o Sol é
comumente relacionado como fonte de energia, que é somente necessária aos
vegetais. Essas ideias podem dificultar a compreensão de que a energia solar é
essencial a toda forma de vida. Acreditamos que essas ideias podem estar sendo
fomentadas devido à fragmentação dos conteúdos, reforçando que os assuntos são
totalmente excludentes entre si.
Embora muitos obstáculos tenham sido identificados com o levantamento das
concepções alternativas dos estudantes, muitos professores podem apresentar
incoerências para o conceito de energia e tendem, também, a substancializá-la.
Além disso, identificamos que muitos utilizam a definição de energia como sendo a
capacidade de realizar trabalho, o que pode reforçar a ideia reducionista nas
83
concepções alternativas dos estudantes. Outro aspecto que merece destaque é
ausência de concepções que relacionassem energia a Ecologia ou a fenômenos
biológicos mais específicos, o que poderia demonstrar que o ensino da energia não
tem sido contextualizado, de forma que os alunos relacionem a energia mais ao
campo social ou atrelado apenas a objetivos tecnológicos, o que dificultaria o
entendimento da energia de forma holística.
No entanto, essas ideias podem, também, estar sendo reforçadas pelo
tratamento conceitual veiculado nos livros didáticos. Muitos autores encontraram
incoerências significativas quanto ao conteúdo conceitual da energia. Acreditamos
que esse contexto pode favorecer o aparecimento de obstáculos para a
aprendizagem de energia.
É essencial conhecermos as principais ideias que os estudantes possuem
bem como suas dificuldades de aprendizagem sobre o tema, pois acreditamos que a
ciência dessa problemática pode nos auxiliar a repensar algumas práticas
educativas e embasar novas metodologias de ensino.
Finalizamos ressaltando a importância do conhecimento das concepções
alternativas de energia para termos maior compreensão das dificuldades de
aprendizagem desse tema, pois acreditamos que a ciência dessa problemática pode
nos auxiliar a repensar algumas práticas educativas e embasar novas metodologias
de ensino.
84
8.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Diante de alguns obstáculos que foram identificados ao longo da análise do
presente estudo, acreditamos que se torna relevante tecer algumas considerações
sobre como diminuir alguns dos problemas identificados e analisados.
A fragmentação dos conteúdos no ensino seria um tema que poderia entrar
em discussão, por ser uma questão que está sendo implicitamente reforçada, pois
muitos estudantes têm apresentado dificuldades em relacionar determinados temas
a outros contextos ou entender a energia como algo que permeia o cotidiano e os
fenômenos biológicos. Segundo Araújo e Nonenmacher (2009), para minimizar essa
situação, os professores poderiam contribuir nos momentos de elaboração de
propostas de ensino, desenvolvendo um trabalho coletivo e interdisciplinar. Nessa
visão, os autores, compreendem que é preciso tomar consciência sobre a
necessidade de se reconfigurar o modo como o ensino é planejado e empreender
ações concretas para, de fato, superar a fragmentação do ensino.
Além dessa organização articulada entre os professores e gestores escolares,
Assis e Teixeira (2003) compreendem que os materiais de apoio devem ser
coerentes com essa nova maneira de coordenar os conteúdos. Para os autores,
torna-se essencial utilizar textos alternativos durante as aulas, com o propósito de
facilitar a construção de uma ideia de energia amparada em conhecimentos
científicos. Além disso, a utilização de textos alternativos pode servir como um
importante recurso de mediação entre disciplinas distintas e fornecer aos alunos
uma visão mais crítica, social, política, histórica e até mesmo econômica sobre a
energia.
Ainda sobre a importância de não fragmentar o ensino de energia, Araújo e
Nonenmacher (2009), compreendem que além dos textos alternativos, é importante
analisar os livros didáticos que são escolhidos, por se configurarem como material
de referência para os estudantes. Já mencionamos no presente estudo que Jacques
(2008) em sua análise, concluiu que em um mesmo material, até mesmo entre
capítulos, pode haver incoerências conceituais. Para Araújo e Nonenmacher (2009),
quando o professor analisa o livro didático que adota e desenvolve o hábito de
consultar mais de um livro, reduzem-se as possibilidades de se filiar a apenas um
conceito, que dependendo do contexto pode se tornar um obstáculo para que os
85
alunos compreendam um novo conteúdo ou o relacione com outros fenômenos.
Assim, Assis e Teixeira (2003), acreditam que estimular a utilização de textos
diferenciados e ao final de cada atividade, procurar a adequação dos termos que
eventualmente podem estar inadequados cientificamente, favorece que os alunos
entendam a energia de modo mais adequado.
Concordamos com Barbosa e Borges (2006) que a escola deve promover um
ensino contextualizado desde os primeiros momentos de escolarização, por propiciar
que o estudante desenvolva competências e habilidades argumentativas que se
tornam cada vez mais complexas no decorrer de sua vida escolar. Um ensino com
essas características valorizaria muito mais as ideias e as construções dos
estudantes, do que a simples memorização de fórmulas e conteúdos.
Ainda sobre a contextualização, a energia precisa ser entendida dentro de
uma dimensão maior, como em um Ecossistema, por exemplo (ARAÚJO e
NONENMACHER, 2009). A energia, quando entendida de modo reduzido, não
permite que o estudante visualize sua real importância para a vida social. Por essa
razão, o professor, ao ensinar o tema ou questões a ela intricadas, deve direcionar o
aluno a uma visão macro da energia, procurando exemplos do dia-a-dia e até
mesmo conduzindo os alunos a pensarem nas questões midiáticas. Esses
elementos quando combinados com o diálogo e as discussões na sala de aula,
tornam-se importantes instrumentos para contextualizar o ensino da energia.
