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1 PESQUISA E PRÁTICA DE ENSINO III: METODOLOGIA DO ENSINO DE FÍSICA I COORDENADOR LICENCIATURA EM FÍSICA/EAD: SÉRGIO ANTÔNIO PINHEIRO AUTOR: TÚLIO DO NASCIMENTO IPATINGA/MG Out./2020 2 SUMÁRIO 1 Introdução ........................................................................................................ 4 2 ALGUMAS TEORIAS DE APRENDIZAGEM ..................................................... 5 2.1 Aprendizagem significante .Carl Rogers (1902 – 1987). ........................................... 5 2.2 A teoria da mediação: Lev Vygotsky (1896-1934) .................................................... 6 2.3 Aprendizagem significativa. David Paul Ausubel ( 1918 - 2008) .............................. 8 3 Tendências pedagógicas ............................................................................... 11 3.1 ENSINO POR INVESTIGAÇÃO ................................................................................. 11 3.2 O papel do professor ............................................................................................ 15 3.3 Nova realidade do ensino ..................................................................................... 17 4 HISTÓRIA, PLANEJAMENTO E RECURSOS ................................................ 22 4.1 O professor de educação básica ............................................................................ 22 4.2 A história da ciência .............................................................................................. 23 4.3 Planejamento do ensino e seus elementos básicos. .............................................. 25 4.4 Interdisciplinaridade e contextualização ............................................................... 28 5 Diretrizes Curriculares Nacionais da Educação Básica .............................. 31 5.1 TÓPICOS PRINCIPAIS RELATIVOS AO ENSINO DA FÍSICA ........................................ 32 6 PLANEJAMENTO E ESTRATÉGIAS .............................................................. 39 6.1 Planejamento do ensino ....................................................................................... 39 6.2 Ferramentas que podem ser utilizadas para auxiliar o ensino da física .................. 40 6.3 Alguns experimentos ............................................................................................ 42 REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 46 3 Imagine que o mundo seja algo como uma gigantesca partida de xadrez sendo disputa pelos deuses, e que nós fazemos parte da audiência. Não sabemos quais são as regras do jogo; podemos apenas observar seu desenrolar. Em princípio, se observarmos por tempo suficiente, iremos descobrir algumas das regras. As regras do jogo é o que chamamos de física fundamental (FEYNMAN; LEIGHTON; SANDS, 1963-1965). Figura 1: Retrato de Isaac Newton (1642-1727) Fonte: Kneller (1689) “A maravilhosa disposição e harmonia do universo só pode ter tido origem segundo o plano de um Ser que tudo sabe e tudo pode. Isso fica sendo a minha última e mais elevada descoberta” (NEWTON, 1953). 4 1 INTRODUÇÃO Antes mesmo de entramos no fascinante mundo da física e tentarmos inserir as teorias pedagógicas de vários estudiosos do assunto no universo do aluno, devemos inicialmente tentar sentir e entender onde estamos inseridos, de uma maneira geral conhecer um pouco melhor a realidade do aluno, sua comunidade escolar, suas perspectivas, seus anseios e suas carências. O professor deve ser o mediador da aprendizagem científica do aluno, para tanto é necessário que haja uma proximidade entre o conhecimento prévio que o aluno detém e o conteúdo a ser inserido, a proposta de um processo ensino aprendizagem pode ser bem difundida por investigação, por exemplo. Em diversas ocasiões, me deparei com questionamentos sobre teorias e práticas pedagógicas no ensino da física. Afinal o que tais teorias tem a ver com a física? Na verdade, nada! Mas se modificarmos um pouco a pergunta, veremos que elas são fundamentais. O que essas teorias e essas práticas pedagógicas tem a ver com o ensino de física? Tudo! Não há como separá-las, não há como ousarmos a querer ensinar um conteúdo tão rico e complexo sem pensarmos no aprendiz e seu processo de aprendizagem, aliás aprendiz somos tomos nós que a cada dia nos aperfeiçoamos e nos lapidamos ainda mais. Costumo dizer, como estou em uma região metalúrgica, que não podemos tratar os alunos como aço em uma linha de produção, onde as barras, os lingotes, sempre saem dentro de um mesmo padrão. Nossos alunos são heterogêneos, cada qual possui a sua vivência, cada um acumulou suas experiências, cada um tem suas necessidades. O papel do professor é viabilizar o processo ensino-aprendizagem, respeitando os limites, as necessidades e anseios dos alunos. Para conseguirmos êxito nessa complexa missão de sermos mediadores fundamentais para absorção dos conhecimentos físicos dependemos do entendimento da “máquina” aluno e como sabemos para contrastar essa máquina é humana, complexa e sensível, então necessitamos de colaboração de todas as áreas para termos sucesso. Nada melhor que os estudos dos comportamentos, das reações, das estatísticas de aprendizagem para formarmos um mapa e diagnosticarmos às necessidades e carências de nossos alunos. Então de mente aberta devemos reverenciar toda ajuda possível. 5 2 ALGUMAS TEORIAS DE APRENDIZAGEM 2.1 Aprendizagem significante .Carl Rogers (1902 – 1987). A aprendizagem significante vai além da acumulação de fatos, ela provoca uma modificação no comportamento do indivíduo, em suas atitudes, nos passos a serem seguidos por ele, ela a aprendizagem significante ocorre quando a matéria de ensino é percebida pelo aluno como relevante para seus próprios objetivos. Abreviando um pouco às teorias de Rogers podemos destacar alguns agentes facilitadores da aprendizagem: • Os seres humanos têm uma potencialidade natural para aprender. • A aprendizagem significante ocorre quando a matéria de ensino é percebida pelo aluno como relevante para seus próprios objetivos. • A aprendizagem que envolve mudança na organização do eu – na percepção de si mesmo – é ameaçadora e tende a suscitar a resistência. • As aprendizagens que ameaçam o eu, são facilmente percebidas e assimilada quando as ameaças externas se reduzirem ao mínimo. • Grande parte da aprendizagem significante é adquirida por meio de atos. • A aprendizagem é facilitada quando o aluno participa responsavelmente do processo de aprendizagem. • A aprendizagem autoiniciada que envolve a pessoa do aprendiz como um todo – sentimento e intelecto – é mais duradoura e abrangente. 6 2.2 A teoria da mediação: Lev Vygotsky (1896-1934) O homem possui natureza social, visto que nasce em um ambiente carregado de valores culturais. Nesse sentido, a convivência social é fundamental para transformar o homem de ser biológico em ser humano social (VYGOTSKY, 2002). A criança nasce apenas com funções psicológicas elementares e, a partir do aprendizado da cultura, estas funções transformam-se em funções psicológicas superiores (VYGOTSKY, 2002). O desenvolvimento do indivíduo é determinado pelo contexto cultural histórico do homem de forma individual influenciando e formando um indivíduo. Segundo Lane (1984, p. 34) “a palavra se relaciona com a realidade, com a própria vida e com os motivos de cada indivíduo. ". • A formação dos conceitos. “O desenvolvimento dos processos que finalmente resultam na formação de conceitos, começa na fase mais precoceda infância, mas as funções intelectuais que, numa combinação específica formam a base psicológica do processo de formação de conceitos amadurece, se configura e se desenvolve somente na puberdade. Antes dessa idade, encontramos determinadas formações intelectuais que realizam funções semelhantes àquelas dos verdadeiros conceitos, ainda por surgir. No que diz respeito à composição, estrutura e operação, esses equivalentes funcionais dos conceitos têm, para os conceitos verdadeiros, uma relação semelhante à do embrião com o organismo plenamente desenvolvido.” (VYGOTSKY, 1993, p. 49-50) • A formação dos conceitos, segundo Vygotsky, ocorre em três etapas: 1) A criança ainda pequena para formação de conceitos, ela associa objetos , situações a pequenos grupos desorganizados, sem fundamentos. Agregação desorganizada. Nessa fase inicia-se às tentativas e erros na formação do pensamento. 