HISTÓRIA DA CIÊNCIA E APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA: O
CONCEITO DE CARGA ELÉTRICA
HISTORY OF SCIENCE AND MEANINGFUL LEARNING: THE
ELECTRIC CHARGE CONCEPT
Sérgio Luiz Bragatto Boss1, Moacir Pereira de Souza Filho 2, Paulo Noronha Lisboa Filho3, João José Caluz i4
1
UNESP/Faculdade de Ciências/Pós -Graduação em Ensino de Ciências , serginho@fc.unesp.br
2
UNESP /Faculdade de Ciências/Pós-Graduação em Ensino de Ciências, moacir@fc.unesp.br
3
UNESP/Faculdade de Ciências/Departamento de Física, plisboa@fc.unesp.br
4
UNESP /Faculdade de Ciências/Departamento de Física , caluzi@fc.unesp.br
Resumo
O presente artigo apresenta uma discussão sobre a pertinência da inserção de textos históricos (fontes primárias) de Física em um curso de graduação em Licenciatura em Física. O nosso trabalho com a História da Ciência visa analisar se e como discussões com textos históricos podem auxiliar os alunos na aprendizagem dos conceitos. Este trabalho é uma análise preliminar de parte dos dados coletados para uma dissertação de mestrado. Na pesquisa foram aplicados textos históricos junto aos graduandos antes de o professor ministrar o conteúdo específico, e os dados foram coletados em três momentos distintos por meio de questionários. Fundamentamos nosso trabalho na Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel. Por meio da análise dos dados é possível dizer que após as atividades com os textos de História da Ciência os alunos passaram a ter disponível em sua estrutura cognitiva alguns subsunçores importantes para a aprendizagem significativa do conceito de carga elétrica. Desta forma, o artigo traz uma breve discussão sobre a História da Ciência e sua pertinência no ensino de ciências, uma breve discussão sobre o referencial teórico, apresenta a metodologia, os dados e as discussões finais.
Palavras-chave: Aprendizagem Significativa, História da Ciência, Ensino de Física, Carga Elétrica.
Abstract
The present article presents a quarrel on the relevancy of the insertion of historical texts (primary sources) of Physics in a course of graduation in Licenciatura in Physics. Our work with the History of Science aims at to analyze if and as quarrels with historical texts can assist the pupils in the learning of the concepts. This work is a preliminary analysis of part of the data collected for a master .In the research, had been applied historical texts to the students before the professor giving the content, and the data had been collected at three distinct moments by means of questionnaires. We base our work on the Meaningful Learning Theory of David Ausubel. By means of the analysis of the data it is possible to say that after the activities with the texts of History of Science the pupils had started to have available in its structure of knowledge some important subsum ers for the meaningful learning of the electric charge concept. Of this form, this paper brings one brief discussion about History of Science and its relevancy in the science education, one brief
discussion about the meaningful learning theory, presents the methodology, data and final discussion.
Keywords: Meaningful Learning, History of Science, Physic ’s Education,
Electric Charge.
1. Introdução
Há algum tempo a inserção da História da Ciência no ensino de conteúdos como os da Física tem sido alvo de discussões entre pesquisadores da área de Ensino de Ciências. Discutiremos aqui uma possível contribuição da História da Ciência para o aprendizado de conceitos científicos. Apresentamos e discutimos parte dos dados de uma pesquisa de mestrado que tem como principal objetivo a aplicação de tópicos de História da Física em uma disciplina de Física Geral III (Eletricidade, Magnetismo e Eletromagnetismo) de uma universidade estadual do interior do Estado de São Paulo. A pesquisa é fundamentada na teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel.
Pesquisas recentes na área de Ensino de Física têm evidenciado algumas dificuldades que os alunos , tanto de Ensino Médio quanto de Ensino Superior, têm de compreender os conceitos científicos. Dias (2001, p. 226-7) expressa um ponto de vista do qual compartilhamos. Para a pesquisadora, a Física não é trivial em sua essência, no entanto, o uso de um conceito ao longo do tempo, tende a “trivializar” o que não é trivial; isto é, dificuldades conceituais são banalizadas e conceitos são tratados como “óbvios ”. Isso deixa uma sensação desagradável de que os conceitos são “mágicos ”.