Segundo Vieira e Santos (2002), a crise energética, por exemplo, poderia ser
um bom tema gerador para o trabalho ser contextualizado na sala de aula, por nos
remeter quase que imediatamente a questão ambiental. Para os autores, os
professores necessitam atrelar os principais problemas cotidianos aos fenômenos
físicos, químicos e biológicos, principalmente por propiciar que o aluno compreenda
que há um importante elo entre todos esses assuntos e percebam que um elemento
está essencialmente interligado a outro.
Ainda sobre a questão ambiental, a energia está essencialmente atrelada aos
problemas ambientais, que estão associados com a forma com que a energia é
produzida e utilizada. Nesse sentido, é essencial que os estudantes compreendam a
gênese dos desequilíbrios ambientais, por meio do compromisso do professor em
discutir a energia de forma holística (ARAÚJO e NONENMACHER, 2009). Assim, os
alunos podem adquirir maior consciência ecológica e reduzir o desperdício de
86
energia, por exemplo. A compreensão e o conhecimento sobre a energia
estabelecem uma forte interação entre a ciência e o cotidiano e torna o ensino muito
mais significativo.
Quando decidimos ser professores, assumimos um papel de imensa
responsabilidade diante da educação e perante a sociedade, por fomentarmos que
os alunos desenvolvam novos pensamentos, perspectivas e novos questionamentos
diante de sua vida pessoal e profissional. Somos responsáveis por torná-los mais
participativos e preparados para compreender os fenômenos que permeiam o
mundo em sua volta. Portanto, julgamos que os profissionais de educação devam
estar sempre se atualizando e pensando em novas formas de ensinar.
Para Morais e Guerra (2011), o ensino da energia é cheio de possibilidades
justamente por entrelaçar diversos meios e experiências. Por essa razão,
acreditamos verdadeiramente, que é nessas grandes possibilidades de ensino, com
temas realmente significativos, que cumprimos nossos papéis de empreendedores
sociais e construímos novas visões e atitudes.
87
9.
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conceptions of energy among elementary school teachers in training: Empirical
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93
VALENTE, M de J. P. A pedagógica do conceito de energia. Universidade Nova
de Lisboa, Lisboa, 1993, p. 181-215 (Dissertação de Mestrado).
VALENTE, M. J.P. Construção Histórica do conceito de energia: contributo para
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VIEIRA, M. A.; SANTOS, A. de C. K. dos. Energia e educação ambiental: um estudo
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Ambiental, Rio Grande, v. 9, 2002, p. 137-151. Disponível
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ZUBILLAGA, A. G.; GARCÍA, F. G. Un módulo instruccional para un aprendizaje
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WIRZBICKI, Sandra Maria. Abordagens e reflexões sobre a significação
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Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, Ijuí- Pós-graduação em
Educação nas Ciências, 2010, p.69-94 (Dissertação de Mestrado).
94
APÊNDICE I – REVISTAS SELECIONADAS
ISSN
Título
1413-8638
Ambiente e Educação
1983-6422
A Física na Escola (Impresso)
1516-1498
Ágora ( PPGTP/UFRJ)
1677-2334
Caderno Brasileiro de Ensino de Física
0102-3594
Caderno Catarinense do Ensino de Física
0100-1574
Caderno de Pesquisa (Fundação Carlos Chagas. Impresso)
0101-3262
Cadernos do CEDES (UNICAMP) – não tem
1806-5821
Ciências & Cognição (UFRJ)
1516-7313
Ciência e Educação (UNESP. Impresso)
1980-8631
Ciência e Ensino (Online)
0212-4521
Enseñanza de las Ciencias
0101-465X
Educação (PUCRS.Impresso)
0102-6801
Educação e Filosofia (UFU. Impresso)
1517-9702
Educação e Pesquisa (USP)
0100-3143
Educação e Realidade
0102-4698
Educação em Revista (UFMG. Impresso)
0101-7330
Educação e Sociedade (Impresso)
1415-2150
Ensaio: Pesquisa em Educação em Ciências (Impresso)
1132-9157
Enseñanza de las Ciencias de la Tierra
0326-7091
Enseñanza de la Física
1982-2413
Experiências em Ensino de Ciências (UFRGS)
0104-5970
História, Ciências, Saúde-Manguinhos (Impresso)
1518-9384
Investigações em Ensino de Ciências (UFRGS. Impresso)
1980-1165
Pesquisa em Educação Ambiental (UFSCar)
1413-2478
Revista Brasileira de Educação (Impresso)
1806-9126
Revista Brasileira de Ensino de Física (Online)
1806-5104
Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências
0124-5481
Revista de Educación de las Ciencias
0329-5192
Revista de Educación en Biología
0326-7091
Revista de Enseñanza de la Física
1517-1256
Revista Eletrônica do Mestrado em Educação Ambiental
0871-9187
Revista Portuguesa de Educação
95
APÊNDICE II – RESUMO DOS ARTIGOS SELECIONADOS
Lista de resumos dos trabalhos que investigaram as concepções de Energia
com alunos:
Nº 1. Un módulo instruccional para un aprendizaje significativo de la energía.
ZUBILLAGA, A. G.; GARCÍA, F. G
Resumo:
Neste trabalho se descreve uma experiência de aprendizagem significativa do
conceito de energia através da implementação de um módulo instrucional
conceitualmente transparente, com base no referencial teórico de Ausubel e Novak,
que enfatizam ferramentas de mapas conceituais como facilitadora da aprendizagem
significativa. A implementação do módulo foi realizado com estudantes de uma escola
pública no distrito de Pamplona. O resultado do trabalho mostra uma tendência
positiva quanto aos indicadores de aprendizagem significativa em relação ao conceito
de energia. Além disso, este estudo destacou as dificuldades de alguns alunos a
superarem alguns equívocos sobre o conceito de energia.
