DESENVOLVIMENTO DE UM ORGANIZADOR PRÉVIO EXPERIMENTAL EM SALA DE AULA PARA A CONSTRUÇÃO DOS CONCEITOS DE CALOR E TEMPERATURA PARTINDO DAS CONCEPÇÕES PRÉVIAS DOS ALUNOS



Marcus Vinícius Pereira
Colégio Estadual Olinto daGama Botelho, Pilares, RJ
marvin@gbl.com.br

Susana de Souza Barros
Instituto de Física, UFRJ, Ilha do Fundão, RJ,
susana@if.ufrj.br



Resumo

    Com o objetivo de introduzir novas estratégias em sala de aula numa escola pública de ensino médio, que não possui facilidades de laboratório, foi realizada uma pesquisa participativa, desenvolvendo um instrumento que chamamos de organizador prévio experimental. A partir da lista dos conceitos básicos científicos que devem ser estabelecidos para o desenvolvimento de um modelo conceitual elementar que permita a compreensão da unidade de Física Térmica(1): sistema, calor, temperatura, equilíbrio térmico, propriedades térmicas, pontos fixos, isolantes e condutores, condução de calor , dilatação, fonte térmica, energia térmica (energia interna) foi montado um pré-teste, com um conjunto de 20 questões. A análise das repostas permitiu fazer o primeiro levantamento das concepções prévias dos alunos. Utilizando essa base de dados foi montado o organizador prévio experimental , conjunto de demonstrações de situações experimentais simples, que permitem colocar em evidência o comportamento físico de sistemas simples. Dessa forma foi possível trabalhar os conceitos relevantes e refletir sobre as concepções dos alunos a partir da observação direta dos fenômenos que relacionam as grandezas físicas/conceitos que se deseja o aluno construa. Uma ficha, (instrumento de observação) foi utilizada para registro das demonstrações apresentadas. Esta contem uma tabela que permite que os estudantes registrem suas observações de forma controlada, fazendo que eles acompanhem e descrevam a situação física e tirem conclusões sobre os conceitos que mostram inconsistência, e que na literatura são apontados como de difícil compreensão. Dessa forma pode se trabalhar e refletir sobre os conceitos básicos da física em forma de 'espiral' (Baez, 1960), levando os alunos a expressar suas idéias, de início espontaneamente e posteriormente a partir das evidências experimentais observadas individualmente e que são analisadas em grupo. Essas idas e voltas, de acordo com muitos pesquisadores (Mazur,97, McDermott,84 , dentre outros), são necessárias, para poder sedimentar e generalizar os conceitos que de início aparecem como casos específicos e fragmentados (diSessa,88) e que precisam ser estruturados para a compreensão dos fenômenos físicos.

Exemplo da ficha de registro de um aluno


 
Conceito prévio/situação física
Observações
Conclusões
Conceito prévio: calor é de natureza material.

Sistema : corpo quente e corpo frio, mesma massa e material colocados em contato diatérmico. 

Antes: Corpo A: temperatura 20oC

Corpo B: temperatura 40 oC; massa 20,0g

Interação: Corpos colocados em contato

Após: corpos A e B : temperatura: 30 oC, massa: 20,0g 

O corpo quente esfriou e o corpo frio aqueceu, mudando sua temperatura mas as suas massas permaneceram constantes. Logo calor não seria matéria. É alguma outra coisa que passa do corpo quente para o frio...

    Com a participação dos alunos um vídeo do organizador prévio experimental está sendo produzido ilustrando as questões originais, o conjunto de situações físicas apresentadas em sala de aula e as discussões surgidas a partir dos registros de observação dos alunos. Conjuntamente com a apresentação do vídeo a bibliografia pertinente será também documentada no painel.

(1) Tópicos: I. Temperatura; II. Calor; III. Dilatação térmica, energia térmica, gases e Primeira lei