O Ensino de Física e as Modalidades de Conteúdo Curricular: uma análise da incidência do tema “Movimento” em matrizes de referência, documentos oficiais e artigos da área

___________________________________________________________________________ Como citar este trabalho: GUIMARÃES BARROS, L. O Ensino de Física e as Modalidades de Conteúdo Curricular: uma análise da incidência do tema “Movimento” em matrizes de referência, documentos oficiais e artigos da área. [mimeo]. Bauru – SP: Unesp, 2015.

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O Ensino de Física e as Modalidades de Conteúdo Curricular: uma análise da incidência do tema “Movimento” em matrizes de referência, documentos oficiais e artigos da área+ Lucas Guimarães Barros1 Universidade Estadual Paulista “Júlio de Pesquisa Filho” - UNESP Bauru – SP Resumo

O presente trabalho tem como objetivo analisar a incidência do tema “Movimento” em três diferentes documentos: 1) Programa Internacional de Avaliação de Estudantes (PISA); 2) Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais; 3) Artigos da área de Ensino de Física, os quais contêm relatos de experiência e propostas de atividades desenvolvidas. Tomando como referenciais para análise as Modalidades de Conteúdo Curricular no ensino de Física, discute-se a respeito das aprendizagens, habilidades e estratégias didáticas esperadas para o referido tema. Palavras-chave: Modalidades de conteúdo curricular. Competências e Habilidades.

Concepções Espontâneas. Ensino de Física. I. Introdução

As primeiras pesquisas sobre o ensino de Física na Educação Básica remontam a meados dos anos 1950-1970, ocasião marcada pelo desenvolvimento de grandes projetos de ensino nacionais e estrangeiros (MOREIRA, 2000; NARDI, 2005), destinados a superar alguns problemas relacionados à atualização curricular e à formação de novos cientistas. Incorporadas como respostas a esses problemas, estavam diversas inovações curriculares, como a inserção de atividades de laboratório + 1

Teaching of Physics and curriculum content arrangements: an analisis of the incidence theme “Movement” in matrix references, governamental documents and articles of the area. E-mail: [email protected].

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destinadas a estimular o aluno à participação ativa em seu processo de aprendizagem. Contudo, esses projetos enfrentaram sérias dificuldades, em relação ao papel atribuído tanto ao aluno quanto ao professor (GASPAR, 2004, p. 76 – 77), bem como à pouca ou nenhuma explicitação das etapas de processos de aprendizagem (MOREIRA, 2000, p. 95), entrando em desuso posteriormente. Desde então, a pesquisa da área tem se diversificado, fazendo de nossa época um período multiparadigmático (MOREIRA, 2000, p. 95, grifo nosso), caracterizado pelo aprofundamento das pesquisas nas mais diversas tendências que atualmente estão em voga. Associados a elas encontram-se os estudos sobre a tipologia (ou a modalidade) dos conteúdos, sendo esses objetos de aprendizagem que possibilitam o desenvolvimento das capacidades cognitivas do aluno (ZABALA, 1998, p. 30), oriundos de discussões ocorridas em meados dos anos 1990. Conceituar as modalidades de conteúdo envolve buscar respostas para perguntas como: “O que se deve saber? O que se deve saber fazer? E como deve ser?” (ZABALA, 1998, p. 31), além de remeter às dificuldades de aprendizagem dos alunos no que se refere à aquisição de conceitos,

procedimentos e atitudes vinculados aos conteúdos da educação científica. Os conteúdos conceituais são aqueles relacionados aos fatos, aos conceitos e princípios (POZO; CRESPO, 2009, p. 78). Essa partição dos conteúdos conceituais não é casual, mas fundamentada nas etapas de aprendizagem em diferentes graus de dificuldade. De um lado temos um fato, consistindo numa cópia literal, que é aprendido de uma vez e, na mesma velocidade, se esquece, enquanto que do outro estão os conceitos, mais complexos que os fatos e que exigem do aluno a interpretação do significado dos dados e fatos. Conhecer um dado permite, no melhor dos casos, reproduzi-lo (um número de telefone ou a massa atômica do cádmio) ou predizê-lo (o objeto vai cair ou vai parar, essas nuvens são um presságio de chuva para esta tarde), mas não lhe dar sentido ou o interpretar. Por que a massa não tem influência na velocidade com que os objetos caem? Por que a água evapora? Por que a massa atômica do cobre é maior que a do hidrogênio? (POZO; CRESPO, 2009, p. 79).

No contexto do ensino da Física escolar, é possível que um dos problemas mais recorrentes seja a demasiada valorização do ensino de fatos, deixando-se de lado as interpretações e sentidos que estimulem a formação de conceitos e, desta forma, a Física passa a ser abordada a partir da memorização de expressões cujo significado físico é desconsiderado, ignorando-se também as motivações e concepções do aluno para a aprendizagem. Tradicionalmente, as Ciências têm sido ensinadas como uma coleção de fatos, descrição de fenômenos, enunciados de teorias a decorar. Não se procura fazer com

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que os alunos discutam as causas dos fenômenos, estabeleçam relações causais, enfim, entendam os mecanismos dos processos que estão estudando. (…) para muitos alunos, aprender Ciências é decorar um conjunto de nomes, fórmulas, descrições de instrumentos ou substâncias e leis (KRASILCHIK, 1987, p. 64, grifo nosso).

