Aspectos conceituais e matematizados no ensino de Física

20 REnCiMa, v. 11, n.5, p. 20-36, 2020 doi.org/10.26843/rencima eISSN: 2179-426X

ASPECTOS CONCEITUAIS E MATEMATIZADOS NO ENSINO DE FÍSICA

Adan Sady de Medeiros Silva

Universidade do Estado do Amazonas – UEA

Escola Superior de Tecnologia – EST. E-mail: amedeiros@uea.edu.br http://orcid.org/0000-0003-4313-006X

Whasgthon Aguiar de Almeida

Universidade do Estado do Amazonas – UEA

Centro de Estudos Superiores de Tefé – CEST. E-mail: wdalmeida@uea.edu.br https://orcid.org/0000-0001-5950-6442

Sildivan Sabino de Souza

Universidade do Estado do Amazonas – UEA

Centro de Estudos Superiores de Tefé – CEST. E-mail: sildisabino@hotmail.com https://orcid.org/0000-0002-7110-9770

Resumo

Este artigo apresenta como são trabalhados os conceitos físicos e as aplicações matemáticas na física no município de Tefé, interior do estado do Amazonas. Para isso, foram analisadas duas escolas públicas, totalizando 103 alunos. O método utilizado teve a intenção de mostrar a opinião dos alunos sobre a importância de se estudar física, se encontram dificuldades na hora de usar a matemática na física e se conseguem, através dos conceitos físicos, relacioná-la com o seu cotidiano. Os resultados mostraram, em sua maioria, a dificuldade dos estudantes de relacionar os conceitos escolares com seu cotidiano, atribuindo a importância a física apenas para concursos e vestibulares. O que se viu nas escolas pesquisadas é um ensino de física mais voltado para os cálculos, em que os professores não a relacionam com o cotidiano e nem procuram meios para motivar os alunos a estuda-la. Por fim, indica-se que a visão conceitual deve ser bem trabalhada nas escolas a fim de gerar habilidades as quais ajudarão os alunos a compreender e a identificar onde a física pode ser encontrada e a sua importância para no cotidiano

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Abstract

This article presents how physical concepts and mathematical applications in physics teaching are worked in the municipality of Tefé, in the state of Amazonas. For this, two public schools were analyzed, totalizing 103 students. The method used was intended to show the students' opinion about the importance of studying physics, if they find difficulties in using mathematics in physics and if they manage to relate it to their everyday life through physical concepts. The results showed, for the most part, the difficulty of students to relate school concepts to their daily life, assigning importance to physics only for public tests and Scholastic Aptitude Test (SAT). What has been seen in the schools surveyed is physics teaching oriented of calculus, in which teachers do not relate it to everyday life, nor do they seek ways to motivate students to study it. Finally, it is pointed out that the conceptual vision must be well worked out in schools in order to generate skills which will help students to understand and identify where physics can be found and their importance for everyday life.

Keywords: Physics teaching, Importance of Physics, Learning, Motivation. Introdução

Entender as dificuldades dos alunos em aprender física não é uma tarefa simples, uma vez que o sucesso da aprendizagem envolve vários aspectos, como o fator motivacional dos alunos e o desempenho metodológico do professor, que muitas vezes não consegue unir a prática e a teoria na vida do estudante, deixando essa disciplina sem nenhum interesse e utilidade. Sem uma abordagem experimental e principalmente teórica dos fenômenos, as ciências naturais em geral não proporcionam ferramentas necessárias para entender o que está presente ao nosso redor. A física, por ser uma ciência que trata de fenômenos naturais presentes no cotidiano humano, é indispensável para compreendemos grande parte do mundo em que vivemos, sendo uma disciplina de grande importância para todos.

Além do estudo conceitual, a física deve estar ligada a outras práticas que vão desde a experimentação à aplicação matemática e cabe ao professor uni-las de forma sistemática. Dias (2002) às identifica como concepções de ensino da Física, sendo a

conceitual e a matematizada as que mais se destacam. Na primeira, acredita-se que a

utilização de fórmulas matemáticas pode auxiliar a quantificação dos fenômenos, mas que só deve ser utilizada a partir do momento em que os alunos compreenderem os conceitos envolvidos, enquanto na segunda, dá-se grande ênfase às equações que permeiam a física. Assim, o mais importante, nesta concepção, é a memorização de leis e fórmulas para a posterior aplicação na resolução de problemas.

O objetivo desse estudo é mostrar como as concepções citadas acima são trabalhadas em sala de aula pelos professores e alunos em um contexto de escolas públicas do interior do estado do Amazonas, tendo com isso a finalidade de mostrar como o ensino de física se encontra hoje, ouvindo o lado do aluno e professor sobre o que cada um pensa, as suas dificuldades na sala de aula e a sua visão sobre a importância de se estudar essa disciplina.

