Capítulo 5 – Aplicação e Resultados
5.2. Aplicação do produto educacional
A investigação do uso da UEPS para o ensino de cinemática escalar ocorreu em oito encontros em duas turmas do 1º ano do ensino médio regular.
Na aula anterior a aplicação da UEPS foi explicado aos alunos como seria desenvolvido a SEA, neste momento os alunos preencheram uma folha de contatos onde deveriam colocar o e-mail e o telefone de WhatsApp.
Nesta etapa prévia ao início da investigação os alunos tanto ouviram a explanação das atividades a serem desenvolvidas quanto questionaram acerca da metodologia utilizada.
A possibilidade de utilizar o smartphone em sala de aula foi recebida com entusiasmo pelos alunos, pois era proibido que ficassem com os celulares ligados dentro da sala de aula. Assim, a utilização de smartphone durante a aula precisou ser autorizada pela direção da escola. Cabe ressaltar que em todos os momentos que os alunos estavam divididos em grupo foi utilizado o método IpC com o intuito de aumentar o nível de aprendizagem dos aprendizes.
5.2.1. Situação inicial
No primeiro encontro, foram abordados os conceitos de movimento ser relativo, ponto material, corpo extenso, trajetória, posição em uma trajetória, função horária, velocidade escalar média, velocidade escalar instantânea.
Uma quantidade considerável de alunos não respondeu o questionário eletrônico, isso dificultou o Feedback online e a “aula sob medida” ficou comprometida.
Iniciada a aula, foi oportunizado aos alunos que não responderam o questionário eletrônico a fazê-lo, isso possibilitou uma abordagem mais específica na aula, i.e., focou-se nas dificuldades apresentadas.
Como situação inicial foram levantados alguns questionamentos4 com intuito de fomentar a curiosidade, estimular o diálogo e de servirem como organizadores prévio:
− Imagine que você está parado no ponto de ônibus e vê dois carros andando a 80 km/h. Como explicar que o motorista ao olhar para o outro carro vê que o mesmo parece estar parado, mas para você que está no ponto de ônibus ambos estão em movimento?
− Para descrever a velocidade, que duas unidades de medida são necessárias? − Qual é a velocidade registrada pelo velocímetro de um automóvel, a velocidade
média ou a velocidade instantânea?
O professor atuou como mediador durante toda discussão, foi observado que as respostas dos alunos, que se manifestaram, estavam relacionadas aos conceitos estudados, isso aponta que esses questionamentos cumpriram com o propósito de organizador prévio.
Para verificar se os alunos estavam conseguindo assimilar e acomodar o conteúdo abordado, foi proposto um teste conceitual, realizado individualmente. Entretanto, o Datashow estava sendo utilizado por outro professor, por esse motivo, foi utilizado o material impresso. Contudo, os alunos tiveram dificuldades para respondê-lo o que acarretou na prorrogação do tempo de aplicação.
Figura 7 – Utilizando Flash Cards.
Fonte: Arquivo pessoal do autor.
Figura 8 – Aplicação do teste conceitual.
Em continuidade, foi apresentado a metodologia ABP a ser desenvolvida ao longo da UEPS, nessa metodologia os alunos procuram os conhecimentos necessários, através de um processo de pesquisa, para o desenvolvimento do projeto, e como pontapé inicial foi realizado o seguinte questionamento:
− Questão problematizadora do projeto – “Qual projeto você desenvolveria, para
apresentar em sala de aula no qual integre o conceito de movimento vertical?”.
Desta forma, foi iniciada a primeira fase da construção do projeto, onde ocorreram debates e exposição de ideias a fim de escolher o produto que será desenvolvido e apresentado em sala de aula.
Quadro 1 – Resumo das dificuldades ocorridas no 1º encontro.
PROFESSOR ALUNO
Aula sob medida:
• Feedback online
Teste conceitual:
• Tempo de aplicação do teste conceitual • Não disponibilidade do Datashow
Na compreensão de:
• Trajetória;
• Movimento ser relativo.
Fonte: Elaborado pelo autor.
