07 Aula 01 Atividades Experimentais

176 Revista Brasileira de Ensino de F´ısica, vol. 25, no. 2, Junho, 2003

Atividades Experimentais no Ensino de Fısica:Diferentes Enfoques, Diferentes FinalidadesExperimentals activities in Physics teaching: Differents approaches, differents objectives

Mauro Sergio Teixeira de AraújoCentro de Ciencias Exatas e Tecnológicas, Universidade Cruzeiro do Sul

Av. Dr. Ussiel Cirilo, 225 CEP 08060-070, São Paulo, SP

e-mail: [email protected]

Maria Lucia Vital dos Santos AbibFaculdade de Educaçao, Universidade de São Paulo

Av. da Universidade, 308 CEP 05508-900 São Paulo-SP

e-mail: [email protected]

Recebido em 29 de novembro, 2002. Manuscrito revisado recebido em 16 de abril, 2003; Aceito em 17 de abril, 2003.

Nesse trabalho foi analisada a produçao recente na área de investigaçoes sobre a utilizaçao da experimentaçaocomo estratégia de ensino de F´ısica, com o objetivo de possibilitar uma melhor compreensão sobre as diferentespossibilidades e tendências dessas atividades tendo em vista subsidiar o trabalho de professores e pesquisado-res do ensino no n´ıvel medio. A analise dos dados teve como referência os trabalhos publicados entre 1992 e2001 na Revista Brasileira de Ensino de F´ısica (SBF), em seu encarte F´ısica na Escola e também no CadernoCatarinense de Ensino de F´ısica (UFSC). Foram investigadas a área temática das publicaçoes e diversos as-pectos metodológicos relacionados com as propostas de atividades experimentais, como a ênfase matemáticaempregada, o grau de direcionamento das atividades, o uso de novas tecnologias e a relaçao com o cotidiano. Osresultados obtidos revelaram que a experimentaçao continua sendo tema de grande interesse dos pesquisadores,apresentando essa estratégia ampla gama de enfoques e finalidades para o ensino de F´ısica.

In this paper were analysed the recent publications about the investigations on experimentation as a strategyof Physics teaching, with the objective of improving the understanding about the different possibilities andtendencies of these activities with an eye to subsidise the teachers and researchers activities at the high schoollevel. The data analysis were based on the articles published between 1992 and 2001 in the Revista Brasileira deEnsino de F´ısica (SBF), in its annex F´ısica na Escola and also in the Caderno Catarinense de Ensino de F´ısica(UFSC). The themes and some methodological aspects related with the proposals of experiments, as the appliedmathematical emphasis, the intensity of directivity, the employment of new technologies and the relation to thequotidian were investigated. The results obtained show that the experimentation remain been of great interestof researchers, presenting this strategy a wide range of approaches and objectives to the Physics teaching.

I Introduc ao

As dificuldades e problemas que afetam o sistema de ensinoem geral e particularmente o ensino de F´ısica nao sao re-centes e têm sido diagnosticados há muitos anos, levandodiferentes grupos de estudiosos e pesquisadores a refletiremsobre suas causas e conseqüencias.

As propostas que têm sido formuladas para o encami-nhamento de poss´ıveis soluçoes indicam a orientaçao de sedesenvolver uma educaçao voltada para a participaçao plenados indivıduos, que devem estar capacitados a compreenderos avanços tecnológicos atuais e a atuar de modo fundamen-tado, consciente e responsável diante de suas possibilidadesde interferencia nos grupos sociais em que convivem [1].

Nessa direçao, o entendimento da natureza da Ciência deum modo geral e da F´ısica em especial constitui um ele-mento fundamental à formacao da cidadania.

De modo convergente a esse âmbito de preocupaçoes,o uso de atividades experimentais como estratégia de en-sino de F´ısica tem sido apontado por professores e alunoscomo uma das maneiras mais frut´ıferas de se minimizar asdificuldades de se aprender e de se ensinar F´ısica de modosignificativo e consistente. Nesse sentido, no campo dasinvestigaçoes nessa área, pesquisadores têm apontado em li-teratura nacional recente a importância das atividades expe-rimentais [2].

Embora seja praticamente consensual seu potencialpara uma aprendizagem significativa, observa-se que a

Mauro Sergio Teixeira de Araújo e Maria Lucia Vital dos Santos Abib 177

experimentaçao e proposta e discutida na literatura de ma-neira bastante diversa quanto ao significado que essas ati-vidades podem assumir em diferentes contextos e em dife-rentes aspectos [3-6]. A análise do papel das atividades ex-perimentais desenvolvida amplamente nas últimas decadasrevela que há uma variedade significativa de possibilidadese tendencias de uso dessa estratégia de ensino de F´ısica,de modo que essas atividades podem ser concebidas desdesituacoes que focalizam a mera verificaçao de leis e teorias,ate situaçoes que previlegiam as condiçoes para os alunosrefletirem e reverem suas idéias a respeito dos fenômenose conceitos abordados, podendo assim atingir um n´ıvel deaprendizado que lhes permita efetuar uma reestruturaçao deseus modelos explicativos dos fenômenos [7-14].

Assim, apesar da pesquisa sobre essa temática reve-lar diferentes tendências e modalidades para o uso daexperimentaçao, essa diversidade, ainda pouco analisada ediscutida, não se explicita nos materiais de apoio aos pro-fessores. Ao contrário do desejável, a maioria dos manuaisde apoio ou livros didáticos dispon´ıveis para aux´ılio do tra-balho dos professores consiste ainda de orientaçoes do tipo“livro de receitas”, associadas fortemente a uma abordagemtradicional de ensino, restritas a demonstraçoes fechadas ea laboratórios de verificaçao e confirmaçao da teoria pre-viamente definida, o que sem dúvida, está muito distantedas propostas atuais para um ensino de F´ısica significativo econsistente com as finalidades do ensino no n´ıvel medio.

Desse modo, é poss´ıvel constatar que o uso daexperimentaçao como estratégia de ensino de F´ısica temsido alvo de inúmeras pesquisas nos últimos anos, havendoextensa bibliografia em que diferentes autores analisam asvantagens de se incorporar atividades experimentais. En-tretanto, a forma e os meios com que a experimentaçao eempregada difere significativamente nas propostas investi-gadas, de modo que os trabalhos de diferentes autores apon-tam para diversas tendências no uso desta estratégia. Nessesentido, o objetivo principal deste trabalho é identificar al-gumas das principais caracter´ısticas dessas tendências, pro-curando explicitar seus elementos constitutivos de modo acontribuir para uma melhor compreensão das diferentes for-mas de utilizaçao da experimentaçao no ensino médio. Comessa perspectiva, esperamos disponibilizar um quadro comenfase descritiva que possa subsidiar tanto análises posterio-res sobre os diversos enfoques da experimentaçao presentesna literatura, como também as opçoes pedagógicas dos pro-fessores na organizaçao e planejamento de atividades para asala de aula.

II Metodologia

Para a elaboraçao deste trabalho foram selecionados cento eseis artigos publicados na década compreendida entre 1992e 2001, em dois periódicos de ensino de F´ısica nacionais(Caderno Catarinense de Ensino de F´ısica, publicaçao qua-drimestral editada pela Universidade Federal de Santa Cata-rina e que teve seu nome modificado recentemente para Ca-

derno Brasileiro de Ensino de F´ısica, e Revista Brasileira deEnsino de F´ısica, publicaçao trimestral da Sociedade Brasi-leira de F´ısica, passando parte do conteúdo destinado ao en-sino de F´ısica no n´ıvel fundamental e médio a ser abordadono encarte semestral denominado F´ısica na Escola a partirdo segundo semestre do ano 2000), abordando temas relaci-onados com o uso da experimentaçao. A escolha destes doisperiodicos deve-se ao fato de permitirem uma análise bas-tante ampla dos trabalhos que estão sendo desenvolvidos naarea de ensino de F´ısica no Brasil, uma vez que são encon-trados artigos provenientes de diversos autores e instituiçoessituados em diferentes estados, ao mesmo tempo em que sãopublicacoes de facil acesso e de circulaçao nacional.

Os trabalhos foram inicialmente analisados e agrupadosem categorias em funçao de sua área temática, o que per-mitiu a elaboraçao de um quadro geral do conjunto de arti-gos. Em uma segunda etapa estes mesmos trabalhos foramanalisados procurando-se detectar diferentes aspectos meto-dologicos relacionados com as atividades experimentais de-senvolvidas, sendo cada categoria de análise caracterizadapelos elementos fornecidos resumidamente abaixo:

a) Enfase Matematica - Analisou-se os trabalhosprocurando-se verificar a ênfase matemática adotada naabordagem dos conceitos f´ısicos, ou seja, o n´ıvel dematematizaçao e de utilizaçao do formalismo matemático,classificando-se os trabalhos neste momento em Qualitati-vos e Quantitativos.

b) Grau de Direcionamento– Procurou-se verificar ograu de direcionamento das atividades propostas em funçaode seu caráter de Demonstraçao, Verificacao ou Investigaçaoe, neste sentido, procurou-se destacar se estas atividadesapresentam elementos que as aproximariam mais do ensinotradicional ou se elas apresentariam maior afinidade commetodos investigativos de uma abordagem construtivista.

c) Uso de Novas Tecnologias- Procurou-se detectar ouso de novas tecnologias, com o emprego de computado-res e programas espec´ıficos para atividades práticas de labo-ratorio ou de simulaçao.

d) Cotidiano - Nesta categoria foi verificado se o textodos artigos relacionava os fenômenos f´ısicos abordados comsituacoes t´ıpicas encontradas no cotidiano, observando nes-tes casos se os conceitos estudados poderiam ser utilizadoscomo explicaçoes causais para os fenômenos ligados ao diaa dia.

e) Montagem de Equipamentos– Nesta categoria fo-ram classificados os artigos que procuravam explicitar amontagem de determinados equipamentos, abordando deta-lhes envolvidos em sua confecçao e fornecendo poss´ıveisaplicacoes para os mesmos.

E importante destacar neste momento que tanto naanalise do grau de matematizaçao quanto na análise do graude direcionamento das atividades foi constatado que, em al-guns casos, os trabalhos focalizados nos artigos possu´ıamelementos de mais de uma categoria, mas a inclusão em umadeterminada categoria deu-se em funçao da identificaçao de


seus aspectos predominantes. Por sua vez, a análise rea-lizada nas demais categorias foi feita de maneira indepen-dente destas duas primeiras categorias (Enfase matemáticae Grau de direcionamento), de modo que os artigos já in-cluıdos nelas foram novamente reclassificados e devida-mente enquadrados nas categoria c, d e c descritas acima.