Alguns pesquisadores têm evidenciado a possibilidade de a História da Ciência ser introduzida no ensino como um facilitador do entendimento conceitual. Para Vannucchi (1996, p. 10), a introdução da História da Ciência nos currículos de Ciências pode ser vista segundo duas concepções diferentes do conteúdo: a História da Ciência enquanto elemento auxiliar a compreensão conceitual das teorias científicas ou, enquanto elemento constituinte da Ciência – a compreensão bem fundamentada da Ciência sendo, necessariamente, histórica.
Segundo Dias (2001, p. 226), a História é o foro onde a análise conceitual pode ser feita; ela permite rever conceitos, criticá-los, recupera significados e os entende à luz de novas descobertas. Ela é um instrumento da formação intelectual e da assimilação de conceitos, sendo essencial à heurística da descoberta científica. A História é o instrumento de formação de pensadores , e o instrumento da formação de uma mente disciplinadamente indisciplinada na crítica dos conceitos científicos. A História da Física mostra não apenas como um conceito foi criado, mas sobre tudo seu por que, mostra as questões para cujas soluções o conceito foi introduzido, revela o quê o conceito faz na teoria, sua função e seu significado. Por meio dela é possível reviver os elementos do pensar de uma época, desvendar a lógica da construção conceitual; ela apresenta os problemas que levaram à formulação de um particular conceito e, revela ingredientes lógicos ou empíricos que foram realmente importantes nesse processo de criação intelectual. Portanto, a História clarifica conceitos, revelando-lhes o significado (DIAS; SANTOS, 2003, p. 1616).
E se são nesses atributos e qualidades da História da Ciência que está o seu potencial em auxiliar a compreensão dos conceitos científicos, é fundamental que eles estejam presentes em textos históricos quando inseridos no ensino, tendo em vista que a História da Ciência é escrita de várias formas pelos divers os historiadores da Ciência. Desta forma, é natural que apareça a pergunta: mas então, qual é a História da Ciência que poderia ser útil ao ensino, tendo em vista a
perspectiva discutida acima? Para os autores deste trabalho, a História baseada em fontes primárias é uma opção plausível!
No entanto, não basta entregar os textos históricos aos alunos , é preciso trabalhar estes textos. Por isto, a metodologia de trabalho com os textos pode ser considerada tão importante quanto os próprios textos, pois por meio dela é possível potencia lizar as qualidades dos textos .
Em nossa pesquisa, trabalhamos os textos originais sob a perspectiva da Aprendizagem Significativa de David Ausubel, sendo os textos originais considerados como organizadores prévios. Nes te artigo, vamos discutir o conceito de carga elétrica, e para isto serão apresentados dados de três questionários aplicados junto aos graduandos.
2. A Aprendizagem Significativa e o Conceito de Organizador Prévio
O referencial teórico do presente estudo é a Teoria da Aprendizagem Significativa. Cabe ressaltar que em função dos limites do presente texto pontuar-s e-á apenas aspectos essenciais desta teoria, necesse-ários para analisar a situação investigada, i.e., a inserção de textos históricos em uma turma de graduação em Física.
A finalidade da aprendizagem significativa é a aquisição de novos significados e estes, por sua vez, são produtos da aprendizagem significativa. O cerne do processo de aprendizagem significativa é que, uma determinada idéia ao ser aprendida é relacionada de forma não-arbitrária e substantiva (não-literal) ao que o aprendiz já sabe, ou seja, relacionada a alguns aspectos relevantes existentes na sua estrutura cognitiva (e.g., uma imagem, um símbolo já significativo, um conceito, uma proposição). (AUSUBEL et al, 1980, p. 34; AUSUBEL, 1968, p. 38-9). Esses aspectos relevantes da estrutura cognitiva, que servem de ancoradouro para a nova informação, são chamados de subsunçores . De maneira que, quando o aluno se depara com uma nova idéia, para entendê-la e assimilá -la de forma significativa é necessário utilizar informações obtidas anteriormente e que já tenham significado para ele, ou seja, que estejam claras e diferenciadas em sua estrutura cognitiva. Diz-se então que houve aprendizagem significativa quando o novo conteúdo entra na sua rede de conhecimento interligado (relacionado) de forma não-arbitrária e substantiva àqueles conhecimentos. Uma vez que o indivíduo não possua em sua estrutura cognitiva informações com significado para o material de aprendizagem se apoiar, não será possíve l a aprendizagem significativa.