7 2) A criança começa a associar grupos de objetos de acordo com às relações entre os objetos. Associar, tamanhos cores, utiliza determinadas características para construir grupos ou classes. Pensamento por complexos. 3) Exige abstração, uma complexidade maior é exigida para visualisar características que associem determinados objetos e ou situações. Conceitos potenciais. Ao percorrermos brevemente por esses processos de desenvolvimento do ser humano, obviamente, percebemos que as três etapas ocorrem simultaneamente com o desenvolvimento e interações das relações sociais do indivíduo. A interação social que provoca a aprendizagem deve ocorrer dentro de uma zona de desenvolvimento potencial, mas, ao mesmo tempo, tem um papel importante na determinação dos limites dessa zona. O limite inferior, é, por definição, fixado pelo nível real de desenvolvimento do aprendiz. O superior é determinado por processos instrucionais que podem ocorrer no brincar, no ensino formal ou informal, no trabalho. Independente do contexto, o importante é a interação social. A escola tem o papel de fazer a criança avançar em sua compreensão do mundo a partir de seu desenvolvimento já consolidado e tendo como etapas posteriores, ainda não alcançadas. Agora imaginando vários grupos de crianças na mesma faixa etária, ou jovens, grupos de regiões e culturas bem distintas, retirando uma criança, “amostra”, de cada grupo e colocando-as em uma sala de aula, ao ser apresentados a diversas situações, cada indivíduo terá uma reação única diante das situações. Muitas vezes esse é o contexto da sala de aula, alunos com diferentes perfis, valores etc... Então o ambiente 8 social que cada um vivenciou até agora, será determinante para o seu desenvolvimento, para assimilação dos conceitos até mesmo para o seu interesse em sala de aula. Extrapolando um pouco mais, vivemos atualmente em mundo de oportunidades, os diversos alunos que tem acesso a esse material, nesse módulo do curso, a essa aula, podem estar a centenas de quilômetros um do outro, cada qual com sua cultura, com o seu ambiente social, seus valores. Significa dizer que somos uma turma super heterogênea, e nesse caso específico curso a distância, mas em uma sala presencial nos deparamos com uma adversidade enorme, então como poderemos interagir de maneira a conseguir apesar das diferenças, dos pré requitos, de uma maneira eficiente atrair a atenção e interesse dos alunos ? Entre outros questionamentos. Os estudantes vindos de situações sociais distintas apresentarão conceitos, comportamentos, interesses, valores diferentes o que torna o processo de aprendizagem uma situação ainda muito mais complexa. 2.3 Aprendizagem significativa. David Paul Ausubel ( 1918 - 2008) “Para Ausubel, aprendizagem significativa é um processo por meio do qual uma nova informação relaciona-se com um aspecto especificamente relevante da estrutura de conhecimento do indivíduo, ou seja, este processo envolve a interação da nova informação com uma estrutura de conhecimento específica, conceito subsunçor.” (MOREIRA, 2011, p. 161) Segundo Ausubel ao inserir qualquer conceito, esse conceito irá se “ancorar” em algum conceito preexistente na estrutura cognitiva, já existente, do aprendiz, que se relaciona com o novo tópico, ampliando tal estrutura cognitiva. Os processos de repetição dos conceitos ou retomada dos mesmos servem para fortalecer a estrutura cognitiva já existente e reforçar ampliar cada vez mais a estrutura preexistente. Caso não haja uma estrutura cognitiva na qual um novo conceito possa “ancorar” será criada uma nova estrutura onde o conceito será ancorado e desenvolvido. Neste caso temos alguns conceitos Aristotélicos, ou seja, alguns conceitos que de alguma maneira foram formados de uma maneira errônea de acordo com a vivência do aluno gerando interpretações equivocadas do aluno em relação a determinados temas, 9 o que é muito comum, no caso específico devemos reestruturar o conceito básico existente na estrutura cognitiva do aluno. Um exemplo clássico de conceitos errados é o da visão que em algumas situações se assemelha aos primeiros conceitos referentes a visão da história. Ele é mais evidente quando pedimos ao aluno a desenhar um ser vivo vendo um objeto qualquer, na maioria dos casos os alunos representam a luz saindo dos olhos do observador e atingindo o objeto representação muito comum. Para memorizar costumo dizer: Nós não somos super-heróis. Ao iniciar uma aula é sempre importante tentar ativar áreas cognitivas relativas ao conteúdo, sempre reforçando e ativando a área na qual o conhecimento deve ser ancorado. ALGUMAS CONCLUSÕES... Ao estudarmos apenas essas teorias de aprendizagem obtemos algumas conclusões interessantes: O conceito da grandeza força, por exemplo. Primeiro como é difícil expressar o significado de força, ele pode ser associado a diversas magnitudes: magnética, gravitacional, eletrostática, elástica, etc... para não abranger demais, mas ainda assim o aluno tem dificuldade para expressar o que é uma força. Ainda devemos classificar força como grandeza vetorial, diferenciando-a de outras grandezas vetoriais como velocidade por exemplo. Sempre precisamos estar atentos com os conceitos trabalhados, antes de nos aprofundarmos devemos nos certificar se o conteúdo básico para desenvolvermos a sequência está bem desenvolvido. 10 • Antes de iniciarmos qualquer conteúdo é interessante colocar o tema no contexto do aluno, mostrar situações onde aplicamos tais conceitos e sua importância, como vimos: A aprendizagem significante ocorre quando a matéria de ensino é percebida pelo aluno como relevante para seus próprios objetivos. • O professor deve ter o cuidado de não ser o único protagonista da aula, ele deve a todo momento convidar aos alunos a participarem da aula, emitirem suas opiniões, pois A aprendizagem é facilitada quando o aluno participa responsavelmente do processo de aprendizagem. • Deve-se verificar os conhecimentos dos alunos sempre ao inserir um novo tema. O processo de aprendizagem eficiente necessita de conceitos básicos para “ancorar” nossos temas. Conceitos básicos consistentes geram resultados expressivos. 11 3 TENDÊNCIAS PEDAGÓGICAS 3.1 ENSINO POR INVESTIGAÇÃO Figura 2: Investigando Fonte: DENAIP (2015) O ensino por investigação tem se tornado uma poderosa ferramenta no ensino da Física. Através desse método o professor apresenta situações problemas que levam ao aluno a refletir, a questionar, a elaborar e ou construir modelos físicos para a situação apresentada. Os resultados obtidos por meio da ferramenta são realmente surpreendentes, principalmente em aulas práticas nas quais inserimos umasituação problema que incentiva o aluno a buscar uma solução, diferente dos antigos roteiros “engessados” que levavam ao aluno a preencher tabelas e formulários de maneira mecânica que não fazem o menor sentido para o aluno. Os problemas levantados poderão ser utilizados para introduzir ou fechar conteúdos, com objetivo de promover uma nova interação do aluno com o tema estudado. 12 O ensino por investigação tem como objetivo aguçar o interesse científico do aluno, tornando-o mais participativo, reflexivo, enfim, desmistificando a disciplina e promovendo um ensino da ciência cada mais participativo e interativo. Perez e Castro (1996) mostram os aspectos a serem explorados em uma atividade investigativa: 1) Apresentar situações problemáticas abertas; 2) Favorecer a reflexão dos estudantes sobre a relevância e possíveis interesses das situações propostas; 3) Potencializar análises qualitativas significativas, que ajudem a compreender e acatar situações planejadas e a formular perguntas operativas sobre o que se busca; 4) Considerar a elaboração de hipóteses como atividade central da investigação científica, sendo esse processo capaz de orientar o tratamento das situações e de fazer explícitas as preconcepções dos estudantes; 5) Considerar as análises com atenção nos resultados (sua interpretação física, confiabilidade etc.), de acordo com conhecimentos disponíveis, das hipóteses manejadas e dos resultados das demais equipes de estudantes; 6) Conceder uma importância especial às memórias científicas que reflitam o trabalho realizado e possam ressaltar o papel da comunicação e do debate na atividade científica; 7) Ressaltar a dimensão coletiva do trabalho científico, por meio de grupos de trabalho, que interajam entre si. Os trabalhos investigativos não necessariamente devem ser executadas em um laboratório, mas caso sejam realizados em laboratório, eles jamais devem ser realizadas de forma mecânica na qual os alunos vão preenchendo inúmeras tabelas, mecanicamente apenas seguindo instruções, ou roteiro, as práticas devem capacitar ao aluno a elaboração de hipóteses, que levem ao confrontamento com as leis existentes ou mesmo que as confirme. 