III An alise das publicaçoes segundo aArea de Conhecimento

Analisando-se o conjunto dos artigos pesquisados segundo aarea de conhecimento abordada, foi confeccionada a TabelaI mostrada abaixo, onde os trabalhos foram distribu´ıdos deacordo com o ano de sua publicaçao.

Tabela I -Area de Conhecimento X Ano de Publicaçao

Area 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Total %Mecanica 0 1 3 5 1 2 3 2 2 9 28 30,4

Otica 0 0 3 1 1 1 2 4 3 6 21 22,8Eletr. Magnetismo 0 4 1 0 0 2 2 5 2 3 19 20,7

Fısica Moderna 0 1 0 0 0 0 2 2 0 2 7 7,6Calorimetria 0 2 0 1 0 0 1 0 0 0 4 4,3

Hidrodinamica 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 4 4,3Gases 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 3 3,3

Astronomia 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 3 3,3Ondulatoria 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 3 3,3

Total 0 9 9 9 4 5 10 17 8 21 92 100

Observando esta tabela constata-se um certo predom´ıniode trabalhos na área de Mecânica, o que pode ser conside-rado previs´ıvel, em virtude da vasta gama de possibilida-des de temas que podem ser explorados nesta área e da im-portancia com que esta é normalmente abordada nos cursosdo ensino médio. Os trabalhos abordando conceitos de Ele-tricidade e Magnetismo eOtica tambem apresentam desta-cado numero de publicaçoes, de modo que, juntamente comMecanica, correspondem a aproximadamente 74 % de to-dos os artigos analisados. Merece destaque ainda o pequenonumero de trabalhos sobre conceitos de F´ısica Moderna,pois embora este tema não seja normalmente abordado noensino medio, o que pode ser justificado em grande partepelas deficiências formativas dos professores, a sua inclusãonos programas curriculares certamente constituiria uma ex-celente maneira de possibilitar que os estudantes compre-endam diversos fenômenos e situaçoes observadas em seudia a dia, uma vez que o emprego de equipamentos e tec-nologias modernas normalmente foram possibilitados pelaaplicacao de conhecimentos relacionados com estes tópicos,como efeito fotoelétrico, laser, entre outros.

A Tabela I permite constatar ainda a existência de um

conjunto menor de publicaçoes abordando temas como Ca-lorimetria, Gases, Hidrodinâmica, Ondulatória e Astrono-mia, temas para os quais em grande parte das escolas édestinado um menor tempo do que para o ensino da Ci-nematica, Dinamica e Eletricidade, que são consideradospor muitos professores como conteúdos prioritarios. Apesardisto, os diversos trabalhos analisados fornecem um diversi-ficado e rico material para que os conceitos relacionados aestas áreas possam ser explorados experimentalmente, pos-sibilitando assim um maior est´ımulo para que os estudantespossam compreendê-los.

3.1 - Publicacoes relacionadas com a Formaçao deProfessores e com o Ensino de Laboratorio

Alem dos 92 artigos classificados segundo a área de co-nhecimento abordada, verificou-se a existência de um con-junto de 14 artigos cujo foco temático esta direcionado paraa area de Formaçao de Professores e para diversos aspectosenvolvidos com o Ensino de Laboratório, sendo estes artigosdispostos na Tabela II abaixo.

Tabela II - Artigos sobre Formaçao de Professores/Ensino de Laboratório X Ano de Publicaçao

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 TotalFor.Prof./Ens.Lab 4 0 0 1 0 1 0 2 5 1 14


Este conjunto de artigos corresponde a 13,2 % do to-tal de 106 artigos analisados, sendo importante destacarque houve um aumento significativo nos últimos anos depublicacoes sobre Formaçao de Professores e Ensino de La-boratorio, de modo que este crescimento pode indicar queestes temas novamente passaram a ser abordados com maiorenfase pelos pesquisadores, pois aparentemente não tive-ram o merecido destaque nos meios acadêmicos ao longode varios anos, ao menos no que diz respeito à publicaçoesnas fontes pesquisadas neste trabalho. A relevância destestemas pode ser considerada inquestionável na medida emque a mudança de comportamento dos educadores, incorpo-rando novas metodologias de ensino, deveria ser estimuladaja em sua fase de formaçao docente.

IV An alise das publicaçoes segundoos aspectos metodologicos

Conforme ja apontado anteriormente, o conjunto dos arti-gos estudados neste trabalho foram analisados em funçao dequatro categorias não excludentes, visando a explicitaçao dediferentes ênfases metodológicas associadas aos mesmos, asquais serão analisadas detalhadamente a seguir.

A - Analise daenfase matematica envolvida nas ati-vidades

As diferentes modalidades de utilizaçao daexperimentaçao encontradas nos diversos artigos foramanalisadas de modo a se detectar a ênfase à matematizaçaoenvolvida na atividade proposta [15]. Nesse sentido,procurou-se verificar se as atividades experimentais erampropostas objetivando salientar aspectos formais relacio-nados com teorias e modelos matemáticos, com eventuaisprevisoes e verificaçoes dos mesmos, ou se, de outra forma,eram os aspectos qualitativos, metodológicos, conceituaise fenomenológicos que predominavam na abordagem emquestao. Desta forma, os trabalhos foram agrupados emduas categorias distintas: Qualitativos e Quantitativos.

A.1 - Qualitativos

A parcela majoritária dos artigos analisados, correspon-dendo a dois terços do total, foi enquadrada nesta categoria,constatando-se que enfatizavam aspectos qualitativos, meto-dologicos e conceituais relacionados com o tema abordado,seja envolvendo o uso de laboratórios nao estruturados [16],experimentos qualitativos [17, 18] ou mesmo enfocando ati-vidades práticas de demonstraçao [19-23] ou de investigaçao[4, 24], desenvolvidas através de procedimentos nos quais osaspectos formais e quantitativos não eram enfocados ou apa-reciam apenas em segundo plano. Estas abordagens quali-tativas podem estar relacionadas com aspectos do cotidiano[24], com o uso de computadores [25-27], com a formaçaode professores e estudos relacionados ao uso de laboratóriosdidaticos [1,5,28,29], com a construçao de equipamentos

[30, 31], e ainda com aspectos gerais da divulgaçao ci-entıfica em ambiente escolar [32].

No que diz respeito à utilizacao de laboratórios naoestruturados e ao uso de experimentos qualitativos, pode-se afirmar que se trata de duas modalidades t´ıpicas deexperimentaçao nas quais os aspectos qualitativos relacio-nados com os fenômenos e conceitos abordados nas ativi-dades sobressaem-se sobre os aspectos quantitativos. Destemodo, comparando-se estas duas modalidades com as ativi-dades realizadas em laboratórios estruturados é facil cons-tatar que há diferenças significativas tanto em relaçao aosobjetivos pretendidos quanto em relaçao aos aspectos a se-rem salientados no desenvolvimento das atividades práticas.Estas diferenças podem ser justificadas na medida em que,em geral, as atividades com LNE permitem uma abordagemque privilegia os aspectos qualitativos envolvidos no pro-cesso, com destaque para os aspectos de natureza concei-tual, que podem ser relacionados com a verificaçao de con-ceitos espontâneos, teste de hipóteses e mudança conceitual[16,33,34], empregando uma metodologia que possibilitaaos alunos buscarem por si mesmos as respostas e soluçoespara os problemas apresentados [4]. Considerando-se asposs´ıveis diferenças metodológicas de utilizaçao do LNE,pode-se afirmar ainda que estas atividades podem ser desen-volvidas baseadas na utilizaçao de questões problematiza-doras [35] ou através de situaçoes que possibilitem verificara adequaçao ou nao do modelo não estruturado diante deeventuais deficiências formativas dos alunos [36].

Por sua vez, a utilizaçao de experimentos qualitativos,propostos por Alberto Villani [17,18], também tem por ob-jetivo destacar os aspectos qualitativos relacionados comas atividades experimentais, procurando-se verificar atravésdas mesmas a existência de conceitos espontâneos nos alu-nos e a possibilidade de ocorrência de mudanças conceituaisproduzidas pela criaçao de condiçoes que facilitem o pro-cesso de reflexão, em uma abordagem com enfoque com ca-racter´ısticas cognitivistas [37].

A.1.1 – Comentarios e consideraçoes

Alem dos artigos citados, há ainda outros trabalhos quetambem centram atençao nos aspectos qualitativos vincula-dos ao tema abordado, principalmente quando relacionadoscom experimentos de demonstraçao e construçao de equi-pamentos [38,39], formaçao de professores e pesquisas so-bre eventuais melhorias de ensino decorrentes do uso delaboratorios [35,40-42] e, em alguns casos, com ativida-des de investigaçao atraves das quais os aspectos conceitu-ais e fenomenológicos se sobressaem em relaçao aos aspec-tos formais e quantitativos [16,33,34]. Vários destes traba-lhos, que podem abordar tanto tópicos de F´ısica Moderna[43,44] quanto de F´ısica Classica [45,46], serão abordadosmais profundamente nos tópicos B.1 e B.3, destinados es-pecificamente à analise das atividades de demonstraçao e deinvestigaçao.


A.2 - Quantitativos

A utilizacao de experimentos enfatizando os aspectosquantitativos constitui uma modalidade empregada com bas-tante freqüencia, correspondendo a um terço dos artigospublicados nas fontes pesquisadas. Nesse tipo de aborda-gem podem ser atingidos diferentes objetivos, com desta-que para a possibilidade de se comparar os resultados ob-tidos com os valores previstos por modelos teóricos [47-52]. A verificacao de leis f´ısicas e de seus limites de va-lidade também sao objetivos alcançados através do uso daexperimentaçao quantitativa [53,54].

Outro aspecto importante relacionado com atividadesexperimentais quantitativas é a possibilidade de se intro-duzir conceitos relativos ao tratamento estat´ıstico de da-dos, fornecendo-se noçoes sobre procedimentos que devemser adotados na etapa de mediçoes, o uso adequado de di-ferentes instrumentos de medida, bem como a existênciade erros estat´ısticos e sistemáticos nessas medidas [55-57].Nesta linha de trabalho, o artigo de Laburú [58] aborda aconstruçao e utilizaçao de dois equipamentos, salientandoaspectos como a precisão das medidas e dos instrumentos,comparando-se os resultados com os obtidos através de ins-trumentos mais simples, enquanto o trabalho de Amaku [55]discute a necessidade de um adequado cálculo de incerte-zas na determinaçao da dimensão fractal de pães amassa-dos. Embora considerado como um objetivo secundário,as questões relativas à analise das incertezas presentes noprocesso de mediçao tambem sao abordadas no trabalho deChernikoff [53].