Finalmente, nesse continuum dos conteúdos conceituais, estão os princípios, enunciados fundamentais à Ciência. De grande abstração, não são apreendidos rapidamente, visto que exigem previamente o aprendizado de fatos e de conceitos. Dada a complexidade e o caráter estruturador de conteúdos, os princípios deveriam ser a meta final da compreensão do aluno (POZO; CRESPO, 2009, p. 80), uma vez que a partir destes derivam-se os conceitos e fatos2. Face à aprendizagem dos conteúdos conceituais, existem as concepções alternativas do aluno, que são construídas implicitamente na relação do sujeito com o seu entorno. Promover a mudança conceitual a partir dessas concepções se mostra uma tarefa nem sempre fácil, tendo em vista que essas concepções possuem uma coerência interna – conseguem explicar o mundo sensorial de forma satisfatória para o sujeito – e são resistentes à mudança (NARDI; GATTI, 2004, p. 146). No quadro a seguir apresentam-se diferentes dimensões no processo de mudança da aprendizagem, as quais partem de conhecimentos advindos do senso comum, indo até a construção do conhecimento científico do ponto de vista conceitual. Quadro 1: Dimensões de mudança na aprendizagem da Ciência (POZO; CRESPO, 2009, p. 111)

Princípios epistemológicos

Realismo ingênuo

Realismo interpretativo

A realidade é tal como a vemos. O A realidade existe e tem suas que não se percebe não se concebe. propriedades, mesmo que nem sempre possamos conhecê-la diretamente; contudo, por meio da ciência e da técnica podemos saber como ela realmente é.

Construtivismo O conhecimento científico é uma construção que nos proporciona modelos alternativos para interpretar a realidade, mas que não são parte dela.

Princípios ontológicos

Estados

Processos

Sistemas

Interpretação do mundo em termos Os fenômenos são interpretados Os fenômenos são interpretados a de estados da matéria desconexos como uma sucessão de fatos partir do conjunto de relações

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Exemplo: princípio da conservação da Energia → Energia Mecânica.

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entre si.

relacionados entre si por meio de complexas que fazem parte de um certos processos. sistema.

Princípios conceituais

Fatos ou dados

Causalidade linear (de simples para múltiplo)

Os fenômenos e fatos são descritos Os fenômenos são explicados em função das propriedades e mediante relações causais simples mudanças observáveis. que evoluem para diferentes graus de complexidade.

Mudança sem conservação

Interação As propriedades dos corpos e os fenômenos são interpretados como um sistema de relações de interação.

Mudança com conservação

Conservação e equilíbrio

Somente muda aquilo que vemos Aceita-se a conservação de Os diferentes fenômenos são que se altera. Há necessidade de propriedades não observáveis, mas interpretados em termos de explicar o que muda, mas não o que não o equilíbrio. interação, o que leva à permanece. conservação e ao equilíbrio.

Relações qualitativas

Regras heurísticas

Os fenômenos são interpretados de Utilização de regras simplificadoras. maneira qualitativa.

Relações quantitativas Proporção, correlação.

probabilidade,

Os conteúdos procedimentais são aqueles relacionados ao saber fazer do aluno, envolvendo o uso das técnicas3 e das estratégias utilizadas para resolução dos mais diversos problemas (Quadro 2). Enquanto que o uso de técnicas está mais próximo da resolução de exercícios, as estratégias estão mais voltadas à resolução de problemas, visto que, neste processo, os problemas propostos assumem a função de articular diferentes estratégias, parametrizadas por objetivos educacionais (ou metas de aprendizagem). De modo genérico, esses conteúdos procedimentais corresponderiam às habilidades e destrezas do aluno, expectadas pelas estratégicas didáticas, presentes também nas matrizes de referência dos sistemas de avaliação de larga escala. Quadro 2: Tipos de conteúdos procedimentais (POZO; CRESPO, 2009, p. 59)

Alguns tipos de conteúdos procedimentais

1. Aquisição e informação

a) Observação; b) seleção de informação; c) busca e captação da informação; d) revisão e memorização da informação

2. Interpretação da informação

a) Decodificação ou tradução da informação; b) uso de modelos para interpretar situações

3. Análise da informação e realização de a) Análise e comparação da informação; b) Estratégias de raciocínio; c) Atividades de investigação ou solução inferências 3 Para mais informações, vide: POZO; CRESPO, 2009, p. 37.