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A importância dos conceitos teóricos

A física à qual estamos acostumados a estudar nas escolas é rotulada como uma disciplina que, em geral, desperta pouco interesse nos alunos, e isso está ligado a apresentação de conceitos, leis e fórmulas de forma desarticulada, distanciando o conteúdo ensinado do mundo vivido pelos alunos. Nesse aspecto, Cavalcante et al. (2010) detectam diversos fatores que têm contribuído para o alto índice de reprovação e desinteresse dos alunos pela disciplina de física no ensino médio. Uma das principais causas para este quadro preocupante é a desarticulação dos conteúdos ensinados com a realidade e cotidiano da maioria dos alunos. O ensino da física na maioria das escolas públicas é caracterizado somente por sequências de conteúdos apresentados nos livros didáticos.

Para Bonadiman (2007), a percepção que o estudante tem da importância da física para a sua formação e para a sua vida dos conteúdos aprendidos em sala de aula é um dos aspectos fundamentais no ensino de física. O professor, através dos conceitos físicos, deve envolver os alunos e mostrar qual é a relação que existe entre o assunto estudado e a sua vida, só assim o estudante começará a ter interesse pela disciplina e desenvolverá um senso crítico passando a ser mais participativo durante as aulas.

O professor de física, segundo Glaydson (2010), deve pensar nos alunos não só como futuros aplicadores da disciplina em suas vidas profissionais (engenheiros ou físicos, por exemplo), devendo entender que, dentre todos, sempre haverá uma parcela que não utilizará o conteúdo aprendido na escola de forma sistemática em sua vida profissional. No entanto, deve ensiná-los com a intenção de formá-los para a vida, não importando como aplicarão tal conhecimento.

A concepção conceitual é desenvolvida aos poucos e cabe ao professor, mediante reflexões e discussões sobre os conteúdos estudados, ajudar a estabelecer uma base teórica no aluno, que o facilitará na hora da aplicação tanto de fórmulas quanto no seu cotidiano. De acordo com Dias (2002), saber física passa a significar ter instrumentos conceituais para dialogar com o mundo em vários níveis, que vão desde um melhor entendimento de notícias científicas veiculadas pela mídia, até a capacidade de prever resultados de situações experimentais complexas, passando pela emissão de juízos de valor a respeito da utilização de uma dada tecnologia que pode agredir o meio ambiente e causar danos à humanidade.

O emprego da Matemática na Física nas escolas

Estudos mostram que a concepção matematizada, que se baseia exclusivamente no uso de equações, vem sendo amplamente utilizada no ensino de física nas escolas em detrimento de um ensino mais voltado aos conceitos físicos associados aos fenômenos que ocorrem no cotidiano discente, e esse fato é um dos fatores responsáveis pelo baixo desempenho dos estudantes. Conforme Kielt et al. (2012), quando indagados sobre o baixo rendimento, os alunos culpavam o excesso de cálculos matemáticos. É possível

23 REnCiMa, v. 11, n.5, p. 20-36, 2020 mencionar ainda que os estudantes chegam até o ensino médio com dificuldades em operações básicas como multiplicação, divisão, adição e subtração, indispensáveis para uma compreensão satisfatória da física (na sua forma quantitativa).

Para Varizo (1993), os alunos, ao desenvolverem operações matemáticas pela imitação e pela memorização, sem compreensão, têm poucas possibilidades de estabelecer relações, de fazer conjecturas e analogias, e de desenvolver um raciocínio lógico-dedutivo. Desta forma, os alunos têm poucas possibilidades de se apropriarem do conhecimento matemático como uma de suas ferramentas para atuar no mundo e, muito menos, como ciência.

A visão da maioria dos alunos sobre a física é de uma disciplina com bastante cálculos e fórmulas, como mostra Oliveira (2006) em que os alunos costumam afirmar que “nas aulas de física estudam Matemática”, pois não há uma relação entre o conceito físico e o modelo matemático, aliás não há a prática de resolver-se problemas em física com o objetivo de elaborar-se um modelo matemático.

Ensino de Física no Brasil

O ensino de Física no Brasil, respeitando as peculiaridades de cada país, confunde-se com o ensino de Física em todo o restante do mundo. Num primeiro momento o ensino de Física era baseado em livros e textos estanques e míopes que reproduziam conteúdos baseados em cálculos estéreis. Com o passar dos anos percebeu-se que ensinar Física não é apenas fazer cálculos matemáticos, mas também contextualizar conteúdos e aproximar a Física do cotidiano dos estudantes.

Moreira (2000) afirma que o processo de ensino nos cursos de graduação em Física no Brasil parece não ter saído do paradigma do livro, tanto nas disciplinas de Física Geral, como nas avançadas. Para ele: “O laboratório parece ser uma obrigação incômoda para muitos professores; o ideal aparenta ser explicar, ou simplesmente repetir, o que está no livro e dar uma lista de problemas aos alunos” (p.95).

Todo esse panorama influencia decisivamente o contexto do ensino de Física no Brasil ao percebermos cursos de formação de professores de Física que na prática se caracterizam por uma perspectiva bacharelesca de ensino que influencia decisivamente no trabalho docente dos futuros professores de Física.