Concepções alternativas:
- Energia é uma propriedade dos corpos que pode aparecer de diversas formas;
- Energia pode se transformar e se transferir;
- A energia que é utilizada em nossa sociedade exige fontes de energia;
- Energia tem diferentes forças;
- O secador de cabelo tem energia;
- A energia cinética é identificada com a velocidade, ou com a altura;
- Petróleo é uma forma de energia;
- Eletricidade é fonte de energia;
- Energia não renovável se renova quando é degradada;
- A energia aparece de diversas formas;
- O calor é uma energia em transferência;
Referência:
Enseñanza de las Ciencias, V. 29, n. 2, p. 175-190, 2011
Nº 2. A atividade prática abordada por meio de situações-problema, visando a
promoção da aprendizagem significativa dos conceitos relacionados aos
processos de transmissão de energia térmica, no ensino médio
Autora: Ana Paula da Costa Amaral
Resumo:
96
Na tentativa de motivar os alunos, aumentar sua participação e interesse, além de
buscar implementar a conscientização da importância da Física para a vida,
relacionando-a ao atual problema ambiental do aquecimento global, se elaborou,
nesse trabalho, uma estratégia de ensino diferenciada, baseada na atividade prática
cuja realização se dá por meio de resoluções de situações-problema, perspectiva de
Gerard Vergnaud, visando a aprendizagem significativa à luz da teoria da
Aprendizagem Significativa de David Ausubel. Se trabalhou os processos de
transmissão de energia térmica, pertencente ao currículo da segunda série do ensino
médio, junto a suas turmas. Porém, em somente uma delas se aplicou a proposta do
trabalho, enquanto na outra mantiveram as aulas tradicionais – aulas em que o
professor se utiliza de giz, quadro, livro didático e ambas as turmas e se analisou os
dados obtidos. Os resultados mostraram que houve grande rendimento, domínio de
conteúdo, explicitação de conceitos, sensibilização quanto as questões sócioambientais e mudança de visão sobre a disciplina Física.
Concepções alternativas:
-O Sol emite energia e não calor;
-O Sol emite energia térmica;
-O calor é uma substância que fica presa dentro de um corpo;
- Os raios solares entram pela atmosfera aquecendo a Terra;
Referência:
Universidade de Brasília-DF: Pós-Graduação em Ensino de Ciências, 2010
(Dissertação de Mestrado)
Nº 3. Educação de jovens e adulto: uma abordagem transdisciplinar para
o conceito de energia;
Autores: Débora Coimbra; Neiva Godoi; Yvonne Primerano Mascarenhas;
Resumo:
Assumindo que a aprendizagem decorre da demarcação e ampliação de zonas de um
perfil conceitual, foi proposto uma seqüência didática para o ensino do tema energia,
numa perspectiva transdisciplinar. O estudo envolveu 28 estudantes da Educação de
Jovens e Adultos (segundo ano do ensino médio) de uma escola pública do município
de São Carlos, SP, Brasil. O Perfil conceitual é uma ferramenta teórica proposta por
Mortimer (1996), que relaciona a construção de um conceito ao contexto real
vivenciado, dependente de fatores como produção científica, a cultura e o cotidiano.
Inicialmente, foi aplicado um pré-teste para o levantamento das concepções sobre
97
energia, contendo questões de mecânica e termodinâmica, e também algumas
questões discursivas abertas. Posteriormente, atividades como a interpretação de
letras de música e de textos e a análise de situações experimentalmente foram
implementadas, numa abordagem sócio-cultural. Além de identificar e enriquecer o
perfil conceitual dos estudantes, a ideia foi incluir novas zonas relativas à noção de
energia nuclear. Concomitante e oportunamente, foram abordados assuntos como
fotossíntese, respiração animal, balanço energético diário e fenômenos atmosféricos
como o El Niño. A pesquisa foi finalizada com a aplicação de um pós-teste. Os
resultados mostraram que em função dos obstáculos encontrados na aprendizagem
do tema, a sequência didática deverá se modificar.
Concepções alternativas:
-A planta precisa da energia do Sol para crescer;
-O calor é energia;
-Luz é energia;
-Alimento é energia;
-Combustível é energia;
-O vento pode ser aproveitado como energia;
-Gasolina é uma forma de energia;
-No carro, a energia é a queima do combustível para girar o motor;
-Energia é força;
Referência:
Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, vol. 8 nº2, 2009
Nº 4. O uso de analogias na EJA: as concepções alternativas na ótica dos
estudantes do proeja do IFPI acerca do conceito de energia mecânica.
Autores: FREITAS, P. H.; MORAIS, M. A.
Resumo: Este trabalho mostra uma estratégia de ensino desenvolvida com alunos
jovens e adultos. A proposta foi a utilização de métodos de analogias para identificar
as concepções alternativas destes alunos acerca do conceito de Energia Mecânica.
Levando em consideração os pressupostos teóricos da aprendizagem significativa
ausubeliana, é possível constatar que o uso de analogias como recursos didáticos
tornam a aprendizagem dos alunos jovens e adultos algo mais contextualizado.
Nossa metodologia foi baseada na utilização do questionário semi-estruturado que
trata dos tipos de Energia Mecânica, suas formas e transformações. Como resultado
98
da pesquisa verificou-se que 48% dos alunos do PROEJA tiveram acertos nas
questões objetivas. E a maioria, 65% acertaram nas subjetivas, comprovando assim a
teoria da aprendizagem significativa defendida por Ausubel.
Concepções alternativas:
-Energia mecânica é algo relacionado com força e movimento;
-O carro quando está em movimento tem energia;
-Energia é uma força que faz com que nos movimentemos;
-Sem energia, não há movimento;
-Energia é tudo o que produz força e trabalho;
Referência:
IV Congresso de Pesquisa e Inovação da Rede e Nordeste de Educação Tecnológica,
Belém – PA, 2009.
