9 Contribuições de um texto histórico de fonte primária para a aprendizagem significativa da Lei de Coulomb

9 Contribuições de um texto histórico

de fonte primária para a

aprendizagem significativa da Lei de

Coulomb 1

 

Sergio Luiz Bragatto Boss 2 3 ; Moacir Pereira de Souza Filho;

João José Caluzi4

 

Introdução

A História da Ciência no Ensino de Ciências tem sido alvo de discussões e pesquisas, as quais têm ressaltado algumas contribuições que essa articulação pode trazer para o processo ensino-aprendizagem. Neste trabalho, discutiremos uma possível contribuição da História da Ciência para o aprendizado da Lei de Coulomb. Fazemos aqui uma análise de parte dos dados referentes a uma pesquisa que tem como principal objetivo verificar se o estudo e discussão de fontes primárias em sala de aula pode favorecer a construção de subsunçores pelos graduandos. A coleta de dados foi realizada em uma turma de licenciandos em Física da Universidade Estadual Paulista. O referencial teórico da pesquisa é a teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel.

Tendo em vista as dificuldades que os alunos apresentam no processo de aprendizagem dos conceitos, destacamos dois problemas referentes ao ensino de Física que entendemos contribuírem de forma importante para o insucesso do processo ensino-aprendizagem dos conceitos científicos: a metodologia utilizada para abordá-los e a banalização dos conceitos. Inicialmente, chamamos atenção à forma como a Física tem sido “ensinada”, ou melhor, como seus conteúdos têm sido desenvolvidos. Segundo os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs), o ensino de Física é realizado por meio da apresentação de conceitos, leis e “fórmulas” de maneira desarticulada e sem significado para os alunos. Coloca e exige a teoria e a abstração desde o início do processo de aprendizagem, sem levar em consideração o desenvolvimento gradual da aprendizagem. Prioriza e dá ênfase excessiva à utilização de “fórmulas”, em situações artificiais, separando a linguagem matemática de seu significado físico. Enfatiza a resolução mecânica de exercícios repetitivos, buscando, de certa forma, a aprendizagem pela automatização ou memorização mecânica e não pela construção paulatina e sólida do conhecimento (Brasil, 2000, p.22).

Além disso, temos as próprias dificuldades intrínsecas à compreensão dos conteúdos e conceitos da Física. Muitas vezes, tais dificuldades são ignoradas pelos professores que tratam o conteúdo como algo bastante fácil de entender. As explicações físicas possuem determinados graus de complexidade; no entanto, com o passar do tempo, a “utilização” dos conceitos tende a banalizar um conteúdo cuja compreensão é bastante laboriosa. Em muitas situações, essa banalização faz com que dificuldades conceituais sejam subestimadas e conceitos sejam tratados como óbvios e evidentes. Isto pode levar os alunos à crença equivocada de que teorias, conceitos e fenômenos físicos são mágicos (Dias, 2001, p.226).

Dada essa situação, defendemos que por meio da utilização da História da Física é possível evidenciar que os conceitos não são óbvios e, assim, ensiná-los de forma não mecânica, prezando pela compreensão conceitual e pela aprendizagem significativa. A inserção da História da Ciência no Ensino de Ciências justifica-se por várias razões e objetivos. Dentre eles, destacamos a sua utilização para auxiliar na compreensão dos conceitos científicos (Matthews, 1994, p.50-1; Villani et al., 1997, p.44; Boss, 2009; Souza Filho, 2009).

Entendemos que a História da Ciência e a teoria da aprendizagem significativa, quando aliadas, podem contribuir para melhorar a compreensão do conteúdo específico. Superando, dessa forma, a aquisição mecânica de “fórmulas”, equações e expressõesmatemáticas que, muitas vezes, os alunos decoram e utilizam sem compreender o seu significado real (Vannucchi, 1996, p.19). Por meio do estudo histórico é possível fazer uma análise conceitual; é possível evidenciar como se deu a enunciação de um conceito, conhecendo as perguntas que foram respondidas pelo seu surgimento e as questões e os problemas que o originaram; é possível entender, ainda, a função do conceito dentro de uma dada teoria (Dias, 2001, p.226-7; Dias; Santos, 2003, p.1616). Estes são alguns dos elementos que julgamos importantes quando buscamos a aprendizagem significativa.