Para entender o passado e o presente do ensino de Física no Brasil recorremos às análises dos periódicos científicos que apresentam as publicações da área, para isso recorremos a Motta (2015) que analisou as publicações de duas das principais revistas que tratam do ensino de Física, sendo elas: Revista Física na Escola e Revista Brasileira de Ensino de Física. Motta também evidencia que no transcorrer dos anos de 2010 e 2014 foram publicados um total de 91 artigos, sendo 50 na Revista Física ma Escola e 41 na Revista Brasileira de Ensino de Física. No tocante aos fenômenos investigativos,

24 REnCiMa, v. 11, n.5, p. 20-36, 2020 esses artigos científicos estão distribuídos da seguinte forma: 03 baseados em questionários, 36 em atividades experimentais, 09 em novas tecnologias, 05 em revisão bibliográfica, 15 em produção de material didático e 23 em outros fenômenos.

No transcorrer de nosso processo investigativo, percebemos a escassez de material teórico que discuta as produções no ensino de Física no Brasil. Dessa forma, entendemos que todas as pesquisas sobre o tema são importantes para divulgar a temática e assim contribuir na fundamentação teórica de outras em construção.

Problemas enfrentados por professores

Abdalla et al. (2010) identificam a falta de diálogo entre educadores e educandos como um dos grandes problemas enfrentados no ensino em geral, uma vez que o diálogo é fundamental para qualquer tipo de relacionamento. No caso do ensino e aprendizagem é fundamental que o educador se volte ao educando, de forma que o enxergue como um sujeito que vem já com muitos saberes, mas no seu contexto de vida. Compreender esse mundo individualizado do educando dará ao professor subsídios para seu trabalho em sala de aula, uma vez que esse mundo irá influenciar o modo como os alunos construirão os conteúdos escolares.

Dessa forma, consideramos que o diálogo professor-aluno se torna fundamental na mediação dos conhecimentos, pois essa proposta não se baseia em comandos e em repetições mecânicas. O professor deve envolver-se na mediação dos conhecimentos, não se limitando a uma simples troca de ideias, pois as relações sociais incidem sobre o processo de ensino-aprendizagem.

Na concepção de Santos et al. (2007) para o entendimento de qualquer ciência, é preciso que o discente tenha certo domínio da linguagem para uma aprendizagem satisfatória. Uma das grandes dificuldades encontradas no ensino de física está relacionada à capacidade de compreensão de leitura por parte dos alunos. Há também a deficiência no conhecimento básico em matemática. Estes fatores prejudicam os estudantes para a aprendizagem desta disciplina.

Metodologia

Tendo como base os problemas decorrentes na relação ensino-aprendizagem mencionados anteriormente, foi realizada a pesquisa com professores e alunos, fazendo uma comparação entre as suas concepções conceituais e motivacionais em estudar e ensinar Física. O trabalho foi realizado no município de Tefé – AM, situada a cerca de 530 km de Manaus, capital do estado. Encontra-se às margens do rio Solimões e possui como acesso apenas via aérea ou fluvial. Como contexto investigativo foram consideradas duas das cinco escolas públicas estaduais do município para a realização da pesquisa (Escolas Estaduais Frei André da Costa e Governador Gilberto Mestrinho).

Levando em consideração as especificidades de nosso objeto de estudo estabelecemos uma abordagem de pesquisa com um cunho quali-quantitativo, tal como

25 REnCiMa, v. 11, n.5, p. 20-36, 2020 propõe Sampieri; Callado e Lucio (2013) ao apresentarem a pesquisa mista de cunho quali-quantitativo como uma importante abordagem investigativa para coletar dados significativos passiveis de serem interpretados e quantificados.

Foram aplicados dois questionários específicos aos diferentes grupos. O primeiro, aplicado ao grupo de 103 estudantes dos três anos do ensino médio, com faixa etária entre 14 e 20 anos (Tabela 1). Esse questionário buscou colher informações quantitativas e qualitativas a respeito da opinião discente em relação ao ensino de física aplicado a estes pelos docentes. O questionário foi composto por oito questões objetivas e subjetivas e encontra-se descrito na Tabela 1 (abaixo):

Tabela 1 – Questionário aplicado a 103 alunos do Ensino Médio da Rede Pública de Ensino.

1) Para você, o que é física, e qual a sua relação com o seu cotidiano? 2) Você conhece alguma aplicação da física no seu cotidiano? Qual? 3) Você acha importante estudar física? Em sua opinião para que serve a física?

4) Que nota você daria para o quanto a física é importante em sua vida? E por quê?

5) Em sua opinião qual a relação que existe entre a matemática e a física? 6) Você costuma ler fora da sala de aula sobre o conteúdo que o professor está aplicando?

( ) Sim ( ) Não ( ) As vezes

7) Nas aulas de física tem dificuldade na hora de usar a matemática?

( ) ( ) Sim ( ) Não ( ) As vezes

8) Como gostaria que fossem as aulas de física? Fonte: Dados da Pesquisa

Já o segundo questionário (Tabela 2) foi aplicado a 10 professores atuando na disciplina de física nas escolas supracitados. Desses professores, três são formados em matemática e 7 formados em física. Esse questionário contempla perguntas sobre métodos pelos docentes, os problemas enfrentados em sala de aula e o seu ponto de vista sobre as dificuldades dos alunos no aprendizado de física.

