A Atividade Investigativa Universo Balão

FIGURA 16 - Apresentação do problema da Atividade Investigativa Universo Balão

A primeira atividade investigativa de Laboratório Aberto, denominado Universo Balão foi desenvolvida após as aulas teóricas expositivo-dialogadas, intituladas “A Cosmologia e o Universo que Observamos” e “O Universo em Expansão”, nela os estudantes, em grupos, deveriam elaborar um plano de investigação para responder a uma questão referente à representação da expansão do Universo usando materiais apresentados previamente, conforme figura 16 acima.

Analisamos os planos dos grupos de acordo com a categorização para a dimensão conceitual apresentada anteriormente, avaliando se os alunos apresentaram em suas respostas a solução para a situação problema sistematizando de forma Em nossas últimas aulas estudamos alguns tópicos relacionados ao Universo e sua evolução, evidenciando com base nos estudos recentes da cosmologia que o Universo parece estar ficando cada vez maior. Podemos usar um balão para nos ajudar a compreender o que está acontecendo no cosmos. Nesta atividade, o balão representa o Universo; e como já discutimos ele está repleto de galáxias.

Como vocês construiriam, utilizando os materiais descritos abaixo, uma representação através da qual fosse possível simular a expansão do Universo e justificar (comprovar ou correlacionar) os fenômenos associados? Discutam e expliquem como os materiais seriam organizados para construir a representação.

Materiais

01 Balão arredondado 06 Etiquetas adesivas 01 Fita métrica

01 Prendedor para balão

 Analisem calmamente o problema.

 Registre todas as hipóteses levantadas pelo grupo.  Releia seu plano antes de entregá-lo à professora.

 Deixe todos os argumentos, a forma como os dados serão coletados e resultados esperados no plano do grupo.

estruturada os conceitos científicos escolares envolvidos, dentro dos níveis de generalização sob a luz de Vygotsky. Na tabela 04 apresentamos, separados por turma, os dados da classificação feita de acordo com tais critérios:

TABELA 04 - Classificação para as soluções apresentadas na Atividade Investigativa de Laboratório Aberto Universo Balão

SOLUÇÃO DO PROBLEMA:ATIVIDADE DE LABORATÓRIO ABERTO -“UNIVERSO BALÃO”

Turmas 2V1 2V2 2V3 2V4 2V5 Grupos G 10 1 G 10 2 G 10 3 G 10 4 G 20 1 G 20 2 G 20 3 G 20 4 G 20 5 G 30 1 G 30 2 G 30 3 G 30 4 G 30 5 G 40 1 G 40 2 G 40 3 G 40 4 G 40 5 G 50 1 G 50 2 G 50 3 G 50 4 G5 05 Categoria P I P P C C C C P P C C C P C C C P P P P P P P

Foram consideradas respostas corretas aquelas em que os estudantes apresentaram argumentos que evidenciaram o entendimento da necessidade de haver proporcionalidade direta entre a distância inicial dos pontos que representassem as galáxias e o afastamento entre eles ao se injetar ar para expandir o balão, apresentando um alto nível de generalização dos conceitos co- subordinados envolvidos na conceituação da velocidade de afastamento das galáxias e da expansão do Universo, mesmo que de maneira informal.

Como exemplos de respostas classificadas como corretas para a solução da problemática desta atividade, apresentamos abaixo algumas das conclusões propostas por alguns grupos de diferentes turmas, no intuito e subsidiar nossas análises.

Na conclusão apresentada pelos alunos do grupo G204, podemos observar que inicialmente os alunos apresentam a relação de distanciamento das galáxias, abordando alguns elementos necessários para a explicação do fenômeno de expansão do Universo. No caminho explicativo utilizado por eles, mencionam os conceitos co-subordinados de distanciamento entre as galáxias e velocidade de afastamento entre elas, que se configuram como antes na conceituação da expansão do Universo.