Um exemplo disso é a memorização automática de definições, conceitos ou proposições, sem que haja a compreensão do significado das palavras que os compõe, ou da relação expressa por tais palavras. Por exemplo, um aluno pode aprender a Lei de Ohm, que afirma que a diferença de potencial (voltagem) é diretamente proporcional a corrente elétrica em um circuito. Entretanto, essa proposição não será aprendida significativamente a menos que o estudante saiba previamente o significado dos conceitos de corrente elétrica, diferença de potencial, resistência elétrica e das relações de proporcionalidade, e a menos que tente relacionar estes conceitos como estão expressos na Lei de Ohm. (AUSUBEL et al, 1980, p. 35).
A teoria de Ausubel não destaca apenas a importância da estrutura cognitiva no processo de aprendizagem, mas atribui importância também às tarefas de ensino. A estas tarefas é conferido um potencial significativo, que determina se ela é potencialmente significativa ou não.
O primeiro fator que determina o potencial significativo da tarefa de ensino é a natureza do assunto, que deve ser suficientemente não-arbitrário e não-aleatório, de modo que permita o estabelecimento de uma relação não-arbitrária e substantiva com informações correspondentemente relevantes localizadas no domínio da capacidade intelectual humana. Tais informações são aquelas que a maioria dos seres humanos é capaz de aprender quando lhe é dada uma oportunidade. A essa propriedade da tarefa de aprendizagem significativa que determina se ela é potencialmente significativa ou não, Ausubel denomina de significado lógico1. As tarefas de aprendizagem escolar quase sempre possuem significado lógico, uma vez que o conteúdo disciplinar é logicamente significativo. (AUSUBEL et al, 1980, p.36).
O segundo fator que determina o potencial significativo da tarefa de ensino é a estrutura cognitiva de cada aluno. A aquisição de significados ocorre em cada indivíduo, portanto, para que ocorra de fato a aprendizagem significativa não basta que as novas informações sejam simplesmente relacionáveis a idéias correspondentemente relevantes que a maioria dos seres humanos pode adquirir, é necessário que tais idéias estejam disponíveis na estrutura cognitiva de um determinado aluno. Sendo assim, a disponibilidade de conteúdo relevante na estrutura de conhecimento de cada aluno e o significado lógico da matéria, constituem os determinantes e as variáveis mais decisivas do potencial signific ativo2. (AUSUBEL et al, 1980, p.37).
Como já dissemos, na aprendizagem significativa a nova informação se relaciona de forma não-arbitrária e substantiva ao que o aprendiz já sabe, ou seja, interage com algum aspecto relevante da sua estrutura de conhecimentos (e.g., idéias, conceitos, símbolos ou proposições já significativo s, claros e diferenciados). Entretanto, isto não quer dizer que haja um elo simples entre o novo material e os conhecimentos que o aluno possui, é uma relação mais “forte”, sendo que, tanto a nova informação quanto aquela que o aluno já possui se modificam no processo de aprendizagem. (AUSUBEL, 1980, p. 48; MOREIRA; MASINI, 1982, p.13).
Tendo em visto os aspectos da teoria de Ausubel discutidos até o momento , é provável que o conteúdo aprendido significativamente torne -se menos vulnerável do que as associações arbitrárias (material decorado) frente à interferência de novas associações e, portanto, torna-se mais fácil de ser lembrado. O conteúdo cognitivo decorado (não-significativo) tem um período de estocagem e retenção bastante pequeno, não ocorrendo o mesmo com o conteúdo aprendido de forma significativa. Um aluno pode aprender e adquirir muito mais conhecimento se dele for exigido apenas a assimilação da essência das idéias, em lugar de saber proclamar as palavras precisas para expressá-las. (AUSUBEL et al, 1980, p. 54).