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de problemas

4. Compreensão e organização conceitual da a) Compreensão do discurso (escrito/oral); b) Estabelecimento de relações conceituais; c) informação organização conceitual

5. Comunicação da informação

a) Expressão oral; b) expressão escrita; c) outros tipos de expressão

É importante salientar que a lista acima não objetiva esgotar a tipologia dos conteúdos procedimentais. Poderíamos acrescentar ao que Pozo e Crespo (2009) descreveram como conteúdos procedimentais, outros tipos, como por exemplo, a generalização e previsão da informação e a

classificação e comparação da informação, dentre outros inúmeros descritores passíveis de surgir. Dada a proximidade entre determinadas expressões e verbos utilizados por ambos, as definições de conteúdos conceituais e procedimentais podem parecer confusas para alguns, fato este reconhecido pela própria literatura. (…) com muita frequência, trabalham-se em conjunto procedimentos e conceitos, principalmente se determinado procedimento levar à aquisição dos conceitos (…). Por outro lado, a utilização dos conceitos costuma basear-se em algum procedimento aprendido. E não somente isso, a aprendizagem de novos conteúdos conceituais baseia-se fundamentalmente no uso e na medida que são desenvolvidas novas vias ou métodos de conhecimento! (COLL et al, 1998, p. 90).

Isso ocorre em função de uma possível indissociabilidade entre conteúdos conceituais e

procedimentais, uma vez que os objetivos do ensino escolar estão direcionados para formas de atuação do sujeito. Desta forma, a aprendizagem pretendida vai além do conteúdo, alcançando as habilidades que permitam ao aluno atuar no mundo sob diferentes formas e perspectivas. Não seria possível esperar, portanto, evidências de uma aprendizagem conceitual por parte do aluno sem que este esteja envolvido na realização de alguma ação, visto que “a utilização de conceitos costuma-se basear em algum procedimento aprendido” (COLL et al, 1998, p. 90 ). Mais do que isso, “a aprendizagem de novos conteúdos baseia-se fundamentalmente no uso e na aplicação de procedimentos” (idem, 1998, p. 90, grifo nosso). Finalmente, os conteúdos atitudinais são aqueles relacionados às normas, atitudes e valores. Diferentemente de outros tipos de conteúdos, as atitudes, “na medida em que, como gases, são dificilmente fragmentáveis, exigem um trabalho mais contínuo, mais de longo prazo” (POZO; CRESPO, 2009, p. 31). São conteúdos difíceis de serem abordados e avaliados em sala de aula, tendo em vista que suas evidências e medidas não estão limitadas ao espaço escolar.

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As características diferenciadas da aprendizagem dos conteúdos atitudinais também estão relacionadas com a distinta importância dos componentes cognitivos, afetivos, ou condutuais que contém cada um deles. Assim, os processos vinculados à compreensão e elaboração dos conceitos associados ao valor, somados à reflexão e tomada de posição que comporta, envolvem um processo marcado pela necessidade de elaborações complexas de caráter pessoal (ZABALA, 1998, p. 47).

Para Pozo e Crespo (2009), os conteúdos atitudinais são voláteis, e a própria forma com que esses são organizados numa estratégia didática reforçaria determinadas atitudes nos alunos. Apesar dessas dificuldades, é possível se pensar em estratégias didáticas que tenham como metas a aprendizagem de determinadas atitudes, como explicitado no quadro a seguir. Quadro 3: Tipos de atitudes a serem promovidas entre os alunos no ensino de Ciências (POZO; CRESPO, 2009, p. 38)

Atitudes com respeito à Ciência Interesse por aprendê-la

Motivação intrínseca Motivação extrínseca

Atitudes específicas (conteúdos)

Gosto pelo rigor e precisão no trabalho Respeito pelo Meio Ambiente Sensibilidade pela ordem e limpeza do material de trabalho Atitude crítica frente aos problemas apresentados pelo desenvolvimento da Ciência

Atitudes com respeito à aprendizagem de Ciência Relacionadas com o aprendizado

Enfoque superficial (repetitivo) Enfoque profundo (busca de significado)

Relacionadas com o autoconceito

Conduta Intelectual Social

Relacionadas com os colegas

Cooperativa em oposição à competitiva Solidariedade em oposição ao individualismo

Relacionadas com o professor

Modelo de atitudes

Atitudes com respeito às implicações sociais da Ciência

Na sala de aula e fora dela

Valorização crítica dos usos e abusos da Ciência Desenvolvimento de hábitos de conduta e consumo Reconhecimento da relação entre o desenvolvimento da Ciência e a mudança social Reconhecimento e aceitação de diferentes pautas de conduta nos seres humanos

Apoiado na terminologia das modalidades de conteúdo, o presente trabalho tem como objetivo analisar a incidência do tema “Movimento” em determinados contextos e situações 6

especificadas a seguir. Analisaremos a incidência do mesmo na matriz de referência do Programme for

Internacional Student Assessment (PISA), e nas Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN+). Discutiremos também a presença do referido tema em algumas pesquisas de ensino de Física, com enfoque na investigação de concepções e proposições de situações didáticas para o desenvolvimento de determinadas habilidades. É na Mecânica, uma das grandes subáreas da Física, que o aluno tem contato com as primeiras noções de movimento, ao familiarizar-se com algumas grandezas como tempo, distância, espaço, etc., e relações quantitativas (velocidade, aceleração, posição, etc.). Paralelamente às Leis de Newton, essas noções estabelecem o alicerce da compreensão Clássica sobre o movimento dos corpos e as interações entre eles. Por toda a Física Clássica, esses conceitos nortearão o aluno na elaboração de investigações e solução de problemas relacionados ao movimento de partículas, cargas, oscilações, interações gravitacionais, entre outros4. II. Incidência do tema em matrizes de referência: o caso do PISA O Programa Internacional de Avaliação de Estudantes (PISA, em inglês), é uma avaliação de larga escala realizada trienalmente pela OCDE5 em 65 países, incluindo o Brasil. No PISA, são consideradas três áreas do conhecimento (Matemática, Leitura e Ciências), cuja avaliação é realizada em diferentes edições. Em 2015 foi a vez da avaliação da área de Ciências, tendo realizado a última edição desta em 2006. Participam da prova alunos na faixa etária dos 15 anos, idade em que é desejável que o aluno esteja matriculado na 8ª série do Ensino Fundamental. Um dos principais objetivos alçados pelo PISA é a produção de “indicadores que contribuam para a discussão da qualidade da educação nos países participantes, de modo a subsidiar políticas de melhoria no ensino básico” (INEP, 2015). Para mensuração das competências científicas esperadas, o PISA utiliza o conceito de

