4. Metodologia

4.1 Quanto ao enfoque metodológico

O procedimento metodológico adotado nesta dissertação, de caráter qualitativo, constará de um relato de experiencia das atividades propostas em um curso de extensão (na forma de Oficina), que consiste no desenvolvimento de atividades experimentais de cunho investigativo, onde o aluno é provocado através de uma situação-problema, planejar, documentar e pôr em prática a montagem de experimentos explorando as questões construtivas e conceituais relacionadas ao referido problema.

Portanto, as atividades aqui propostas serão desenvolvidas, aplicadas e avaliadas, para que assim o resultado final apresentado tenha sido minimamente testado em situações de sala de aula.

4.2 Quanto aos participantes

Este trabalho deverá ser realizado junto aos cursos de Licenciaturas de Física, Química e Ciências Biológicas oferecidos pelo Campus Pelotas – Visconde da Graça (CaVG), do Instituto Federal Sul Rio-Grandense – IFSUL, através de um curso de extensão (oficina) com carga horaria de 21 h relógio.

4.3 Quanto à estratégia didática

Este projeto tem por objetivo desenvolver um trabalho de qualificação de alunos da Licenciatura do IFSul/CaVG. O trabalho é composto por uma revisão teórica dos conteúdos, por experimentos aplicáveis aos Ensino Fundamental e/ou Médio e por um hipertexto de apoio ao professor.

Ao elaborarem-se as atividades, considerou-se que o aluno deve ser capaz de reproduzir o fenômeno pela sua própria ação, ser capaz de variá-la a fim de observar as variações correspondentes. Isso oportunizará a estruturação das regularidades inerentes a cada fenômeno. Mas para que isso ocorra, tem-se que escolher fenômenos em que a reação do objeto seja imediata e perfeitamente visível.

O curso proposto é na forma de uma oficina dividida em sete (7) semanas com encontros de três horas (3h) semanais (três encontros semanais de uma hora ), totalizando, portanto, 21h . A cada encontro será solicitado e desenvolvido um conjunto de experimentos dentro do tema Física Térmica, direcionado ao ensino médio e/ou fundamental. Experimento este confeccionado com materiais de fácil obtenção e baixo custo, sendo acompanhado de um roteiro para o professor. Os temas dos trabalhos serão colocados no primeiro encontro e devem ser desenvolvidos em grupos com no máximo três integrantes cada. Todas as atividades partirão de situações-problema que evidenciem a sua utilização no cotidiano e planejadas de acordo com os Três Momentos Pedagógicos.

4.3.1 Previsão para cada encontro

Apresentação da proposta didática

Esta dissertação tem por objetivo contribuir para a qualificação de alunos das licenciaturas do IFSul/CaVG.  O trabalho consiste em um relato de experiência, referente a aplicação de um curso de extensão, que é composto por uma revisão teórica dos conteúdos selecionados (Física Térmica), por experimentos utilizando materiais de baixo custo e fácil obtenção, sobre o mesmo tema, aplicáveis ao Ensino Fundamental e/ou médio, uma aplicação tecnológica (coleta automática de dados) e por um hipertexto de apoio ao professor (produto educacional).

O curso proposto foi na forma de oficinas, divididas em sete semanas com três encontros semanais de uma hora relógio. Totalizando, portanto, 21 horas.

A primeira semana, consiste na apresentação da proposta de trabalho para os participantes, demonstração de experimentos com materiais de baixo custo, nas diferentes áreas da física, com o objetivo de sensibilização ao tema (Experimentos com materiais de baixo custo).  Na sequência apresentamos a forma para utilizar a plataforma de prototipagem ARDUINO, na aquisição automática de dados como: temperatura, massa e pressão. Essas grandezas são necessárias para o desenvolvimento das atividades experimentais de Física Térmica. Dentro da filosofia maker “aprender fazendo” e com objetivo de redução de custos, aliado a utilização dos meios tecnológicos, será apresentado, um termômetro, uma balança de precisão e um barômetro, bem como os procedimentos para produzir estes instrumentos e equipamentos, a custo muito baixo e grande versatilidade para utilizar nas demais atividades propostas durante o curso.