13 Segundo Carrasco (1991) as aulas de laboratório devem ser essencialmente investigações experimentais pelas quais se pretende resolver um problema. Essa é uma boa definição para a abordagem do laboratório aberto e pode ser estendida para outras atividades de ensino por investigação. Em uma atividade de laboratório dentro dessa proposta, o que se busca não é a verificação pura e simples de uma lei. Outros objetivos são considerados como de maior importância, como por exemplo, mobilizar os alunos para a situação de um problema científico e, a partir daí, levá-los a procurar uma metodologia para chegar à solução do problema, às implicações e às conclusões dela advindas. O ensino por investigação tem como objetivo formar uma nova geração de estudantes, cada vez mais críticos e autônomos, essa prática faz com que o aluno tome gosto pelo estudo de ciências e se reaproxime da física. Segundo Travers (1973, p. 1119)são os seguintes objetivos pedagógicos a serem atingidos: I. Habilidades – de manipular, questionar, investigar, organizar, comunicar. II. Conceitos – hipóteses, modelos teóricos; III. Habilidades cognitivas – pensamento crítico, solução de problemas, aplicação, sínteses; IV. Compreensão da natureza da ciência – empreendimento científico, cientistas e como eles trabalham, a existência de uma multiplicidade de métodos científicos, inter-relações entre ciência e tecnologia e entre várias disciplinas científicas; V. Atitudes – curiosidade, interesse, correr risco, objetividade, precisão, perseverança, satisfação, responsabilidade, consenso, colaboração, gostar de ciência. 14 • INVESTIGANDO... Temas como calor e temperatura são confundidos constantemente. Um experimento simples podemos começar a introduzir os conceitos e diferenciá-los. Pedir ao aluno que coloque uma das mãos sobre a tábua da sua mesa e a outra sobre o metal da mesa. Após alguns segundos questione quem tem maior temperatura, metal ou madeira. Ótima introdução ao tema por investigação. Poderíamos encerrar determinado tema com uma aula por investigação possibilitando ao aluno a desenvolver sua conclusão e depois posteriormente enriquecer tal conclusão. Essa foi uma breve introdução da complexidade envolvida no processo ensino- aprendizagem da física. O professor necessita antes de mais nada estar envolvido e disposto ao enorme desafio de promover a interação entre o aluno e a física de maneira que desperte nele o interesse e o entusiasmo para inseri-lo no mundo científico. 15 3.2 O papel do professor O professor é o mediador entre a iniciação científica, o aprendizado e o aprendiz. Sua empatia pode facilitar o processo. Seu entusiasmo e sua curiosidade podem influenciar o aluno. Figura 3: Professor Fonte: Fonseca (2018) Para conduzir corretamente o processo o professor deve estabelecer algumas regras: • Não é permitido aos alunos, fazerem comentários que diminuam ou denigram a imagem do colega, tais comentários além de desagradáveis, fazem com que o aluno se sinta constrangido em manifestar sua opinião novamente. Procure pelo menos outras duas teorias de aprendizagem dos autores citados acima ou outros autores que você consiga identificar como mais relevantes para nossa realidade. Como poderíamos adaptar o tema escolhido ao ensino de determinado conteúdo. Planeje sua aula. 16 • Os alunos devem se manifestar quando não entenderem um determinado assunto e pedir ao professor que explique novamente. (Parece óbvio, mas um numeroso número de alunos não se manifesta quando tem dúvida). • Os alunos devem respeitar os demais alunos, o professor e a instituição. Essas são as regras básicas de convívio, elas não devem ser aplicadas de maneira agressiva, mas repetidas em várias ocasiões, afim que fique bem claro às regras do jogo. Dependendo da situação muitos estudantes tem dificuldades em conviver e se adaptar às regras de convivência. Além das regras o professor tem suas missões, objetivos: • Ter entusiasmo ao compartilhar conteúdos, com o objetivo de disseminar o interesse e curiosidade do aluno pela física. • Incentivar e valorizar qual tipo de participação séria da aula, mesmo que o comentário o conceito estiver incorreto, o professor deve valorizar a participação do aluno. • Fazer sondagens antes de iniciar efetivamente a aula, recordando conceitos e reforçando-os. • Procurar valorizar o aluno como pessoa, incentivando-o aprimorar cada vez mais. • Promover através de sua postura exemplos de pontualidade, ética, respeito, humanidade etc... • Ter o foco em promover a formação do ser humano, muitos alunos vêm de lares desestruturamos, outros nem tem lares. • Estimular aos alunos a pensarem, questionarem e emitir sua própria opinião, conseguindo resolver situações problemas e não serem meros repetidores de fórmulas e ou conceitos. O professor deve ter o conhecimento de sua significância, sua responsabilidade e principalmente ter a consciência que é referência para muitos jovens, suas atitudes, posturas, manias possivelmente serão admiradas e copiadas pelos seus alunos. 17 Uma prática que nada tem a ver com a Física e que aplico rotineiramente em minhas aulas é incentivar os alunos a leitura, não apenas leitura de assuntos relacionados à Física mas literatura em geral, o professor deve estar comprometido com a formação do aluno em primeiro lugar, os conceitos da ciência tem sua grandeimportância mas primeiro vem a formação do aluno e depois a formação de seus conhecimentos científicos. Depois de toda essa cartilha pode parecer que quem elaborou esse material não conhece a realidade da sala de aula. Muito pelo contrário, ainda estou dentro da sala de aula, consigo perfeitamente diferenciar a sala de aula, o aluno ideal sabendo que ambos não existem da realidade. Mas o que é o professor além daquele cara que acredita que com suas pequenas atitudes pode influenciar e minimamente acrescentar valores na vida dos alunos e dos que estão em sua volta, esse é o nosso papel. 3.3 Nova realidade do ensino De um momento para o outro fomos inseridos em uma realidade de ensino completamente nova e desafiadora. De uma hora para outra, nós professores, tivemos que nos readequar a nova inédita realidade, aulas online. Esse novo desafio fez com que instantaneamente os professores se reinventassem para atender essa nova demanda, com inúmeros desafios. Na condução das aulas presenciais professores com o mínimo de vivência em sala de aula conseguem ter a percepção de como as aulas estão sendo ministradas em termos de assimilação dos alunos, mesmo se houver pouca participação dos alunos, pouco envolvimento, por estar presencialmente diante dos alunos é possível que o professor consiga detectar a assimilação ou não dos conteúdos ministrados, pelas Procure relembrar em seus cursos presenciais o(a)s professora(e)s que mais marcaram positivamente em sua trajetória estudantil. Faça o mesmo para os que marcaram negativamente. Anote as características marcantes de cada um. Agora você tem em mãos as características que você precisa desenvolver e as que necessita evitar. 