5.2.2. Situação-problema inicial
No segundo encontro foram abordados os conceitos de movimento com velocidade escalar constante, funções horárias do M.U.
Após a “aula sob medida” foi criada uma situação-problema inicial através do levantamento da seguinte questão problematizadora:
− Questão problematizadora 1 – Um móvel é capaz de manter velocidade constante?
Essa questão aguçou a curiosidade dos alunos e criou um ambiente de discussão, então após esse breve momento de levantamento de concepções foi proposto momento experimental através de dois experimentos:
− Experimento 1: Barra rosqueada e arruela. − Experimento 2: Bolha de água em meio viscoso.
Ambos experimentos tiveram como objetivo caracterizar o movimento retilíneo uniforme aplicando o conceito de velocidade.
Figura 9 – Aparato experimental: 1 – Barra rosqueada; 2 – Bolha de água em meio viscoso.
Fonte: Arquivo pessoal do autor.
Para todos alunos este momento foi inédito, já que nunca tinham participado de atividades experimentais. Notou-se que os alunos se empenharam com afinco para obtenção de dados e ficaram surpresos e impressionados ao verificarem que os resultados encontrados através de cálculos eram bem próximos dos medidos.
Algumas dificuldades ocorreram na utilização do celular para filmagem dos procedimentos experimentais, pois a filmagem deveria ser em câmera lenta (slow motion) e muitos filmaram com a câmera na velocidade normal, isso dificultou a obtenção de dados.
Figura 10 – Filmagem da atividade experimental: 1 – Barra rosqueada; 2 – Bolha de água em meio viscoso.
Fonte: Arquivo pessoal do autor.
Prosseguindo, os alunos retomaram o projeto na fase de planejamento, nesta fase as equipes buscaram planejar e organizar todas as etapas necessárias para conclusão do projeto, assim como verificar sua viabilidade.
Cabe destacar que, nenhum aluno utilizou o fórum do projeto para discutir e expor suas dúvidas, contudo estavam bem organizados no planejamento.
Quadro 2 – Resumo das dificuldades ocorridas no 2º encontro.
PROFESSOR ALUNO
Experimentos:
• Falta de Leitura do relatório;
• No experimento da gota de água no meio viscoso a seringa travou após algumas utilizações. • Ao utilizar o Iphone para gravar vídeos em
câmera lenta os mesmos ficaram com baixa resolução e travando.
Projeto:
• Falta de Feedback dos alunos
Experimentos:
• Não faziam a leitura do relatório; • Filmagem pelo celular;
• Obtenção de dados;
• Dificuldade na aplicação do conceito de velocidade constante;
• Dificuldade de visualizar a escala métrica nos vídeos gravados.
5.2.3. Aprofundamento conhecimentos 1
No terceiro encontro foram abordados os conceitos de encontro de móveis, velocidade relativa e gráficos do M.U.,
Para aprofundar os conhecimentos foi proposto, após a “aula sob medida”, a atividade experimental “Encontro de móveis”, este experimento consistiu em investigar se o ponto de encontro de dois móveis obtido através da função horária (algebricamente) é o mesmo observado no experimento prático. Assim, buscou-se através desse experimento caracterizar o movimento uniforme aplicando o conceito de velocidade.
Figura 11 – Aparato experimental: Encontro de móveis.
Fonte: Arquivo pessoal do autor.
Esta atividade foi capaz de englobar todo conteúdo estudado nas aulas anteriores e ao mesmo tempo trabalhar o novo conhecimento abordado nesse encontro.
Figura 12 – Professor explicando os procedimentos experimentais.
Figura 13 – Alunos obtendo dados do experimento encontro de móveis.
Fonte: Arquivo pessoal do autor.
Nesse encontro o projeto avançou para fase de execução, e através de ações colaborativas os integrantes das equipes concluíram as etapas do Plano do Projeto que foram definidas na fase anterior.
Deveria ser registrado no livro de evolução do projeto todas alterações ocorridas para execução do mesmo, contudo as equipes estavam preenchendo de forma aleatória, sem realmente relatar os sucessos e insucessos que tiveram até momento.