Ausubel propõe uma estratégia para facilitar a aprendizagem significativa, manipulando a estrutura cognitiva do aprendiz. A estratégia envolve o uso de materiais introdutórios adequados, claros e estáveis, os quais são denominados organizadores prévios . Estes são introduzidos antes do conteúdo de aprendizagem com a finalidade de gerar condições cognitivas para a aprendizagem significativa, auxilia ndo assim, os alunos a reconhecerem quais elementos dos materiais de
1
O emprego do termo lógico para designar um tipo de significado inerente ao conhecimento adquirido tem um sentido restrito, portanto não é o mesmo empregado na filosofia (AUSUBEL et al, 1980, p. 36).
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Nota-se então, que o potencial significativo do material de aprendizagem varia também com relação a fatores como idade, ocupação, condições sócio-culturais, e não apenas com relação à experiência educacional do aluno (AUSUBEL et al, 1980, p. 37). Sendo assim, o mesmo material pode apresentar potencial significativo diferente para alunos diferentes.
aprendizagem podem ser significativamente aprendidos relacionando-os a aspectos relevantes da estrutura cognitiva já existente. (AUSUBEL et al, 1980, p. 143; AUSUBEL, 2003, p. 66; MOREIRA; MASINI, 1982, p. 11).
Para que possam ser aplicados para uma variedade de aprendizes, tendo em vista que a estrutura cognitiva é idiossincrática, e possam fornecer idéias de esteio, os organizadores prévios dever ser apresentados em um nível de abstração mais elevado, maior generalidade e inclusividade do que o material a ser aprendido. (AUSUBEL et al, 1980, p. 143; AUSUBEL, 2003, p. 66).
Há algumas razões pelas quais se justifica a utilização de organizadores prévios: i) a importância de ter idéias relevantes e apropriadas disponíveis na estrutura cognitiva para tornarem logicamente significativo o material de aprendizagem potencialmente significativo e lhe dar um esteio estável; ii) as vantagens de utilizar conceitos mais gerais e inclusivos de uma disciplina como idéias de esteio ou subordinadores (a saber, a adequação e especificidade da sua relevância, sua maior estabilidade inerente, seu maior poder explanatório e sua capacidade de integração); iii) o fato de que os próprios organizadores prévios tentam tanto identificar um conteúdo relevante já existente na estrutura cognitiva (e a ser explicitamente relacionado com ele), como indicar explicitamente a relevância deste conteúdo e sua própria relevância para o material de aprendizagem. (AUSUBEL et al, 1980, p. 144).
Alguns fatores que podem causar dificuldades na aprendizagem e retenção significativas de novos conhecimentos (potencialmente significativos) são os possíveis subsunçores não possuírem o grau necessário e desejável de relevância e especificidade – além da falta de capacidade de discriminação de idéias relevantes estabelecidas na estrutura cognitiva – para agirem como idéias base eficazes. Logo, introduz-se o organizador prévio para preencher esta lacuna, ou seja, os conhecimentos já adquiridos serem mais especificamente relevantes e menos gerais em relação ao novo conteúdo de aprendizagem. Os organizadores prévios devem se relacionar tanto às idéias relevantes já presentes na estrutura cognitiva, quanto ao novo conhecimento a ser aprendido. (AUSUBEL, 2003, p. 66).
Os organizadores prévios são, então, utilizados para levar o aluno ao desenvolvimento de conceitos subsunçores que facilitem a aprendizagem subseqüente. Sua principal função é superar o limite entre o que o aluno já sabe e aquilo que precisa saber, antes de aprender a tarefa apresentada, ou seja, são úteis na medida em que funcionam como pontes cognitivas . Eles “permitem prover uma moldura ideacional para incorporação e retenção do material mais detalhado e diferenciado que se segue na aprendizagem ”. (MOREIRA, 1999, p. 155, MOREIRA; MASINI, 1982, p. 12).
Tendo em vista a Teoria da Aprendizagem Significativa e o conceito de organizador prévio, a História da Física pode ser utilizada para fornecer elementos nos quais se sustenta a aquisição de conhecimento. Mais especificamente, compartilhamos com Santos e Dias (2005, p. 01) a idéia de que a História da Física pode ser utilizada como um organizador prévio. Sendo assim, as características da História da Física apresentadas na Introdução deste artigo, tais como, apresentar problemas que levaram a formulação de um conc eito, revelar ingredientes lógicos ou empíricos importantes nesse processo, clarificar conceitos revelando-lhes seus significados, do ponto de vista da aprendizagem significativa é o que justifica a História da Ciência como um organizador prévio . A História da Ciência pode se justificar pelas mesmas razões pelas quais os organizadores prévios se justificam. (DIAS; SANTOS, 2003, p. 1616).