“Na aula anterior não sabíamos que o afastamento entre as galáxias era

diretamente intrínseco a velocidade. Ou seja, quanto mais distante uma galáxia da outra, mais rápido ela se distancia, ou seja, mais ela se

tendo como referência uma galáxia e duas aos seus flancos com distância de 6cm e 9cm, enchendo o balão, podemos perceber que a mais distante aumentou sua longitude de 9cm para 14cm, enquanto a de 6cm foi para 9cm. Ou seja, a galáxia mais distante aumentou sua distância em 5cm ao mesmo passo que a mais próxima aumentou 3cm. Por meio desta analogia podemos encontrar evidencias da expansão do universo, como fez

Hubble” (G204 – Turma 2V2).

Ao analisar a resposta apresentada é possível observar que os alunos construíram a conclusão à problemática utilizando alguns termos fornecidos pela professora durante as aulas e orientações, apresentando indícios de apropriação das palavras da professora, empregando-as em seus discursos mesmo que de maneira pouco estruturada. Tal fato evidencia o papel da mediação no processo de apropriação de conceitos no decorrer do desenvolvimento da atividade em sala de aula, e sua influência no processo de aprendizagem de conceitos e seu desenvolvimento que se dá posteriormente.

A seguir, as conclusões apresentadas pelos alunos dos grupos G402 e G203 também apresentam indícios de um alto nível de generalização dos conceitos associados à expansão do Universo,

“Durante o experimento foi determinado que os adesivos dispostos com maior diferença de distância entre si (antes do balão ser inflado) tiveram sua distância aumentada em maior proporção do que os adesivos que foram dispostos com menos diferença de distância. Comprovando assim que

quanto maior for a distância entre duas galáxias maior será a velocidade de distanciamento entre as tais galáxias citadas. Dessa

forma podemos perceber, por meio da analogia que o universo se expande com uma velocidade cada vez maior”. (Conclusão do grupo G402)

“Percebemos, com as duas hipóteses levantadas (1a

colar as etiquetas que representam as galáxias em diferentes distâncias e inflar o balão; 2 a colar as etiquetas que representam as galáxias em diferentes distâncias e esticar o balão), que as galáxias estão se afastando, mas também que quanto

maior for a distância entre elas, mais rápido elas irão se afastar uma das outras." (Conclusão do grupo G203)

As respostas apresentada pelos grupos também evidenciaram elementos necessários para a explicação do fenômeno de expansão do Universo, como a distância entre as galáxias, seu distanciamento e a relação com a velocidade, estruturando assim a conceituação da expansão do Universo, tido como conceito superior.

Alguns grupos não deixaram claro em seus planos como seria possível obter essa diferença entre as distâncias inicial e final. Nestes casos as resoluções foram consideradas parcialmente corretas, pois apesar de saberem que deveria haver diferença entre as distâncias iniciais e finais e correlacionarem à expansão do balão à do Universo, os estudantes não apresentaram evidências do entendimento da existência de proporcionalidade entre as distâncias iniciais e o afastamento relativo entre os pontos, correlacionando os conceitos co-subordinados associados ao distanciamento das galáxias e à velocidade de afastamento entre elas, discutidos durante as aulas, apresentando um nível de generalização intermediário na sistematização do conceito superior envolvido.

Selecionamos de forma aleatória algumas das respostas apresentadas pelos grupos que foram classificados dentro dessa categoria:

“Quanto maior a expansão do universo, maior será a distância entre as

galáxias e estrelas, aumentando proporcionalmente cada uma.” (Conclusão do grupo G504)

“O grupo concluiu que quanto mais cheio o balão mais afastados os

adesivos ficam, como se o Universo estivesse se expandindo cada vez

mais.” (Conclusão do grupo G301)

“Após fazermos a experiência concluímos que a hipótese 1 deu certo (encher o balão e colar os adesivos nele como se o balão fosse o universo e a fita para medir a distância inicial e a depois de uma expansão), pois com a fita métrica conseguimos medir a distância entre as galáxias e percebemos que quanto mais enchíamos a bola, mais elas se

separavam.” (Conclusão do grupo G502)

Nas três conclusões apresentadas que foram classificados dentro de um nivel intermediário de generalizações, categorizadas como parcialmente corretas, é possível notar que as respostas ainda estão carregadas de concepções espontâneas, que não correspondem diretamente ao conhecimento científico, e também mostram uma de articulação desses conceitos com os conceitos científicos co-subordinados associados aos fenômenos de expansão do Universo em questão. Tal fato evidencia que os conceitos ainda estão em processo de formação, e que por mais que a aprendizagem tenha ocorrido no decorrer da atividade, a apropriação dos conceitos ainda não ocorreu de forma completa.