Tabela 2 – Questionário aplicado para 10 professores de Física da Rede Pública de Ensino.

1) O que procura fazer para envolver a física com o cotidiano dos alunos? 2) Quais são os métodos que você emprega para que os alunos possam entender tanto os conceitos físicos quanto a aplicação matemática?

26 REnCiMa, v. 11, n.5, p. 20-36, 2020 3) Em sua opinião o que é mais importante que os alunos aprendam os conceitos ou as fórmulas?

4) Os alunos têm dificuldade na resolução de problemas de física? E em sua opinião a que deve isso?

5) A respeito dos seus alunos, você nota neles algum desinteresse em suas aulas? Se responder sim, a que deve isso?

6) Além do livro didático, você utiliza outras fontes como textos científicos, internet ou qualquer outro meio em que os alunos possam conhecer os diversos fenômenos físicos?

( ) Sim ( ) não ( ) poucas vezes ( ) os alunos não gostam

7) Encontra dificuldades para explicar como funcionam os fenômenos físicos para os alunos? ( ) Sim ( ) não ( )As vezes ( ) não acho importante

Fonte: Dados da Pesquisa

Os questionários foram aplicados a ambos os grupos entre os dias 22 e 26 de outubro de 2012. Ressalta-se que análise dos dados foram realizadas de forma descritiva sustentada por uma abordagem de pesquisa quali-quantitativa que buscava através de perguntas objetivas e subjetivas colher informações consistentes capazes de demonstrar com clareza dados referentes aos seguintes elementos:

1) A importância de estudar física. 2) A relação entre a matemática e física.

3) Se alunos conseguem através dos conceitos relacionar a física com o cotidiano.

4) A motivação e a curiosidade nos alunos despertada pela física.

5) Os métodos utilizados por professores para que os alunos aprendam tanto a concepção conceitual quanto a matematizada de forma sistemática.

Buscou-se ainda analisar por série as respostas dos questionários com o intuito de levantar as dificuldades de aprendizagem e o nível de conhecimento de cada turma, em que o conteúdo das respostas escritas foi submetido ao método de análise textual discursiva.

Resultados e discussões: conhecimentos teóricos dos alunos sobre a física em seu cotidiano

Para entender como os alunos relacionam a Física com o seu cotidiano foram feitas as seguintes perguntas: Para você, o que é física, e qual a sua relação com o seu cotidiano? Como podemos observar na Figura 1, dos 103 alunos 53,4% (55 alunos) não souberam responder o que é física, e nem relacionar com o seu cotidiano. Dos entrevistados 31,1 % (32 alunos) souberam responder o que é física, mas apenas 15

27 REnCiMa, v. 11, n.5, p. 20-36, 2020 desses alunos conseguiram relacionar de forma coerente a física no seu cotidiano, chegando a uma resposta satisfatória. Houve também respostas confusas 15,5% (16 alunos) onde o aluno respondeu parcialmente à questão, mas efetuou algum comentário de forma desordenada sem objetividade.

Figura 1 – Compreensão dos alunos sobre Física no cotidiano

Fonte: Dados da Pesquisa

Das três séries do Ensino Médio podemos destacar os seguintes depoimentos como os mais significativos na pesquisa: “A Física nada mais é do que o estudo de tudo o que existe. Como se fosse a explicação para todas as coisas, desde porque o líquido

evapora, até a mais complexa instalação elétrica” (ALUNA DO 2º ANO DO ENSINO

MÉDIO); outro aluno do 3º Ano do Ensino Médio respondeu que: “É a área da ciência que estuda os acontecimentos físicos. E a relação que ela tem com o meu cotidiano é que uma das maiores descobertas foi a da lâmpada, e da energia, pois sem suas descobertas muitas coisas não existiriam hoje”.

Consideramos as falas acima descritas, dadas pelos alunos, são exemplos de respostas consideradas “corretas” cientificamente, pois os estudantes foram capazes de relacionar a Física a alguns fenômenos que ocorrem em seu cotidiano. Também percebemos um certo descompasso de outros alunos em relação a Física no seu cotidiano, as quais assim evidenciamos: Aluna do 3º Ano do Ensino Médio responde que; “Física para mim é um monte de cálculos que complica minha mente”; outra do 1º do Ensino Médio relatou: “Física pra mim é o raciocínio, as fórmulas e os cálculos”; um aluno do 1º Ano do Ensino Médio também indicou que para ele: “Física é uma matéria que aprendemos a usar vários cálculos, como medir a velocidade de um carro por horas, eu não tenho nenhuma relação com a física no meu cotidiano”.

Nesse grupo de respostas, é possível ver a clara referência dos estudantes aos conteúdos matemáticos, não vendo muita aplicabilidade dos conteúdos apreendidos em sala de aula no seu cotidiano. Esse fato é um importante fator no alto índice de

28 REnCiMa, v. 11, n.5, p. 20-36, 2020 reprovação (a nível nacional) na disciplina de Física. Outro fator, segundo Gomes et al. (2010) é a falta de articulação dos conteúdos ensinados com a realidade e cotidiano dos estudantes. Nas respostas dos alunos se constatou essa falta de conhecimento dos conceitos teóricos, pois a grande maioria foi incapaz de contextualizar dentro dos conteúdos estudados onde a física é encontrada e a sua relação com o cotidiano.