A segunda semana começa com a aplicação de um teste (pré-teste) sobre concepções alternativas de calor, temperatura e energia interna (Anexo A) proposto por Silveira e Moreira (1996). Na sequência, o conteúdo a ser trabalhado, versa sobre temperatura e seus efeitos, fazendo uma análise do ponto de vista macroscópico e microscópico e seus processos de medição. Também são analisados o equilíbrio térmico, o funcionamento dos termômetros e as escalas termométricas. Para finalizar discutiremos experimentos associados a construção e a utilização de termoscópio e termômetros a gás.

 

O tema da terceira semana é a dilatação de corpos sólidos. Trataremos os efeitos da dilatação térmica, procurando evidenciar as aplicações práticas desse efeito tais como: as juntas de dilatação de pontes e viadutos, as restaurações dentárias, aplicações de lâminas bimetálicas em disjuntores, as diferenças entre vidro pirex e vidro comum utilizado em pratos e vidraria de laboratório etc.

Discutiremos experimentos associados a dilatação linear, superficial e volumétrica dos sólidos, como, por exemplo, a construção de um Dilatômentro linear e de um anel de Gravesande customizado para evidenciar não só a dilatação volumétrica com também a superficial.

O tema da quarta semana será discussão teórica e experimental da dilatação térmica dos líquidos. Teremos atenção especial com a dilatação aparente dos líquidos e a dilatação anômala da água. Vamos discutir a importância da dilatação anômala da água numa perspectiva interdisciplinar.

A quinta semana tem como tema de estudo e discussão a calorimetria:  A energia térmica, o estudo do calor e suas manifestações, unidades e processos de medição, calor sensível, calor latente, trocas de calor.

Sexta semana continuamos com o tema calor explorando seus processos de transferência e implicações no que diz respeito a clima, conforto térmico em habitações.

Na sétima e última semana, será reservada a uma discussão geral sobre os temas tratados e os experimentos realizados, bem como a aplicação de um teste (pós-teste) sobre as concepções alternativas de calor, temperatura e energia interna proposto por Silveira e Moreira (1996).

Os temas semanais serão desenvolvidos da seguinte forma: em um primeiro momento será solicitado aos participantes que escrevam no papel o que eles entendem sobre o assunto tratado em cada encontro (temperatura, calor, energia interna, etc...), logo será solicitado a cada integrante, uma manifestação oral sobre o que foi escrito. Com base no exposto pelos estudantes, será realizada uma análise dos dados levantados e, se necessário, trabalhar os conceitos científicos exigidos a cada tema em forma de questionamentos, exemplos e situações práticas, onde os participantes serão levados a reelaborar determinados pontos que careçam de um aprimoramento, visto que alguns podem ainda manter conceitos oriundos da sua vivência cotidiana não cientificamente aceitos. (senso comum - concepções alternativas). Mesmo já tendo passado pelo ensino médio onde estes conceitos já deveriam estar em um patamar de aceitação científica.

Com base nos três momentos pedagógicos propostos por Delizoicov e Angotti (2007), será proposto um problema inicial para a discussão com os alunos referente ao tema de cada encontro, com base nos dados, conceitos necessários levantados previamente conforme descrito no parágrafo anterior. Será trabalhado sob orientação do professor a sistematização dos conteúdos e conceitos cientificamente aceitos de forma a ter a compreensão do tema e da problematização proposta, bem como a aplicação destes conceitos a situações do cotidiano dos alunos que envolvam o mesmo princípio.

Dentro da filosofia Maker “aprender fazendo”. Na sequência os alunos trabalharam o tema apresentado sob a forma de construção de um equipamento com materiais de baixo custo e fácil aquisição, equipamento este que terá a utilidade prática de possibilitar a identificação e aplicação dos conceitos físicos que envolve a compreensão do fenômeno estudado.