3. Metodologia
Em função dos limites do presente artigo, discutiremos apenas parte dos dados coletados em uma pesquisa de mestrado, e para esta discussão destacamos o conceito de carga elétrica. A coleta de dados foi realizada em três etapas , em que foram aplicados três questionários com objetivos específicos. Na primeira etapa, realizada no primeiro dia de aula, foi aplicado um questionário com o objetivo de identificar os conhecimentos prévios dos alunos sobre parte do conteúdo de eletrostática. Na segunda etapa, realizada após as três aulas em que foram realizadas as atividades com os três textos de História da Ciência, foi aplicado um questionário com o objetivo de identificar os conhecimentos adquiridos pelos alunos sobre o conteúdo histórico discutido. Na terceira etapa, realizada após o término do conteúdo Lei de Gauss, foi aplicado um terceiro questionário com o objetivo de levantar os conhecimentos adquiridos pelos alunos, sobre o conceito de carga elétrica, durante o processo de ensino. Esta coleta de dados ocorreu no mês de março de 2008. As atividades com o texto histórico ocorriam sempre uma aula antes de o professor da disciplina Física III ministrar o conteúdo respectivo àquele texto.
O conceito de carga elétrica é o primeiro trabalhado na disciplina, por isto o texto histórico referente a este conteúdo foi o primeiro a ser aplicado. O primeiro texto era composto por fragmentos de três textos de fontes primárias: Gray (1731), Du Fay (1733, 1735) e Franklin (1747)3. Estes textos não foram discutidos na íntegra porque são bastante longos. Desta forma, no texto de Gray foram escolhidos alguns experimentos sobre eletrização e condução de eletricidade; no texto de Du Fay foram selecionados trechos em que ele explica e discute seus dois princípios sobre eletricidade; no texto de Franklin foi selecionado um trecho em que ele apresenta uma discussão sobre a teoria do fluido único para a eletricidade.
Os textos foram aplicados por dois dos autores deste artigo. Foi solicitado a alguns alunos que fizessem a leitura dos textos em voz alta, de forma que cada aluno lesse um parágrafo. Então, a cada parágrafo era feita uma discussão sobre o aquilo que estava sendo lido. Os pesquisadores procuravam sempre fazer perguntas aos alunos de forma que por meio das respostas se estabelecesse uma discuss ão sobre o texto. Em alguns momentos existiam respostas dos alunos e outras perguntas feitas por eles, em outros momentos isto não ocorria. A cada parágrafo os pesquisadores procuravam discutir e explicar o seu conteúdo.
Os dados – respostas dos graduandos referentes ao conteúdo carga elétrica – foram colocados em tabelas apresentadas no item “4. Dados” deste artigo. Os questionários constituíam-se apenas de questões abertas .
Para análise de dados foram criadas algumas categorias descritivas que foram discutidas com base no referencial teórico (BOGDAN; BIKLEN, 1994, p. 220-241).
4. Dados
Como já dissemos, neste artigo estamos trabalhando especificamente com o conceito de carga elétrica, desta forma, utilizamos apenas uma questão do questionário aplicado na primeira etapa, duas questões do questionário aplicado na
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FRANKLIN, B. Papers on Electricity. Collected by Robert A. Morse , 2004. Este texto também está disponível em: FRANKLIN, B. The One Fluid Theory of Electricity. In: MAGIE, W. F. A Source Book in
segunda etapa, e uma questão do questionário aplicado na terceira etapa. Os resultados obtidos com estas quatro questões são apresentados nas Tabelas 01, 02 e 03, nas quais são indicadas as categorias e as porcentagens de graduandos que expressaram tais categorias em suas respostas. É importante destacar que a soma das porcentagens expostas nas tabelas pode passar de 100% porque há respostas que contêm mais de uma categoria.