18 fisionomias e comportamento dos alunos. Estar presencialmente diante dos alunos possibilita o acompanhamento das atividades, tarefas, verificar se o aluno tentou ou fez as atividades extraclasse e assim traçar uma estratégia, podemos dizer que quase individual, para resgatar os alunos com deficiências em atenção, falta de cumprimento de tarefas, falta de interesse nas aulas etc... As possibilidades de acompanhamento da turma presencialmente, possibilita ao professor ter um termômetro do andamento dos conteúdos, é possível então parar, refazer, rever, exemplificar de outra maneira caso seja detectado alguma dúvida ou dificuldade, mesmo sem o aluno se expressar pelo semblante de alguns, pelas posturas o professor consegue detectar possíveis deficiências e direcionar alguma atenção nos tópicos detectados. A presença do professor em sala de aula é um fator que pode ser motivador para os alunos, assim como é possível criar alguns vínculos que possibilitem a aproximação do professor aos alunos, trabalhando em conjunto, presencialmente é possível estimular, não explicitamente, alunos que demonstram algum tipo de desinteresse a participarem e serem “resgatados”, o professor presencialmente tem essa capacidade, pode reverter situações se aproximar dos alunos etc... Bem-vindo à nova realidade, aos novos desafios, a partir de 2020 os métodos de ensino a distância foram incorporados ao sistema de educação e o professor deve mais uma vez se reinventar para esse novo desafio. O ensino a distância torna a atividade docente quase que totalmente impessoal, impossibilitando o trocar de olhares, a cumplicidade e suas consequências no processo ensino aprendizagem. Não é fácil sentar-se diante de uma tela de computador e sem ver a clientela dar uma aula, a primeira sensação que temos é de estar falando sozinho, é horrível. O professor não consegue perceber a recepção do conteúdo ministrado, ou mesmo se o aluno está assistindo a aula ou simplesmente com o computador ligado, mas fazendo outras atividades. Embora a máquina, a tecnologia consiga cada vez mais apresentar uma variedade muito maior de recursos, não necessariamente esses recursos atraem a atenção dos alunos ou fazem com que o processo ensino aprendizagem seja de excelência. Trabalhar com ensino requer o envolvimento do professor no processo, em todo o processo. Então 19 a partir desse momento, 2020, os professores precisam reinventar práticas pedagógicas e comportamentais para vencerem esse novo desafio e fazer com que o aluno se interesse pela aula e participe, principalmente participe das aulas. Buscando alternativas.... Consigo ter os meus cinco minutos de glória na aula, sei disso porque algumas ocasiões quando os alunos chegam atrasados na aula falam: Nossa perdi a melhor parte da aula. Sempre que começo a aula, tenho uma rotina para tentar estimular o aluno a participar que funciona muito bem, todos participam, sem manifestam dão risadas .... funciona só na hora do aquecimento... Ao chegar na aula sempre faço o aquecimento, que consiste em pedir aos alunos para digitarem determinadas letras no chat, digite j, por exemplo, e aguardo alguns segundo, depois solicito mais outra letra, e encerro sempre com uma terceira letra o aquecimento. Em seguida faço uma conexão mental com algum aluno qualquer, dependendo da turma são os pais dos alunos que participam, muito interessante isso. A conexão mental consiste nada mais nada menos que uma brincadeira, onde o aluno escolhido ou voluntário, deve adivinhar o objeto fictício que tenho em mãos, mas inicialmente devemos nos conectar mentalmente. A conexão consiste de eu emitir uns sons e o aluno repetir o som, faço também três sons, e então ameaço perguntar ao aluno qual objeto que tenho em mãos, mas antes da pergunta falo uma pequena frase, que as últimas palavras dão a dica clara do objeto. E ai finalmente pergunto qual objeto, é um momento que consigo fazer com que todos os alunos xse envolvam na aula, o participante, abre o microfone e câmera se quiser os demais digitam a palavra no chat. Você deve estar se perguntando: O que tem minha aula em especial para ser mencionada aqui? Respondo que a princípio nada, não houve nenhum efeito de imediato, mas assim como nós professores os alunos também estão se adaptando a nova realidade, só que agora participar da aula torna-se um pouco mais difícil, pois todos estão observando quem participa, em uma sala de aula presencial os alunos estão bem mais dispersos, quando um aluno pergunta algo ao professor, pode ser que boa parte da turma não esteja prestando atenção no que ele está perguntando então é mais simples. Em 20 uma aula a distância, não temos certeza se todos alunos que estão conectados estão assistindo a aula, mas a sensação de quem fala é de que todos estão atentos. Existe ainda uma grande diferença das aulas online e das aulas gravadas, mas ambas requerem desenvolvimento de técnicas e habilidades dos professos para estimularem aos alunos a participarem das atividades. Essa participação é fundamental para atingirmos o desenvolvimento do conteúdo e da aprendizagem. As aulas a distância tem também uma característica que a difere muito das aulas presenciais, quando estamos no chão da sala de aula acabamos de ministrar um determinado conteúdo remos a possibilidade de dar uma pausa e solicitar aos estudantes que façam uma atividade similar, então de acordo com o retorno dessa atividade seguimos em frente, ou retomamos um tópico. O mesmo não ocorre em aulas remotas, em muitos casos em aulas online, os alunos não se manifestam então no nosso caso de estudo da física, nos deparamos com um problema que é não termos parâmetros se devemos retomar ou não o que fizemos. Descarto a possibilidade de interromper a aula com frequência para esperar o aluno desenvolver determinada atividade, no meu caso específico constatei que interromper a aula e esperar que os alunos desenvolvam determinadas atividades não é nenhum um pouco produtivo. Então quase sempre minhas aulas online são aulas que os alunos nãointeragem muito, embora sempre tento fazer no início da aula atividades que relaxem os alunos e ainda tento promover a sua participação. Apesar das atividades propostas dentro da sala consigo alternar a aula, tornando- a menos cansativa, um bom recurso a ser utilizado são os experimentos em laboratórios virtuais, eles costumam atrair bastante a atenção dos alunos. É praxe na minha prática sempre encaminhar alguns vídeos de minha própria autoria do Youtube. • OLHANDO O LADO DO ALUNO Tenho em casa uma filha adolescente, cursando o segundo ano de Ensino Médio, considero ela interessada, com interesse um pouco acima da média, só um pouquinho, no resto igual a todos estudantes. Constatei que em algumas disciplinas ela não tem muita preocupação em assistir a aula. Quando é uma aula que tem haver com os seus 21 interesses ela participa bastante, nos demais casos apenas fica diante da tela observando, me fazendo pensar se ela realmente está se envolvendo com aquela aula. O grande desafio é despertar o interesse dos alunos ao participarem da aula, bem participar da aula de uma maneira produtiva, pois conforme mencionei sempre faço o aquecimento em minhas aulas e uma brincadeira de conexão mental e eles adoram, houve aluno que até perguntou se quando as aula presenciais retornarem se vou continuar com a conexão mental, alguns pais até participam, mas são no máximo cinco minutos de aula, improdutivos em termos de desenvolvimento de conteúdo, mas presumo que são fundamentais no processo que tento desenvolver para conseguir que os alunos participem mais das aulas. Considero que com o passar do tempo essas brincadeiras consigam deixar os alunos mais leves e consequentemente mais participativos. O recurso está aí, as tecnologias estão aí, precisamos nos adequar a elas e conseguir um nível de envolvimento tal que com essas tecnologias os alunos consigam ser estimulados a participar, obtendo assim um resultado mais significativo. As aulas a distância vão existir cada vez mais, mas o professor agente motivador, condutor do processo ensino aprendizagem, veja bem o professor é o mediador e não o que detém a verdade e concentra todas as informações o processo é cada vez mais um processo de troca. 22 4 HISTÓRIA, PLANEJAMENTO E RECURSOS 4.1 O professor de educação básica Infelizmente hoje no Brasil temos uma boa parte de professores pouco capacitados e desinteressados com o desempenho ou desenvolvimento dos alunos, e para piorar a situação, muitos ainda não têm uma formação adequada, são profissionais de outras áreas que atuam no magistério, sem a mínima formação, aptidão ou interesse em assuntos voltados para a educação ou ciência. Vamos focar no outro lado, no estudante que está de posse desse material e que está envolvido no processo, que quer aprender e entender a difícil arte do magistério. Bem-vindo ao fascinante mundo da ciência, do engrandecimento, da colaboração e principalmente das realizações de contribuir para o aprimoramento de nossos jovens estudantes. O ensino básico é a base da pirâmide educacional, a condução dos temas nos ensinos fundamentais de maneira satisfatória em termos de conhecimento científico e prazerosa de forma a atrair o aluno é de fundamental importância para todo o processo educacional, se devidamente estimuladas as crianças do ensino fundamental poderão despertar para o mundo científico. Oportunidades... As escolas particulares atualmente começam a despertar o interesse de começar a inserir a física de uma maneira mais acentuada no ensino fundamental, com feiras de ciências, experimentos. É uma tendência relativamente nova, poucos professores no ensino fundamental estão capacitados para trabalhar a física, possibilitando assim uma nova tendência no mercado para professor de física. Com criatividade e força de vontade o novo professor pode montar uns kits com práticas simples para o ensino fundamental, com seus respectivos roteiros e atender essa lacuna tão carente. 