Considerações sobre o primeiro bloco

Avaliando os três primeiros instrumentos relativos aos conceitos de calor, temperatura e energia interna, ainda que tenhamos tido evidências de aprendizagem significativa dos alunos para os conceitos, fica clara a dificuldade dos mesmos em diferenciá-los, o que pode ser resultado das magnitudes que os mesmos representam, ou seja, enquanto a temperatura e a energia interna representam o estado de um corpo ou sistema, o calor mede as mudanças sofridas por estes, que pode induzir a temperatura como uma mistura de calor e frio (tidos como opostos) ou ainda, como uma medida do calor (POZO; CRESPO, 2009).

A linguagem da ciência, ao mesmo tempo em que pode representar um obstáculo para a aprendizagem dos conhecimentos científicos, também media a geração de pensamento dos alunos (QUÍLEZ-PARDO, 2016). Isso nos dá um indicativo de que a forma como nos expressamos, bem como aquela apresentada pelos livros podem resultar em uma compreensão equivocada acerca dos conceitos estudados.

O conceito de energia interna foi o de mais difícil entendimento por parte dos alunos, fato este que pode estar relacionado com a abstração do conceito e com a própria conceitualização de energia, que ganha significados diferentes de acordo com a situação estudada e com o fenômeno envolvido. Para avançarmos na discussão desse conceito, um caminho a ser traçado é o uso de analogias, que ajudam fazer a mediação no processo de aprendizagem de conceitos desconhecidos, por meio de estabelecimento de relações de semelhança e diferença com situações familiares (ZAMBON; TERRAZZAN, 2013).

Foi possível identificar uma aprendizagem significativa dos alunos na medida em que ficou perceptível uma evolução para os conceitos, tal qual apontada por Pozo e Crespo (2009) e detalhada na Tabela 12. Os fatos e dados dos quais o aluno parte e que o levam a adotar

determinadas crenças são acumulados em sua relação com o mundo que os rodeia ou ainda de conhecimentos que recebem na escola.

Para poderem explicar as mudanças que a matéria sofre, os alunos estabelecem relações entre os estados inicial e final do processo, de modo que, quando se trata do calor, ele desempenha, em alguns casos, o papel de agente da mudança. Como estágio de alfabetização científica, o ensino da física busca construir uma visão em termos da interação entre corpos ou sistemas, necessária para compreender e diferenciar entre energia, calor e temperatura.

A evolução conceitual dos alunos se encaixa na distribuição proposta por Pozo e Crespo (2009) (Tabela 12) uma vez que, suas respostas, se inicialmente explicitavam calor como sinônimo de temperatura ou como uma substância fluida que transita entre os corpos, progrediram a um entendimento de que o calor é uma energia transferida entre corpos, até a compreensão mais completa cientificamente de que o calor corresponde a uma energia transferida entre dois corpos interagentes em função de uma diferença de temperatura entre eles. A Tabela 13 mostra o número de respostas dadas pelos alunos, nas diferentes questões, nos três instrumentos analisados, para o conceito de calor.

Tabela 12 – interação e energia: da teoria dos alunos às teorias científicas. Fatos e dados dos quais o

aluno parte

Causalidade linear e

unidirecional Interação e sistemas

O calor é algo material e tem uma “substância

oposta”: o frio.

O calor é o agente causador da mudança que

vai de um corpo para outro.

Calor é a energia transferida entre dois corpos ou sistemas que interagem, como resultado de uma

diferença de temperatura. Calor e temperatura são a

mesma coisa.

Existe uma relação linear entre calor e temperatura.

Temperatura é uma medida da energia cinética média das partículas que formam um corpo

ou sistema. A temperatura de um corpo depende de suas características macroscópicas. A energia é transferida do corpo que tem mais energia para o que tem

menos.

A energia é transferida sempre do corpo de maior temperatura para o

de menor temperatura.

Tabela 13 – respostas dos alunos para a conceitualização do calor.

Instrumento 1 Instrumento 2 Instrumento 3

Calor é uma propriedade dos corpos

(20 respostas)

Calor é uma propriedade dos corpos (18 respostas)

Calor é uma propriedade dos corpos (02 respostas)

Calor é energia em trânsito (09 respostas)

Calor é energia em trânsito quando existe diferença de temperatura (13 respostas)

Calor é energia em trânsito quando existe diferença de temperatura (40 respostas) Calor é energia em trânsito

quando existe diferença de energia (08 respostas)

Calor é energia interna (03 respostas)

Calor é energia (09 respostas) Calor é transferência de temperatura (04 respostas) - Calor é sensação térmica (05

respostas)

Calor é sensação térmica (02 respostas) - Calor é temperatura (04 respostas) Calor é temperatura (03 respostas) Fonte: Autor (2018).

Da mesma forma que para o conceito de calor, a Tabela 14 mostra a evolução das respostas dos alunos ao longo dos instrumentos para o entendimento acerca da temperatura, de modo que a percepção final da maior parte deles é que a temperatura representa a medida da energia cinética média das partículas que constituem o corpo, representando um indicativo de aprendizagem significativa para o conceito.

Como destacado anteriormente, a energia interna ainda é confusa para os alunos, indicando uma dificuldade de compreensão dessa grandeza abstrata, mas que é relacionada à temperatura e ao tamanho dos corpos. A Tabela 15 mostra as repostas dos alunos, ao longo dos três instrumentos por ora analisados, demonstrando seus entendimentos acerca do conceito.

Tabela 14 – respostas dos alunos para a conceitualização da temperatura.

Instrumento 1 Instrumento 2 Instrumento 3

A temperatura varia com a altitude (16 respostas) A temperatura é medida em graus (05 respostas) A temperatura é medida em graus (02 respostas) Temperatura é calor (15 respostas) - Temperatura é calor (05 respostas) A temperatura é associada à

sensação de quente ou frio (08 respostas)

-

A temperatura é associada à sensação de quente ou de frio

(04 respostas) A temperatura é proporcional

à energia cinética dos átomos (05 respostas)

A temperatura é proporcional à energia cinética dos átomos

(29 respostas)

A temperatura é proporcional à energia cinética dos átomos

(43 respostas) Fonte: Autor (2018).

Tabela 15 – respostas dos alunos para a conceitualização da energia interna.

Instrumento 1 Instrumento 2 Instrumento 3

Energia interna é calor (16 respostas)

Energia interna é calor (09 respostas)

Energia interna é calor (03 respostas)

Energia interna é associada à energia cinética dos átomos

(08 respostas)

Energia interna é associada à energia cinética dos átomos

(04 respostas)

Energia interna é associada à energia cinética dos átomos

(07 respostas) Energia interna são as

energias potenciais de átomos (05 respostas)

Todos os corpos possuem energia interna (21 respostas)

Energia interna é a soma de todas as energias do corpo

(16 respostas) Energia interna é

proporcional à temperatura

(12 respostas) Energia interna é fixa (04 respostas)

Energia interna é temperatura (04 respostas)

Energia interna é independente da temperatura

(17 respostas) Fonte: Autor (2018).

As respostas mostradas nas Tabelas 13 a 15 indicam uma aprendizagem significativa dos alunos sobre os conceitos analisados em função de estes apresentarem significados claros e transferíveis, sendo diferenciados em termos de detalhe e especificidade, incorporados à estrutura cognitiva dos alunos a partir de interações com suas concepções prévias, o que resultou na aquisição de novos significados (SOBIECZIAK, 2017).

A seguir, apresentamos os resultados obtidos a partir dos dados coletados com os instrumentos do segundo bloco (I4 e I5), de modo que os conceitos analisados até aqui se entrelaçam no entendimento de outros.