Para analisar a capacidade dos alunos de associar os conceitos estudados em sala de aula com o seu cotidiano, usou-se a seguinte questão: você conhece alguma aplicação da física no seu cotidiano? Qual? Neste sentido, destacamos as seguintes respostas de alguns dos sujeitos investigados: “Existem varias coisas, mas um exemplo notável é o fato de podemos enxergar os objetos devido a reflexão de raios de luz nos mesmos, e estes sensibilizam a nossa visão” (ALUNA DO 2º ANO DO ENSINO MÉDIO); “Sim, os motores elétricos, a gravidade, os raios liberados durante uma chuva, essas são algumas aplicações que podemos entender com a física” (ALUNA DO 3º ANO DO ENSINO MÉDIO).

A partir destes exemplos, são ilustradas as respostas onde os discentes foram capazes de exemplificar alguns fenômenos físicos que ocorrem no seu dia-a-dia, consideradas na metodologia como respostas coerentes (31,1% ou 32 alunos). Abaixo, evidenciamos algumas respostas em que os estudantes fazem ainda clara menção a aplicações puramente matemáticas da física: “Eu acho que uma aplicação da física são os cálculos, porque sem os cálculos nós não aprendemos física” (ALUNA DO 2º ANO DO ENSINO MÉDIO); “As formulas, por exemplo, para calcular a velocidade, a distância ... etc.” (ALUNA DO 1º ANO DO ENSINO MÉDIO); “Sim para saber calcular o espaço de um campo de futebol” (ALUNO DO 1º ANO DO ENSINO MÉDIO).

Dos 103 alunos investigados, 80 disseram conhecer uma aplicação da Física no seu cotidiano, sendo divididos em duas categorias: os que conhecem alguma aplicação da física 46,6% (48 alunos), embora não tenham sido capazes de exemplificar de modo aceitável algum fenômeno físico presente no seu cotidiano; Já 31,1% dos alunos entrevistados (32) foram capazes de elaborar uma resposta coerente dentro de contextos físicos minimamente aceitáveis. Houve também aqueles alunos que disseram não conhecer nenhuma aplicação da física em suas vidas 22,3% (23 alunos). Esses números encontram-se ilustrados na Figura 2.

29 REnCiMa, v. 11, n.5, p. 20-36, 2020 Figura 2 – Tabulação dos dados coletados referente a Física no cotidiano

Fonte: Dados da Pesquisa

Para abordar esse tópico de maneira mais completa é importante também conhecer a opinião dos professores, para termos mais profundidade sobre a eficácia da metodologia utilizada por eles durante o processo de ensino-aprendizagem e como ela influenciou os alunos a terem sucesso ou não em suas respostas. Para tanto, foi feita a seguinte pergunta aos docentes: O que procura fazer para envolver a Física no cotidiano dos alunos? Das respostas recebidas podemos destacar as seguintes: “Quando possível Faz-se demonstrações experimentais com materiais do dia-a-dia” (DOCENTE FORMADO EM FÍSICA); “Expor uma aula em forma de slides apresentando imagens de aplicações

dos conteúdos abordados” (DOCENTE FORMADO EM FÍSICA); “Levar os alunos para o

laboratório e quando envolve movimento, levo para a quadra esportiva” (DOCENTE

FORMADO EM MATEMÁTICA); “Relacionar os fenômenos Físicos estudados na teoria com os fenômenos ocorrentes em sua casa, no cotidiano do aluno, Ex: Das variações de temperatura” (DOCENTE FORMADO EM FÍSICA).

Todos os professores disseram utilizar métodos diversificados para relacionar a física com o cotidiano dos alunos, mas que utilizam pouco devido o conteúdo de física ser muito extenso nos três anos do Ensino Médio. O professor, em geral, dispõe de um tempo muito reduzido para desenvolver, de modo aprofundado, os assuntos relacionados a esta disciplina. Segundo Rosa (2010), os professores acabam utilizando muitas aulas expositivas porque se torna útil quando o tempo é limitado e insuficiente diante do necessário para o desenvolvimento daquele conteúdo por outras formas de Ensino.

Para abordar esse problema, existem os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN), os quais nos ajudam a compreender como a física deve ser abordada no cotidiano dos alunos. Nesses Parâmetros, as principais competências e habilidades a serem desenvolvidas por essa disciplina são: utilizar e conhecer os conceitos físicos, compreender a física presente no mundo vivencial principalmente no cotidiano doméstico, social e profissional. Conforme a avaliação das respostas obtidas através da aplicação dos questionários, percebeu-se que alguns professores das Escolas pesquisadas não seguem as recomendações estabelecidas pelos PCN, isso se confirmou pelas respostas

30 REnCiMa, v. 11, n.5, p. 20-36, 2020 dos alunos que não estão preparados para compreender e utilizar os fenômenos físicos no seu cotidiano.