letramento científico, concebido como uma “competência-chave” (OCDE, 2015, p.4), caracterizado pelo domínio, por parte do aluno, do conhecimento de Ciências e da tecnologia baseada nas Ciências. Ao letramento científico do PISA estão associadas outras três competências (OCDE, 2015, p. 5): 1) explicação científica de fenômenos; 2) avaliação e o planejamento de experimentos científicos e; 3) 4 5

Sobre o conceito de movimento, os trabalhos de Moreira (1986) e Tavares e Luna (2007), apresentam algumas discussões a partir da utilização de mapas conceituais. Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico.

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interpretações de dados e evidências à luz dos conhecimentos científicos. Considera-se cientificamente letrado, portanto, o aluno capaz de operar essas três competências, cujo alcance está diretamente relacionado ao domínio de outros três tipos de conhecimento especificados pelo PISA, sendo eles: a) conhecimento do conteúdo; b) conhecimento procedimental; c) conhecimento epistemológico (OCDE, 2015, p. 6). O conhecimento de conteúdo é caracterizado pela aquisição, por parte do aluno, de fatos, conceitos, ideias e teorias relacionadas ao mundo natural. É distribuído em três categorias: sistemas físicos, sistemas vivos e sistema terra e espaço (OCDE, 2015, p. 18). Analisando os conteúdos localizados no interior dessas categorias, encontramos o tema Movimento,

associado a outros

conceitos da Física, tais como força (velocidade, atrito) e ação à distância (gravitação, eletrostática e magnetismo). Organizados desta forma, os conhecimentos de conteúdo exigem do aluno o estabelecimento de relações entre os fatos, princípios e conceitos de forma que os opere na resolução de problemas propostos. Diferentemente de problemas físicos que são comumente propostos em sala de aula e que seguem regrinhas e receituários para resolução (DELIZOICOV; ANGOTTI; PERNAMBUCO, 2011, p. 32), os problemas científicos propostos pelo PISA apresentam o diferencial de mobilizar conhecimentos que ora pareciam impermeáveis ou incomunicáveis entre si.

Figura 1: item da área de Forças e movimento – PISA/INEP

O documento, entretanto, não especifica com detalhes o papel dado aos conhecimentos prévios. Apenas menciona brevemente sobre o conhecimento prévio como ponto de partida para novas

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ideias (OCDE, 2015, p. 8) sem, contudo, prescrever a ocorrência desse processo. Pozo e Crespo (2009) dão especial destaque a esses conhecimentos trazidos pelo aluno, considerados como essenciais para a compreensão de explicações, mediante relações que são construídas entre o conhecimento científico e as representações prévias. Esses conhecimentos têm origem sensorial, cultural e escolar (idem, 2009, p. 90). Analisando o item descrito na figura 1, percebe-se que se trata de um problema em que a resposta esperada não é obtida apenas empregando-se métodos matemáticos e fórmulas repetitivas. Ao passo que a resolução requer, indispensavelmente, que o aluno domine um princípio fundamental na Mecânica (ação e reação). Com base nos apontamentos trazidos pelo Quadro 1, a resolução do item requer que o aluno estabeleça relações de interação entre sistemas (ônibus + copo), que estão sob a ação de forças externas. O conhecimento procedimental veiculado pelo PISA diz respeito ao domínio de conhecimentos relacionados aos procedimentos empregados pelos cientistas numa atividade de pesquisa das Ciências. Tem como objetivo tanto a investigação científica como o desenvolvimento de uma atitude crítica da evidência científica e do apoio de reivindicações científicas (OCDE, 2015, p. 18). Neste caso, o conhecimento procedimental estaria mais próximo do domínio por parte do aluno, das habilidades de um cientista envolvido em uma pesquisa. Fica subentendida a ideia de que o conhecimento procedimental englobaria não apenas o saber fazer, como também o domínio de determinadas atitudes para com a prática de um cientista. Esse conhecimento veiculado pelo PISA parece também bastante específico, de um determinado domínio da Ciência, enquanto que nas estratégias de ensino se espera que o aluno possa aprender procedimentos da área de Ciências da Natureza (POZO; CRESPO, 2009, p. 59). As definições de conhecimento de conteúdo e conhecimento procedimental, dadas pelo documento, em certos momentos se confundem, o que não significa necessariamente um problema particular do PISA, tendo em vista o que dissemos anteriormente sobre algumas dificuldades ao se delimitar conteúdos conceituais e procedimentais. A partir da leitura do documento, percebe-se que a fundamentação do mesmo para com essas duas modalidades de conteúdo curricular (procedimental e conceitual) difere daquela discutida pelos autores espanhóis em que fundamentamos nossa análise. Para os autores do documento do PISA, o conhecimento procedimental e conceitual parecem se correlacionar com relativa frequência, tendo em vista que determinados conhecimentos procedimentais poderiam ser considerados também conceituais, como é o caso do conceito de 9

