Nem todos os textos selecionados foram descritos aqui, haja vista o demasiado número de trabalhos encontrados. Focamos naqueles desenvolvidos com alunos do ensino médio com vistas ao favorecimento de uma aprendizagem significativa, que utilizam o forno/aquecedor solar como recurso didático, que trazem embasamento na teoria dos campos conceituais, que incluíam a interdisciplinaridade e que, na medida do possível, eram desenvolvidos em cursos técnicos. Levando isso em consideração, alguns apontamentos são:
Os aspectos históricos da calorimetria buscam suscitar discussões sobre o desenvolvimento científico e tecnológico, com um viés crítico sobre suas implicações na sociedade. Além disso, auxiliam no entendimento da construção dos conceitos e podem justificar a existência de algumas concepções prévias;
O mapa conceitual constitui-se numa ferramenta potencial de identificação do conhecimento construído pelos alunos, uma vez que permite verificar como integram conceitos e proposições em suas estruturas cognitivas. Baseados nisso, Silva (2007), Pradella (2014) e Torcate et al. (2015) relatam experiências didáticas que contribuem para a aprendizagem significativa, verificada a partir do mapeamento conceitual;
A construção do forno/aquecedor solar é um recurso didático promissor para a discussão da física térmica. Nossa busca bibliográfica encontrou vários trabalhos sobre fornos solares no ensino da física, como, por exemplo, os de Damasio e Steffani (2007), Dworarowski et al. (2010), Dorado e Rivera (2010), Torcate et al. (2015), Sarmento (2015), Fernandes (2016) e Lauria e Castro (2017), o que ratifica a importância de sua utilização;
Um campo conceitual é complexo de ser aprendido e, sendo assim, é necessária a apresentação de diversos tipos de situações, de modo que o repertório de esquema dos alunos se amplia conforme se aumenta a classe de situações. Trabalhos como os de Grings et al. (2006, 2008), Carvalho Jr. e Aguiar Jr. (2008), e Oliveira et al. (2012) apontam que os conceitos intuitivos sobre calor e temperatura podem servir de obstáculos cognitivos para a construção de novos conceitos. Para superar isso, os autores destacam o papel mediador do professor, bem como a necessidade de diferentes formas de abordagem dos conceitos;
Trabalhos como os de Rafael (2007), Oliveira (2013), Moro et al. (2016) e Lorenzoni e Recena (2017) destacam a importância da experimentação no ensino da física térmica como forma de modificar as concepções prévias dos alunos;
Algumas das concepções prévias que os alunos possuem sobre os conceitos de calor e temperatura incluem, como apontam Grings et al. (2006) que a temperatura é a variação de um estado quente para um estado frio; que o corpo de menor temperatura recebe energia na forma de calor até que os corpos atinjam o equilíbrio térmico e; que ocorre transferência de calor somente quando os corpos estão encostados. Já Gómez e Hernández (2010) salientam, dentre as concepções, que o frio é algo que se pode transferir de um corpo a outro; que tanto o calor quanto o frio são substâncias; que calor e temperatura são sinônimos e; que a temperatura é a medida do calor;
Tomando a teoria dos campos conceituais, é sabido que os alunos dificilmente substituirão as concepções prévias, mas entendemos que nosso papel enquanto docentes é incentivá-los a expressarem-se de forma correta, compreendendo que a linguagem cotidiana não dá conta de expressar outras realidades (LOPES, 1999);
Tal como apontado por Gomes (2012) e Silva et al. (2008), a confusão conceitual entre calor e temperatura, muitas vezes ocorre também nos livros didáticos, o que favorece que os alunos continuem com suas concepções prévias. Sobre isso, é importante, trazermos recortes de como alguns livros abordam o conceito de calor. A Tabela 5 mostra excertos retirados de cinco livros, sendo os três primeiros da física e os dois últimos, da área específica de conforto. Tabela 5 – excertos apresentados nos livros acerca do conceito de calor.