Al em dos objetivos já mencionados, alguns autores sali-entam que a utilizaçao da experimentaçao quantitativa per-mite tornar mais concretos os conceitos abordados [56], pos-sibilitando ainda a realizaçao de atividades interdisciplina-res [6, 59]. Cabe ainda destacar que em virtude de suascaracter´ısticas, a experimentaçao comenfase nos aspectosquantitativos também permite estimular a criatividade e umarelacao mais próxima entre professores e os alunos [47], fatoque pode tornar as aulas mais interessantes e gerar grandeentusiasmo e participaçao nos alunos [6, 56], proporcio-nando maior est´ımulo e interesse pelo estudo dos conteúdosde Fısica que são abordados [60].

Para destacar algumas diferenças metodológicas e deprocedimentos relacionados com as atividades experimen-tais quantitativas, serão fornecidos a seguir alguns exemplosde propostas de atividades interessantes, como a abordagemexperimental não usual empregada no artigo de Simões Fi-lho [61], onde os dados referentes ao estudo experimentaldo movimento de um carro de corrida de fórmula 1 sao obti-dos a partir das imagens fornecidas pela televisão, onde sãomostradas as velocidades do carro ao longo do percurso rea-lizado. Deste modo, são constru´ıdos graficos de velocidadee aceleraçao que permitem estimar a potência do automóvel,bem como analisar-se os efeitos do atrito sobre os mesmos.

Medidas do ângulo de reflexão e da distância focal delentes são alguns dos resultados que podem ser obtidos coma utilizacao de apontadores laser em atividades quantitativasnaarea de ótica [39, 62], merecendo destaque a proposta de

medicao do diametro de um fio de cabelo através da difraçaopor obstaculo utilizando um apontador laser [57].

O estudo experimental da lei dos gases ideais realizadopor Bagnato e colaboradores [63] procura fornecer aos alu-nos subs´ıdios para a compreensão de diversos fenômenosobservados no dia a dia, uma vez que permite estabeleceruma relaçao de proporcionalidade entre o volume ocupadopor um gas e a sua temperatura (Lei de Gay-Lussac), emuma situaçao onde a pressãoe mantida constante.

A construcao de um calor´ımetro de baixo custo, comoalternativa aos adquiridos comercialmente, permite obtermedidas relativamente precisas dos parâmetros envolvidosnos processos de equil´ıbrio termico, apresentando comovantagem um melhor isolamento térmico e maior facilidadede manuseio [64].

Muitos fenomenos f´ısicos estão relacionados com even-tos que envolvem part´ıculas em escala microscópica ousituacoes que não permitem uma fácil observaçao direta.Nestes casos é poss´ıvel elaborar experimentos capazes desimular este tipo de fenômeno e, desta forma, possibilitara verificacao de algumas previsões fornecidas por modelosteoricos. Nesta abordagem de experimentaçao quantitativapode ser citado o estudo da condutividade mecânica comoanalogo para a condutividade elétrica, interpretada segundoo modelo de Drude [65]. Nesse trabalho é feita a mon-tagem de uma tábua inclinada com pregos que funcionamcomo centros espalhadores de bolinhas de gude soltas dotopo, medindo-se então o tempo gasto para atingir a basedo plano e construindo-se gráficos que permitem obter o va-lor da condutividade mecânica do sistema e, desse modo,avaliar a validade do modelo utilizado. Também nessa li-nha de trabalho, o artigo de Cavalcante e colaboradores [59]aborda a descoberta do núcleo através de um experimentoque simula o espalhamento de part´ıculas observado na ex-periencia de Rutherford.

Fenomenos relacionados com a F´ısica Moderna tambémpodem ser abordados quantitativamente, possibilitandocompreender aspectos vinculados com a estrutura e os mo-delos atômicos [59,66-68]. Por sua vez, a utilizaçao de com-putadores nos processos de aquisiçao e análise de dados per-mite a criaçao de um ambiente de investigaçao cient´ıfica eo domınio e aplicaçao de novas tecnologias [25,69-72], em-bora seja necessário realizar-se uma adequada capacitaçaodos professores envolvidos [73].

A.2.1 – Comentarios e consideraçoes

Deve-se ressaltar que atividades experimentais quan-titativas permitem fornecer conhecimentos inerentes a al-guns procedimentos t´ıpicos da investigaçao cient´ıfica, comoutilizacao adequada de equipamentos e instrumentos de me-dida, analise e tratamento estat´ıstico de dados, cuidados comerros sistemáticos, entre outros.

Por outro lado, é importante salientar que apesar de per-mitirem uma participaçao mais ativa dos alunos, a maio-ria das atividades experimentais quantitativas tendem a serutilizadas por meio de procedimentos e roteiros fechados


que permitem classificar este tipo de atividade experimen-tal como verificacionista, de modo que em geral não saoenfatizados importantes elementos, como a existência deconceitos espontâneos nos alunos e o incentivo a momen-tos de reflexão e aprofundamento de discussões acerca dosconteudos, o que poderia ocasionar uma maior eficiência noprocesso de aprendizagem. Neste sentido, é comum ematividades desta natureza observar-se uma certa limitaçaona manifestaçao da criatividade dos alunos, uma vez que oproposito de verificar a validade de determinadas previsõesteoricas ocorre em geral por meio de roteiros previamenteestabelecidos.

Portanto, as atividades experimentais quantitativas po-dem ser enriquecidas adotando-se uma postura mais flex´ıvel,que possibilite a introduçao de outros elementos e métodos,como discussões que propiciem reflexões cr´ıticas acerca dosfenomenos estudados e da estrutura de funcionamento dosequipamentos utilizados, bem como dos elementos e fatoresque influenciam o experimento e que podem acarretar even-tuais discrepâncias entre os resultados observados experi-mentalmente e as previsões teóricas que se pretendia ve-rificar. Um exemplo nesse sentido pode ser considerado otrabalho de Chernikoff e colaboradores [53], que utilizandoequipamentos de baixo custo e fácil aquisicao realizam es-tudos quantitativos que permitem verificar a lei de Boyle eestudar algumas propriedades dos gases empregando um ar-ranjo experimental que propicia fácil manuseio pelos alu-nos, que podem assim formular e verificar hipóteses acercado seu funcionamento. Acredita-se que este tipo de com-portamento por parte de quem conduz as atividades práticaspode contribuir efetivamente para um aprendizado mais sig-nificativo dos conceitos f´ısicos analisados.

B - Analise do grau de direcionamento das atividades

Na analise dos artigos também procurou-se verificaro grau de direcionamento das atividades, destacando-sese as atividades apresentam um caráter de Demonstraçao,Verificacao ou Investigaçao, bem como salientar se estaspraticas apresentam elementos que as aproximariam do en-sino tradicional ou se elas estariam baseadas em métodosinvestigativos t´ıpicos de uma abordagem construtivista.

B.1 - Atividades de Demonstraçao/Observacao

Uma das modalidades da experimentaçao mais uti-lizadas pelos autores investigados refere-se ao empregode atividades de demonstraçao. Provavelmente, a carac-terıstica mais marcante dessas atividades é a possibili-dade de ilustrar alguns aspectos dos fenômenos f´ısicos abor-dados, tornando-os de alguma forma percept´ıveis e compossibilidade de propiciar aos estudantes a elaboraçao derepresentaçoes concretas referenciadas. Entretanto, atravésda analise das atividades propostas constata-se que elas ten-dem a ser desenvolvidas através de dois procedimentos me-todologicos bastante distintos, que podem ser denominadosde Demonstraçoes Fechadas e Demonstraçoes/ObservaçoesAbertas. Nesse sentido, enquanto as demonstraçoes fecha-das se caracterizam principalmente pela simples ilustraçao

de um determinado fenômeno f´ısico, sendo uma atividadecentrada no professor que a realizada, as atividades dedemonstraçao/observaçao aberta incorporam outros elemen-tos, apresentando uma maior abertura e flexibilidade paradiscussões que podem permitir um aprofundamento nos as-pectos conceituais e práticos relacionados com os equipa-mentos, a possibilidade de se levantar hipóteses e o in-centivo a reflexao crıtica, de modo que a demonstraçaoconsistiria em um ponto de partida para a discussão sobreos fenomenos abordados, com possibilidade de exploraçaomais profunda do tema estudado. Desse modo, por apre-sentar diversas caracter´ısticas inerentes às atividades in-vestigativas, julgou-se mais adequado inserir as ativida-des de demonstraçao/observaçao abertas na categoria deinvestigaçao que será discutida posteriormente no item B.3.

Assim, na linha de proposta de atividades dedemonstraçao encontram-se autores que salientam justa-mente a importância dessas atividades para ilustrar e tor-nar menos abstratos os conceitos f´ısicos abordados, aomesmo tempo que torna mais interessante, fácil e agradávelo seu aprendizado, motivando a participaçao dos alunos[74-80]. A compreensão de um fenômeno através de umademonstraçao pode permitir aos alunos compreenderem ofuncionamento de outros equipamentos e generalizar o com-portamento dos sistemas observados para outras situaçoesem que estes mesmos fenômenos estejam presentes [81, 82].

Alguns exemplos mais significativos e interessan-tes de trabalhos relacionados aos uso de atividades dedemonstraçao serao fornecidos a seguir, destacando-se ini-cialmente a possibilidade de se abordar fenômenos eletro-magneticos [83], alguns normalmente de dif´ıcil compre-ensao [84], utilizando-se procedimentos capazes de forne-cer resultados bastante convincentes para os alunos [85] econtribuindo para aumentar a sua motivaçao [20]. Nessaarea de eletromagnetismo, verifica-se que as atividades dedemonstraçao podem ser empregadas como meio de se ilus-trar o surgimento de uma força eletromotriz (fem) produ-zida pelo movimento de um objeto condutor imerso em umcampo magnético [86], acreditando-se que através deste pro-cedimento é poss´ıvel tornar a compreensão dos fenômenosde inducao eletromagnética mais completa.

Artigos bastante curtos e objetivos são encontrados naRevista F´ısica na Escola, abordando tópicos de mecânica[21] e de hidrostática [87]. Nessa revista encontra-se aindaum interessante artigo que aborda o uso de diversas ativi-dades de demonstraçao como estratégia de divulgaçao ci-entıfica [32].

O uso de atividades de demonstraçao tambem e defen-dido no processo de formaçao docente, de modo a prepararos professores para uma prática docente segura e eficiente[88], capaz de efetuar uma distinçao entre a F´ısica e a Ma-tematica e enfatizar os aspectos conceituais envolvidos. As-sim, a formaçao dos professores deve englobar o projeto e ouso de materiais de demonstraçao, capacitando-os a contor-nar os problemas de falta de recursos e principalmente elimi-nar o despreparo verificado entre professores para o uso de


atividades experimentais, sendo esta proposta também de-fendida por outros autores [35].

O aspecto do desafio colocado para o estudante rela-cionadoa explicaçao de um fenômeno observado em umademonstraçao, que pode até mesmo violar o senso comum,tambem consiste de uma metodologia utilizada [89], estimu-lando que o estudante reproduz a atividade e, assim, encon-tre maior facilidade no entendimento do seu funcionamento[90].