Segundo Villani e colaboradores (1997, p.44), para tornar algumas teorias inteligíveis para os alunos de graduação é necessário complementar e enriquecer os processos atuais de ensino, indo além dos aspectos experimentais e matemáticos. Os autores sugerem que isto pode ser feito por meio da inserção da História da Ciência nas aulas. Martins (1988) apresenta um exemplo de como o conhecimento histórico pode contribuir para o esclarecimento conceitual do fenômeno da produção de campo magnético em torno de um fio percorrido por uma corrente elétrica. Traçaremos, neste trabalho, algumas considerações sobre como a discussão de um texto histórico, de fonte primária, em sala de aula pode auxiliar na aprendizagem significativa da Lei de Coulomb. Em nossa pesquisa, trabalhamos com os textos traduzidos para o português a partir das fontes primárias publicadas como um meio de propiciar a aquisição de subsunçores que possam subsidiar a aprendizagem significativa do conceito.

 

Alguns aspectos da teoria da aprendizagem

significativa A teoria da aprendizagem significativa de Ausubel procura revelar de que forma o ser humano aprende e como a mente humana retém os conteúdos disciplinares ministrados em sala de aula, ou em ambientes de aprendizagem semelhantes (Ausubel et al., 1980,

p.98; Ausubel, 2003, p.21-2). 5 Essa aprendizagem ocorre na medida em que uma determinada ideia, ao ser aprendida, relaciona-se de forma não arbitrária e não literal a alguns conhecimentos relevantes existentes na estrutura cognitiva do aprendiz (Ausubel et al., 1980, p.34; Ausubel, 1968, p.38-9). Os conhecimentos relevantes da estrutura cognitiva, que servem de ancoradouro para a nova informação, são denominados subsunçores. No momento em que o aluno se depara com um material de aprendizagem, para assimilá-lo significativamente é necessário que ele tenha subsunçores disponíveis em sua estrutura cognitiva. Caso não haja subsunçores em que o material de aprendizagem possa se apoiar, não será possível a aprendizagem significativa. Um exemplo disso é a memorização automática de definições, conceitos ou proposições.

Por exemplo, um aluno pode aprender a Lei de Ohm, que afirma que a diferença de potencial é diretamente proporcional à corrente

elétrica em um circuito. 6 Entretanto, para que essa proposição seja aprendida significativamente, o estudante precisa ter o significado dos conceitos de corrente elétrica, diferença de potencial, resistência elétrica e das relações de proporcionalidade em sua estrutura de conhecimentos, caso contrário será possível apenas a aprendizagem mecânica (memorização) do conteúdo. Além disso, é preciso que o aluno esteja disposto a aprender e busque relacionar tais conceitos tal como estão expressos na Lei de Ohm (Ausubel et al., 1980, p.35).

A teoria de Ausubel ressalta a importância das tarefas de ensino, às quais é conferido um potencial significativo. Há dois fatores que determinam o potencial significativo da tarefa de ensino: i) a natureza do assunto, que deve ser suficientemente não arbitrário e não aleatório, permitindo, dessa forma, que o aluno estabeleça uma relação não arbitrária e não literal com informações correspondentemente relevantes localizadas no domínio da capacidade intelectual humana; ii) a estrutura cognitiva de cada aluno, pois a aquisição de significados se dá em cada indivíduo, por isso, não é suficiente que o conteúdo ministrado seja somente relacionável a ideias relevantes que a maioria dos seres humanos pode adquirir, é preciso que cada aprendiz tenha essas ideias relevantes em sua estrutura cognitiva (Ausubel et al., 1980, p.36-7).