Nº 5. Investigating Grade 8 Students’ Conceptions of ‘Energy’ and
Related Concepts.
Autores: Necati Hirça; Muammer Çalik; Fikret Akdeniz.
Resumo:
Este estudo pretende compreender os conceitos de energia de alunos do 8º ano do
Ensino Fundamental. A amostra consiste em 1718 alunos que foram escolhidos
aleatoriamente em nove escolas em Erzurum. Para coletar os dados, os
pesquisadores desenvolveram um instrumento que contém 18 perguntas. Os
resultados revelaram que por causa das numerosas concepções que existem a cerca
do conceito de energia, os alunos possuem dificuldade em entendê-la. Com o
conhecimento dessas concepções, o trabalho procurou enfatizar uma proposta de
ensino que visava à mudança conceitual, pretendendo uma evolução do
conhecimento cotidiano para o científico.
Concepções alternativas:
-A energia pode ser vista a olho nu;
-A energia pode ser vista no microscópio;
-A energia pode ser vista por um electro-microscópio;
-O que é estável, não tem energia;
-Um adulto tem mais energia do que uma criança;
99
-A energia pode ser armazenada;
-Para a planta crescer a energia é vinda dos sais mineiras;
-O CO2 é a energia para a planta crescer;
-O CO2 e a água são energias necessárias para a planta se desenvolver;
-Um animal para sobreviver tira energia da fotossíntese;
-Para sobreviver, um animal tira energia da transpiração;
-Se o fogo queima, também faz desaparecer a energia;
-Antes do objeto queimar não há energia, mas quando queima converte a energia em
calor;
-A planta transforma energia química em energia potencial;
-A energia da luz é convertida em energia potencial pela planta;
-A energia térmica se transforma em energia potencial pela planta;
-A energia pode ser destruída;
-Só que o que está vivo tem energia;
-Quando uma energia é convertida pode ser destruída;
Referência:
Journal of Turkish Science Education, vol. 5, n.1, p.75-87, 2008
Nº 6. Conceitos de física na Educação básica e na Academia: Aproximações e
Distanciamentos
Autores: DEL CARLO, S
Resumo:
Este trabalho tem como objetivo verificar a aproximação entre os conteúdos de
ensino de Ciências Naturais, especificamente de Física. Para análise foram
selecionados alguns conteúdos centrais da Física, como os princípios em
geral e os conceitos de energia, força e campo, e comuns aos ensinos
fundamental e médio: peso e massa; calor e temperatura; carga; Esses
conceitos foram analisados e comparados a abordagem realizadas nos livros
da Ciência de Referência. Os resultados indicam que há um distanciamento
entre os conceitos de Física da realidade dos alunos e com a abordagem dos
livros didáticos. Para o autor, como a maioria dos professores do ensino
fundamental não tem formação específica em Ciências, dificilmente identifica
esses aspectos.
Concepções alternativas:
100
-Energia é um tipo de usina que produz energia elétrica a partir da força da água;
-Capacidade de realizar trabalho.
Referência:
USP-SP: Pós-graduação em Educação, 2007 (Tese de Doutorado)
Nº 7. Estudo exploratório de uma abordagem interdisciplinar para o conceito
de energia.
Autores: Neiva Godoi; Débora Coimbra; Yvonne P. Marcarenhas
Resumo:
O presente estudo avalia estratégias didáticas envolvendo a interdisciplinaridade para
abordagem do tema energia, no segundo ano do Ensino Médio. Foram feitas
gravações em vídeo sobre a implementação da sequencia didática realizada em uma
escola da rede pública da cidade de São Carlos, SP que permitiu acompanhar o
processo de ensino e recortar episódios, os quais evidenciavam as dificuldades na
construção das noções abordadas. Os episódios recortados com as colocações dos
estudantes nas resoluções de situações problema propostas no pós-teste, indicou
uma constante preocupação em não errar, o que inibiu uma maior participação e a
realização de atividades mais interativas. Concluiu-se que a sequencia didática
proposta deva ter um maior refinamento e adequação, mesmo sendo constatado que
onze estudantes atingiram um nível de racionalismo
típico do perfil racionalista
clássico bachelardiano e que cinco deles, consequiram utilizar adequadamente a
relação de Einstein entre massa e energia;
Concepções alternativas:
-Para falar o que é energia vai depender do lugar em que você está colocando a
força;
-Energia é resultado do trabalho da força;
-Energia é alimento;
-Energia se usa, se produz, se movimenta e se queima para utilização;
-Movimento e calor são energia;
-Energia fazem as coisas funcionarem;
-Calor é uma forma de energia;
-O que faz o corpo se mover é a força e não a energia;
-Muita energia produz força para o corpo se mover;
101
-Energia esta associada ao combustível;
-Qualquer trabalho que se realiza necessita de energia;
-Combustível é a alimentação, a luz, o ar que se respira pois tem energia;
-Energia é todo tipo de trabalho realizado;
-Sem energia, não se realiza trabalho;
-Existem vários tipos de energia como a energia elétrica;
-Energia elétrica é quem fornece luz;
-Energia elétrica também faz funcionar a TV e o rádio;
-Energia é a intensidade da força;
-Energia possibilita movimentos e a força possibilitar levantar algo mas não são as
mesmas coisas;
-Força e energia são as mesmas coisas;
-Energia, força estão relacionados com o realizar trabalho;
-Quando rompe o fio do chuveiro e o desliga, a energia não passa e não liga o
chuveiro;
Referência:
X Encontro de Pesquisa em Ensino de Física, 2006
Nº 8. O Entendimento dos Estudantes Sobre Energia no Início do Ensino
Médio.
Autores: João Paulino Vale Barbosa; Antonio Tarciso Borges.