A abordagem dos aspectos históricos relacionados aotema estudado é uma metodologia defendida por diver-sos autores, podendo-se destacar no contexto das ativida-des de demonstraçao a tentativa de resgatar alguns aspectoshistoricos do experimento de Thomas Young encontrada notrabalho de Braun [91], que enfoca os conceitos de inter-ferencia, difraçao e coerência luminosa, procurando propi-ciar uma exploraçao didatica dos conceitos de óptica e fa-cilitar a compreensão dos mesmos. Neste mesmo sentido, oartigo de Galli e Salami [92] propõe o estudo dos fenômenosde interferencia e difraçao da luz através do registro de fi-guras de difraçao em papel fotográfico, defendendo a idéiade que através destas atividades de demonstraçaoe poss´ıvelmotivar os alunos, esclarecer alguns aspectos relacionadoscom os fenômenos abordados, bem como efetuar uma abor-dagem histórica sobre a proposta de se considerar a natu-reza ondulatória da luz. Ainda utilizando aspectos históricoscomo pano de fundo, há um artigo que descreve a construçaoe o funcionamento da fonte de Heron, antigo matemáticode Alexandria, empregando garrafas plásticas de refrige-rante [93], enquanto um trabalho mais recente aborda oexperimento de Michelson e Morley e a sua relaçao coma Teoria da Relatividade de Einstein utilizando um inter-ferometro de baixo custo [19]. Nesta mesma linha de abor-dagem histórica, verifica-se um outro trabalho que descrevea construçao e funcionamento de um modelo da máquinatermo-pneumática de Hero, utilizada para abrir e fechar asportas dos antigos templos [94].

Por sua vez, na área de óptica, existem propostas deconstruçao e utilizaçao de um dispositivo que permite com-preender o funcionamento da estrutura do olho humanono processo de focalizaçao das imagens e a correçao deproblemas da visão [21, 38]. Uma proposta alternativapara auxiliar o entendimento do funcionamento do olho hu-manoe encontrada no artigo de Saba [23], que descreve adissecaçao de um olho de boi. A descriçao da construçaoe utilizacao de uma luneta astronômica utilizando materi-ais de facil aquisicao pode ser um procedimento de grandeimportancia para os professores do ensino básico, na me-dida em que estes poderão empregá-la em sala de aula, mo-tivando a participaçao dos alunos e promovendo uma maiorfacilidade de aprendizado dos conceitos abordados [95]. Emtrabalhos posteriores, o mesmo autor propõe diversas utili-dades para um cone duplo em aulas de demonstraçao [89] eo emprego de bolas de isopor para ensinar conceitos básicosde Astronomia de maneira realista e motivadora para os alu-nos [77].

Diversos conceitos de F´ısica Moderna e Contemporânea

tambem podem ser abordados através de atividades dedemonstraçao, como laser e efeito fotoelétrico [44], holo-gramas [96] e ondas eletromagnéticas estacionárias em ca-vidades de fornos de microondas [97], possibilitando-se oaprendizado de diversos conceitos envolvidos com os equi-pamentos e dispositivos tecnológicos cada vez mais presen-tes no cotidiano.

A utilizacao de computadores como ferramenta auxi-liar em atividades de demonstraçao tambem e proposta,destacando-se a possibilidade de facilitar a compreensão dosfenomenos f´ısicos estudados [27].

B.1.1 – Comentarios e consideraçoes

Dentre os diversos aspectos que merecem ser salienta-dos, destaca-se o fato das atividades de demonstraçao possi-bilitarem ilustrar um determinado fenômeno, podendo con-tribuir para a compreensão de diversos aspectos relaciona-dos ao mesmo. Em geral, tais atividades demandam umpequeno tempo de realizaçao e podem ser facilmente inte-gradas a uma aula com ênfase expositiva, sendo utilizadascomo um fechamento da aula ou como seu ponto de par-tida, procurando despertar o interesse do aluno para o temaque será abordado. Para que seja ampliada a eficiência doprocesso de aprendizagem, acredita-se que estas atividadesdevam ser conduzidas de modo que seja permitido o ques-tionamento por parte dos alunos, incentivando-os a buscarexplicacoes para os fenômenos estudados, possibilitando as-sim a elaboraçao de novas idéias a partir da vivência desituacoes capazes de propiciar o desenvolvimento de sua ca-pacidade de abstraçao e de aprendizagem [37, 45].

Portanto, a análise dos trabalhos que abordam o usode demonstraçoes permite constatar que, embora elas ge-ralmente sejam conduzidas inicialmente pelos professores,dependendo do caso, os alunos devem em seguida repetir osprocedimentos. Neste sentido, em que pese as limitaçoesde toda atividade de demonstraçao, uma vez que essassituacoes em geral são fechadas e definidas pelo que se quermostrar, na maioria das vezes impossibilitando variaçoes porparte dos estudantes, é fundamental que essa atividade pro-picie condicoes para que haja reflexão e análise dos mes-mos. Esta atitude deve ser incentivada pelos professores,seja pela formulaçao de questões ou através da permissãopara que os estudantes interfiram e alterem os arranjos ex-perimentais propostos, dando oportunidade para que elesformulem hipoteses, analisem as variáveis intervenientes ediscutam criticamente os poss´ıveis modelos explicativos dosfenomenos observados [98].

Enfim, utilizando metodologias que permitam explorarao maximo cada atividade de demonstraçaoe poss´ıvel fazercom que estas superem a simples ilustraçao de um fenômenoe possam contribuir efetivamente para o aprendizado concei-tual desejado e para o desenvolvimento de novas habilidadese posturas dos estudantes. Procedimentos desta natureza,concomitantes com relatos de melhorias no n´ıvel de apren-dizado observado em estudantes a partir do uso de aulas de-monstrativas [40], reforçam a crença de que estas atividades


podem de fato contribuir para melhorar a qualidade do en-sino de F´ısica.

B.2 - Atividades de Verificacao

As atividades de verificaçao sao caracterizadas por umamaneira de se conduzir a atividade experimental na qualse busca a verificaçao da validade de alguma lei f´ısica, oumesmo de seus limites de validade. A importância destasatividades pode ser destacada, entre outros fatores, pela suacapacidade de facilitar a interpretaçao dos parâmetros quedeterminam o comportamento dos sistemas f´ısicos estuda-dos, sendo, segundo alguns autores, um recurso valioso paratornar o ensino estimulante e a aprendizagem significativa,promovendo uma maior participaçao dos alunos [49, 89, 99,100]. Outro aspecto relevante é a possibilidade destas ati-vidades promoverem o desenvolvimento da capacidade dese efetuar generalizaçoes [82], que pode ocorrer quando sãoextrapolados os limites do experimento de modo a explorarnovas situaçoes [47]. Ao mesmo tempo que serve para moti-var os alunos, as atividades de verificaçao podem contribuirpara tornar o ensino mais realista, no sentido de se evitaralguns erros conceituais observados em livros-texto [101].

Entre alguns exemplos relevantes de propostas de ativi-dades de verificaçao pode-se destacar a utilizaçao de um CDe um retroprojetor para construir espectroscópios de baixocusto que permitem obter espectros de difraçao bastantenıtidos, possibilitando efetuar-se cálculos aproximados daconstante de rede do CD [66]. Também empregando um CDcomo rede de difraçao, o trabalho de Cavalcante e colabora-dores [43] utiliza uma caneta laser como fonte de radiaçaoincidente para verificar o número de sulcos por mil´ımetropresentes no CD. Modificaçoes no arranjo experimental pos-sibilitam que também sejam abordados aspectos relaciona-dos com erros em medidas f´ısicas, tema bastante importantee que afeta toda atividade experimental quantitativa.

Em outro artigo, com proposta semelhante, tambéme utilizado um CD como rede de difraçao de um espec-troscopio, sendo este empregado para verificar as diferençasentre os espectros produzidos por lâmpadas de Neônio,Argonio e Sodio e comparar com o espectro cont´ınuo deuma lampada incandescente, podendo-se, deste modo, abor-dar alguns aspectos relacionados com os modelos atômicos[68]. Ainda abordando o fenômeno de difraçao, observa-seuma proposta alternativa de produçao de redes de difraçaoatraves de fotografias de matrizes periódicas [30], enquantoo trabalho de Lopes e Laburú [57] utilizam a difraçao emuma proposta interessante e motivadora para os alunos, namedida em que procuram medir a espessura de fios de ca-belo por meio de difraçao por obstáculo.

Tambem naarea de fenômenos óticos, encontra-se umaproposta de estudo da refraçao da luz em lentes esféricas,procurando-se verificar as prediçoes da equaçao das lentespara sistemas que apresentam ´ındice de refraçao n �= 1 e,deste modo, facilitar o entendimento de como funcionamestas lentes [79].

Complementando o trabalho de Dornelles Filho [49], oartigo de Canalle [101] verifica o comportamento de um sis-

tema hidrostático, apontando para a presença de um erro noslivros de ensino fundamental e mostrando como alguns pro-fessores contornam o problema de maneira indevida.

Trabalhando com sistemas mecânicos alternativos àmola de aço para verificar a lei de Hooke encontra-se um ar-tigo com proposta de utilizaçao de materiais de baixo custo,como reguas e espirais de plástico de encadernaçao, que for-necem resultados bastante satisfatórios em relaçao aos equi-pamentos comerciais [54]. Este mesmo autor propõe em umoutro artigo a construçao de um dispositivo mecânico paramedir a freqüencia da rede elétrica baseando-se no efeitoestroboscópio proveniente da intermitência de lampadas flu-orescentes, de modo que os resultados ilustrados permitemverificar de maneira bastante satisfatória que a freqüencia deoscilacao da rede é proxima de 60 Hz [60].

Na area de mecânica ha uma proposta de se estudar ascondicoes de equil´ıbrio de varios sistemas através de umconjunto de polias e massas padronizadas, comparando-seos resultados experimentais com os previstos pelos modelosteoricos [47]. Nesta mesma área, constata-se a existênciade um trabalho que analisa o comportamento de um es-fera atuando como um corpo r´ıgido que se desloca em umplano inclinado, comparando-se os resultados com os obti-dos quando se considera a esfera como um objeto pontual[50]. Medidas do momento de inércia de um disco girante[52] e do centro de massa de um sistema [48] são outros pro-cedimentos propostos que permitem comparar os resultadoscom previsões dos modelos teóricos.

Analisando dados obtidos a partir de imagens de tele-visao, o artigo de Simões Filho [61] realiza um estudo quan-titativo atraves de gráficos de velocidade e aceleraçao domovi-mento de um carro de fórmula 1, estimando assim asua potencia e os efeitos do atrito.