23 Alguns exemplos de possibilidades de prática: • Microscópio laser; • Pêndulos; • Espelhos e lentes; • Câmera escura; • Simulações virtuais, etc... 4.2 A história da ciência O processo histórico do desenvolvimento da ciência caminha junto com o desenvolvimento da humanidade. Não há nenhuma possibilidade desvincular o avanço da humanidade de seu desenvolvimento tecnológico que foi propulsionado pelo avanço da ciência. A história da física não deve ser considerada como uma disciplina, mas ela deve ser utilizada para enriquecer a disciplina e promover a aprendizagem. Matthews (1995) apresenta pontos relevantes para inserção da história da Ciência no ensino da Física. • A história da ciência não deve ser incluída no ensino como mais um item do currículo, mas deve ser incorporada à disciplina para dar maior abrangência aos estudos. Estes, quando consideram aspectos históricos, filosóficos e sociológicos, melhoram e enriquecem a compreensão do conteúdo. • Tanto no ensino de ciência quanto na formação de professores, a utilização da história, da filosofia e da sociologia é defendida sob a abordagem contextualiza, tendo em vista o contexto ético, social, histórico, filosófico e tecnológico. Pesquise na internet boas práticas que podem serem feitas no ensino fundamental, com baixos custos, monte as práticas elabore cuidadosamente seus roteiros como se fosse apresentá-los nas escolas. 24 • Existe uma relação significativa entre episódios da história científica e herança cultural das pessoas. • O ensino da ciência que usa aspectos filosóficos e históricos em suas reflexões humaniza as idealizações científicas, tornando-as mais compreensíveis. • A história e a filosofia das ciências apoiam o estudo dos conteúdos científicos mediante o uso de relações com as concepções prévias e a mudança conceitual. Vários conceitos físicos formam modificados ou aprimorados no decorrer do tempo, o acompanhamento histórico desses conceitos e ou outras situações podem enriquecer o conteúdo assim como ajudar a associá-lo aos conhecimentos prévios dos alunos. • A existência do éter como um meio material que envolvia o universo foi durante muito tempo uma verdade, os conceitos de propagação da luz foram inicialmente desenvolvidos considerando a presença do éter. • Arquimedes ( 287-212 a.C.) segundo consta a lenda saiu pelado na rua gritando “Eureka! Eureka! Após desvendar um mistério, do rei de Siracusa, utilizando os conceitos de empuxo e densidade. • Isaac Newton não descobriu a gravidade quando uma maçã caiu em sua cabeça, já trabalhava o problema há tempo a maçã foi o gatilho. • Como foi medida a velocidade da luz, do som, como foi determinada a massa da Terra, etc... houveram muitos erros e acertos ao logo de todos esses processos e adaptações e readaptações de leis de acordo com a evolução dos experimentos. Existe uma riqueza imensa em fatos históricos científicos aos longos dos tempos, esses fatos devem ser inseridos para enriquecer as aulas, para mudar o contexto de uma aula para mantermos a atenção do aluno para então retornarmos ao contexto anterior. Além de muito interessantes e ricos os fatores históricos podem ser utilizados para mudar a abordagem de um tema, para trazer o aluno a interagir com o professor. 25 4.3 Planejamento do ensino e seus elementos básicos. Os conceitos teóricos devem ser trabalhados antes de se inserir as equações de cada tema. É necessário ter o conhecimento dos conceitos, suas aplicações e funcionalidades para que às equações e gráficos sejam um complemento do conteúdo, utilizado para comprovar numericamente o que foi estudado teoricamente.As equações, gráficos, valores numéricos só fazem sentido quando o aluno sabe expressar o significado do número encontrado. No estudo da hidrostática por exemplo, necessitamos trabalhar diversos conceitos antes de sairmos calculando a pressão em uma determinada profundidade de um fluido, antes de calcularmos o empuxo. Precisamos entender que às fórmulas, embora fundamentais, são apenas uma ferramenta para comprovarmos numericamente a teoria. Para obtermos êxito em qualquer assunto precisamos de conceitos básicos sólidos e bem formados. Antes de iniciarmos o estudo propriamente dito da hidrostática precisamos nos certificar que determinados conceitos estão bem sólidos para que novos conceitos sejam ancorados, o Ausubel que o diga. • VERIFICANDO PRÉ-REQUISITOS • O que é densidade? Neste caso associamos e trabalhamos conceitos de massa e volume e podemos nos deparar com controvérsias inesperadas. Quem pesa mais um quilo de concreto e um quilo de isopor? • O que é pressão? Qual a diferença de pressão de uma força física e pressão de um fluido? Por que sob os trilhos das linhas férreas existem várias estacas? O que aconteceria se não houvessem tais estacas? • O que são grandezas vetoriais e escalares? Classifique as grandezas a seguir como vetoriais e escalares: densidade, pressão, força etc... Após trabalhados e revistos os temas básicos podemos chegar ao ponto de começar a formular o conteúdo, não o inverso. Em muitas ocasiões em que no ensino 26 médio o conteúdo está focado em fórmulas faço a leitura que o professor não possui conhecimento do conteúdo então fica muito mais fácil trabalhar pois a física vira um elemento meramente matemático. O erro está em um ponto da fórmula e não em um conceito mal entendido. Chamo atenção a essa importante situação trabalhe para que os conteúdos estejam bem apurados, verifique a assimilação dos conteúdos e então insira às fórmulas. Existem diversas maneiras de trabalhar o conteúdo: sala de aula invertida, por investigação, entre outros, é importante promover o debate dos alunos sobre o tema, e sempre tentar trazer o aluno para a aula o aluno não pode ser um simples expectador em sala de aula, não funciona. Sempre tenho resistências às aulas chamadas geminadas. É um detalhe que parece insignificante, mas estudos comprovam que a atenção não pode ser mantida durante 50 minutos, aulas geminadas seriam 90, 100 minutos simplesmente impraticável e improdutiva. O professor deve quebrar a cada 15 minutos o elemento disruptor, fazendo uma anedota sobre o tema, algumas perguntas, utilizando vídeos, sempre alternando o foco um pouco. Precisamos durante a aula mudar a dinâmica para manter a atenção de nossos alunos. Parece estranho que no tópico planejamento para o ensino e seus elementos básicos não venha uma lista tipo: densidade, massa específica, pressão, pressão atmosférica, princípio de Pascal... no caso da hidrostática. Planejar uma aula, planejar o desenvolvimento de um determinado assunto vai muito além de listar a sequência dos tópicos a serem estudados que é uma mera formalidade. A questão vai muito mais além deve-se elaborar uma sequência ou linha de pensamentos e ou raciocínio que permita a construção do tema desejado inicialmente conceitos separados, depois associação dos conceitos e finalmente o fechamento do conteúdo com fórmula e gráficos. Em momento algum estou dando uma importância insignificante a fórmulas e ou gráficos acho que eles são fundamentais, mas defendo que só conseguiremos utilizar tais ferramentas se tivermos os conceitos básicos bem formulados. 27 • EDUCAR PARA COMPETÊNCIAS O professor da educação básica tem em suas mãos uma oportunidade de mudar o perfil da educação. No ensino médio sempre existe o repetido dilema entre aprender o conteúdo e vencer o programa, em sua maioria as escolas trabalham para vencer um programa para no fim fazer um vestibular, ENEM, ou vestibulares seriados. Sempre o mesmo dilema, em muitas situações o que vale é vencer o calendário e ver todo conteúdo a tempo. No ensino fundamental é possível trabalhar no intuito de formar os conhecimentos e não o passar para vencer o calendário. Nesse caso é possível de uma maneira muito mais eficiente disseminar a ciências. Cada vez mais a educação caminha para aprimorar as competências. Desenvolver competências não significa acumular conteúdos, desenvolver competências no mundo atual significa saber utilizar os conhecimentos adquiridos para aplicá-los em situações problemas, o aluno passa a não ser mais apenas um acumulados de dados, fórmulas ou termos, ele passa a ter ferramentas, habilidades, para aplicar o conhecimento acumulado para resolver determinado tipo de situação. Isso requer um professor muito mais preparado, um professor que consiga promover tais transformações no processo ensino aprendizagem. Situação difícil porque o professor muitas vezes foi educado em toda sua formação desde o ensino fundamental até sua graduação e ou especialização memorizando, decorando fórmulas e conceitos. Então para se adequar ao novo perfil o professor deve se reinventar. Aplicar práticas novas, e totalmente diferentes às que vivenciou e ou foi educado. Na atualidade o processo de ensino se depara com uma realidade externa totalmente dinâmica, com transformações instantâneas. Porém dentro da escola o Escolha um conteúdo de física que você gosta, procure elaborar uma aula a partir das equações do tópico escolhido. Agora faça o caminho inverso veja as fórmulas do tópico escolhido e procure desenvolver conceitos que te façam compreender cada particularidade da fórmula, desenvolva bem os conceitos e finalmente exponha a fórmula. 