Autor Conceito de Calor
GASPAR, 2011
“[...] energia interna do bloco A foi transferida para o bloco B. A essa energia que se transfere de um corpo a outro, devida apenas à diferença
de temperatura entre eles, chamamos de calor ou energia térmica” (p. 272); “Quando dois ou mais corpos cedem ou absorvem quantidades iguais de calor [...]” (p. 272);
“[...] troca de calor, é preciso que ele seja transferido de uma região a outra através do próprio corpo, ou de um corpo para outro” (p. 283);
HEWITT, P. G., 2009
“Energia interna transferida de um objeto para outro devido à diferença entre suas temperaturas” (p. 181);
“Uma substância de fato não possui calor; ela contém energia interna. Calor é energia interna em trânsito” (p. 181);
“A água absorve mais calor que o ferro a fim de elevar sua temperatura no mesmo valor” (p. 185);
PIETROCOLA et al., 2016
“É uma forma de energia relacionada à agitação de moléculas ou átomos que constituem a matéria” (p. 122);
“O corpo está recebendo (ou cedendo) calor” (p. 125);
“Para ocorrer a troca de calor (energia) entre dois corpos, é necessário que exista diferença de temperatura entre eles” (p. 143);
DUART et al. 2016
“O fluxo de calor ocorre da superfície mais quente para a mais fria” (p. 173);
“[...] auxilia a reduzir o calor no interior da edificação durante o verão e a conservar o calor no inverno” (p. 175);
“[...]picos de calor ou frio dentro da edificação” (p. 178);
LAMBERTS et al., 2014
“Reduzir consideravelmente as trocas de calor em um fechamento opaco” (p. 213);
“Evitar as perdas de calor excessivas no inverno e também os ganhos elevados no verão” (p. 216);
“[...] oferece baixo custo de geração de calor” (p. 232);
Fonte: livros analisados.
Por mais que não tenhamos feito uma análise em profundidade dos materiais listados na Tabela 5, alguns pontos são importantes:
Os alunos podem ser induzidos, por esses materiais, que calor é substância, tal como ilustram os excertos dos cinco livros analisados;
Numa tentativa de definição de calor, Gaspar (2011) e Hewitt (2009) deixam claro que esse conceito corresponde a uma energia interna transferida entre corpos; por outro lado, a afirmação que calor “é uma forma de energia relacionada à agitação de moléculas ou átomos que constituem a matéria” (PIETROCOLA et al., 2016, p. 122), pode induzir os alunos a uma concepção que calor e temperatura representam a mesma grandeza. Esse entendimento ocorre na medida em que a temperatura é associada ao grau de agitação das moléculas dos corpos;
Sobre a transferência de energia na forma de calor, os três livros de física salientam que ela ocorre quando existe uma diferença de temperatura entre corpos, da mesma forma que explicitado em um dos livros da área técnica, que “o fluxo de calor ocorre da superfície mais quente para a mais fria” (Duart et al., 2016, p. 173), indicando, o sentido do fluxo de energia; Podendo indicar calor e frio como estados diferentes da matéria, um dos livros da área técnica afirma que é importante a “[...] diminuição dos picos de calor ou frio dentro da edificação” (DUART et al., 2016, p. 178), entendimento este frequentemente expressado quando nos referimos que estamos com calor ou estamos com frio.
Da forma como mostrada nos materiais analisados neste capítulo, os conceitos da física térmica são fontes para diversos trabalhos, o que, ao mesmo tempo em que remete à importância da discussão dos mesmos, levanta reflexão sobre a divulgação dos resultados desses estudos. Isso significa que é salutar todo esforço na direção de possibilitar que nossos resultados cheguem às escolas, com vistas à contribuição de melhorias para outras realidades. Nesse sentido, as diferenças do nosso trabalho em relação àqueles encontrados na literatura incluem: (i) seu desenvolvimento no curso técnico de edificações, durante as aulas de física e conforto, num viés interdisciplinar; (ii) o forno solar consistiu na ponte entre as disciplinas, sendo o foco do desenvolvimento dos conceitos da física térmica e das propriedades térmicas dos materiais, tendo os alunos a liberdade de escolherem o modelo a ser construído, bem como os materiais utilizados; (iii) os planejamentos das aulas foram desenvolvidos em parceria entre os professores das duas disciplinas, o que resultou em instrumentos avaliativos comuns e; (iv) a efetivação da integração curricular foi fomentada a partir da promoção da criticidade dos educandos frente à sua formação, pela contínua relação entre as áreas básica e técnica.
Essas ponderações serão retomadas e construídas nas próximas páginas da tese, sendo que no capítulo seguinte apresentamos alguns fragmentos do referencial teórico que embasou nossa pesquisa e que deu subsídios para essa revisão. Destacamos que são apenas fragmentos pela profundidade e quantidade de materiais existentes que, embora enriqueçam a investigação, são inexecutáveis na riqueza de detalhes que gostaríamos.
3 PRESSUPOSTOS TEÓRICOS
Neste capítulo será discorrido sobre aspectos relativos aos referenciais teóricos utilizados para embasar nossa pesquisa. Serão apresentadas as principais concepções referentes às teorias da aprendizagem significativa, da aprendizagem significativa crítica, dos campos conceituais, do currículo integrado e da interdisciplinaridade, buscando apontar suas complementariedades. Passemos, agora, a situar cada uma delas.