Utilizando um sistema mecânico simples, Bagnato [65]propoe uma forma de se verificar a lei de Ohm a partir docomportamento da condutividade mecânica do sistema, pro-posta como analogia para o estudo da condutividade elétricade um sólido condutor decorrente da presença de centrosespalhadores observada no modelo de Drude. Através deum arranjo experimental bastante criativo, envolvendo umbalao de borracha submerso, o mesmo autor sugere umaforma alternativa de se verificar experimentalmente a lei dosgases, possibilitando que os alunos possam explicar váriassituacoes encontradas no dia a dia [63]. Em área corre-lata, empregando equipamentos de baixo custo observa-seuma proposta para verificar quantitativamente a lei de Boyle,utilizando-se um arranjo experimental que permite um fácilmanuseio por parte dos alunos [53].

Propondo um procedimento bastante interativo para oaprendizado de alguns conceitos de astronomia, encontra-se um artigo que utiliza um gnômon em um Jardim As-tronomico para obter a altura do Sol, o meio-dia solar, ospontos cardeais e as estaçoes do ano para qualquer latitude[102].

Por sua vez, através da proposta de utilizaçao de um ca-lorımetro com gelo observa-se que é poss´ıvel determinar aconstante solar, verificando-se uma satisfatória proximidade


entre o valor obtido experimentalmente e o fornecido na li-teratura [51].

Por fim, foram analisados trabalhos que utilizam com-putadores para aquisiçao e análise de dados, sendo empre-gados no estudo das oscilaçoes de um pêndulo fısico [71],no estudo das caracter´ısticas de um circuito RC serial [72]e em um arranjo que permite estudar a influência da alturae da velocidade inicial no alcance de uma esfera metálicalancada horizontalmente [103], salientando-se que o usodo computador permite aos alunos dedicar maior tempo nainterpretaçao dos resultados e, consequentemente, possibili-tando um melhor aprendizado dos conteúdos de F´ısica.


Atraves do conjunto de artigos analisados verifica-seque sao amplas as possibilidades de utilizaçao de ativida-des experimentais que visam a verificaçao de leis f´ısicas eo estudo do comportamento de diferentes sistemas f´ısicos.Ainda que estas atividades apresentem limitaçoes inerentesa sua própria caracter´ıstica, acredita-se que quando conduzi-das adequadamente elas também podem contribuir para umaprendizado significativo, propiciando o desenvolvimentode importantes habilidades nos estudantes, como a capaci-dade de reflexão, de efetuar generalizaçoes e de realizaçaode atividades em equipe, bem como o aprendizado de algunsaspectos envolvidos com o tratamento estat´ıstico de dados ea possibilidade de questionamento dos limites de validadedos modelos f´ısicos. Portanto, a adequada conduçao das ati-vidades pode ser considerada novamente como um elementoindispensável e fundamental para que seja alargado o lequede objetivos e o desenvolvimento de posturas e habilidadesque podem ser promovidos através de atividades dessa natu-reza.

B.3 - Atividades de Investigaçao

Em topico anterior foram analisados alguns aspectosqualitativos relacionados com a utilizaçao de laboratóriosnao estruturados (LNE). Enfocando neste momento a suautilizacao como uma atividade com caráter de investigaçaoconstata-se a existência de outros elementos que ampliama sua diferenciaçao em relaçao ao laboratório estruturado,uma vez que este freqüentemente faz uso de roteiros fe-chados, com menores possibilidades de intervençao e/oumodificacoes por parte dos alunos ao longo das etapas doprocedimento experimental. Entretanto, segundo Ribeiro[36], as deficiencias formativas observadas nos alunos po-deriam implicar na necessidade de uso da experimentaçaobaseada em um modelo estruturado nas etapas iniciais, en-quanto em uma etapa posterior, quando os alunos já esta-riam familiarizados com o laboratório, poderiam ser utiliza-das abordagens não estruturadas.

Outros autores, por sua vez, defendem o emprego do la-boratorio nao estruturado como meio de investigaçao e/ouresolucao de problemas, que pode possibilitar aos alunoso teste de hipóteses, propiciando o desenvolvimento da ca-pacidade de observaçao, de descriçao de fenômenos e até

mesmo de reelaboraçao de explicaçoes causais, aspectos quecontribuiriam para facilitar a reflexão e, consequentemente,o progresso intelectual dos estudantes [11,17,24,33,34].Nessas situaçoes, conforme salienta Gonçalves [34], aparticipacao dos professores é fundamental para auxiliar eestimular os alunos na busca das explicaçoes causais, atravésdas quais alcança-se um novo patamar no aprendizado dosconceitos abordados.

Cabe ainda salientar que as atividades experimentais quetomam por base propostas de LNE podem exigir dos estu-dantes um tempo maior de estudo, uma vez que as etapas deexecuçao, analise e conclusões demandam um grande envol-vimento, propiciando assim um melhor entendimento dosfenomenos f´ısicos estudados [17]. Nesse sentido, Castroe Cerqueira [35] destacam que o uso de materiais concre-tos pode ser capaz de suscitar questões problematizadorasque podem desencadear uma nova prática de ensino como despertar do interesse dos estudantes. Salientam aindaque a eficiencia dessa abordagem depende em grande partedo envolvimento dos estudantes no processo de aprendiza-gem, o que converge para o posicionamento de Ventura [7]que, alem desses aspectos, ressalta a importância de umpreparo adequado do professor. Com esse direcionamento,investigando deficiências formativas existente entre profes-sores, Figueroa e Gutierrez [88] propõem a utilizaçao dedemonstraçoes como um elemento motivador na formaçaodos professores, capacitando-os a ter maior segurança econfianca no desenvolvimento de suas atividades docentes.Em trabalhos mais recentes também sao enfocadas questõesrelativasa necessidade de se oferecer uma melhor formaçaoaos professores das áreas cient´ıficas, de modo que as ati-vidades experimentais devam ser exploradas a partir de umnovo enfoque [1], questionando-se ainda a necessidade deatualizaçao dos curr´ıculos de F´ısica no sentido de inclu´ıremtopicos de F´ısica Moderna e Contemporânea, tomando-seos devidos cuidados na preparaçao dos professores para quepossam abordar esses temas adequadamente [28]. Nessaquestao de curr´ıculo, Cavalcante e Nakamura [59] destacamque a abordagem de temas de F´ısica Moderna de uma ma-neira interdisciplinar e utilizando recursos computacionaisseria uma forma de se atualizar os curr´ıculos de F´ısica noensino medio.

Segundo Barbosa [16], empregando-se aexperimentaçao com LNE verifica-se que há uma maioreficiencia quanto à ocorrencia de mudança conceitual nosestudantes e, consequentemente, maior facilidade de apren-dizagem de conceitos cient´ıficos quando se utiliza um en-sino experimental baseado em uma abordagem que exploraeste tipo de atividade em comparaçao com o ensino tradici-onal.

Em direcao convergente, o uso de experimentos quali-tativose proposto como forma de se investigar as relaçoesentre conceitos espontâneos e experimentos simples, sendoesta modalidade defendida por possibilitar, em alguns ca-sos, condiçoes para a reflexão e o crescimento intelectualdos estudantes no sentido de ampliar o seu conhecimentocientıfico em decorrência de mudança conceitual [17]. O


mesmo autor, em trabalho posterior baseado em entrevis-tas [18], analisa as dificuldades observadas em estudan-tes submetidos a atividades experimentais qualitativas sim-ples. Nesse trabalho, é sugerida uma abordagem dos con-ceitos cient´ıficos a partir da criaçao de situaçoes capazesde gerar elementos concretos que servirão de base para umdialogo que favoreça a mudança conceitual desejada. Es-sas mudanças conceituais podem ser alcançadas por alu-nos submetidos a atividades com enfoque construtivista, re-alizadas através de experimentos qualitativos baseados emsequencias de ensino que envolvem uma problematizaçaoinicial, a montagem e execuçao do experimento, umaorganizaçao dos conhecimentos adquiridos e, finalmente,a aplicaçao destes conhecimentos a outras situaçoes dife-rentes das que foram propostas inicialmente [16]. Entre-tanto, apesar de se verificar condiçoes mais prop´ıcias para aocorrencia de rupturas no entendimento conceitual dos es-tudantes através de atividades investigativas, observa-se emalgumas situaç oes que há uma tendência em se preservarelementos dos modelos interpretativos anteriores à estas ati-vidades [13].

Por outro lado, conforme mencionado anteriormente,as atividades de demonstraçao abertas também podemser consideradas como uma modalidade de atividade deinvestigaçao, desde que a conduçao dessas atividades per-mita a participaçao dos estudantes, manipulando os equi-pamentos, questionando e elaborando hipóteses, devendoestes procedimentos ser estimulados para que o aprendi-zado seja mais eficiente [46, 104]. Adotando esta metodo-logia, o artigo de Moura e Canalle [105] propõe a quebrade um ima em sala de aula como elemento motivador paraque os estudantes possam observar e analisar os fenômenosmagneticos, procurando elaborar explicaçoes e checandoa validade das mesmas através da manipulaçao do experi-mento. Atraves deste procedimento evidencia-se a possi-bilidade de se explorar as atividades de demonstraçao su-perando a simples ilustraçao de um determinado fenômenoe, assim, auxiliar o desenvolvimento de habilidades ineren-tes ao esp´ırito cientıfico. Nesse sentido, a possibilidadede discussão e de ocorrência de debates cr´ıticos sobre asobservaçoes dos fenômenos demonstrados é um aspecto re-levante destacado por Laburú [106] acerca das atividades dedemonstraçao, que podem permitir uma abordagem quan-titativa complementar. Também nesta linha, o trabalho deAxt [107] utiliza uma metodologia baseada no desafio ao es-tudante para explicar um determinado fenômeno observadoem uma atividade de demonstraçao inicial que contraria osenso comum.

Entre outros exemplos de propostas de atividades deinvestigaçao que podem ser destacados do conjunto de arti-gos analisados, constata-se a possibilidade de introduçao denocoes relacionadas a mediçoes e erros de medida verificadano trabalho de Oliveira e colaboradores [56], que sugeremum processo de investigaçao baseado na realizaçao de medi-das do tempo de reaçao dos alunos. O processo investigativotambem pode ser empregado para demonstrar o funciona-mento de equipamentos como displays de relógios e calcu-

ladoras, elucidando aspectos relacionados com a aplicaçaotecnologica de conceitos de F´ısica Contemporânea que apa-recem no cotidiano [108]. Este processo pode ser auxili-ado pela utilizaçao de computadores, permitindo assim umaeficiente coleta e análise de dados, em um ambiente cri-ativo e que possibilite o desenvolvimento da capacidadecrıtica dos estudantes [109, 110]. Além desses fatores, ouso de ferramentas computacionais pode auxiliar o processode reestruturaçao conceitual ao permitir a reflexão por partedos estudantes [26].

