Reflexões e contribuições para o ensino de gravitação clássica no nível médio

The subject of Classic Gravitation is part of the actual curriculum for High School in Brazil, and it is taught in the first year of that education level. This master thesis presents a research regarding the subject Classic Gravitation in High School. This research was based in two complementary guidelines of research and action. The first guideline was the analysis of 21 didactic books of physics which are the more frequently used in High School, in the city of Natal/RN. The second guideline, worked after being verified the most common deficiencies presents in the didactic books, was the elaboration, followed by a practical application, of a course suggesting how to approach that subject in the classroom. The Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (National Curricular Parameters for High School PCNEM) defend that Classic Gravitation is very important in the student s formation and that its study helps the comprehension of many nature s phenomena. Because of this vision of that subject by the PCNEM, the 21 analyzed books were separated in two groups: the first one, containing 10 books, was edited before the spreading of PCNEM, and the second, with 11 books, after that spreading. Whatever the group to which the didactic books belonged, the great majority of them let that subject in a second plan; two of them even suggesting, in the teacher s orientations, that the subject Gravitation can be suppressed in case of insufficient time . These analyses points that the PCNEM had produced no changes in the conception of the authors that wrote books regarding that subject. To analyze the didactic books, we elaborated a script which was used as an analysis tool, in which we put in evidence the relative importance of the historic and philosophic contextualization of the subject, the quotidian experience of the students and the interdisciplinary approach, among other aspects. It became evident that the didactic books give very little emphasis to historic aspects of the knowledge construction, to the relations with the day-by-day questions and to the interdisciplinary character of the subject Gravitation. It calls attention the non concordance among the authors opinions regarding the necessary previous knowledge or prerequisites the students should fulfill in order to begin to study Gravitation. The course we elaborated was given to a group of teachers as well as to students. In those courses we treated theoretical and practical aspects and emphasized historical questions and the ones which are related to people s daily life. The course for teachers was realized as an extra-mural activity of the UFRN and was given by the author of this thesis at the Escola Estadual Francisco Ivo Cavalcanti (a state public school in Natal/RN). There were 23 teachers present, from several public schools and several fields of knowledge. The thesis supervisor and the master degree s colleagues of the author acted as collaborators , reporting the participants opinions and speeches. The course to the students, on the other hand, had the participation of 300 regular students who belonged to 6 different 1st year classes of the High School Escola Marista de Natal (RN), in which the author acts as a physics teacher. The student s course was realized as part of the regular curriculum activities, in which three classes stood under the responsibility of the author and other three classes in charge of another Marista s teacher, who participated as a collaborator . The teacher s course as well as the students one were given in two stages, with five hours each. The first stage was divided in two moments, the first one focused on the survey of the spontaneous conceptions about gravitation, in which we worked basically with experiments of free throwing and pendulum, and the second one focused in theoretical presentations and quarrels about universe s models. In the second stage of the course we improved the study of Kepler s laws and the Newton s Universal Gravitation law, and we used as motivating tools some practices involving the construction of the solar system in scale. As instruments for evaluating both courses we used questionnaires and reported the speeches with participants opinions, beyond usual written evaluations in the course for the students. The teachers who participated in the course showed very good wills in realizing interdisciplinary practices; nevertheless, according their own speeches, they frequently came across the difficulty of how to do . From the experience we had in both courses, we conclude that the approach we propose hear to the teaching of the subject Classic Gravitation , supported on the tripod theory, practice and historical and philosophical aspects, is viable and effective. One hopes that this research may contribute in the formation of a opinion, among the teachers, concerning how to approach the subject of Classic Gravitation, and may offer suggestions in order those who want to apply that approach may develop classroom practices aiming to improve the teaching of that subject, which has a singular importance in the formation of High School students