4.1 ETAPA 01 – Levantamento dos Conhecimentos Prévios
Questão 01: O que você entende por carga elétrica?
Esta etapa foi realizada no primeiro dia de aula, antes que o professor da disciplina Física III iniciasse suas aulas. Este questionário continha 19 questões que versavam sobre os temas: carga elétrica, eletrização, lei de Coulomb, campo elétrico e lei Gauss. As 19 questões eram conceituais, não sendo nenhuma numérica. O questionário foi respondido por 33 graduandos.
Tabela 01: Respostas à questão 01
Concepções de Carga Elétrica %
1. Relacionam carga a quantidade/divisão de prótons e/ou elétrons 30,3% 2. Definem como uma propriedade ou característica da matéria 18,2%
3. Relacionam carga a Energia 6,1%
4. Carga como algo que gera campo elétrico --
5. Algo positivo/negativo ou com propriedade de atrair e repelir 6,1%
6. Relacionam carga a propriedade magnética 6,1%
7. Não atingiram o objetivo4 21,2%
8. Não responderam 12,1%
A tabela 01 evidencia que inicialmente 30% dos alunos relacionavam a carga elétrica a uma quantidade ou divisão de pró tons e/ou elétrons no material, como por exemplo: “Carga elétrica é a divisão das partículas que constituem um átomo.”; “É a quantidade de elétrons que uma partícula recebe.”. Aproximadamente 18% dos alunos definiram carga elétrica como uma propriedade da matéria, no entanto, há equívocos nas suas respostas, como por exemplo: “Carga elétrica é com o que o elétron está carregado, ou seja, positivamente ou negativamente. É uma característica do elétron.”, “A carga elétrica indica a caracterização da matéria com relação a sua capacidade magnética.”. Cerca de 6% dos alunos relacionaram a carga elétrica à energia, e.g., “[...] valor numérico da energia carregada por cada partícula [...] ”. Cerca de 6% relacionaram a carga elétrica a alguma propriedade de atrair e/ou repelir objetos, e.g., “Alguma matéria que provoca atração ou repulsão.”.
Com isto, é possível verificar, de modo geral, como estes graduandos entendia m o conceito de carga elétrica ao entrarem no segundo ano de graduação, sendo que esta noção não pode ser considerada apenas um conhecimento
espontâneo do aluno, pois este conceito faz parte do conteúdo sistematizado e ministrado no terceiro ano do Ensino Médio.
4.2 ETAPA 02 – Levantamento dos conhecimentos adquiridos com as discussões sobre o texto histórico referente à carga elétrica
Questão 02: Du Fay fez vários experimentos sobre eletricidade e propôs dois princípios gerais que segundo ele regiam os fenômenos elétricos. Enuncie-os.
Questão 03: Benjamim Franklin propôs uma teoria para eletricidade. Faça um resumo desta teoria e explique no que ela difere da teoria de Du Fay.
A segunda etapa da coleta de dados foi realizada após a aplicação do terceiro texto histórico. Este questionário continha onze questões, das quais os alunos deveriam escolher cin co para responderem. Foi respondido por 33 graduandos.
Tabela 02: Respostas à questão 02 e à questão 03 Respostas às perguntas sobre as teorias
de Du Fay e Franklin
RESPOSTAS
QUESTÃO 025
RESPOSTAS
QUESTÃO 036
1. Descreveu corretamente a teoria 55,5% 50%
2. Descreveu parcialmente a teoria 33,3% 18,75%
3. Descreveu a teoria de forma equivocada 11,1% 31,25%
4. Corpos com mesmas características se repelem e com características diferentes se atraem
44,4% 31,25%
5. Comparou as teorias corretamente ** 62,5%
Esta tabela nos mostra que após as discussões dos textos históricos, os alunos que optaram por responder estas questões possuem um nível de conhecimento razoável sobre as teorias discutidas no primeiro texto. Mais da metade dos alunos descreveu-as corretamente. Aproximadamente 33% dos alunos na questão 02 e 18% na questão 03 descreveram de forma parcial, no entanto, é possível verificar em suas respostas elementos importantes das teorias. Desta forma, a maioria das respostas apresenta elementos das teorias que julgamos serem subsunçores para uma aprendizagem significativa do conceito de carga elétrica.