Trabalhando com fornos de microondas é poss´ıvel inves-tigar o custo e o tempo de aquecimento da água através deum forno de microondas e comparar com o obtido por meiode um fogaoa gas [111].

A criacao de uma interface que permita ao computa-dor compreender a linguagem do estudante, possibilitandouma abordagem qualitativa e criativa dos fenômenos f´ısicosque propicie uma aprendizagem significativa para os alu-nos constitui um interessante tema de investigaçao, cujosresultados podem permitir a verificaçao da ocorrência demudanças conceituais através da utilizaçao de programasbaseados na Inteligência Artificial [112].

Um estudo experimental sobre movimentos aceleradose proposto como meio de se obter interpretaçoes qualitati-vas do conceito de aceleraçao, empregando-se uma análisegrafica dos resultados obtidos e promovendo-se discussõesamplas entre o professor que conduz o experimento e o con-junto de alunos envolvidos [106].

Por sua vez, propondo um procedimento bastante intera-tivo para o aprendizado de alguns conceitos de astronomia,encontra-se um artigo que utiliza um gnômon em um JardimAstronomico para obter a altura do Sol, o meio-dia solar, ospontos cardeais e as estaçoes do ano para qualquer latitude[102].

Atraves de exposiçoes interativas, Axt e Bonadiman[107] utilizam diversos experimentos para desafiar o sensocomum das pessoas e, deste modo, investigar como são suasinterpretaçoes e prediçoes diante de experimentos contrain-tuitivos. Uma outra proposta semelhante utiliza laboratóriositinerantes como meio de levar estudantes e professores a tercontato com a produçao e utilizaçao de materiais didáticos,investigando-se as poss´ıveis melhorias que o enfoque expe-rimental pode trazer para as aulas de F´ısica [42].

Procurando investigar os efeitos da microgravidade, noprimeiro numero do encarte F´ısica na Escola da Revista Bra-sileira de Ensino de F´ısica encontra-se um artigo que des-creve os resultados obtidos em diversas experiências envol-vendo diferentes tópicos de F´ısica, com amplas discussõesque permitiram um aprofundamento do aprendizado dosconceitos f´ısicos envolvidos, a partir da grande participaçaodos estudantes [113]. No mesmo fasc´ıculo encontra-se umoutro artigo onde se investiga de maneira interativa com alu-nos do ensino fundamental algumas propriedades de mate-riais magneticos, possibilitando o aprendizado de conceitosbasicos do magnetismo [114].

Utilizando voltımetros, Axt e Alves [115] sugerem umaestrategia de ensino que combina experimentaçao qualita-


tiva e quantitativa associada com a realizaçao de diversostestes-tarefa, onde os alunos devem fornecer previsões paraas leituras de um volt´ımetro.

Por fim, merece destaque a organizaçao de um amploconjunto de experimentos de F´ısica, de baixo custo e fácilrealizacao, disponibilizados na internet de modo a auxiliaras atividades dos professores de F´ısica [29].


Atraves do conjunto de propostas de atividades com na-tureza de investigaçao percebe-se que é poss´ıvel alcançaruma vasta gama de diferentes objetivos educacionais, umavez que estas atividades apresentam uma maior flexibili-dade metodológica, quando contrastada com as atividadesde demonstraçao e de verificaçao, embora seja poss´ıvel,tambem para estas duas modalidades, o emprego de açoesque enriqueçam a sua aplicaçao pratica. Porém, no casodestas atividades o próprio carater de investigaçao das mes-mas pode ser considerado como um elemento facilitadorpara uma abordagem que seja centrada nos aspectos cog-nitivos do processo de ensino-aprendizagem, intr´ınsecos deuma metodologia que busca uma transformaçao mais pro-funda nos estudantes, seja ela vinculada aos aspectos con-ceituais, relacionados aos conteúdos de F´ısica, ou mesmocomportamentais, como a capacidade de reflexão, abstraçao,generalizaçao, s´ıntese e de senso cr´ıtico.

C - Utilizacao de novas tecnologias

A utilizacao de novas tecnologias associadas àexperimentaçao tem possibilitado o uso cada vez maisfrequente de computadores, uma vez que o emprego de tec-nologias modernas está se tornando cada vez mais acess´ıvelnos meios educacionais. Diante disto, os computadores po-dem ser considerados como uma importante ferramenta deauxılio ao ensino de F´ısica, apresentando imensas potencia-lidades de uso.

Uma analise bastante ampla das diferentes maneiras comque os computadores são empregados na área de Ensino éfornecida por Rosa [110], o qual analisa 182 trabalhos naci-onais e internacionais produzidos entre 1979 e 1992. Nesteartigo, o autor destaca o uso de computadores como fer-ramenta de laboratório para controle de experimentos, nacoleta e análise de dados experimentais, na simulaçao defenomenos f´ısicos e na instruçao dirigida. Entretanto, caberessaltar que a grande maioria dos trabalhos analisados noartigo de Rosa não foram produzidos no Brasil, sendo queas poucas exceçoes nao fazem parte das fontes pesquisadaspara a elaboraçao deste trabalho.

Os poucos trabalhos encontrados descrevem o uso decomputadores nos processos de coleta, geraçao e análise dedados experimentais [25, 69, 70, 71, 72, 103, 109], a par-tir de programas que permitem construir tabelas e elabo-rar graficos. Nestes trabalhos os autores enfatizam a im-portancia do uso de computadores em laboratórios comomeio de aproximar os estudantes das tecnologias modernas,facilitando o desenvolvimento das atividades experimentais

de modo a possibilitar aos alunos um maior tempo para ainterpretaçao dos resultados [103], ainda que estes resulta-dos permaneçam sujeitos a incertezas provenientes de fontesexternas ao processo de digitalizaçao [69]. Por outro lado,as facilidades provenientes do uso de computadores podempermitir aos estudantes repetir diversas vezes os experimen-tos e, assim, questionar os limites de validade dos modelosfısicos utilizados e dos fatores e parâmetros envolvidos nosfenomenos abordados, contribuindo para o desenvolvimentodo pensamento cr´ıtico e criativo [109], aproximando aindaos estudantes de uma ferramenta cada vez mais presente emseu cotidiano [73]. Outro fator destacado é que o uso decomputadores pode permitir o estudo de situaçoes difıceisou inviaveis na prática, possibilitando ainda maior facilidadede compreensão dos fenômenos f´ısicos [27].

Neste sentido, discute-se a possibilidade de utilizaçaodos computadores em ambientes de ensino de modo a per-mitir uma aprendizagem significativa dos conteúdos minis-trados, tomando-se por base uma analogia entre as teoriasde aprendizagem e o desenvolvimento de linguagens decomputaçao [112].

A utilizacao dos computadores pode auxiliar no estudode temas de F´ısica Moderna [59] e na abordagem de con-ceitos fısicos através de processos que facilitem a aprendi-zagem e a reestruturaçao conceitual [26].

Portanto, de acordo com a maneira com que os com-putadores são utilizados é poss´ıvel dispor de uma impor-tante ferramenta capaz de criar condiçoes que podem auxi-liar no aprimoramento de diversas habilidades dos estudan-tes, como a sua capacidade cr´ıtica de interpretaçao e análise,a criatividade, a elaboraçao de hipóteses, entre outras, aomesmo tempo em que os coloca em contato direto com ins-trumentos tecnológicos bastante atuais. Apesar destas ca-racter´ısticas, que conferem significativa importância ao usode computadores em atividades experimentais, constata-seque ainda há um pequeno número de pesquisadores e depublicacoes relacionadas com a utilizaçao de computado-res no ensino experimental de F´ısica nas fontes pesquisa-das, embora tenha sido constatado um significativo aumentode publicaçoes no ano de 2001. Este fato indica que hápoucos trabalhos sendo feitos e divulgados, constatando-se, deste modo, ser necessário implementar-se o número depublicacoes nesta área a fim de facilitar o acesso daquelesque se interessam por essa modalidade de ensino.

D - Relacao com o Cotidiano

Uma modalidade de uso da experimentaçao que podedespertar facilmente o interesse dos estudantes relaciona-sea ilustracao e análise de fenômenos básicos presentes emsituacoes t´ıpicas do cotidiano. Estas situaçoes sao conside-radas como fundamentais para a formaçao das concepçoesespontaneas dos estudantes, uma vez que estas concepçoesse originariam a partir da interaçao do indiv´ıduo com a reali-dade do mundo que os cerca. Esta linha de trabalho que ex-plora aspectos f´ısicos presentes em situaçoes do cotidiano édefendida por alguns pesquisadores do Instituto de F´ısica daUSP que integram o Grupo de Reestruturaçao do Ensino de


Fısica (GREF), com publicaçao de livros didáticos seguindoesta orientaçao. No que diz respeito a artigos publicadosrelacionados à experimentaçao, ha trabalhos que exploramo uso de um simples gnômon para permitir a compreensãodas estaçoes do ano e outros aspectos relacionados com aAstronomia, como o meio-dia solar, os pontos cardeais ea altura do Sol [102]. Em outro trabalho, também base-ado na astronomia básica, são fornecidas explicaçoes paraa existencia e duraçao do dia e da noite e para as estaçoesdo ano [77]. Neste mesmo trabalho são dadas explicaçoespara os eclipses e para as fases da Lua , empregando-se ummaterial didatico bastante simples, utilizando bolas de iso-por e uma lampada. Há ainda um outro artigo que abordaquestoes relativas ao Sol, fornecendo uma abordagem quan-titativa que procura verificar a potência irradiada pelo Sol,realizando um relacionamento desta grandeza com a ener-gia que alcança a Terra e a mantém aquecida [51].

Abordando-se fenômenos e dispositivos relacionadoscom conceitos cient´ıficos elaborados e desenvolvidos aolongo do seculo passado, como por exemplo o efeito fo-toeletrico, o laser e a emissão de corpo negro, é poss´ıvelcontribuir para que os estudantes compreendam alguns con-ceitos basicos da F´ısica Moderna aplicados em diversassituacoes do cotidiano [44]. Assim, os estudantes passa-riam a entender como funciona o acionamento automáticodo sistema de iluminaçao publica e das portas de elevado-res, as fibras óticas, a leitura do código de barras, o efeitoestufa, entre outros [44]. Também explorando fenômenosda Fısica Moderna, o trabalho de Laburú [108] aborda ele-mentos facilmente encontrados no cotidiano dos estudan-tes, como mostradores de cristais l´ıquidos, presentes, porexemplo, em relógios digitais, calculadoras e joguinhos debolso. Ao abordar a f´ısica envolvida nestes elementos, oautor destaca a possibilidade de criaçao de um ambiente es-timulante para os alunos, motivando-os a compreender al-guns conceitos e conhecimentos da F´ısica Contemporânea,incluindo-se nesse caso a proposta de visualizaçao de on-das eletromagnéticas estacionárias no interior de um fornode microondas [97]. Desse mesmo autor encontra-se umoutro trabalho que se baseia no efeito estroboscópio decor-rente da intermitência de fontes luminosas, associando esteefeito com as observaçoes rotineiras de rodas aparentementegirarem para trás ou darem a impressão de estarem para-das quando um ve´ıculo movimenta-se para frente, relatandoainda a manifestaçao deste efeito nas situaçoes em que amaoe balançada com os dedos abertos na frente de telas detelevisores ou computadores [60].