variáveis independentes, classificado pelo documento como conteúdo procedimental (OCDE, 2015, p. 19, grifo nosso). Finalmente, o conhecimento epistemológico diz respeito à compreensão da Natureza da Ciência, na qual o aluno adquire habilidades para conceituar e diferenciar hipóteses, teorias, modelos, entre outros. Sobre esse tipo de conhecimento, o documento da OCDE afirma: Indivíduos letrados cientificamente também devem entender que os cientistas utilizam os dados para avançar nas reivindicações ao conhecimento e que o argumento é uma característica comum da ciência. Em particular, eles vão saber que alguns argumentos da ciência são hipotético-dedutivos (por exemplo, o argumento de Copérnico para o sistema heliocêntrico), alguns são indutivos (conservação de energia) e alguns são inferências para a melhor explicação (teoria da Evolução de Darwin ou argumento de Wegener para continentes em movimento). Também entendem o papel e a importância da revisão pelos pares como o mecanismo que a comunidade científica tem estabelecido para testar as afirmações de novos conhecimentos. Como tal, o conhecimento epistemológico fornece uma base racional para os processos e práticas aos quais os cientistas se dedicam; um conhecimento das estruturas e características definidoras que orientam a investigação científica e a base para a crença nas reivindicações que a ciência faz a respeito do mundo natural. (OCDE, 2015, p. 19).

Assim, o uso do conhecimento epistemológico pressupõe o uso de um conhecimento procedimental. Por fim, destaca-se a atenção dada pelo documento às atitudes relacionadas à Ciência, sob três enfoques (OCDE, 2015, p. 21): interesse pela ciência e tecnologia, consciência ambiental e valorização de abordagens científicas na pesquisa. Conservadas as devidas proporções, essas atitudes reverberam nos tipos de atitudes que apresentamos no quadro 3, especificamente, se considerarmos as motivações (intrínseca e extrínseca) para o interesse em aprendê-la, bem como as atitudes relacionadas às implicações sociais da ciência. As atitudes definidas pelo PISA vão um pouco mais adiante das atitudes do quadro 3, ao proporem uma consciência ambiental. Decorre possivelmente deste fato a preocupação, por parte da avaliação, em inserir o aluno em situações-problema da temática ambiental no âmbito local, nacional e global (OCDE, 2015). III. Aprendizagens, habilidades e competências vinculadas ao tema: o que dizem os PCN+ Nos complementos dos Parâmetros Curriculares Nacionais, são discutidos um conjunto de competências destinadas a subsidiar estratégias didáticas para se alcançar o conhecimento físico, de

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forma contextualizada e interdisciplinar. Mais importante do que a escolha do conteúdo, os PCN+ enfatizam a necessidade do ensino de física se pautar na sua finalidade (“para que ensinar?”), de modo que se tenha como principal objetivo a aquisição por parte do aluno de competências e habilidades, sendo esta “uma ferramenta a mais de o aluno utilizar e agir” (BRASIL, 2002, p. 4). O tema “Movimento” está incluso na Cinemática, sendo esta uma subárea importante da Física para o prosseguimento em direção a outras subáreas como a Dinâmica (BRASIL, 2002, p. 5). O documento apresenta em seguida as competências, sendo essas divididas em três grandes grupos, os quais são: I) Representação e comunicação; II) Investigação e compreensão e III) Contextualização sociocultural. No primeiro grupo encontram-se as competências que envolvem o reconhecimento e uso de símbolos, códigos e nomenclaturas comuns à linguagem científica, bem como o uso desses de forma articulada em argumentações e explicações sobre os fatos. De forma detalhada, esse reconhecimento envolve saber utilizar corretamente símbolos, códigos e nomenclaturas de grandezas da Física, por exemplo, nas informações em embalagens de produtos, reconhecer símbolos de massa ou volume; nas previsões climáticas, identificar temperaturas, pressão, índices pluviométricos; no volume de alto-falantes, reconhecer a intensidade sonora (dB); em estradas ou aparelhos: velocidades (m/s, km/h, rpm); em aparelhos elétricos, códigos como W, V ou A; em tabelas de alimentos, valores calóricos (BRASIL, 2002, p. 7, grifo nosso).