A importância de estudar Física no Ensino Médio

Nesse tópico, serão analisadas algumas perguntas a respeito da importância de estudar Física. Inicialmente, foi feita a seguinte pergunta: Para você, é importante estudar Física? Para que serve a Física? Para 86 alunos (83,5% dos participantes da pesquisa), estudar física é importante, embora 52,4% não foi capaz de explicar essa importância de maneira coerente com conceitos físicos adequados. Ainda, 16,5% dos estudantes responderam negativamente, relatando não ver nenhuma importância da Física em suas vidas. Evidenciamos abaixo, algumas das respostas dadas pelos estudantes: “Sim, a Física é essencial para a vida, a sua função é cada vez facilitar as nossas vidas, um bom exemplo é o relógio, o som, o celular e outros” (ALUNO DO 2º ANO DO ENSINO MÉDIO). Nessa resposta, é possível notar que o aluno foi enfático em destacar a importância da física em seu dia-a-dia, dando ainda alguns exemplos de aparelhos que utilizam conceitos físicos em seu funcionamento.

As respostas a seguir ilustram que há um número considerável de discentes que apenas entendem a Física como uma ferramenta para a aprovação em testes públicos de ingresso nas universidades ou em provas de concurso público para provimento de cargos. Um estudante do 2º Ano do Ensino Médio, assim respondeu: “Sim, acho importante para o aprendizado e para provas públicas fora isso para mim ela não ajuda muito”; Um outro do 2º Ano do Ensino Médio afirmou: “Não acho muito importante estudar física, acho que a física serve para calcular algumas coisas do cotidiano”; Dois dos sujeitos investigados que estudam no 1º Ano do Ensino Médio, assim responderam o questionamento: “É importante sim, porque quando a gente for fazer faculdade, com certeza a gente vai precisar dos cálculos”; o outro afirmou: “Sim. Para fazer melhor e mais rápido os cálculos”. Nota-se ainda, a forte vinculação que os estudantes fazem da Física com a Matemática, enfatizando a importância dos cálculos aprendidos na disciplina como ferramenta importante a ser usada em atividades futuras.

Foi questionado aos estudantes investigados sobre qual nota eles dariam para a importância da Física em suas vidas e assim eles responderam justificando as notas dadas: “Nota 9! Porque ela nos é de grande ajuda, e possibilita a melhoria do nosso meio. E também porque as vezes ela é chata de compreender” (ALUNO DO 2º ANO DO ENSINO MÉDIO); “Nota 10! Eu acho fascinante como ocorre cada detalhe dos fenômenos existentes, e como estes podem ser explicados por cálculos. Eu quero seguir o ramo da engenharia, e a física será de suma importância em toda minha vida profissional” (ALUNA

DO 2º ANO DO ENSINO MÉDIO) “Nota 7! Porque a profissão que pretendo seguir não

exige que saiba física” (ALUNO DO 2º ANO DO ENSINO MÉDIO); “Nota 5! por que raramente uso a física no meu dia-a-dia” (ALUNA DO 3º ANO DO ENSINO MÉDIO).

31 REnCiMa, v. 11, n.5, p. 20-36, 2020 Percebe-se claramente que, embora a maioria dos estudantes deem nota alta (acima de 8) para a importância da física, as respostas seguem a tendência das questões anteriores e continuam permeadas de comentários sobre elementos matemáticos, bem como um possível futuro uso no ensino superior. A Figura 3 mostra, de forma quantitativa, as notas atribuídas pelos estudantes a importância da Física em suas vidas.

Figura 3 – Percentuais das notas ofertadas pelos sujeitos

Fonte: Dados da Pesquisa

Embora quase 80% dos estudantes tenham admitido a importância de estudar física, fica bastante claro que respostas (acima) que o padrão encontrado nas perguntas anteriores é seguido, ou seja, os estudantes espontaneamente ligam a física à matemática ou a provas de vestibular.

Consideramos que a motivação dos alunos em estudar física, na maioria das vezes, está relacionada à metodologia que o professor utiliza em sala de aula. Com o intuito de conhecer como os professores motivam seus alunos, procurou-se saber quais os métodos utilizados em sala de aula para que os alunos possam associar os conceitos físicos à aplicação matemática. Destacamos as respostas a seguir de alguns professores que atuaram nas turmas do Ensino Médio: “Basicamente tento realizar uma aula onde eles apresentam situações do dia-a-dia e no outro instante discutimos dentro do assunto. A aplicação Matemática é feita de forma de análise dos Cálculos apresentado” (FORMADO EM FÍSICA); “Os conceitos físicos podem ser demostrados (às vezes). Porém, as aplicações Matemáticas devem ser praticadas para gerar Habilidades, sendo a cobrança da mesma em provas e concursos” (FORMADO EM FÍSICA); “Resolução de exercícios e alguns experimentos práticos” (FORMADO EM MATEMÁTICA); “Bastante exercício prático” (FORMADO EM MATEMÁTICA).