4.3 ETAPA 03 – Levantamento dos conhecimentos adquiridos durante o processo de ensino sobre o conceito de carga elétrica
Questão 04: Como você explicaria o conceito de carga elétrica tendo em vista a teoria “moderna” da Física? 7
5
Dos 33 graduandos, 09 optaram por responder esta questão.
6
Dos 33 graduandos, 16 optaram por responder esta questão.
7
O termo “moderna ” nesta questão está sendo utilizado única e exclusivamente para facilitar a diferenciação entre as explicações com base nas teorias de Du Fay, Franklin e a atual (“moderna”).
A terceira etapa da coleta de dados foi realizada após o professor da disciplina Física III encerrar o conteúdo Lei de Gauss. Aplicamos o questionário neste momento específico porque queríamos que alunos antes de respondê-lo tivessem tido aulas sobre todo o conteúdo de carga elétrica. O questionário continha seis questões e foi respondido por 27 alunos.
Tabela 03: Respostas à questão 04
Concepções de Carga Elétrica RESPOSTAS QUESTÃO 04
1. Relacionam Carga a quantidade/divisão de prótons e/ou elétrons no corpo
3,7%
2. Definem como uma propriedade ou característica da matéria 40,7%
3. Relacionam Carga a Energia 11,1%
4. Carga como algo que gera campo elétrico 22,2%
5. Algo positivo/negativo ou com propriedade de atrair e repelir objetos
18,5%
6. Relacionam carga a propriedade magnética --
7. Não atingiram o objetivo --
8. Não responderam 18,5%
A tabela 03 evidencia que houve certa evolução na descrição do conceito de carga elétrica pelos alunos. O número de alunos que relacionavam o conceito à quantidade ou divisão de prótons e/ou elétrons em um corpo reduziu em 27%. No questionário 03, cerca de 40% dos alunos descrevem a carga elétrica como uma propriedade da matéria, e estas respostas em sua grande maioria não apresentam relações a características equivocadas como nas respostas à questão 01. Cerca de 22% dos alunos passaram a relacionar a carga elétrica como algo que gera campo elétrico, sendo que inicialmente nenhum aluno fez esta relação.
5. Discussões e Conclusões
Segundo Young e Freedman (2004, p. 01-2), não é possível dizer o que é a carga elétrica, mas é possível descrever seu comportamento e suas propriedades; a carga elétrica, tal como a massa, é uma das princ ipais propriedades das partículas que constituem a matéria. Nussenzveig8 (2001, p. 03) afirma que o análogo da massa gravitacional, a carga elétrica, se manifesta de duas formas diferentes, que se convencionou chamar de positiva e negativa, e isto leva a possibilidade da atração e da repulsão, enquanto interações entre massas são sempre atrativas. Sendo assim, organizamos os textos históricos sobre carga elétrica de forma a poder discutir com os alunos o comportamento e as propriedades das cargas elétricas . Por meio da inserção dos textos históricos é possível discutir características importantes sobre o conceito de carga elétrica.
Na Introdução deste artigo, discutimos que a História da Ciência se faz pertinente no ensino de conceitos, devido a ela revelar o “porque” e o “como” uma teoria se desenvolveu, sendo que estas características importantes podem auxiliar o aluno a compreender melhor os conceitos científicos. Na perspectiva da Teoria da Aprendizagem Significativa, o “porque” e o “como” de um conceito, podem também ser subsunçores. Ao utilizar os textos históricos, procuramos evidenciar também essas relações dentro de cada teoria, discutir com os alunos a forma como se deu a elaboração e proposição do conceito dentro da respectiva teoria. Esses elementos estão presentes nas respostas da maioria dos alunos quando descrevem as teorias de Du Fay e Franklin.
O nosso objetivo principal com os textos históricos era apresentar e discutir alguns experimentos de ele trostática, os quais demonstram importantes características e propriedades dos corpos carregados eletricamente, discutir duas teorias distintas que procuraram explicar a eletricidade no século XVIII, e discutir como se deu a proposição destas teorias, os problemas e/ou as necessidades que levaram a sua proposição e a lógica desta construção conceitual.