Em dois grupos, classificados dentro dessa categoria, foi registrada a observação da falta de simetria ao inflar o balão, pois ao distribuírem os adesivos sobre a superfície

alguns pontos não se comportaram como o esperado e proposto nas hipóteses, devido ao formato e material do mesmo. Neste caso, os grupos que justificaram suas respostas tiveram sua solução classificada como parcialmente correta, por associar a expansão do Universo ao distanciamento das galáxias em meio aos imprevistos da manipulação do material experimental. Abaixo podemos observar as duas respostas apresentadas:

“Através do experimento não chegamos à conclusão que queríamos, pois o balão não é simétrico, e ao assoprarmos ele enche mais na parte superior, e também depende muito da maneira que colocamos os adesivos, no caso, as galáxias. A única conclusão que tiramos é que as galáxias não se

afastam na mesma proporção, e sim de forma aleatória.” (Conclusão do

grupo G404)

“Através da experiência pudemos perceber que o Universo se expande, mas não conseguimos chegar a uma conclusão, porque a bola não dilata da mesma forma para todos os lados, e os adesivos (galáxias) se afastam

aleatoriamente.” (Conclusão do grupo G205)

Podemos observar nas respostas apresentadas na conclusão da atividade que os conceitos co-subordinados relacionados ao distanciamento das galáxias para a expansão do Universo são evidenciados, mas não há articulação de conceitos científicos na sistematização do conceito superior. Contudo, os alunos identificaram que o fato de não haver simetria no material usado experimentalmente seria a justificativa para não terem chegado a uma conclusão mediante as hipóteses levantadas.

Dos 24 grupos, apenas um dos grupos teve a solução para o problema classificada como incorreta por apresentar argumentos em sua totalidade equivocados aos conceitos físicos, do ponto de vista escolar ao estabelecer uma escrita confusa entre unidades distância (ano – luz) como referência de tempo para o distanciamento dos pontos representativos, conforme apresentado abaixo:

“Concluímos que nosso universo está se expandindo, e a cada ano-luz ele se distancia de 3 em 3 cm”. (Conclusão do grupo G102)

Na conclusão, o grupo expõe o conceito superior de expansão do Universo, mas não relaciona de forma coerente e articulada nenhum conceito co-subordinado necessário para sua estruturação. Os estudantes do grupo não fazem nenhuma sistematização e articulação dos conceitos, apenas fazem menção à distância

medida no arranjo experimental estabelecendo uma relação equivocada entre tempo e distância ao mencionar a unidade de medida astronômica de ano-luz, apresentando níveis muito baixos de generalização dos conceitos associados à atividade. Tal fato apresenta indícios que a apropriação de novos conceitos e o seu desenvolvimento ainda estão em andamento, e mais uma vez consideramos citar Viygotsky (2001), e ressaltar que o processo de desenvolvimento de um conceito a sua tomada de consciência não acompanham de fato o processo de aprendizagem dentro do curso do programa escolar.

Não obstante, considerando os resultados descritos na tabela 05 julgamos pertinente, de uma forma geral, afirmar que os grupos apresentaram bons níveis de generalização dos conceitos na construção de suas respostas para a solução da situação problema apresentada inicialmente, uma vez que apenas um grupo dentre todos os participantes apresentou resposta classificada como Incorreta, levando-nos a acreditar que houve sim apropriação e desenvolvimento de novos conceitos científicos pelos alunos durante o processo de aprendizagem em sala de aula.