28 panorama de mudanças é lento e imperceptível em relação as mudanças do meio externo, e o professor muitas vezes também se encontra estagnado. 4.4 Interdisciplinaridade e contextualização A pedagogia de projetos vem como uma importante ferramenta pedagógica, pois tem a capacidade de articular os saberes aprendidos, mobilizar o conhecimento, relacionando-os com a prática. A interdisciplinaridade deve fazer parte do projeto pedagógico, as disciplinas se interligam, na verdade, elas não fazem sentido isoladamente. O ensino por investigação se mostra como uma eficiente ferramenta para despertar a curiosidade e interesse dos alunos, pequenas experiências mesmo em sala de aula, ou no pátio, ou em laboratórios servem para instigar o aluno e ajudar um pouco a mudar a realidade. Em paralelo o professor deve conduzir os temas para desenvolver as competências que serão fundamentais para formação dos novos cidadãos. A escola deve formar pessoas críticas, sociáveis, aptas para enfrentar o novo mundo suas situações e tecnologias. 29 • SUGESTÃO DE PRÁTICA Vamos imaginar uma viagem de Ipatinga MG a Recife PE. Inicialmente vamos abrir um mapa com as rodovias e os possíveis trajetos para viagem, então escolhemos o trajeto e marcaremos com um círculo algumas regiões quatro, cinco, seis regiões aleatórias, então é possível estudarmos os trajetos entre cada região interdisciplinarmente, a geografia vai descrever o relevo, o clima, a história vai descrever os fatos históricos relevantes dos locais, a biologia exibir a flora e fauna, a física o tempo da viagem, o gasto de combustível, a velocidade média etc... esse projeto pode ser aplicado tanto em ensino médio como em ensino fundamental, e pode ser repetido com a mesma turma no ano seguinte, acrescentando novos itens e ou conceitos estudados. Esse tipo de trabalho não requer maiores investimentos, apenas um pouco de criatividade do professor, sem mais custos adicionais. Procure discretamente se informar sobrea formação dos professores, sobre suas capacitações etc... certamente você irá se surpreender em situações nas quais um determinado professor ministre uma determinada disciplina e não tenha nenhuma formação para tal disciplina. Ou em outras situações encontrará um mesmo professor com duas disciplinas que não tem nada haver. Procure ainda verificar se nas escolas de sua região existem projetos de ciência, projetos interdisciplinares etc... Lembre-se sempre que esses questionamentos essas são no intuito de informativos para traçar uma painel da situação do ensino em nossa região e como como futuros professores podemos ajudar no sentido de melhorar o perfil e trazer novas práticas de ensino, novas sugestões de atividades para nos aproximarmos do perfil ideal, na qual o foco é sempre despertar o interesse do aluno e facilitar seu desenvolvimento. 30 Sugira uma atividade em que poderia desenvolver um trabalho interdisciplinar. Elabore duas práticas que serviriam como ensino por investigação no ensino fundamental ou médio, a primeira prática seria para inserir um novo assunto diante da turma e a segunda prática seria para finalizar o mesmo assunto. Elabore um roteiro descrevendo os objetivos da prática, os itens que deveriam ser “descobertos” pelos alunos, para introduzir e finalizar o conteúdo que você escolheu 31 5 DIRETRIZES CURRICULARES NACIONAIS DA EDUCAÇÃO BÁSICA As Diretrizes Curriculares Nacionais (DCNs) são normas obrigatórias para a Educação Básica que orientam o planejamento curricular das escolas e dos sistemas de ensino. Elas são discutidas, concebidas e fixadas pelo Conselho Nacional de Educação (CNE). Figura 4: BNCC Fonte: Batista (2018) Artigo 5º. O ensino médio em todas suas formas de oferta e organização, baseia- se em: I Formação integral do estudante; II Trabalho e pesquisa como princípios educativos e pedagógicos, respectivamente; III Educação em direitos humanos como princípio nacional norteador; IV Sustentabilidade ambiental como meta universal; V Indissociabilidade entre educação e prática social, considerando-se a historicidade dos conhecimentos e dos sujeitos do processo educativo, bem como entre teoria e prática no processo ensino-aprendizagem; VI Integração dos conhecimentos gerais e, quando for o caso, técnico- profissionais realizada na perspectiva das interdisciplinaridades e da contextualização; VII Reconhecimento e aceitação da diversidade da realidade concreta dos sujeitos do processo educativo, das formas de produção, dos processos de trabalho e das culturas a eles subjacentes; 32 VIII Integração entre educação e as dimensões do trabalho, da ciência, da tecnologia e da cultura como base da proposta e do desenvolvimento curricular. [...] (BRASIL, 2012, p. 2) 5.1 TÓPICOS PRINCIPAIS RELATIVOS AO ENSINO DA FÍSICA • A área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias na Educação Básica A área de Ciências da Natureza deve contribuir com a construção de uma base de conhecimentos contextualizada, que prepare os estudantes para fazer julgamentos, tomar iniciativas, elaborar argumentos e apresentar proposições alternativas, bem como fazer uso criterioso de diversas tecnologias. O desenvolvimento dessas práticas e a interação com as demais áreas do conhecimento favorecem discussões sobre as implicações éticas, socioculturais, políticas e econômicas de temas relacionados às Ciências da Natureza. A BNCC da área de Ciências da Natureza e suas propõe ampliar e sistematizar as aprendizagens essenciais desenvolvidas até o 9º ano do Ensino Fundamental. Isso significa, em primeiro lugar, focalizar a interpretação de fenômenos naturais e processos tecnológicos de modo a possibilitar aos estudantes a apropriação de conceitos, procedimentos e teorias dos diversos campos das Ciências da Natureza. Significa, ainda, criar condições para que eles possam explorar os diferentes modos de pensar e de falar da cultura científica, situando-a como uma das formas de organização do conhecimento produzido em diferentes contextos históricos e sociais, possibilitando-lhes apropriar-se dessas linguagens específicas. No Ensino Fundamental, a BNCC da área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias propõe um aprofundamento conceitual nas temáticas Matéria e Energia, Vida e Evolução e Terra e Universo. • Competências específicas de Ciências da Natureza e suas tecnologias para o Ensino Médio 33 1) Analisar fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas relações entre matéria e energia, para propor ações individuais e coletivas que aperfeiçoem processos produtivos, minimizem impactos socioambientais e melhorem as condições de vida em âmbito local, regional e/ou global. 2) Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. 3) Analisar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). Propõe também que os estudantes ampliem as habilidades investigativas desenvolvidas no Ensino Fundamental, apoiando-se em análises quantitativas e na avaliação e na comparação de modelos explicativos. Além disso, espera-se que eles aprendam a estruturar linguagens argumentativas que lhes permitam comunicar, para diversos públicos, em contextos variados e utilizando diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), conhecimentos produzidos e propostas de intervenção pautadas em evidências, conhecimentos científicos e princípios éticos e responsáveis. A BNCC propõe que os estudantes aprofundem e ampliem suas reflexões a respeito das tecnologias, tanto no que concerne aos seus meios de produção e seu papel na sociedade atual como também em relação às perspectivas futuras de desenvolvimento tecnológico. Desse modo, propõe continuidade ao tratamento dado no Ensino Fundamental, etapa na qual as tecnologias foram abordadas sob uma perspectiva de aplicação de conhecimentos e análise de seus efeitos sobre a saúde e a qualidade de vida das pessoas. 