Resumo:
Este trabalho relata parte de uma pesquisa desenvolvida no escopo de um projeto
mais amplo, em que se desenha uma sequencia didática para o ensino de energia
para estudantes do primeiro ano do ensino médio de uma escola publica de Belo
Horizonte. Foi desenvolvido um ambiente de aprendizagem para auxiliar os
estudantes a explicitarem e revisarem seus “modelos de energia”, incentivando o
trabalho em grupo e discussões em sala de aula. Nesse trabalho foram analisado
apenas os “modelos de energia” dos estudantes que foram identificados na fase
preliminar a intervenção que foi desenvolvida e implementada.
Concepções alternativas:
-A energia está no alimento que passa para o nosso corpo;
-Potássio é energia;
102
-A planta precisa de energia para crescer;
-A energia elétrica pode ser armazenada;
-A pilha transmite energia para a lâmpada acender;
-Energia é movimento;
-Energia elétrica é uma energia;
-Bateria produz energia;
-Energia nuclear ou radiação é energia;
-Alimento fornece energia;
-Moléculas produzem energia para os nossos sistemas funcionarem;
-Energia faz as coisas funcionarem;
-Fé é uma energia;
-Existem uma energia espacial
-Energia é algo que tem existência material;
-A Energia do corpo nos ajuda a praticar esportes;
-O corpo é um reservatório de energia;
-O corpo cria energia para andar de bicicleta;
-O petróleo tem energia porque é usado em combustível;
-O ciclista tem energia porque consegue movimentar a bicicleta;
-Energia ajuda o foguete a funcionar;
-O Sol fornece energia para as plantas sobreviverem;
-O fogo, a chama não tem energia porque nada o faz funcionar;
-A energia é transmitida pelo som que ouvimos;
-Os aparelhos eletrônicos funcionam devido a uma energia;
-Quando praticamos esportes, perdemos energia;
-Onde não há movimento, não há energia;
Referência:
Cad. Bras. Ens. Fís., 2006
Nº 9. Algunas dificultades em torno a La conservación de la energia.
Autores: Solbes, J.; TARÍN, F.
Resumo:
Neste artigo se analisou o ensino e a aprendizagem do conceito de energia no nível
secundário mostrando que métodos tradicionais para ensinar energia: a) não
consideram equívocos estudantes, b) introduzem a conservação de energia em
103
mecânica e termodinâmica, mas não esclarecem se é um teorema ou um princípio, e
c) não apresentam a conservação de energia como um princípio geral de toda a
física. Finalmente, o trabalho mostra uma nova abordagem para o ensino de energia.
Concepções alternativas:
-Energia é propriedade de todos os corpos;
-Fóton não tem energia;
-O painel solar é capaz de transformar a energia do Sol em cinética;
-Eletricidade, mecânica e calor são formas de energia;
-Energia é só cinética e potencial;
-A energia potencial se refere a um corpo no campo gravitacional;
-Energia é algo que fica no interior do organismo;
-Energia é o cento da gravidade;
-Calor é processo de transferência de energia;
-A energia não é preservada porque é transformada;
-A energia esta associada ao movimento;
-A energia não fica no corpo, mas é gasta com o movimento;
-Um trem tem energia;
-Um copo, quando deixado cair de uma altura, tem energia;
-Um cinzeiro ou uma mesa que está parado, não tem energia;
Referência:
Enseñanza de las ciências, 1998
Nº 10. Some alternative views of energy
Autor: D. Michael Watts
Resumo:
Este trabalho buscou investigar as concepções do conceito de energia de alunos da
escola básica por ser um tema que liga diferentes áreas de Ciências. Após análise
dessas concepções, o autor sugere que há oito categorias em que os conceitos de
energia podem ser agrupados: a) Energia centrada no homem; b) Energia como
depósito; c) Energia como ingrediente; d) Energia como atividade; e) energia como
produto; f) Energia como produto; g) Energia como funcional; h) Energia como
transferência; Se conclui que tendo o conhecimento dessas ideias que os alunos
possuem diante do conceito de energia pode facilitar as discussões no Ensino de
104
Ciências.
Concepções alternativas:
-Uma pessoa tem energia para movimentar algum objeto;
-Um objeto não tem energia pois não se move sozinho;
-Dois produtos químicos tem energia porque reagem;
-A água é uma fonte de energia pois precisamos dela para sobreviver;
-Á água é necessária para fazer com que os geradores de energia funcionem;
-Bateria tem energia;
-Lâmpadas e fios precisam de energia;
-Uma pessoa tem que ter energia e armazená-la para usar depois;
-É possível obter energia do óleo, gasolina, do sol;
-A semente tem energia mas precisa do Sol para crescer;
-A queima do fogo tem energia;
-Há energia quando o telefone toca;
-Pessoas correndo tem energia;
-Um carrinho quando se move rápido está criando energia;
-Uma energia pode se transformar em outra e produzir calor
-O calor produz energia térmica;
-Uma pessoa tem energia porque pode empurrar algum objeto;
-A energia é algo que pode fazer algo para nós;
-A energia precisar fazer alguma coisa funcionar;
-A energia passa por alguns terminais como nos fios;
Referência:
Phys. Educ. vol. 18, 1983
Lista de Trabalhos que investigaram as concepções de energia com professores:
Nº 11. Un programa de investigacion-accion con profesores de secundaria
sobre la enseñanza-aprendizaje de la energía. Un estudio de caso.
Autores: Carlos BañasI; Rosa PavónI; Constantino RuizII; Vicente MelladoII
Resumo:
Foi realizado um programa de pesquisa-ação na Espanha com base na reflexão
metacognitiva com quatro professores de ciências em uma escola secundária durante
2002 e 2003.