É possível perceber nas respostas dos professores que os métodos utilizados não têm o objetivo de motivar os alunos a estudar Física. Isso ratifica as respostas dos estudantes, que predominantemente conectam a Física à Matemática simplesmente como se ambas só tivessem importância na resolução de cálculos.

32 REnCiMa, v. 11, n.5, p. 20-36, 2020 Diante do exposto, surge a seguinte pergunta: por que ensinar Física? Para quem ensinar Física? De acordo com os PCNs, quando o ensino é voltado à preparação para os vestibulares torna-se simples responder à primeira pergunta: “porque é cobrado no vestibular”! Outra possível resposta seria: “porque estamos imersos em um mundo cercado de aparatos tecnológicos”. Na verdade, professores e alunos devem reconhecer dois aspectos do ensino de Física nas escolas: a física como cultura e como possibilidade de compreensão do mundo.

A relação entre Física e Matemática

A partir da discussão feita no tópico anterior fez-se necessário observar de forma direta qual a relação entre a Física e a Matemática. Como ela encontra-se presente na estrutura cognitiva discente? Para tanto, foram feitas duas perguntas para os alunos: Em sua opinião qual a relação existente entre a matemática e a física? E nas aulas de física tem dificuldade na hora de usar a matemática?

Na primeira pergunta, dos 103 entrevistados, 78 (75,7%) disseram que a relação entre a matemática e a física advém apenas os cálculos, como podemos notar nas respostas de quatro dos sujeitos da pesquisa que estudam no Ensino Médio: “A relação das duas matérias é que as duas necessitam de cálculo” (3º ANO); “Eu acho que não tem nada haver, porque a física até que é legal, mas a matemática estraga” (2º ANO); “A matemática e a física são a mesma coisa. Tudo tem somas” (2º ANO); “Os cálculos, isso que deixa a física complicada” (2º ANO); “Seria para explicar os fenômenos através dos cálculos. Tudo o que existe envolve números, grandezas, quantidade. Para explicar isso é natural que a física trabalhe com a matemática” (2º ANO).

É possível perceber nas respostas dos estudantes que eles veem semelhanças entre Física e Matemática, em especial nas operações matemáticas utilizadas para a resolução de problemas físicos. Alguns estudantes ainda demonstraram rejeição apenas à Matemática presente na Física mostrando, ainda que de maneira inicial, que compreendem que a matemática é apenas uma ferramenta utilizada pela Física para abordar de maneira quantitativa os fenômenos naturais.

Na segunda pergunta os alunos foram questionados se tinham dificuldade na hora de usar a matemática na física. A pergunta foi objetiva tendo as seguintes alternativas: Sim, não e às vezes. Dos 103 alunos 30% (31 alunos) disseram ter dificuldades na hora de usar a matemática na física, 26% (28 alunos) disseram que não e 44% (46 alunos) afirmaram que às vezes, como podemos constar na Figura 4. Vê-se que 74% dos estudantes apresentam alguma dificuldade ao realizar operações matemáticas.

33 REnCiMa, v. 11, n.5, p. 20-36, 2020 Figura 1- Percentuais obtidos a partir das respostas dos estudantes

Fonte: Dados da Pesquisa

Com objetivo de analisar o ponto de vista do professor sobre esse tema, foi feita a seguinte pergunta: os alunos têm dificuldades na resolução de problemas de física? Em sua opinião a que se deve isso? Todos responderam que “sim”, e como justificativa disseram que isso se deve aos alunos possuírem uma base defeituosa em Matemática. As seguintes declarações assim se destacam: “Depende da base adquirida pelo aluno em relação a matemática, ou seja, um bom aluno de matemática será um bom aluno de física” (FORMADO EM MATEMÁTICA); “Sim, muita! Isso se deve primeiramente a grande deficiência matemática, para efetuar Cálculos” (FORMADO EM MATEMÁTICA); “Sim! A grande maioria não tem conhecimento matemático, dizem entender o problema, mas não conseguem desenvolver por ser fraco em matemática” (FORMADO EM FÍSICA); “Sim! Isso se deve a dois fatores: base defeituosa em matemática á partir de uma análise crítica e a falta de importância aos conceitos Físicos” (FORMADO EM FÍSICA).

Nas respostas dos professores, nenhum citou a falta dos conhecimentos teóricos dos alunos e nem a falta de interpretação do que a questão está pedindo, como um dos fatores que contribuem para o baixo rendimento na resolução de problemas de física, todos disseram que a dificuldade por parte da maioria dos alunos está na base defeituosa que possuem em matemática. Em muitas respostas vimos que grande parte dos estudantes tem uma visão matematizada da física, e essa concepção dos alunos está relacionada com o método matematizado por parte de alguns professores das escolas trabalhadas. O fato de acharem que a dificuldade na resolução de exercícios de física está na base defeituosa em matemática, mostra que suas aulas não são voltadas para a física conceitual e sim para formulas e cálculos, o que Lopes (2004) não recomenda o uso em excesso das equações matemáticas que são necessárias à física, elas devem ser trabalhadas gradativamente, como instrumentos auxiliadores à assimilação de conceitos.