O tema Gravitação Clássica faz parte do currículo vigente para o Ensino Médio, sendo ministrado na 1a série desse nível de ensino. Esta dissertação apresenta uma pesquisa a respeito do tema Gravitação Clássica no Ensino Médio baseada em dois eixos norteadores e complementares de pesquisa e ação. O primeiro eixo apóia-se na análise de 21 livros didáticos de Física, que são mais comumente utilizados no Ensino Médio na cidade de Natal/RN. O segundo eixo, trabalhado após serem verificadas as deficiências mais comuns presentes nos livros didáticos, corresponde à elaboração, seguida da aplicação prática, de um curso sugerindo como abordar o tema em sala de aula. Os Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCNEM) advogam que esse tema é muito importante para a formação dos alunos e que o seu estudo auxilia na compreensão de diversos fenômenos da natureza. Considerando essa visão do tema pelos PCNEM, os 21 livros analisados foram separados em dois grupos: o primeiro grupo, com 10 livros, foi editado antes da divulgação dos PCNEM, e o segundo grupo, com 11 livros, após a sua divulgação. Independentemente de pertencer ao primeiro ou ao segundo grupo, a grande maioria dos livros didáticos relega o tema para um segundo plano; dois deles chegam ao extremo de sugerir, nas orientações aos professores, que o conteúdo Gravitação seja omitido, caso o tempo seja insuficiente . Essa constatação sinaliza no sentido de que os PCNEM não produziram nenhuma mudança na concepção dos autores dos livros a respeito do tema. Para a análise dos livros didáticos, utilizou-se como instrumento um roteiro que elaboramos, por meio do qual se procurou evidenciar a importância relativa da contextualização histórica e filosófica do tema, da experiência cotidiana dos alunos e da interdisciplinaridade, entre outros pontos. Constatou-se que os livros didáticos pouco enfatizam os aspectos históricos da construção do conhecimento, a relação com as questões do cotidiano e o caráter interdisciplinar do tema Gravitação. Chama a atenção a não concordância entre os autores a respeito do conhecimento anterior ou dos pré-requisitos necessários aos alunos para iniciarem o estudo da Gravitação. O curso que elaboramos foi ministrado tanto para professores como para alunos, sendo abordados aspectos teóricos e práticos, com ênfase em questões históricas e em questões relacionadas com o cotidiano das pessoas. O curso para professores foi realizado como uma atividade de extensão da UFRN e foi ministrado, pela autora desta dissertação, na Escola Estadual Francisco Ivo Cavalcanti (Natal/RN). Fizeram-se presentes a esse evento 23 professores de várias escolas da rede pública e de várias áreas do conhecimento. O orientador e os colegas mestrandos da autora desta dissertação atuaram como colaboradores, registrando opiniões e relatos dos participantes. O curso para alunos contou com a participação de 300 alunos regularmente matriculados em seis diferentes turmas do 1º ano do Ensino Médio da Escola Marista de Natal/RN, onde a autora desta dissertação atua como professora de Física. Esse curso para alunos foi realizado como parte das atividades curriculares normais, ficando três turmas sob responsabilidade direta da autora desta dissertação e três outras a cargo de outro professor da escola, que atuou como colaborador. Tanto o curso para professores como o curso para alunos constou de duas etapas, cada uma de 5 horas. A primeira etapa foi desdobrada em dois momentos, sendo o primeiro centrado no levantamento das concepções espontâneas sobre Gravitação, trabalhando-se basicamente com os experimentos de lançamento livre e pêndulo; o segundo momento centrou-se em apresentações teóricas e discussões sobre os modelos de universo. A segunda etapa do curso foi um aprofundamento sobre as Leis de Kepler e a Lei da Gravitação Universal de Newton, sendo utilizadas, como instrumentos motivadores, práticas envolvendo construções do sistema solar em escala. Como instrumentos de avaliação de ambos os cursos, foram utilizados questionários e relatos de opiniões, além de avaliações usuais, na versão do curso para alunos. Os professores participantes demonstraram disponibilidade para realizar práticas interdisciplinares; todavia, segundo seus próprios relatos, eles freqüentemente esbarravam na dificuldade do como fazer . Da experiência vivida nos dois cursos, verificou-se que a abordagem aqui proposta para o tema Gravitação Clássica, apoiada no tripé teoria, prática e aspectos históricos e filosóficos, é viável e efetiva. Espera-se que essa pesquisa possa contribuir na formação de uma opinião, entre os professores, a respeito de como abordar o tema Gravitação Clássica, e possa fornecer subsídios para que os interessados desenvolvam práticas em sala de aula visando aprimorar o ensino desse tema, que é de importância ímpar na formação dos alunos do Ensino Médio