Motivações para a escolha da investigação em Eletricidade no Ensino Básico

EM ELETRICIDADE NO ENSINO BÁSICO

O momento dedicado à escolha do ano de escolaridade que em que iríamos atuar na nossa investigação norteou-se por uma intensa reflexão.

Optámos por intervir no ensino básico, uma vez que considerámos urgente dotar os alunos, desde os primeiros anos de ensino da Física, de competências do domínio do saber fazer (hands-on) e saber pensar (minds-on). Reconhecemos também que seria esta a faixa etária ideal para aplicar práticas de ensino colaborativas, recorrendo à exploração de ferramentas interativas. Dentro do ensino básico, o 9.º ano de escolaridade pareceu-nos o mais adequado, já que no final deste ciclo os alunos têm de optar pelo(a) curso/ área que pretendem seguir e até lá, o professor terá a possibilidade de contribuir para que os jovens descubram o quão fascinante é a ciência e a sua relação com a Tecnologia, Sociedade e Ambiente. Assim, pensámos que estariam reunidas as condições para que o professor conseguisse “abrir portas”, para que os jovens tomem uma decisão mais consciente, rumo às suas vocações.

No 3.º ciclo do ensino básico, a área disciplinar de Ciências Físico Naturais (CFN) desdobra-se em Ciências Naturais (CN) e Ciências Físico Químicas (CFQ), lecionadas por professores diferentes e dotados de formação específica para a respetiva disciplina.

No currículo de CFN a abordagem dos quatro temas organizadores (Terra no Espaço, Terra em Transformação, Sustentabilidade na Terra e Viver Melhor na Terra) enquadram-se numa perspetiva de Ciência/ Tecnologia/ Sociedade/ Ambiente, de acordo com o definido pelo Ministério de Educação em 2001 (figura 20).

Figura 20 – Esquema organizador dos 4 temas gerais do ensino das CFN do ensino básico.

(Ministério da Educação, 2001).

As unidades de CFQ, mais concretamente de Física - 9.º ano de escolaridade, são: i) Movimentos e Forças e ii) Eletricidade e inserem-se no tema organizador Viver Melhor na Terra.

A Revisão da Estrutura Curricular, aprovada em março de 2012 pelo Ministério da Educação e Ciência (MEC, 2012), remeteu para a aprovação de “objetivos claros, rigorosos, mensuráveis e avaliáveis, através da elaboração de novas metas curriculares e de uma revisão e possível reformulação de programas”.

Esta veio a concretizar-se, na Física e Química em particular, através da homologação das Metas Curriculares, em 16 de abril de 2013 (MEC, 2013).

As Metas Curriculares para o 9.º ano de escolaridade passaram então a constituir um referencial programático para a disciplina, nomeadamente no que concerne à avaliação externa dos alunos. As Metas Curriculares têm como base os elementos essenciais das Orientações Curriculares para o 3.º Ciclo do Ensino Básico, destacando-se alguns aspetos essenciais relativos à sua implementação.

A figura 21 ilustra os elementos fundamentais na implementação das Metas Curriculares.

Figura 21 – Aspetos essenciais relativos às Metas Curriculares. (Adaptado de Beleza & Cavaleiro, 2015).

Apesar das Metas Curriculares terem sido introduzidas gradualmente com cariz de obrigatoriedade (figura 22), nas turmas deste estudo as planificações seguiram já as indicações emanadas daquele documento.

Figura 22 – Entrada em vigor das Metas Curriculares de CFQ (Ensino Básico) e FQ (Ensino Secundário).

Apresenta-se seguidamente na tabela 7, a descrição sumária dos domínios e subdomínios das unidades de Física, correspondentes ao 9.º ano de escolaridade. As Metas Curriculares, referentes à Eletricidade, encontram-se em anexo (Anexo A).

Tabela 7 – Domínios e subdomínios das Metas Curriculares da componente de Física – 9.º ano de escolaridade (Fiolhais et al., 2013).

Domínio Subdomínio Movimentos e Forças  Movimentos na Terra. Forças e movimentos.

 Forças, movimentos e energia.  Forças e fluidos.

ELETRICIDADE

 Corrente elétrica e circuitos elétricos.

 Efeitos da corrente elétrica e energia elétrica.

A escolha da unidade didática de Eletricidade para o nosso estudo teve por base diversas razões, nomeadamente: i) investigar as dificuldades encontradas pelos alunos no estudo da Eletricidade; ii) estudar a eficácia de algumas práticas educativas, que são indicadas na literatura nacional e internacional como potenciadoras da aprendizagem significativa e que contribuem para o incremento da motivação dos jovens.

Os alunos do 9.º ano reconhecem que tal como os fenómenos mecânicos, também os fenómenos elétricos estão associados ao nosso quotidiano. Afinal, seria impensável imaginarmos a nossa vida sem luz elétrica e os diversos equipamentos elétricos. De forma similar ao estudo da mecânica, também os fenómenos elétricos estão relacionados com movimentos, forças e cargas elétricas. Porém, o que distingue os fenómenos mecânicos dos elétricos é a natureza das forças envolvidas. Os fenómenos elétricos são devidos a interações entre cargas elétricas ou entre corpos com cargas elétricas, o que torna esta temática um pouco abstrata e complexa para os alunos do ensino básico.