Constata-se a presença de verbos que denotam ações esperadas por parte do aluno, sendo desejável o domínio de conceitos como o de velocidade. É necessário também que o aluno possa estabelecer articulações entre esses conceitos e fatos, sendo capaz de esboçar planos para resolução de problemas, expressando as resoluções em linguagem adequada (equações, gráficos, tabelas, etc.). No segundo grupo – investigação e compreensão – as habilidades desejadas envolvem a mobilização de estratégias para resolução de problemas. Uma vez que o aluno adquire as habilidades necessárias para o reconhecimento de articulação entre códigos e linguagens específicos da Física, ele deve agora dispor desses conhecimentos de forma ordenada com o objetivo de planejar a solução de um problema, estabelecendo relações entre funções e variáveis. Reconhecer a existência de invariantes que impõe condições sobre o que pode e o que não pode acontecer, em processos naturais, para fazer uso desses invariantes na análise de situações cotidianas. Assim, a conservação da quantidade de movimento pode ser utilizada para prever possíveis resultados do choque entre dois carros, a trajetória de uma bola após ter batido na parede, o movimento dos planetas e suas velocidades ao redor do Sol ou o equilíbrio de motos e bicicletas

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(BRASIL, 2002, p. 11, grifo nosso).

A conservação da quantidade de movimento é um dos temas centrais na mecânica, cujo conceito não é de fácil apreensão por se tratar de um princípio. É esperado que o aluno utilize o princípio de conservação da quantidade de movimento para compreender situações do cotidiano, como a colisão entre dois veículos. A aprendizagem deste princípio exige que o aluno mobilize técnicas em direção à estruturação de estratégias para resolução dos problemas (quadro 2), empregando estratégias de raciocínio para a elaboração de hipóteses e desenvolver a resolução do problema. Finalmente, o terceiro grupo – a contextualização sociocultural – está relacionado à compreensão do desenvolvimento da ciência ao longo da história, com destaque episódios históricos e fatores que levaram ao estabelecimento de paradigmas (KUHN, 1998). Requer do aluno a identificação das evidências do desenvolvimento histórico da ciência, com a criação de tecnologias e recursos que facilitam a vida da sociedade. O domínio dos conceitos relacionados ao terceiro grupo, é essencial para o aprendizado de leis e princípios, uma vez que esses estão associados ao desenvolvimento histórico dos conceitos científicos, desde as primeiras concepções e modelos até as modernas interpretações. Especialmente se tratando do “Movimento”, ao longo da história surgiram diversas explicações para descrever a natureza e as características, até se chegar ao paradigma newtoniano e, mais recentemente, relativístico. Um dos papéis essenciais para a história da Ciência no atual ensino da Física parece ser o de fomentar a formação de um pensamento crítico, preenchendo as omissões e revelando as distorções presentes no ensino tradicional; colocando em relevo os pressupostos contidos em certas formulações teóricas, bem como em determinados arranjos experimentais. (MEDEIROS, 2005, p. 3).

O estudo dos movimentos, suas variações e conservações, é considerado nos PCN+ como

tema estruturador (BRASIL, 2002, p. 18, grifo nosso), sendo necessária a formação de competências para lidar com leis de conservação. Evidencia-se também o estudo dos principais conceitos relacionados à dinâmica a partir das leis de conservação (energia, momento angular e quantidade de movimento). O estudo dos movimentos inclui também acompanhar as conquistas do ser humano para locomover-se, desenvolvendo tecnologias que permitem seu deslocamento de forma cada vez mais rápida de um lugar a outro do planeta, e até mesmo fora dele e, para isso, concebendo continuamente materiais, projetos de veículos e potências de seus motores. Também é desse âmbito a compreensão da evolução tecnológica

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relacionada às máquinas mecânicas e suas transformações ao longo dos tempos (BRASIL, 2002, p. 21).

Ao referido tema estão também associadas as habilidades requeridas, divididas em quatro grupos. Analisaremos apenas um desses grupos (BRASIL, 2002, p. 21 – 22): 1) a partir da observação, análise e experimentação de situações concretas como quedas, colisões, jogos, movimento de carros, reconhecer a conservação da quantidade de movimento linear e angular, e, através delas, as condições impostas aos movimentos; 2) reconhecer as causas da variação de movimentos, associando as intensidades das forças ao tempo de duração das interações, para identificar, por exemplo, que na colisão de um automóvel, o air-bag aumenta o tempo de duração da colisão, para diminuir a força de impacto sobre o motorista; 3) utilizar a conservação da quantidade de movimento e a identificação de forças para fazer análises, previsões e avaliações de situações cotidianas que envolvem movimentos.

As ações vinculadas a essas habilidades prescrevem a busca e seleção da informação (Quadro 2), a fim de que se compreenda o conceito de conservação da Quantidade de Movimento. Por se tratar de um princípio, requer que o aluno utilize as habilidades de observação e seleção, de modo que possa desenvolver estratégias que o levem à compreensão desse conceito. Essas estratégias envolvem o raciocínio do estudante e o conhecimento dos recursos e técnicas por ele apreendidos. IV. Medidas dessas aprendizagens No âmbito da pesquisa em Ensino de Física, a literatura apresenta vasto espectro de trabalhos destinados a identificar as concepções mais comuns relacionadas ao movimento e suas causas, bem como o uso desses resultados para intervenções didáticas a fim de que haja uma mudança rumo à aprendizagem de conceitos, atitudes e procedimentos. Com base na elaboração de situações-problema entre os alunos, Pregnolatto, Pacca e Toscano (1992) buscaram identificar quais as concepções dos estudantes sobre o movimento de corpos em diferentes contextos, de modo que pudessem envolver as Leis de Newton na resolução dos problemas. Os resultados encontrados pelos autores mostraram um modo de pensar diferenciado entre alunos diante de problemas que, a princípio, utilizar-se-ia os mesmos raciocínios para resolução, modificando-se apenas o contexto do problema. Isso parece evidenciar a crença de que, durante a resolução de um problema, o aluno mobiliza seus saberes oriundos do senso comum, colocando-os em primeiro plano. Borges, Borges e