Durante o estudo, os professores participantes analisaram as
105
concepções alternativas de seus próprios alunos sobre energia por meio da utilização
de um questionário. Os métodos de ensino utilizados pelos professores também
foram observados por meio de gravações em vídeo de suas aulas. No artigo centrouse sobre o caso da Professora Raquel e sobre seus modelos de ensino,
evidenciando, também como as ideias dos alunos sobre energia evoluíram durante o
programa. Os resultados mostraram que a reflexão do professor sobre as ideias de
seus alunos sobre energia o levou a planejar novas unidades de ensino que levaram
em conta as concepções alternativas, incluindo novas estratégias e recursos no
ensino. No entanto, a evolução de ensino no modelo da professora Raquel não foi
suficiente para melhorar o aprendizado de seus alunos, pois se concluiu que é
necessário que o professor entenda melhor o conceito de energia no contexto
pedagógico.
Concepções alternativas:
-Energia é a capacidade de efetuar trabalho mecânico;
-Calor e temperatura é uma energia que o corpo tem;
-O corpo não transfere energia mas a tem;
-Trabalho é um ato de transformação por meio da força;
-A energia não é criada nem destruída mas conservada;
-A energia desaparece;
Referência:
Revista Brasileira de Ensino de Física, 2011
Nº 12. Identificando sentidos atribuídos por alunos de licenciatura em
educação do campo ao conceito de energia: Uma contribuição para educação
em ciências em uma perspectiva intercultural.
Autores: Rodrigo dos Santos Crepalde; Orlando Aguiar Jr.
Resumo:
Este trabalho é parte de um projeto de mestrado em andamento que pretende
examinar as contribuições da noção de perfil conceitual (MORTIMER, 1996, 2000) no
contexto de uma proposta de educação intercultural na formação de educadores do
campo. Os dados foram coletados durante a disciplina “Energia e Ambiente” que
compõe o curso de Licenciatura em Educação do Campo, habilitação Ciências da
Vida e da Natureza, da Universidade Federal de Minas Gerais. Foi apresentado a
atividade inicial que tece como objetivo identificar os significados atribuídos ao
106
conceito energia em diferentes contextos. Para esboçar uma categorização inicial das
ideias dos estudantes foi utilizado os quatro domínios de Solomon (1992) para o
conceito cotidiano de energia: 1. Energia como propriedade dos seres vivos (no
sentido de serem ou estarem “energéticos”); 2.Energia como algo de que se precisa
para realizar atividades (especialmente exercícios físicos); 3. Energia como algo
relativo a máquinas e combustíveis e/ou fenômenos naturais; 4. Aspectos e questões
relacionadas ao uso social da energia.
Concepções alternativas:
-As aulas de Física, acabam com as energias;
-Crianças energéticas são crianças agitadas;
-Não se consegue viver hoje sem a Energia;
-Ganhei muita energia nessas férias;
-Quando fazemos exercício físico, gastamos energia;
-A energia pode acabar;
-A Energia é um princípio fundamental de funcionamento de todos os aparelhos
eletrônicos;
-A energia é capaz de aquecer a água e fornos elétricos;
-A Energia pode ser transformada – Elétrica em física ou calorífica;
-Algumas energias são gratuitas como a energia solar e a eólica;
-A disposição é uma energia que você tem;
-Gasta-se muita energia para estudar;
-A energia é cara;
-A Energia é necessária para viver;
-Algumas pessoas podem ter uma energia positiva;
-O Sol é fonte de energia;
-Há energia no núcleo do átomo – bomba atômica;
-Ficar perto da namorada passa uma boa energia;
-Não se trabalha sem energia;
-A energia elétrica não chega a todas as casas da zona rural;
-Crianças possuem mais energia do que adultos;
-A força do vento é uma energia eólica;
Referência:
XIX Simpósio Nacional de Ensino de Física, 2011
107
Lista de Trabalhos que investigaram as concepções de Energia em livros didáticos:
Nº 13. A presença do conceito de Energia no tratamento da Química em livros
didáticos de Ciências.
Autores: Vinicius Jacques; Tathiane Milaré; José de Pinho Alves Filho.
Resumo:
Este trabalho discute a abordam do conceito de energia em capítulos de Química de
seis livros de Ciências da última série do Ensino Fundamental. Os livros analisados
são dos mesmos autores e foram recomendados em todas as versões do Programa
Nacional do Livro Didático (1999-2008). A análise mostra que a energia é muito pouco
considerada na abordagem dos conhecimentos químicos, o que pode causar
problemas no ensino e na aprendizagem em Química.
Concepções alternativas:
-Os elétrons de cada uma das camadas possuem uma quantidade de energia sempre
inferior á da camada seguinte.
-Os ácidos e as bases quando em solução (misturados com água), os ácidos
conduzem eletricidade;
-Nas mudanças de Estado da Matéria a variação de temperatura modifica os
movimentos das moléculas;
-A bateria de um carro possui energia química que se transforma em energia
mecânica e aciona o motor do carro”
-A energia química é produzida pelas reações químicas;
-Existe outro componente do Universo que não é matéria, embora esteja intimamente
ligado a ela: é a energia. Formas de energia, como a luz, o som e o calor, não são
consideradas matéria, pois não possuem massa sem ocupam lugar no espaço;
-Nos seres vivos a energia química contida nos alimentos é extraída através da
respiração celular e cedida para o trabalho das células. Muitas vezes, essa energia
química se transforma em outros tipos de energia;
-Esse tipo de transformação da energia se verifica quando andamos, corremos, enfim,
quando executamos qualquer tipo de movimento, inclusive os movimentos internos,
como as contrações musculares do esôfago, estômago e intestino. É também o caso
do movimento do flagelo dos espermatozoides;
-O motor do veículo emprega a energia do combustível (gasolina, álcool, etc.) para se
deslocar no espaço. O nosso corpo utiliza os alimentos para se manter vivo e realizar
diversas atividades orgânicas. Como um motor, nosso corpo gasta energia ao realizar
108
todas as suas atividades. No veículo há um tanque para reservar o combustível.