Por meio do texto de Gray (experimentos em eletrostática) foi possível discutirmos vários experimentos sobre eletrização, por contato e indução, e a atração e repulsão entre corpos elétricos. Os textos de Du Fay (proposta das duas eletricidades) permitem discutir como este pesquisador c hegou à conclusão de que existia m dois tipos de eletricidade (vítrea e resinosa) por meio de experimentos com materiais eletrizados. O texto de Franklin (teoria do fluido único) permite discutir a questão da conservação da carga elétrica. Ambas as teorias (Du Fay e Franklin) permitem discutir a questão da atração e da repulsão estar relacionada a propriedades distintas da matéria , pois para ambos , estes fenômenos ocorrem quando os materiais apresentam características diferentes, ou porque possuem eletricidades diferentes, ou porque possuem quantidades de fluido elétrico maior ou menor que a quantidade natural. De forma que tais discussões permitem fornecer aos alunos alguns subsídios (subsunçores) que, no momento da formalização do conceito de carga elétrica, sejam úteis para que ele possa compreende r melhor o conceito em questão, ou possa aprendê-lo de forma significativa.
Retomando a teoria que fundamenta este trabalho, é poss ível dizer que, os textos históricos são organizadores prévios porque cumprem o papel de gerar condições cognitivas para a aprendizagem significativa. Desta forma, os textos históricos podem levar os alunos ao desenvolvimento de subsunçores que propiciem a aprendizagem significativa subseqüente. A qual ocorre na medida em o aluno passa a ter subsunçores disponíveis em sua estrutura cognitiva para que o material de aprendizagem (neste caso o conceito de carga) possa se relacionar de forma não-arbitrária e substantiva (n ão-literal), ou seja, possa se relacionar a aspectos relevantes da estrutura cognitiva.
Olhando para nossos dados, é possível verificar na tabela 02 que a maioria dos graduandos após as discussões dos textos de História da Ciência conseguiu descrever parc ial ou totalmente as teorias, descrevendo elementos importantes das teorias, os quais os pesquisadores julgam ser subsunçores para a aprendizagem do conceito de carga elétrica.
Quando analisamos as respostas à primeira e à última questão, há uma nítida mudança na explicação dos alunos. Entre o primeiro e o terceiro questionário os alunos leram textos históricos de fontes primárias e participaram de discussões sobre eles, bem como tiveram aulas de Física sobre o assunto carga elétrica. Independentemente dos textos históricos, os alunos passaram por um momento em
que o professor ministrou uma aula discutindo a carga elétrica e a eletrização dos materiais do ponto vista formal. Isso por si só poderia, sem dúvida, levar os alunos as respostas dadas no questionário 04. No entanto, nas respostas do questionário 04 é possível identificar elementos discutidos nos textos históricos, como por exemplo, a questão da carga ser uma propriedade da matéria, ou a atração e a repulsão estarem relacionadas a uma propriedade distinta dos corpos. Durante as discussões dos textos de História da Ciência, os dois pesquisadores presentes chamaram a atenção dos alunos para tais fatos, bem como quando o professor da disciplina formalizou o conteúdo ele se utilizou de exemplos relacionados aos textos.
Os dados evidenciam a presença de elementos discutidos nos textos históricos nas respostas dos alunos quando eles escrevem sobre carga elétrica, questionário 03. Isto é um forte indício de que a discussão sobre os textos pode ter auxiliado os alunos no processo de aprendizagem do conceito de carga elétrica, na medida em que forneceu subsídios importantes para esta aprendizagem. No entanto, não é possível afirmar que houve de fato aprendizagem significativa, mas é possível afirmar que a maioria dos alunos possuía alguns subsunçores que os pesquisadores julgam necessários para isso. Esta afirmação é feita com base nas respostas dos graduandos quando questionados sobre as teorias de Du Fay e Franklin. Isto nos permite concluir que os textos históricos podem contribuir com a aprendizagem significativa na medida em que é um meio de fornecer subsunçores aos alunos.
6. Referências
AUSUBEL, D. P. Educational Psychology: A cognitive view. Nova York: Holt, Rinehart and Winston, INC., 1968.
AUSUBEL, D. P. Aquisição e Retenção de Conhecimentos: Uma Perspectiva Cognitiva. Lisboa: Paralelo, 2003.
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