A producao de hologramas, cada vez mais freqüentes nodia a dia, a partir de um feixe de He-Ne também e um re-curso didatico que pode ser empregado, embora demandeum custo um pouco maior [96], possibilitando aos alunos oconhecimento desta importante aplicaçao tecnológica rela-cionada com a área deOtica.

Por sua vez, alguns efeitos visuais relacionados com anitidez de imagens e a formaçao de sombra na retina sãoabordados utilizando-se anteparos com orif´ıcios por Vuolo[116], enquanto um outro trabalho aborda a limitaçao do

campo visual dos olhos [117]. Há ainda alguns artigos queabordam diferentes aspectos da visão humana, da estruturado olho e dos defeitos de visão mais comuns [38], propondoatividades que permitem corrigir estes defeitos através douso de lentes apropriadas [21]. O estudo da estrutura do olhoatraves da dissecaçao de um olho de boi é o tema abordadoem um interessante artigo [23] e, finalmente, observa-seuma proposta de realizaçao de um curso que permite abordaraspectos da luz e da visão relacionados ao ensino de óticageometrica, considerando-se as concepçoes espontâneas dosestudantes [24].

Por fim, ha um outro exemplo de situaçao tipicamenteencontrada no cotidiano de diversos alunos e que se relaci-ona ao uso de fornos de microondas para aquecimento dealimentos e substâncias l´ıquidas. Explorando esta situaçao,Costa [111] realiza comparaçoes entre o aquecimento daagua obtido através de um forno de microondas e o obtidopor meio de um fogãoa gas, destacando o tempo e o custode aquecimento nos dois processos.

E - Construcao de Equipamentos

Nesta categoria foram classificados os artigos que apre-sentavam como ênfase temática a proposta de construçaode determinados equipamentos, destinados ao uso em aulaspraticas de F´ısica. Embora correspondam aproximadamentea apenas 10 % das publicaçoes analisadas, considerou-semais adequado enquadrá-los em uma categoria separada emfuncao de suas caracter´ısticas intr´ınsecas, uma vez que sãovoltados principalmente para o detalhamento da confecçaodos equipamentos, encontrando-se ainda algumas sugestõesde sua utilizaçao.

Nesse sentido, na área de eletricidade é encontrado umtrabalho que descreve a construçao de um galvanômetro deima movel, base para a montagem de volt´ımetros e am-perımetros. Esse projeto é considerado uma alternativa paraos instrumentos comerciais, que apresentam normalmenteum custo relativamente elevado, tendo o modelo propostoum suporte para o enrolamento dos fios feito em tubo dePVC [118].

Em trabalho posterior é realizada uma calibraçao do gal-vanometro, de modo a transformá-lo em um volt´ımetro ouamper´ımetro, sendo analisada a precisão do instrumento emfuncao da precisão dos componentes utilizados [119].

Na mesma área encontra-se a proposta de construçao deum transformador com núcleo de ferro, que pode ser empre-gado em experiências que demandem correntes de baixa in-tensidade [120], e a construçao de uma pilha eletroqu´ımica[31].

Para aplicaçao em aulas de geometria e ótica geométricasao propostas a construçao de um esferômetro e de um ci-lindrometro, com materiais de baixo custo, cujo empregoem aulas práticas pode tornar as aulas mais interessantes, namedida em que permite um contato com situaçoes reais [6].

Objetivando despertar a atençao e curiosidade dos alu-nos, motivando-os para o estudo dos temas da Astronomia,o trabalho de Canalle [95] propõe a construçao de uma lu-neta feita a partir de lentes de óculos, que constitui um ins-


trumento didatico capaz de facilitar o aprendizado dos con-ceitos relacionados com esta área da F´ısica.

Na area de ótica tambem sao encontrados trabalhos quedescrevem a construçao de equipamentos que permitem arealizacao de diversas demonstraçoes de fenômenos óticos,como reflexao, refraçao, dispersão da luz, entre outros [39,62], destacando-se a possibilidade de produçao de redesde difracao utilizando tecnica fotográfica [30] e o entendi-mento do funcionamento do olho humano no processo defocalizacao das imagens [38].

A construcao de um interferômetro de Michelson paraobservaçao de franjas de interferência e proposta em umcontexto que aborda alguns aspectos históricos desse expe-rimento [19].

Finalmente, na área de termologia observa-se uma pro-

posta de construçao de um calor´ımetro de baixo custo, queapresenta caracter´ısticas tecnicas melhores do que as verifi-cadas nos calor´ımetros vendidos comercialmente [64].

V Analise quantitativa daspublicacoes

Analisando os artigos segundo as categorias discutidas an-teriormente realizou-se uma distribuiçao dos trabalhos aolongo dos anos conforme expressam as tabelas fornecidasa seguir.

Tabela III - Enfase Matemática X Ano de Publicaçao

Classificaçao 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Total %Qualitativo 4 6 6 7 1 4 7 11 10 14 70 66Quantitativo 0 3 3 4 2 2 3 8 3 8 36 34

Total 4 9 9 11 3 6 10 19 13 22 106 100

A publicacao de artigos baseados em atividades cujaenfase encontra-se principalmente no enfoque dos aspetosqualitativos ocorreu em todos os anos do per´ıodo abrangidopor esta pesquisa, constituindo-se uma abordagem que me-rece destaque, uma vez que, além de corresponder a doistercos dos trabalhos publicados, algumas das atividades pro-postas e desenvolvidas permitem com maior facilidade enfa-tizar a importancia dos conceitos espontâneos dos estudan-tes, alem de possibilitar condiçoes para que estes participeme intervenham intensamente nas atividades, refletindo e for-mulando hipóteses acerca dos fenômenos estudados. Outracaracter´ıstica importante desta modalidade, e que valoriza oexpressivo número de artigos encontrados, é o fato destasatividades possibilitarem com facilidade uma abordagem deconceitos f´ısicos utilizando o método investigativo. Nestemetodo a participaçao ativa dos alunos é fundamental e pro-picia meios para o seu desenvolvimento cognitivo e para aampliacao da sua capacidade de observaçao e análise cr´ıtica

das situaçoes produzidas, gerando assim condiçoes para quese processe uma reestruturaçao conceitual capaz de elevar onıvel de aprendizagem dos alunos, fato que pode ser detec-tado, por exemplo, através da reformulaçao das explicaçoescausais para os fenômenos estudados.

Em um segundo plano, apresentando um terço daspublicacoes, encontram-se as atividades experimentaisquantitativas, bastante empregadas e que permitem commaior facilidade o alcance de outros objetivos, como averificacao da validade das leis f´ısicas e dos modelosteoricos, o tratamento estat´ıstico dos dados obtidos, a análiseda precisão das medidas, o aprendizado do manuseio dediversos instrumentos de medida, entre outros aspectosinerentes às atividades cient´ıficas, como a capacidade deanalise e o senso cr´ıtico.

A tabela IV abaixo, fornece um quadro da produçao deartigos classificados segundo o grau de direcionamento dasatividades experimentais.

Tabela IV - Grau de Direcionamento X Ano de Publicaçao

Classificaçao 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Total %Investigaçao 4 2 3 4 1 2 3 4 6 7 36 35,6

Demonstraçao 0 3 4 3 1 2 5 6 4 8 36 35,6Verificacao 0 1 2 3 1 2 2 8 3 7 29 28,8

Total 4 6 9 10 3 6 10 18 13 22 101 100


Pode-se constatar da tabela acima que há um certoequilıbrio na distribuiçao das propostas quanto ao graude direcionamento das atividades experimentais, emborao emprego de atividades com caráter de investigaçao ede demonstraçao predominem levemente em relaçao asatividades de verificaçao. Em relaçao as atividades dedemonstraçao, que corresponde a 35,6% do total de arti-gos analisados, o seu expressivo emprego pode ser inter-pretado em parte possivelmente por se acreditar que tantoos autores dos artigos quanto os professores consideram queha uma maior facilidade de sua utilizaçao em condiçoes deaula, uma vez que normalmente demanda um menor tempode preparo e execuçao, principalmente quando aplicada ape-nas como meio de se ilustrar um determinado fenômeno, vi-sando facilitar o aprendizado do conceito abordado. Comexcecao do ano de 1992, esta modalidade de experimentaçaoesteve presente em todos os demais anos do per´ıodo abor-

dado nesta pesquisa, indicando tratar-se de uma modalidadebastante importante e que atrai a atençao e a dedicaçao dediversos autores.

No que se refere às atividades de natureza investigativa,foram observadas propostas em todos os anos pesquisados,sendo esta modalidade responsável por 35,6 % do total dosartigos.

Por fim, os artigos propondo atividades de verificaçaocorrespondem aproximadamente 29 % do total e, da mesmaforma que os artigos sobre atividades de demonstraçao, naofoi observada nenhuma publicaçao no ano de 1992, ano emque foram verificados somente trabalhos de natureza inves-tigativa.

Finalmente, a tabela V fornece um quadro da produçaode artigos que envolvem a relaçao com o cotidiano, aconstruçao de equipamentos e a utilizaçao de novas tecnolo-gias.

Tabela V – Cotidiano, Construçao de Equipamentos e Novas Tecnologias X Ano de Publicaçao

Classificaçao 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Total %Cotidiano 0 2 0 2 2 0 2 3 3 3 17 40

Novas Tecnol. 0 0 0 1 0 1 0 2 3 6 13 31Constr. Equip. 0 3 1 0 1 0 1 1 2 3 12 29

Total 0 5 1 3 3 1 3 6 8 12 42 100

Em relacao aos artigos vinculados a outros aspectos me-todologicos e que se encontram distribu´ıdos na tabela V,observa-se que há um numero significativo de publicaçoesque abordaram de alguma maneira elementos presentes ourelacionados com situaçoes vivenciais t´ıpicas do cotidiano,embora essas publicaçoes encontrem-se distribu´ıdas de ma-neira bastante irregular ao longo dos anos, constatando-seuma certa estabilidade nos últimos quatro anos pesquisados.