Nosso corpo armazena o excesso de alimentos sob a forma de gordura, por exemplo;
-Um inseto é capaz de armazenar energia e, através de uma série de reações
químicas, liberá-la sob a forma de luz para o ambiente;
-Uma parte da energia química do combustível faz o motor funcionar, gerando energia
cinética, que o movimenta e se converte em energia térmica no motor e nas rodas;
-Na reação de combustão, dentre os diversos fatores que contribuem para a produção
de energia, os mais significativos são os referentes a quebra e a formação de
ligações químicas intra e intermoleculares;
-Energia pode ser entendida como a capacidade de realizar trabalho;
-A energia dos alimentos é aquela contida em certas substâncias e que pode ser
obtida por meio da respiração celular;
-Energia elétrica é uma forma de energia capaz de iluminar ambientes, esquentar a
água do chuveiro, fazer funcionar aparelhos elétricos, como liquidificador, computador
e rádio;
-A energia química contida em nutrientes como carboidratos e lipídios é obtida pelo
nosso organismo por meio da respiração celular. Essa energia é então cedida para o
trabalho das células;
Referência:
Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências, 2010
Nº 14. Energia: um conceito presente nos livros didáticos de física, biológica e
química no ensino médio.
Autores: ARAUJO, M. C. P de; NONENMACHER, S
Resumo:
As Ciências da Natureza, como área de conhecimento do Ensino Médio, vem sendo
questionadas quanto aos conhecimentos produzidos, aos conceitos abordados
durante a vivência escolar e as metodologias de ensino. Propostas metodológicas
interdisciplinares envolvendo alguns conceitos científicos são foco de debate em
grupos de pesquisa de educação nas ciências. Energia é um tema do ensino de
Biologia, Física e Química, cujo significado parece diferenciar‐se em cada área, o que
pode criar obstáculos epistemológicos na aprendizagem dos estudantes. Para
identificar as diferenças, realizou‐se uma pesquisa nos seis livros didáticos destas
disciplinas mais citados pelos professores de 12 escolas, da microrregião de Ijuí‐RS.
Essa análise revelou conceituações fragmentadas, diversificadas e distanciadas,
109
como se cada área fosse “dona de uma energia” própria. No contexto mundial, o
estudo da energia é fundamental, na Educação Básica, para uma formação cidadã
crítica, pois o seu manejo pelos seres humanos precisa considerar os princípios de
conservação, transformação e transferência na preservação ambiental. Neste sentido,
é preciso ampliar a compreensão conceitual dos estudantes, para que participem de
maneira mais ativa na construção de soluções demandadas pelos problemas
ambientais.
Concepções alternativas:
- Energia é caracterizada como algo capturado pela fotossíntese e que flui através
dos seres até ser liberada na respiração;
-Capacidade de realizar trabalho;
-Energia é algo que se modifica o tempo todo, se conserva, que pode ser
transformado sem ser destruído ou criado e faz parte de todo o Universo;
-Energia é a capacidade de realizar trabalho e de se transformar mudando as
substâncias e as estruturas;
Referência:
Poésis, 2009 V. 2, n. 1, p.1-13.
Nº 15. A energia no ensino fundamental: O livro didático e as concepções
alternativas.
Autor: Vinicius Jacques
Resumo:
Este trabalho apresenta a análise da abordagem acerca do conceito de energia em
seis livros didáticos de Ciências da última serie do Ensino Fundamental. A partir dos
pressupostos da Análise de Conteúdos dos principais resultados das pesquisas em
concepções alternativas para o conceito de energia e da noção de Perfil Conceitual,
foram avaliamos o tratamento dado à noção de energia e se as coleções levavam em
conta em seu discurso didático explicativo as ideias prévias dos alunos. Foram
analisamos todos os trechos dos livros com a denominação energia e seus correlatos,
como o Calor, o que permitiu inferir que o discurso dos livros didáticos remete
principalmente a substancialização da energia. Objetivando uma evolução conceitual
dos estudantes, foi proposto um conjunto de descritores que visavam favorecer este
avanço em direção ao conhecimento cientifico mais elaborado.
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Concepções alternativas:
-Os elétrons de cada uma das camadas possuem uma quantidade de energia sempre
inferior á da camada seguinte. A quantidade de energia de um elétron na camada K é
menor do que a de um elétron da camada;
-A matéria possui energia, que pode manifestar-se sob a forma de eletricidade, calor,
som, luz e magnetismo;
-A energia elétrica produzida pela bateria transforma-se em: Energia cinética para dar
a partida do motor no carro; energia sonora que é o som produzido pela buzina; e
energia luminosa que é a luz dos faróis;
-Energia é a capacidade de produzir trabalho;
-Corpos que podem produzir trabalho, produzem energia;
-A energia cinética é a energia de movimento e que o corpo que a tem produz
trabalho;
-A serra circular em movimento tem energia cinética pois realizar trabalho ao cortar a
madeira;
-O liquidificador em movimento tem energia cinética que realiza trabalho ao triturar os
alimentos;
-Embora a energia não possa ser destruída, é transformada de uma espécie a outra;
-A energia elétrica que chega até a resistência do chuveiro aquece a água. A energia
elétrica transforma-se em energia calorífica;
-A energia elétrica é produzida por uma hidrelétrica, que depende da energia
mecânica da água. É esta energia mecânica que vai movimentar as turbinas, para
que os geradores produzam a energia elétrica.