Também os conceitos de Energia, Força e Potência tendem a não estar clarificados para os alunos, aquando do estudo destas duas unidades didáticas de Física.

Nos últimos anos têm sido publicados, em muitas revistas e livros (Galili, 1995; Loureiro, 1993; Neto et al., 1991; Shipstone et al., 1998; Duit e Rhöneck, 1997) alguns estudos sobre as dificuldades de aprendizagem dos alunos em Eletricidade. Na sua globalidade, estes apontam que os alunos (e por vezes os professores) apresentam conceções prévias muito enraizadas e em conflito com o conhecimento aceite cientificamente. É referido que muitas vezes os alunos associam a corrente elétrica exclusivamente à fonte de energia, atribuindo-lhe a propriedade de substância, como uma espécie de fluido que é consumido nos circuitos.

Também no “Trends in International Mathematics and Science Study” (TIMSS Advanced 2015), onde foi aplicado um exame internacional aos alunos portugueses de 12.º ano, estes alcançaram melhores resultados nas unidades de Mecânica e Termodinâmica e piores resultados em Eletricidade, Magnetismo, Fenómenos Ondulatórios e Física Atómica e Nuclear. Esta constatação, apesar de se reportar a alunos de um nível de escolaridade mais avançado, parece-nos que vem comprovar a importância deste estudo e reforça a necessidade de encontrar soluções para diluir as dificuldades de compreensão dos conceitos de Eletricidade.

No nosso estudo as conceções prévias dos alunos que participaram na intervenção foram valorizadas e com auxílio de metodologias interativas, num ambiente de aprendizagem colaborativa, proporcionámos que essas ideias iniciais antecedessem sempre a discussão quantitativa, a qual, como sabemos, é baseada em fórmulas matemáticas, sob pena que o corpo do conhecimento não fizesse sentido para os aprendizes.

2. OBJETIVOS E HIPÓTESES

Flick (2004) defende que para se tomarem as melhores orientações metodológicas, é imprescindível diagnosticar os problemas, clarificar as questões às quais se procura dar resposta e definir as hipóteses de estudo.

Nesta investigação pretendeu-se estudar o seguinte problema: os alunos demonstram falta de interesse/ motivação e evidenciam dificuldades de compreensão na temática de Eletricidade do 9.º ano do Ensino Básico.

Assim, centrámo-nos nas seguintes questões orientadoras:

 Qual o efeito da aplicação conjunta de APLs e REDs em ambiente colaborativo, na aprendizagem da Eletricidade pelos alunos do Ensino Básico?

 Qual o efeito do auxílio prestado aos professores na aplicação eficaz dos recursos interativos, na aprendizagem da Eletricidade pelos alunos do Ensino Básico?

Na antevisão de possíveis respostas às questões anteriormente apresentadas conduziu-nos ao estabelecimento das seguintes hipóteses (H):

H1: O auxílio prestado aos professores na aplicação e exploração de recursos interativos em ambientes colaborativos, conduz a uma melhor aprendizagem por parte dos alunos.

H2: A conjugação da aplicação de recursos interativos em ambientes colaborativos e a formação especializada em metodologias ativas conduz a uma melhor aprendizagem dos alunos.

No primeiro ano letivo deste estudo (2013/ 2014) pretendeu-se compreender qual o impacto do auxílio prestado às professoras na aprendizagem dos alunos. Assim, a forma de atuação nos dois grupos de estudo pautou-se pelas seguintes diferenças:

 Grupo Experimental (GE) – foi prestado auxílio às professoras na implementação dos recursos didáticos interativos.

 Grupos de Controlo (GC) – a professora não teve qualquer formação na exploração dos recursos didáticos interativos.

No segundo ano letivo deste estudo (2014/ 2015) pretendeu-se compreender qual o impacto na aprendizagem dos alunos, da conjugação dos recursos educativos

interativos com a formação especializada em metodologia interativa na prática letiva. Assim, no…

 Grupo Experimental (GE) – os recursos educativos foram implementados pela autora deste estudo, seguindo uma metodologia interativa, em ambiente colaborativo.

 Grupos de Controlo (GC) – os alunos tiveram um ensino tradicional (metodologia expositiva) e sem acesso a recursos educativos interativos.

Para conseguirmos antever possíveis conclusões deste estudo optámos por levar em linha de conta a convicção de vários autores.

Sokoloff (1995)defende que a realização de Atividades Práticas de Laboratório (APLs) é indispensável para conduzir à compreensão e à assimilação de conceitos da Física, uma ciência reconhecidamente experimental. Por seu lado, Novak et al. (1999) defendem que esta visão do ensino e aprendizagem é tão indispensável como aquelas que têm por base a exploração de recursos educativos digitais (REDs) e o uso das Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC).

Na sua globalidade, as APLs, os REDs e em geral as TIC, disponibilizam ao professor um leque de opções que vão certamente ao encontro da panóplia de metodologias existentes, conducentes à eficaz aprendizagem conceptual pelos estudantes. Bastará para tal, que estejam ao dispor do professor adequados recursos materiais e tecnológicos e que ele tenha a capacidade de os utilizar. Desta forma, ele poderá criar um ambiente colaborativo, onde os alunos trabalhem em grupos heterogéneos para maximizarem as suas aprendizagens (Johnson et al., 1993).