A enfase na construçao de equipamentos, por sua vez, éabordada apenas em doze artigos, onde são encontradas di-versas sugestões de poss´ıveis aplicaçoes didaticas dos equi-pamentos em aulas práticas.

Finalmente, a utilizaçao de novas tecnologias, relacio-nadas com a área de informática, embora tenha se desenvol-vido intensamente nos últimos anos, inclusive com diversosdefensores de sua aplicaçao naarea de educaçao, aparecenesta pesquisa representada por treze trabalhos enfocandoo uso de computadores, sendo que dois deles analisavamas potencialidades em geral da utilizaçao de computadoresno ensino e os demais relatavam a sua efetiva aplicaçao emsituacao de ensino de F´ısica. Assim, podemos considerarque foi relativamente pequeno o número de artigos abor-dando o uso de computadores como ferramenta para o en-sino experimental de F´ısica, uma vez que eles correspon-dem a apenas 12 % do total de artigos analisados, apesarde ser cada vez maior a sua utilizaçao na sociedade atual.Essa quantidade ainda pequena de trabalhos relatando o em-prego de computadores no ensino de F´ısica pode ser justi-

ficada em parte pela necessidade de vultosos investimentospara que essa estratégia possa ser amplamente implantadanas escolas. Entretanto, acredita-se que com a crescenteinformatizacao das escolas verificada nos últimos anos, coma melhor capacitaçao dos professores e com o conseqüenteaumento da demanda é poss´ıvel que em um futuro próximoestaarea passe a ser mais freqüentemente abordada, com apublicacao de artigos que sugiram aplicaçoes educacionaispara os computadores ali instalados. Nesse sentido, um au-mento de publicaçoes ja pode ser constatado no último anodessa pesquisa, uma vez que foram encontrados seis artigospublicados em 2001, correspondendo a quase a metade detodos os artigos nessa área.

VI Conclusoes

Nesse trabalho nosso objetivo principal foi promover umaanalise da produçao recente na área de investigaçoes sobre oensino de F´ısica relacionadas à utilizacao da experimentaçaocomo estratégia de ensino e, desse modo, possibilitar umamelhor compreensão sobre as diferentes possibilidades etendencias dessas atividades tendo em vista subsidiar o tra-balho de professores e pesquisadores do ensino no n´ıvelmedio.

A analise dos dados que empreendemos tendo como re-ferencia os trabalhos publicados em revistas nacionais daarea, considerando a década compreendida entre os anos de1992 e 2001, revelou que essa temática consiste de um tema


de grande interesse dos pesquisadores, seja pela expressivaquantidade de publicaçoes, seja pela diversidade de enfo-ques abordados.

No que se refere ao grau de direcionamento das ati-vidades, acredita-se que, de um modo geral, a utilizaçaoadequada de diferentes metodologias experimentais, te-nham elas a natureza de demonstraçao, verificaçao ouinvestigaçao, pode possibilitar a formaçao de um ambientepropıcio ao aprendizado de diversos conceitos cient´ıficossem que sejam desvalorizados ou desprezados os concei-tos previos dos estudantes. Assim, mesmo as atividadesde carater demonstrativo, amplamente utilizada pelos au-tores pesquisados e que visam principalmente a ilustraçaode diversos aspectos dos fenômenos estudados, podem con-tribuir para o aprendizado dos conceitos f´ısicos aborda-dos na medida em que essa modalidade pode ser empre-gada através de procedimentos que vão desde uma meraobservaçao de fenômenos até a criaçao de situaçoes que per-mitam uma participaçao mais ativa dos estudantes, incluindoa exploraçao dos seus conceitos alternativos de modo a havermaiores possibilidades de que venham a refletir e reestru-turar esses conceitos [98]. Cabe ressaltar que grande partedas propostas analisadas baseiam-se na utilizaçao de equipa-mentos e materiais de baixo custo e fácil aquisicao, tornandoacess´ıvel o seu emprego e adaptaçao mesmo em escolas quenao disponham de laboratórios e recursos materiais signifi-cativos.

A criacao de situaçoes facilitadoras para o aprendizadopode ser caracterizada também pela possibilidade de se ge-rar conflitos cognitivos através da utilizaçao de metodosdialogicos de ensino que privilegiam a “inclusão” dos es-tudantes no processo de aprendizagem. A adoçao dessesprocedimentos favorece aos estudantes o desenvolvimentode sua capacidade de elaborar novos conhecimentos, con-ceitos e significados, o que pode ser entendido como umarestruturaçao conceitual. Para tanto, o emprego de me-todologias mais eficientes de ensino de F´ısica precisa serconsiderado também no n´ıvel de formaçao de professores,procurando capacitá-los para uma nova prática pedagógicaque os tornem mediadores do processo de desenvolvimentodos alunos, permitindo que elaborem situaçoes que pos-sibilitem aos seus alunos realizarem análises, reflexões egeneralizaçoes [1, 35, 41, 88]. Além desse aspecto, umaformacao mais adequada dos professores pode ainda lhespermitir abordar com maior segurança conceitos inerentes àFısica Moderna e Contemporânea [28, 73].

Por outro lado, considerando-se a ênfase matemáticaadotada nas atividades propostas, constata-se que aexperimentaçao quantitativa permite alacançar importantesobjetivos educacionais, destacando-se a possibilidade decomparaçao dos resultados obtidos com os valores previstospor modelos teóricos, verificando-se ainda os seus limitesde validade. Essas atividades são propostas também parafavorecer o entendimento do uso de instrumentos de me-dida, do tratamento estat´ıstico dos dados, das fontes de erro,do tratamento gráfico, bem como outros aspectos t´ıpicosda investigaçao cient´ıfica. No que se refere às propostas

comenfase nos aspectos qualitativos, pode-se destacar quea utilizacao de Laboratórios Nao Estruturados (LNE) ououtras modalidades semelhantes, normalmente fundamen-tadas na utilizaçao de questões abertas ou problematiza-doras, permite criar situaçoes que tendem a propiciar me-lhores condiçoes para que os estudantes realizem testes dehipoteses e desenvolvam a criatividade e a sua capacidadede reflexao. Alem disso, os experimentos qualitativos propi-ciam com maior facilidade condiçoes para que o aluno possacontrastar os novos conhecimentos com os seus conceitosespontaneos. Nesse sentido, percebe-se que a preocupaçaoprincipal dessa modalidade de experimentaçao e a de queas atividades propostas possam levar os estudantes a umareformulacao de suas explicaçoes causais para os fenômenosinvestigados [13, 16, 17, 18, 26, 34, 98].

Analisando os demais aspectos relacionados aos traba-lhos investigados constata-se que o uso de computadores ematividades experimentais apresenta um grande potencial empermitir que o estudante acesse tecnologias modernas, cadavez mais presentes em sua vida cotidiana, contribuindo-sedesse modo para que ocorra a inclusão digital muito discu-tida e defendida atualmente [121]. Entretanto, para que ouso de computadores em ambiente escolar possa ser disse-minado amplamente e de maneira eficiente, acredita-se sernecessário introduzir no processo de formaçao dos professo-res a utilizaçao dos computadores, sendo essa uma forma depropiciar condiçoes para que a atividade pedagógica docenteincorpore diferentes interaçoes e mediaçoes no processo deeducaçao em F´ısica [122].

Por sua vez, os trabalhos que envolvem situaçoes do co-tidiano tendem a favorecer o aprendizado de conceitos novosna medida em que enfocam uma realidade vivida pelos estu-dantes e que são normalmente caracterizadas por situaçoesnas quais os estudantes criam suas próprias concepçoesacerca de diversos fenômenos. Desse modo, acredita-se queatividades relacionadas com aspectos do cotidiano apresen-tam uma significativa importância, uma vez que os conceitosrelacionados com os fenômenos abordados podem ser anali-sados segundo as conceituaçoes cient´ıficas, permitindo aosalunos analisar e comparar a adequaçao e limitacao das di-ferentes interpretaçoes, contribuindo-se assim para que pos-sam alcançar a desejada reestruturaçao conceitual.

Aliadas a essas atividades, os trabalhos que abordamconceitos inerentes à Fısica Moderna e Contemporâneapropoem que os estudantes se aproximem do mundo tec-nologico que os rodeia, permitindo-lhes compreender aomenos parcialmente algumas aplicaçoes tecnológicas rela-cionadas com esses conceitos [28, 43, 44, 66, 68, 96, 97,108].

De um modo geral, independente da linha ou modali-dade adotada, constata-se que todos os autores são unanimesem defender o uso de atividades experimentais, podendo-sedestacar dois aspectos fundamentais pelos quais eles acredi-tam na eficiencia desta estratégia:

a) Capacidade de estimular a participaçao ativa dos estu-dantes, despertando sua curiosidade e interesse, favorecendoum efetivo envolvimento com sua aprendizagem.


b) Tendencia em propiciar a construçao de um ambientemotivador, agradável, estimulante e rico em situaçoes novase desafiadoras que, quando bem empregadas, aumentam aprobabilidade de que sejam elaborados conhecimentos e se-jam desenvolvidas habilidades, atitudes e competências re-lacionadas ao fazer e entender a Ciência.

Al em disso, os resultados dessa investigaçao reforcamque ha uma ampla gama de possibilidades de uso das ati-vidades experimentais no ensino médio, que vão desdeas atividades de verificaçao de modelos teóricos e dedemonstraçao, geralmente associadas a uma abordagem tra-dicional de ensino, até a presença ja significativa de formasrelacionadas a uma visão construtivista de ensino, represen-tadas por atividades de observaçao e experimentaçao de na-tureza investigativa. Entretanto, para que os professores pos-sam lograr sucesso em sua prática pedagógica, acredita-seser um imperativo que a metodologia experimental adotadaseja selecionada tendo em vista quais são os principais obje-tivos a serem alcançados com a mesma, uma vez que as di-ferentes modalidades de experimentaçao tendem a priorizare facilitar o alcance de diferentes objetivos educacionais, ca-bendo portanto a quem conduzirá a atividade a escolha maisadequada da mesma, considerando o momento, o contexto eas finalidades pretendidas.

Esses resultados reafirmam posiçoes ja estabelecidaspara o importante papel da experimentaçao no ensino deFısica e sinalizam novas direçoes para sua utilizaçao em salade aula, revelando as atuais tendências das propostas formu-ladas pelos pesquisadores da área. Por outro lado, contatosfrequentes realizados com professores que estão desenvol-vendo atividades docentes atualmente nos permite constatarque essas propostas ainda se encontram distantes dos traba-lhos realizados em grande parte de nossas escolas, o que semduvida indica a necessidade de realizaçao de novos estudosque visem melhorar as articulaçoes e propiciar um aprofun-damento das discussões dessa temática, buscando a efetivaimplementaçao dessas propostas nos diversos ambientes es-colares.

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07 Aula 01 Atividades Experimentais