- Os ácidos e as bases quando em solução (misturados com água), os ácidos
conduzem eletricidade;
-O termo calor só deve ser usado para designar a energia em trânsito, isto é,
enquanto ela está sendo transferida de um corpo para outro, em virtude de uma
diferença de temperatura;
-A buzina, os auto-falantes da eletrola ou do rádio, o fone do telefone são dispositivos
capazes de transformar a energia elétrica em energia sonora;
-Quanto maior for a energia cinética das moléculas, maior será a temperatura do
corpo e, consequentemente, maior será a quantidade de calor que ela pode fornecer;
-A energia potencial depende da posição em que o lustre está do solo e além disso
tem energia gravitacional, porque pode cair e a queda dos corpos é devido a
gravidade;
-A pedra pode ser lançada a distância e realizar um trabalho: ela tem uma energia
potencial elástica;
111
-Energia potencial é a energia armazenada no corpo;
-São formas de energia potencial: a energia química contida num tanque de
combustível, a energia nuclear contida no núcleo de um átomo;
-O carro em movimento produz uma energia cinética;
-O vento, o ar em movimento, tem energia cinética;
-Energia mecânica é a soma de energia potencial e cinética;
-O Sol é a nossa principal fonte de energia;
-A energia térmica solar é energia produzida pelo Sol;
-A energia solar é convertida em energia química das plantas e combustíveis fósseis.
Isso é fotossíntese;
-A luz solar impressiona o ciclo hidrológico (a água evapora-se, condensa-se e chove
nas grandes altitudes e retorna ao oceano pela gravidade). Isso é energia hidráulica;
-Energia eólica: o aquecimento da terra, do ar e das águas pela radiação solar
provoca os ventos;
-Calor é uma forma de energia que se transfere de um corpo para outro devido a uma
diferença de temperatura entre eles;
-Alguns peixes são capazes de produzir energia elétrica. Os órgãos elétricos desses
peixes “baterias” paralisam a presa com rápidas descargas elétrica;
-A corrente elétrica realiza trabalho;
-A energia do nosso corpo vem dos alimentos;
-Nos seres vivos, a energia química contida nos alimentos é extraída através da
respiração celular e cedida para o trabalho das células. Muitas vezes essa energia
química se transforma em outros tipos de energia;
-A transformação da energia química em mecânica se verifica quando andamos,
corremos, ou pela contração do esôfago e intestino. O movimento do flagelo dos
espermatozoides também é um exemplo de energia química sendo transformada em
mecânica;
-O vaga-lume também transforma a energia química em elétrica;
-Assim como a matéria, a energia também pode se deslocar ou, melhor, se propagar
no espaço. Pode não só se transferir de um corpo para outro, como também se
propagar onde haja ou não matéria;
-A energia se propaga através das ondas;
-Pode-se imaginar que no corpo de vagalumes existe um pequeno laboratório de
química: as chamadas lanternas nas quais ocorre o processo de geração de luz;
-A energia dos alimentos é aquela contida em certas substâncias e que pode ser
obtida por meio da respiração celular;
112
-Energia elétrica é uma forma de energia capaz, de iluminar ambientes, esquentar a
água do chuveiro; fazer funcionar aparelhos elétricos, como liquidificador,
computador, rádio;
Referência:
Universidade Federal de Santa Catarina: Pós-graduação em Educação
Científica e Tecnológica, 2008 (Dissertação de Mestrado)
Nº 16. O conceito de Energia na oitava série.
Autores: Vinicius Jacques; Tathiane Milaré
Resumo:
Este trabalho apresenta a análise da abordagem acerca do conceito de energia em
seis livros didáticos de Ciências da oitava série do Ensino Fundamental. Para tal, se
fez uso dos principais resultados provenientes de pesquisas em concepções
alternativas para o conceito de energia e da noção de Perfil Conceitual preconizada
por Mortimer (1994). A análise foi realizada a partir dos pressupostos da Análise de
Conteúdos preconizada por Bardin (1977), objetivando avaliar o tratamento dado à
noção de energia pelos livros didáticos e se estes levam em conta em seu discurso
didático explicativo as concepções alternativas dos alunos.
Concepções alternativas:
-A bateria de um carro possui energia química que se transforma em energia
mecânica e aciona o motor do carro;
-Os metais, de um modo geral, são bons condutores de eletricidade. Neles, essa
energia flui facilmente
-A buzina e o fone do telefone são dispositivos capazes de transformar a energia
elétrica em energia sonora;
-A energia potencial é a energia armazenada por um corpo devido a sua posição;
-Os corpos em movimento possuem energia e, portanto, podem causar deformações;
-O joule, como você já sabe, é a unidade de medida de trabalho e de energia;
-As baterias, assim como as pilhas, são também dispositivos que geram eletricidade;
-A geladeira, o telefone, a televisão, o aparelho de som, o chuveiro elétrico, a energia
elétrica que alimentar todos esses aparelhos, tudo isso aumenta o conforto dos
nossos lares e faz com que olhemos o mundo de maneira diferente;
Para manter nosso corpo aquecido ou simplesmente para sobreviver precisamos de
energia;
113
Pode-se então concluir que o fornecimento de calor provoca dois fenômenos na água:
aumento de temperatura e mudança de estado físico;
-A energia cinética é aquela relacionada ao movimento. Tudo o que se move no
universo tem energia cinética;
-os corpos que possuem energia cinética podem, também, causar deformações
quando encontram algum obstáculo;
Referência:
VI ENPEC - Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências, 2007
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Estou ciente do conteúdo da Monografia
“ENERGIA: LEVANTAMENTO DAS CONCEPÇÕES ALTERNATIVAS”
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Profa. Dra. Rosana dos Santos Jordão
(Orientadora – Universidade Presbiteriana Mackenzie)
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Leonardo Pires de Santana Castro
(Aluno – Código de Matrícula 4098439-7)
Trabalho a ser apresentado em: Junho/2012
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Talita Aline de Brito Mortale
(Aluna – Código de Matrícula 4098332-3)
Trabalho a ser apresentado em: Junho/2012