Na sequência, para verificar como os conceitos estavam sendo organizados na estrutura cognitiva do aluno foi proposto a construção de um mapa conceitual a ser realizado em grupo.
Figura 14 – Professor explicando como construir um mapa conceitual.
Figura 15 – Alunos construindo mapa conceitual.
Fonte: Arquivo pessoal do autor.
Quadro 3 – Resumo das dificuldades ocorridas no 3º encontro.
PROFESSOR ALUNO
Mapa conceitual:
• Tempo de aplicação
Projeto:
• Os alunos não estavam preenchendo o livro de evolução do projeto.
Experimentos:
• Falta de leitura do relatório;
• Alguns grupos não entregaram os relatórios dos experimentos 1 e 2 dentro do prazo.
Aula expositiva dialogada:
• Faltou utilizar simulador
• Para utilização do Datashow foi necessário mudar de sala, devido o mesmo ser fixo.
Mapa conceitual:
• Utilização do tempo para construção.
Experimentos:
• Montagem de gráficos dos relatórios • Gravar os vídeos, estavam dispersos.
• Conversão de unidades de medida de velocidade.
Fonte: Elaborado pelo autor.
5.2.4. Nova situação-problema
No quarto encontro foram abordados os conceitos de movimento variado, aceleração escalar, movimento uniformemente variado, funções horárias do M.U.V.
Para fomentar a curiosidade após a “aula sob medida” foi apresentada uma nova situação-problema:
− Questão problematizadora 2 – O que caracteriza o movimento uniformemente variado?
Essa questão possibilitou que os estudantes compartilhassem seus conhecimentos prévios, e serviu de subsídios para a atividade colaborativa, no qual os alunos, divididos em grupos, elaboraram uma breve apresentação oral que exemplificou o M.U.V.
Então, ainda com a turma dividida em grupos foi iniciada a fase de monitoramento e controle do projeto.
Quadro 4 – Resumo das dificuldades ocorridas no 4º encontro.
PROFESSOR ALUNO
Questionário eletrônico:
• Muitos alunos não estavam respondendo com compromisso, apenas queriam responder logo.
Projeto:
• Algumas equipes apresentaram o livro de evolução do projeto preenchido errado.
Apresentação oral:
• Muitos não conseguiram se expressar direito.
Fonte: Elaborado pelo autor.
5.2.5. Aprofundamento conhecimentos 2
O quinto encontro deu continuidade ao encontro anterior, contudo além dos conteúdos já abordados os conceitos da equação de Torricelli e gráficos do M.U.V. foram incluídos.
Na sequência a breve exposição dialogada foi realizado um questionamento a fim de suas respostas servissem de mediação e de organizador prévio para atividade experimental.
− Questão problematizadora 3 – Como podemos caracterizar o movimento de um carrinho com velocidade que se altera de forma regular com o tempo?
Assim, foi proposto a atividade experimental “carrinho sem motor” que objetivou caracterizar o movimento uniforme variado aplicando o conceito de velocidade.
Figura 16 – Aparato experimental: Carrinho sem motor.
Fonte: Arquivo pessoal do autor.
Figura 17 - Alunos coletando dados do experimento carrinho sem motor.
Fonte: Arquivo pessoal do autor.
Figura 18 - Alunos fazendo a análise dos dados do experimento carrinho sem motor.
Para aprofundar conhecimentos acerca dos conceitos abordados do M.U.V. foi realizada uma aula expositiva dialogada, e, logo em seguida, para averiguar como os alunos estavam organizando hierarquicamente os conceitos estudados utilizou-se a construção, em grupo, de mapa conceitual.
Como recurso auxiliar à aula expositiva dialogada de aprofundamento de conhecimentos foi utilizado a simulação PhET (Tecnologia Educacional em Física) “O Homem
em movimento”, que foi projetada pelo Datashow.
Figura 19 – Simulação "O Homem em Movimento" – Introdução.
Fonte: Projeto PhET Simulações Interativas da Universidade de Colorado Boulder.