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Conclusões

A partir dos resultados supracitados, observou-se que uma das dificuldades enfrentadas pelos estudantes está no desconhecimento da importância de se estudar física. A grande maioria compartilha uma visão de que é importante porque precisam dela para passar de ano e por ser uma disciplina que precisarão para concursos e vestibulares. Os alunos possuem essa visão porque são preparados com esse intuído, uma vez que alguns professores relataram não explorar muito os fenômenos físicos através de experimentos e aulas práticas no laboratório, enfatizando que os alunos devem praticar bastante as aplicações matemáticas, uma vez que há uma cobrança maior em provas e concursos.

O que se viu nas escolas pesquisadas é uma física mais voltada para os cálculos, onde os professores visam pouco a física conceitual e aulas prática. O que foi visto é que o método utilizado é inadequado para despertar interesse e motivação dos alunos, onde o assunto é apresentado de forma rápida enfatizando somente o que está nos livros, entrando logo depois na resolução de exercícios. Com isso o aluno não desenvolve um conhecimento teórico do assunto o bastante para entender o que aquele resultado encontrado no exercício representa.

Um ponto que prejudica o aprendizado dos alunos é o fato de ainda haver professores não especializados atuando na área de Física, a primeira turma formada em Física pela UEA em Tefé-AM graduou-se em 2010, e mesmo assim não tem uma quantidade suficiente de professores para suprir as vagas de todas as escolas, sendo necessário improvisar com professores cuja formação não os qualifica para ministrar essa disciplina.

Os alunos dos 1° Anos do Ensino Médio pesquisados não souberam responder as perguntas usando os conceitos físicos, sempre relacionavam a Física com os cálculos, não tendo nenhuma ideia do que seja e nem onde ela é encontrada. Nesse caso um fato importante a ressaltar é que os professores dessas turmas pesquisadas são formados em matemática, o que nos ajuda a compreender essa situação, já que na hora de uma abordagem conceitual e experimental de fenômenos eles podem ter dificuldades, com isso usam um método inadequado de só assunto, exercício e prova. Para remediar essa questão, recomenda-se que, preferencialmente, no 1º ano, os professores fossem formados na área, bem como buscassem um ensino que desse ênfase aos conceitos e fenômenos físicos, para que aí sim os conhecimentos sejam solidificados a partir do uso de ferramentas matemáticas.

Nessa etapa inicial do Ensino Médio, os professores devem ter cuidado no método aplicado em sala de aula, sendo o momento certo para despertar o interesse dos alunos pela disciplina, mostrando onde está a física e qual é o papel na vida deles, fazendo isso desde o primeiro contato irá motivar o aluno a gostar da disciplina e a construir uma base forte que o acompanhará durante as outras séries.

35 REnCiMa, v. 11, n.5, p. 20-36, 2020 Para mudar essa visão que muitos alunos têm de que a Física é uma disciplina só de cálculos, o professor deve mostrar qual é o papel dessa disciplina em suas vidas, através de aulas experimentais e explorar os fenômenos dentro do contexto vivencial dos alunos. Os futuros professores de Física devem se conscientizar que um processo de aprendizagem mais voltado para os cálculos não despertará o interesse por parte da maioria dos discentes, buscando assim usar métodos que possam desenvolver um senso crítico nos estudantes para que tenha na Física uma nova forma de entender boa parte do que está ao seu redor, usando da Matemática apenas uma ferramenta para comprovar os diversos fenômenos físicos.

Outro ponto importante a ser mencionado é que muitos professores da rede básica utilizam predominantemente a abordagem puramente matemática como reflexo do ensino que tiveram tanto como alunos de física do ensino básico quanto na licenciatura no ensino superior. Faz-se de suma importância que esse ciclo vicioso seja quebrado, para que aí sim haja uma mudança significativa e duradoura a nível municipal, uma vez que Tefé é uma cidade de cerca de 60 mil habitantes e relativamente isolada das demais cidades da região.

Por fim, o trabalho buscou mostrar, a partir de uma análise quali-quantitativa, qual o panorama geral do ensino de Física em algumas escolas públicas de um município relativamente isolado no interior do estado do Amazonas, no caso Tefé. A partir dos resultados mostrados, é possível ver que, de maneira geral, a forma de ensino predominante na região prioriza a utilização da matemática como forma de ensinar física. Isso foi evidenciado nas respostas dos professores e reforçado nas respostas dos estudantes. Como esperado, a falta de um ensino mais voltado aos fenômenos físicos que permeiam o cotidiano discente contribui para a falta de interesse destes na disciplina e/ou a ineficiência em responder questões simples.

Com isso, acontecem as esperadas rejeições por parte dos estudantes e os consequentes altos índices de reprovação. Para atacar a questão, sugere-se que haja formações continuadas aos já docentes das escolas públicas da região, bem como a integração academia-ensino básico. Nesse sentido, os cursos de Licenciatura em Física da região podem auxiliar realizando trabalhos feitos no intuito de propor novas metodologias de ensino, de preferência que levem em consideração a realidade local para uma maior interação natural dos estudantes e professores com tal metodologia.

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