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Vaz (2005) identificaram essa tendência ao investigar a forma como os alunos elaboravam soluções para dois problemas que foram propostos em laboratório, e relacionados ao movimento de um objeto. A partir dos resultados discutidos pelos autores percebeu-se que, diante da resolução um problema experimental aberto, o conhecimento científico ficava em segundo plano, ao passo que os alunos mobilizam os conhecimentos do senso comum para resolver o problema. Os resultados pouco mudaram quando feitas comparações entre alunos com alto e baixo rendimento escolar em Física. Ferreira (1980) e Juraitis (1979), desenvolveram atividades experimentais investigativas sobre o movimento (retilíneo uniforme e parabólico), com o objetivo de se obter algumas informações importantes como velocidade, tempo e função horária e representação do movimento em gráfico. São atividades simples do ponto de vista estrutural, mas que podem proporcionar ao aluno algumas condições para o desenvolvimento de habilidades e competências, especialmente aquelas que envolvem a medição, coleta de informações e interpretação dos resultados. O trabalho de Villani, Pacca e Hosoume (1985), buscou analisar as concepções espontâneas mais comuns relacionadas ao movimento. Uma dessas concepções diz respeito à relação entre a força aplicada em um objeto e a sua velocidade, isto é, à associação que o aluno faz entre a existência de uma força como condição para haver movimento de um objeto. Essa concepção tem origem sensorial (POZO; CRESPO, 2009, p. 90), uma vez que o sujeito do conhecimento tem contato com o mundo natural e observa a ocorrência de determinados fenômenos (ex: ao empurrar um objeto, este se movimenta, porém para pouco tempo depois por não haver mais força sendo aplicada neste). A mente do aluno não é um quadro branco que o professor pode (ou pensa que pode) preencher como quer. As interações deste indivíduo com o mundo que o cerca habilitam-no a construção, de esquemas explicativos que lhe possibilitam fazer previsões e mesmo '‘explicar’' diversos fenômenos físicos do seu dia a dia. (PEDUZZI; ZYLBERSTAJN; MOREIRA, 1992, p. 240).

A fim de superar essas dificuldades relacionadas ao movimento, Peduzzi, Zylberstajn e Moreira (1992) sugerem o uso de uma abordagem histórica sobre esse conceito e o uso da resolução de problemas. Como vimos no tópico anterior, a compreensão do conhecimento físico a partir da sua evolução histórica é imprescindível para uma compreensão não ingênua da Ciência. Silveira e Moreira (1986) realizaram uma entrevista clínica para detectar os conhecimentos prévios dos alunos de graduação a respeito do movimento de objetos. Como resultado, identificou-se entre a maioria dos estudantes a presença de uma concepção não-newtoniana do movimento. Essas 14

concepções geralmente estão vinculadas à visão aristotélica do movimento, numa relação unívoca com o conceito de força. Como evidenciado por Whitaker (1983 apud TEODORO, 2000, p. 31) que buscou investigar as principais concepções dos alunos sobre a queda dos corpos, os resultados apontaram uma concepção aristotélica de proporcionalidade entre o conceito de peso (P) e de velocidade (v), dada por:

vP A justificativa dada pelos alunos para essa relação era a de que o movimento ocorria graças à queda de dois corpos de mesmo tamanho e pesos diferentes. Assim, os corpos caem porque são pesados, e a atração gravitacional será maior no corpo mais pesado. Os resultados das pesquisas descritas acima evidenciam a predominância de determinadas concepções alternativas sobre o movimento dos corpos. Desconsiderando-se as especificidades, essas concepções são semelhantes e têm fortes vínculos com a experiência do sujeito com o mundo à sua volta. Embora, durante a descrição de fenômenos, o aluno empregue em seu vocabulário termos e expressões semelhantes àquelas utilizadas pelos cientistas (força, velocidade, aceleração), o significado delas é totalmente diferente e, por vezes, confunde-se. Pozo e Crespo (2009) propõem uma posição

construtivista de aprendizagem (Quadro 1), na qual, de modo que o aluno construa o seu conhecimento, trabalha-se segundo a concepção de modelos que respondem provisoriamente a determinadas demandas, onde o dinamismo da Ciência imporia a esses modelos o caráter temporal. São comuns nessa tarefa algumas dificuldades, como por exemplo a transformação de habilidades em itens da avaliação, a fim de evitar cair no erro de produzir itens de avaliação de qualidade duvidosa, não mensurando a habilidade para a qual foram previamente destinados (SILVEIRA, STILCK, BARBOSA, 2014). V. Correspondências entre aprendizagens prioritárias, medidas de tais aprendizagens, ensino. O planejamento de estratégias didáticas envolve uma correspondência biunívoca entre as aprendizagens desejadas e o mundo vivencial do aluno. Para que isso seja possível é necessário levar em consideração “objetos, coisas e fenômenos que façam parte do universo vivencial do aluno, seja próximo” (BRASIL, 2002, p. 36). Os alunos possuem concepções, e faz-se necessário reconhecer essas formas de pensar, visto que elas “possibilitam traçar estratégias de ensino que permitem a construção