34 • COMPETÊNCIA ESPECÍFICA 1 Nesta competência específica, os fenômenos naturais e os processos tecnológicos são analisados sob a perspectiva das relações entre matéria e energia, possibilitando, por exemplo, a avaliação de potencialidades e de limites e riscos do uso de diferentes materiais e/ou tecnologias para tomar decisões responsáveis e consistentes diante dos diversos desafios contemporâneos. Dessa maneira, podem mobilizar estudos referentes a: princípios da conservação da energia e da quantidade de movimento; leis da termodinâmica; fusão e fissão nucleares; espectro eletromagnético. (EM13CNT101) Analisar e representar as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões em situações cotidianas e processos produtivos que priorizem o uso racional dos recursos naturais. (EM13CNT103) Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, na indústria e na geração de energia elétrica. (EM13CNT106) Avaliartecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/ benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais. COMPETÊNCIA ESPECÍFICA 2 Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução do Universo. Ao reconhecerem que os processos de transformação e evolução permeiam a natureza e ocorrem das moléculas às estrelas em diferentes escalas de tempo, os estudantes têm a oportunidade de elaborar reflexões que situem a humanidade e o 35 planeta Terra na história do Universo, bem como inteirar-se da evolução histórica dos conceitos e das diferentes interpretações e controvérsias envolvidas nessa construção. Para isso, nessa competência específica, podem ser mobilizados conhecimentos relacionados a: espectro eletromagnético; modelos cosmológicos; astronomia; gravitação; mecânica newtoniana; previsão do tempo; entre outros. HABILIDADES (EM13CNT201) Analisar e utilizar modelos científicos, propostos em diferentes épocas e culturas para avaliar distintas explicações sobre o surgimento e a evolução da Vida, da Terra e do Universo. (EM13CNT203) Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, nos seres vivos e no corpo humano, interpretando os mecanismos de manutenção da vida com base nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia. (EM13CNT204) Elaborar explicações e previsões a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais. (EM13CNT205) Utilizar noções de probabilidade e incerteza para interpretar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, reconhecendo os limites explicativos das ciências. COMPETÊNCIA ESPECÍFICA 3 Analisar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). Em um mundo repleto de informações de diferentes 36 naturezas e origens, facilmente difundidas e acessadas, sobretudo, por meios digitais, é premente que os jovens desenvolvam capacidades de seleção e discernimento de informações que os permitam, com base em conhecimentos científicos confiáveis, analisar situações-problema e avaliar as aplicações do conhecimento científico e tecnológico nas diversas esferas da vida humana com ética e responsabilidade. Discussões sobre as tecnologias relacionadas à geração de energia elétrica (tanto as tradicionais quanto as mais inovadoras) e ao uso de combustíveis, por exemplo, possibilitam aos estudantes analisar os atuais modos de vida das populações humanas e a dependência a esses fatores. Nessa competência específica, espera-se que os estudantes possam se apropriar de procedimentos de coleta e análise de dados mais aprimorados, como também se tornar mais autônomos no uso da linguagem científica. Para tanto, é fundamental que possam experienciar diálogos com diversos públicos, em contextos variados e utilizando diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). Além disso, para o desenvolvimento dessa competência específica podem ser mobilizados conhecimentos relacionados a: produção de armamentos nucleares; desenvolvimento e aprimoramento de tecnologias de obtenção de energia elétrica; mecânica newtoniana; equipamentos de segurança. HABILIDADES (EM13CNT301) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica. (EM13CNT302) Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos – interpretando gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, elaborando 37 textos e utilizando diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação. (TDIC) –, de modo a promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural. (EM13CNT303) Interpretar textos de divulgação científica que tratem de temáticas das Ciências da Natureza, disponíveis em diferentes mídias, considerando a apresentação dos dados, a consistência dos argumentos e a coerência das conclusões, visando construir estratégias de seleção de fontes confiáveis de informações. (EM13CNT306) Avaliar os riscos envolvidos em atividades cotidianas, aplicando conhecimentos das Ciências da Natureza, para justificar o uso de equipamentos e comportamentos de segurança, visando à integridade física, individual e coletiva, e socioambiental. (EM13CNT307) Analisar as propriedades específicas dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ou propor soluções seguras e sustentáveis. (EM13CNT308) Analisar o funcionamento de equipamentos elétricos e/ou eletrônicos, redes de informática e sistemas de automação para compreender as tecnologias contemporâneas e avaliar seus impactos. (EM13CNT309) Analisar questões socioambientais, políticas e econômicas relativas à dependência do mundo atual com relação aos recursos fósseis e discutir a necessidade de introdução de alternativas e novas tecnologias energéticas e de materiais, comparando diferentes tipos de motores e processos de produção de novos materiais. (EM13CNT310) Investigar e analisar os efeitos de programas de infraestrutura e demais serviços básicos (saneamento, energia elétrica, transporte, telecomunicações, cobertura vacinal, atendimento primário à saúde e produção de alimentos, entre outros) e identificar necessidades locais e/ou regionais em relação a esses serviços, a fim de promover ações que contribuam para a melhoria na qualidade de vida e nas condições de saúde da população. 38 Elaborando um roteiro de aula de acordo com o novo BNCC. Objetivos: (EM13CNT301) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica. (EM13CNT303) Interpretar textos de divulgação científica que tratem de temáticas das Ciências da Natureza, disponíveis em diferentes mídias, considerando a apresentação dos dados, a consistência dos argumentos e a coerência das conclusões, visando construir estratégias de seleção de fontes confiáveis de informações. 39 6 PLANEJAMENTO E ESTRATÉGIAS A seguir é mostrado um tipo de planejamento de ensino, esses planejamentos se modificam de escola para escola, muitas vezes parecem ser simples procedimentos burocráticos, mas na verdade são uma importante ferramenta para traçar as estratégias e procedimentos a serem tomados no decorrer do desenvolvimento das respectivas unidades de ensino.6.1 Planejamento do ensino Conteúdos: Competência Específica 1: princípios da conservação da energia Metodologia: (algumas metodologias de aprendizagem ativa virão a seguir) Aulas expositivas, exercícios, simulações virtuais e exemplos de aplicação. Aulas práticas se possível. Recursos de ensino: Simulações virtuais Phet. Avaliação: Os processos avaliativos devem estar presentes em todas as etapas do processo ensino-aprendizagem e não apenas no fechamento do conteúdo. Ao longo da etapa as atividades de aprendizagem ativas podem ser utilizadas como avaliações, na verdade elas são muito mais que isto é uma ferramenta para diagnosticar o desenvolvimento do conteúdo. No fim do processo deve-se também aplicar uma avaliação não podendo conter surpresas em termos do que foi trabalhado em sala. Sugiro que o longo da etapa o conteúdo seja trabalhado com exercícios com um grau de dificuldade um pouco maior que serão cobrados nas avaliações. Objetivos: São as Habilidades a serem desenvolvidas de acordo com BNCC. Novas tendências da educação. 