4.4 Quanto aos instrumentos para a coleta de dados:

A coleta de dados será realizada pela análise do pré-teste e do pós-teste realizados no início e término do curso e da entrevista com os alunos que participaram da oficina. Também analisaremos os materiais produzidos pelos educandos referente às atividades propostas tais como: vídeos e documentos escritos (relatos de planejamento e execução das atividades propostas). Outras fontes de dados serão as observações realizadas na execução do curso e as entrevistas realizadas ao final das oficinas.

Durante a pesquisa, Gil (2008) aponta que, a função do pesquisador, enquanto professor deverá observar, registrar e documentar todo o tipo de situações a fim de reunir subsídios para a coleta de dados sobre os experimentos construídos e utilizados pelos alunos na solução das tarefas propostas.

4.4.1 Observações participantes

Para Sampieri et al. (2013) a observação qualitativa não é uma mera contemplação, e sim, implica em entrarmos profundamente em situações sociais e mantermos um papel ativo, assim como uma reflexão permanente, estarmos atentos aos detalhes, acontecimentos, eventos e interações. Para os autores um bom observador qualitativo precisa saber ouvir e utilizar todos os sentidos, prestar atenção nos detalhes, possuir habilidades para decifrar e compreender condutas não verbais, ser reflexivo e disciplinado para fazer anotações, assim como flexível para mudar o foco da atenção, se for necessário.

Segundo Gil (2008) a observação constitui elemento fundamental para a pesquisa e é sempre utilizada na coleta de dados, conjugada a outras técnicas ou utilizada de forma exclusiva. A observação apresenta como principal vantagem, em relação a outras técnicas, a de que os fatos são percebidos diretamente, sem qualquer intermediação (GIL, 2018, p. 100).

Gil (2008) também afirma que a observação participante (ou observação ativa) consiste na participação real no grupo ou em uma situação determinada. Neste caso, o observador assume, pelo menos até certo ponto, o papel de um membro do grupo. Daí por que se pode definir observação participante como a técnica pela qual se chega ao conhecimento da vida de um grupo a partir do interior dele mesmo.

5. Produto Educacional

A presente proposta de trabalho tem como produto educacional um acervo multimídia, (hipertexto) de apoio aos professores de Física e/ou ciências, com orientações para a construção, discussão e ampliação dos experimentos de Física Térmica que foram desenvolvidos ao longo do curso. Será disponibilizado na forma de um blog (meulaboratoriodefisica.blogspot.com).

6. Resultados esperados

Através da análise dos dados coletados durante a aplicação desse curso de extensão (na forma de oficinas), objetiva-se criar uma proposta para a utilização de experimentos construídos com materiais de baixo custo, fácil aquisição e aplicação. Acredita-se que as aulas experimentais potencializam a aprendizagem quando fazem relação dos conceitos físicos com o cotidiano do aluno.

Procura-se com este trabalho colocar em evidência a importância das aulas experimentais no ensino da Física. Espera-se que os licenciados, futuros professores, adquiram a autonomia necessária para planejar, produzir e aplicar, na sua prática docente, experimentos com materiais de fácil obtenção, baixo custo de aquisição.

 Durante as oficinas procuraremos mostrar a riqueza da interação social que a atividade experimental desencadeia, sendo ela em pequenos grupos ou mesmo uma atividade de demonstração. Num experimento não é possível desprezar fatores ambientais, como temperatura, umidade, pressão atmosférica, vento, claridade, atrito, além das intercorrências da própria montagem – ajustes, adaptações e imprevistos.  Todos esses fatores podem ser objeto de questionamentos que enriquecem a interação social.

 

 

7. Cronograma

A Tabela 1 mostra de forma resumida o cronograma previsto para a realização da pesquisa e das demais atividades a serem desenvolvidas durante o mestrado. Todas as despesas para execução do projeto serão custeadas com verba própria.

Tabela 1. Cronograma