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da visão científica, através da confrontação do poder explicativo de seus modelos intuitivos e aqueles elaborados pela ciência.” (BRASIL, 2002, p. 37). Silveira et al (2010) desenvolveram uma sequência didática para exploração do conceito de movimento relativo a partir dos enfoques conceitual e histórico, com o objetivo de promover a reflexão por parte dos alunos acerca de aspectos pertinentes à Natureza da Ciência (NdC). Foram realizados alguns encontros para discussão do conceito de movimento numa perspectiva histórica e conceitual. Ao final da sequência didática, aplicou-se um questionário aos alunos, obtendo-se alto índice de acertos frente ao questionário prévio, aplicado antes dos encontros. A concepção de Ciência dos alunos, contudo, manteve-se presa à visão empirista-indutivista. VI. Conclusão O ensino da Física escolar ainda enfrenta desafios e dificuldades inerentes as mais diversas circunstâncias, dentre as quais poderíamos mencionar: 1) concepção livresca do conhecimento físico por parte do professor; 2) valorização exacerbada dos aspectos quantitativos dos conceitos físicos; 3) valorização dos dados e fatos, relegando os conceitos e princípios a segundo plano; 4) não explicitação das habilidades ou conteúdos procedimentais como metas para as estratégias didáticas; 5) descaso com as concepções alternativas dos alunos. Diante dessa constatação, as modalidades de conteúdo curricular manifestam-se como necessárias a um ensino cuja meta principal seja a compreensão da ciência, mediante a explicitação de conteúdos conceituais, procedimentais e atitudinais como passíveis de serem aprendidos pelo aluno, o que requer a concepção de estratégias didáticas. Estratégias essas que são compostas por técnicas que, articuladas entre si, orientam-se em função das metas (objetivos) previamente estabelecidas. Contudo, há ainda outros componentes que influenciam na realização de uma estratégia, como a seleção e planejamento dos procedimentos, o controle da execução desta e a avaliação do êxito ou fracasso desta (POZO; CRESPO, 2009, p. 49). É necessário inserir o aluno em tarefas em que variam-se os aspectos (reflexão, planejamento, seleção, etc.). Embora as modalidades de conteúdo e as competências e habilidades tenham suas origens em meados da década de 1990, a pesquisa em ensino de Física no que concerne a esses aspectos ainda parece incipiente, como atestado por Carvalho et al (2013), que buscaram analisar a incidência

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do termo habilidade nas produções do ENPEC6 em oito edições, entre os anos de 1997 e 2011, bem como as abordagens às quais se sustentam essas habilidades. Como resultado da busca, os autores identificaram que apenas 37 dos 2696 trabalhos pesquisados (o que corresponde aproximadamente a 1,37%) tratavam do estudo sobre habilidades. Os estudos relativos à formação de procedimentos não têm ocupado um lugar central no campo da Didática. Tradicionalmente, o ensino tem se orientador à transmissão de um corpus conceitual das disciplinas (CARVALHO et al, 2013, p. 2).

Esses resultados evidenciam uma vasta área que ainda precisa ser melhor discutida. Por outro lado, há de se ter alguns cuidados para evitar a supervalorização do ensino das modalidades de conteúdo, de modo a não levar “professores e os alunos a concentrarem-se apenas nas competências e conhecimentos que serão necessários para ter sucesso” (AFONSO, 2000, p. 41), desconsiderando-se a multiplicidade de conteúdos conceituais, procedimentais e atitudinais aptos a surgir conforme variam os contextos. Referências AFONSO, A. J. Avaliação Educacional: regulação e emancipação – para uma sociologia das políticas avaliativas contemporâneas. São Paulo: Cortez, 2000. BORGES, A. T.; BORGES, O.; VAZ, A. Os planos dos estudantes para resolver problemas práticos. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 27, n.3, p. 435 – 446, 2005. Disponível em: , acesso em: 30 jul. 2015. BRASIL, Ministério da Educação – Secretaria de Educação Média e Tecnológica. PCN+ Ensino Médio: Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais. Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. (MEC SEMTEC, Brasília, 2002). 144. Disponível em: , acesso em: 07 set. 2015. CARVALHO, R. B. et al. As habilidades como conteúdo procedimental e sua formação nos trabalhos dos ENPEC 1997 / 2011. In: IX Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências. Atas. Águas de Lindóia – SP: ABRAPEC, 2013. Disponível em: , acesso em: 07 set. 2015. COLL, C. et al. Os conteúdos na Reforma. 1 ed. Porto Alegre: Artmed, 1998. DELIZOICOV, D.; ANGOTTI, J. P.; PERNAMBUCO, M. M. Ensino de Ciências: Fundamentos e Métodos. 6 Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências, promovido pela ABRAPEC – Associação Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências.

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