40 O desenvolvimento das tecnologias e a rapidez das informações nos coloca cada vez mais em um mundo mais dinâmico e interativo. O aluno tem em suas mãos uma rica fonte de informações, online. O processo ensino-aprendizagem muitas vezes visto como retrógrado precisa de se reinventar, novas didáticas e ferramentas disponibilizam ao professor recursos para diminuir a distância da realidade da escola a realidade do aluno. O professor caso tenha interesse também temem suas mãos tecnologias de ponta e as últimas práticas pedagógicas que se aproximam da realidade do aluno, tornando as aulas mais interessantes, mais atrativas e menos obsoletas. Cabe ao professor a inquietude e a busca constante de novos recursos didáticos e novas tecnologias. 6.2 Ferramentas que podem ser utilizadas para auxiliar o ensino da física Existem inúmeros canais que disponibilizam conteúdos de física na internet, filmes, animações podem ser uma maneira agradável de implementar conceitos de uma maneira que chamem atenção dos alunos. Aulas práticas virtuais podem ser implementadas com auxílio de softwares, possibilitando a interação dos alunos em sala de aula e ainda permitem que os alunos façam as simulações em casa, nos próprios computadores e ou smartphones. Promovendo um ensino prático virtual possibilitando alternâncias de situações, esses 41 softwares podem ser baixados, nesse caso não necessitariam de uma rede de internet para serem utilizados. As simulações podem ser feitas no algodoo, Phet e outros softwares de física. Aprendizagem ativa. Existem ainda aplicativos que promovem um processo interativo de ensino e aprendizagem. São conjuntos de práticas pedagógicas que conseguem promover um a aprendizagem por outro ângulo, na qual o aluno participa de maneira ativa no processo ensino-aprendizagem. Alguns aplicativos: socrative, plickers, peer instruction. 42 Exemplo de como utilizar a ferramenta aprendizagem ativa. A aprendizagem ativa é uma ferramenta que possibilita um novo e eficiente conceito no processo ensino-aprendizagem. Utilizando a sala de aula invertida, o professor elabora uma atividade prévia a ser vista pelo aluno, um vídeo, um texto, uma reportagem etc... Os alunos são colocados em duplas, ou grupos. O professor lança uma pergunta e os alunos debaterão entre si durante alguns minutos em seguida darão a resposta, seja por aplicativo ( plickers, socrative ), por cartão de papel e outros, de acordo com os índices de acertos o professor continua ou não a sequência de perguntas se determinados conceitos tem um baixo índice de acerto o professor retoma o conteúdo de outra maneira. O interessante é que em tais atividades, se bem conduzidas, é possível identificar em qual(is) ponto(s) os alunos não absorveram o conteúdo e retrabalhar os tópicos necessários. Não é preciso chegar a um final de etapa de um tema para identificar em uma avaliação que os alunos não assimilaram o assunto. As resistências na utilização de tais tecnologias e ou métodos são imensas, pois, sempre somos resistentes a situações em que não possuímos o conhecimento necessário. Hoje em dia na plataforma Youtube existem diversos vídeos explicando detalhadamente a utilização de cada ferramenta de maneira fácil e prática. 6.3 Alguns experimentos Cito a seguir alguns experimentos simples que podem ser utilizados com baixo investimento, que podem ser utilizadas como estudo por investigação. Resistência do ar Deixe cair simultaneamente duas folhas de papel idênticas, de uma mesma altura. Elas chegam ao solo ao mesmo tempo? Pegue uma das folhas e coloque sobre a capa de um caderno, ou livro. Solte novamente o caderno com a folha em cima e a outra folha de uma mesma altura. Elas, as folhas, chegam ao solo ao mesmo tempo? Agora faça uma bolinha amassando uma das folhas, deixe cair da mesma altura junto com a outra 43 folha que não foi amassada. Elas chegam ao solo ao mesmo tempo? Abandone um pedaço de isopor e um pedaço de madeira. Quais as conclusões que a turma chegou? Resistência do ar e aceleração da gravidade Após debates e conclusões deve-se diferenciar atmosfera e aceleração da gravidade, abandona-se dois objetos idênticos de uma mesma altura na Terra e na lua. Eles gastarão o mesmo tempo para atingir o solo? Se acoplarmos um paraquedas nos dois objetos e abandonarmos os dois da mesma altura novamente. A ação de acoplar o paraquedas vai interferir no tempo de queda dos objetos? Verificação da Pressão atmosférica Em uma lata, pode ser de refrigerante, coloque um pouco de água em seu interior cerca de 2cm. Aqueça a lata até a água ferver. O vapor d’água sai da lata arrastando consigo um pouco do ar existente no interior da lata. Pare de aquecer a lata e tampe o orifício da lata para impedir que o ar retorne ao seu interior. Agora leve a lata para debaixo de uma torneira e deixe um pouco de água fria cair no lado externo da lata. O vapor no interior da lata vai se condensar diminuindo assim a pressão interna da lata. Será perceptível então perceber a pressão atmosférica esmagando um pouco a lata. Pressão atmosférica Coloque água um copo até faltar um pouco mais que um centímetro e meio para encher completamente o copo. Coloque agora uma folha de papel um pouco maior que o diâmetro do copo coloque suas mãos a firmar o papel ao longo de toda borda do copo. Mantendo sua mão pressionando o papel sobre a borda do copo, gire o copo 180°, agora com o copo virado para baixo você não precisa mais segurar o papel a pressão atmosférica se encarregará de manter o papel. Inércia Dentro de um veículo em movimento retilíneo uniforme, com um pequeno objeto em mãos pode ser uma borracha, atire o objeto para cima, na altura de sua cabeça por 44 exemplo observe que o objeto cairá novamente em suas mãos. O objeto não caiu antes nem depois de suas mãos ele caiu exatamente em suas mãos. Repita a operação no momento que o automóvel estiver acelerando, o resultado será o mesmo? Inércia perigosamente Coloque um forro liso sobre a mesa e sobre o forro coloque uma xícara. Puxe rapidamente o forro da mesa. O que ocorreu com a xícara que estava sobre o forro? JUSTIFIQUE. Velocidade tangencial à trajetória Com uma borracha presa a um barbante, coloque-a para girar, então observaremos um movimento circular. Supondo que consiga fazer com que a borracha gire com a mesma velocidade, que é tangente a trajetória. Se recordarmos que velocidade é uma grandeza vetorial então não podemos afirmar que a velocidade é constante, a velocidade varia em direção apenasseu módulo é constante. Se durante o movimento soltarmos a corda poderemos confirmar que a velocidade é sempre tangencial a trajetória, quando deixarmos de fazer a força na corda para fazermos o movimento circular a borracha se deslocará em linha reta. Trajetória oblíqua Podemos construir nosso próprio modelo de trajetória obliqua. Utilizando um cabo de vassoura marque ao longo do cabo a cada dez centímetros. A partir da terceira marca, que na verdade consideremos a primeira marca com barbante, pendure uma bolinha em um barbante, distância da bolinha ao cabo de vassoura, comprimento do barbante 1 cm. Na próxima marca, a segunda (2) marca com o barbante, pendure uma bolinha com um barbante de comprimento de 4 cm (22). Na terceira marca com o barbante coloque a bolinha em um barbante de comprimento 9 cm (32). E assim repita a operação até atingir a última marca no cabo de vassoura. Mantendo a vassoura na horizontal, ou inclinando a vassoura como queira, as bolinhas mostrarão um esboço da trajetória de um objeto lançado da maneira que o cabo de vassoura indicar. 45 Órbitas elípticas Colocando duas tachinhas presas a uma folha a uma pequena distância uma da outra uns seis centímetros por exemplo. Prendendo um barbante de uns oito centímetros às duas tachinhas colocando um lápis movendo o lápis pelo barbante conseguiremos traçar uma trajetória elíptica. 46 REFERÊNCIAS BATISTA, R. MEC apresenta versão final da Base Nacional Comum Curricular (BNCC) do Ensino Médio. Brasil Escola, 2018. Disponível em: https://bit.ly/343jlIJ. Acesso em: 20 ago. 2020. BRASIL. Resolução Nº 2, de 30 de Janeiro 2012. Define Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino Médio. Brasília, DF: Ministério da Educação, [2012]. Disponível em: https://bit.ly/2FzwCzs. Acesso em: 20 ago. 2020. CARRASCO, H. J. Experimento de laboratório: Um enfoque sistêmico y problematizador. Revista de Ensino de Física, [S. l.], v. 13, 1991. Disponível em: https://bit.ly/3dzpmjS. Acesso em: 25 ago. 2020. DENAIP. Uma investigação só termina com o flagrante?. Departamento Nacional de Investigação Particular, 2015. Disponível em: https://bit.ly/3lXjjsh. Acesso em: 25 ago. 2020. FEYNMAN, R. P.; LEIGHTON, R. B.; SANDS, M. 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