Figura 20 – Simulação "O Homem em Movimento" – Gráficos.
Quadro 5 – Resumo das dificuldades ocorridas no 5º encontro.
PROFESSOR ALUNO
Experimento:
• Após usar algumas vezes, o carrinho começou apresentar dificuldade para deslizar
Mapa conceitual:
• O tamanho da folha ofício para alguns grupos foi insuficiente, assim sugiro tamanho A5.
Projeto:
• Alguns grupos não entregaram o relatório e o livro de evolução, alegando esquecimento.
Experimento:
• Dificuldade de filmar o movimento do carrinho e ao mesmo tempo visualizar a escala métrica
Mapa conceitual:
• Organização hierárquica dos conceitos estudados.
• Alguns não utilizaram a palavra de ligação • Tamanho da folha.
Fonte: Elaborado pelo autor.
5.2.6. Diferenciação progressiva
No sexto encontro foi trabalhado o conceito de queda livre e lançamento vertical. Preparando os alunos para a atividade colaborativa que irá promover a diferenciação progressiva foi sugerido, após a “aula sob medida”, uma nova situação-problema:
− Questão problematizadora 4 – Dois corpos de mesma massa quando soltos em uma rampa chegam ao mesmo tempo ao final da trajetória?
Assim, para promover a diferenciação progressiva foi proposto a realização do experimento “Plano inclinado de Galileu”. Através dessa experimentação foi possível caracterizar o M.U.V. e determinar sua equação utilizando todos os conceitos dessa UEPS.
Figura 21 – Aparato experimental: Plano inclinado de Galileu.
Figura 22 – Alunos realizando a medição da inclinação do plano.
Fonte: Arquivo pessoal do autor.
Figura 23 – Alunos interagindo para realização do experimento.
Fonte: Arquivo pessoal do autor.
Em continuidade, foi solicitado para os alunos construírem em grupo um mapa conceitual dos conceitos de movimento vertical, e depois os alunos apresentaram as dificuldades encontradas na execução da atividade experimental para uma breve discussão.
Quadro 6 – Resumo das dificuldades ocorridas no 6º encontro.
PROFESSOR ALUNO
Mapa conceitual:
• O tamanho da folha ofício para alguns grupos foi insuficiente, assim sugiro tamanho A5.
Mapa conceitual:
• Tamanho da folha.
5.2.7. Reconciliação integradora
No sétimo encontro, para promover a reconciliação integradora foi realizado uma “aula
integradora sob medida” que consistiu na revisão de todo conteúdo estudado, ou seja, uma
revisão levando-se em conta as dúvidas apresentadas ao longo da UEPS e principalmente na última atividade experimental. Esse foi um momento propício para verificar as concepções alternativas presentes nos primeiros mapas e possivelmente ausentes no último.
Em continuidade, foi aplicado um teste conceitual envolvendo todo conteúdo da UEPS.
Figura 24 - Aplicação do teste conceitual final.
Fonte: Arquivo pessoal do autor.
Para apresentação do projeto, desenvolvido ao longo da UEPS, foi reservado um tempo de aula para que cada grupo apresentasse o produto desenvolvido, além de explicar os conceitos físicos de movimento vertical que estão presentes nele.
Figura 25 – Alunos apresentando o projeto final.
E para compartilhar suas dificuldades e experiencias em participar na elaboração de um projeto foi promovido um breve momento de debate.
Quadro 7 – Resumo das dificuldades ocorridas no 7º encontro.
PROFESSOR ALUNO
Debriefing:
• Não foi possível filmar
Projeto:
• Recursos físicos limitados
Fonte: Elaborado pelo autor.
5.2.8. Avaliação dos alunos
No oitavo encontro, esse foi o momento da avaliação individual através de questões abertas, e ao seu término, por meio de uma breve aula expositiva dialogada, o professor retomou todos conteúdos já estudados, promovendo uma integração entre eles, pontuando as dificuldades superadas ou não com a aplicação da UEPS.
Figura 26 – Aplicação da avaliação individual.