É importante destacar que, no processo de aprendizagem significativa, a relação não arbitrária e não literal que ocorre entre os subsunçores e o novo conteúdo não é uma mera conexão, é algo mais “forte”, sendo que tanto a nova informação quanto aquela que o aluno já possui se modificam no processo de aprendizagem (Ausubel et al., 1980, p.48; Moreira & Masini, 1982, p.13).

A teoria ausubeliana define algumas formas de aprendizagem significativa: i) na aprendizagem subordinativa derivativa, o novo conteúdo a é ligado a uma ideia mais geral A da estrutura cognitiva e representa um exemplo ou extensão de A; nessa relação, os atributos essenciais do conceito A não sofrem alterações; ii) na aprendizagem subordinativa correlativa, o novo conteúdo a é ligado à ideia A, mas agora ele é uma extensão, modificação ou qualificação de A; nessa interação, os atributos essenciais do conceito subordinado A podem ser ampliados ou modificados; iii) na aprendizagem superordenada, as ideias a , a e a da estrutura 1 2 3 cognitiva são consideradas exemplos mais específicos do novo conteúdo A e passam a associar-se a ele; aqui, a ideia superordenada A passa a ser definida por um novo conjunto de atributos essenciais que abrange as ideias subordinativas; iv) na aprendizagem combinatória, o novo conteúdo A é relacionável às ideias existentes B, C e D, mas não é nem mais abrangente, nem mais específico do que elas; aqui, o novo conteúdo A tem alguns atributos essenciais em comum com as ideias preexistentes. (Ausubel et al., 1980, p.57; Ausubel, 2003, p.111). O resultado da interação entre o novo conteúdo potencialmente significativo e uma ideia presente na estrutura cognitiva é denominado assimilação, o que origina uma estrutura mais diferenciada, sendo que boa parte da aprendizagem significativa é fundamentalmente a assimilação dos novos conteúdos (Ausubel et al., 1980, p.57-8).

Uma vez que a presença de subsunçores na estrutura cognitiva é uma condição sine qua non para a aprendizagem significativa, a teoria de Ausubel propõe uma estratégia para facilitar essa aprendizagem. A estratégia consiste na utilização de materiais introdutórios adequados, claros e estáveis denominados organizadores prévios. Estes devem ser trabalhados com os aprendizes antes de o conteúdo de aprendizagem ser ministrado. O objetivo é fornecer subsunçores relevantes e aumentar a discriminação entre aquilo que o aluno já sabe e o conteúdo a ser aprendido. (Ausubel et al., 1980, p.143; Ausubel, 2003, p.66; Moreira & Masini, 1982, p.11). Os organizadores prévios devem ser apresentados em um nível de abstração mais elevado, de maior generalidade e inclusão do que o material a ser aprendido (Ausubel et al., 1980, p.143; Ausubel, 2003, p.66).

Com isso, a principal função dos organizadores prévios é superar o limite entre o que o aluno já sabe e aquilo que ele deverá aprender – 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).

Sendo assim, entendemos que textos históricos podem ser utilizados para fornecer, aos aprendizes, conhecimentos relevantes que subsidiem a aprendizagem significativa dos conceitos. Neste trabalho, apresentamos uma proposta de discussão de traduções das fontes primárias em sala de aula, que foi feita com base em algumas características dos organizadores prévios. Entretanto, nossa proposta não é um organizador prévio legítimo, pois não possui todos os seus elementos e características essenciais. Discutimos textos históricos em sala de aula, com licenciandos em Física, antes de o conteúdo específico ser ministrado pelo professor da disciplina, buscando fornecer subsunçores para a posterior aprendizagem significativa. Intentamos que os alunos adquirissem tanto conhecimentos mais gerais quanto conhecimentos mais diferenciados do que o conteúdo específico a ser ministrado posteriormente. O objetivo deste trabalho é verificar se houve a aquisição de subsunçores, pelos aprendizes, para a aprendizagem da Lei de Coulomb.

 

Metodologia

Em função dos limites de espaço do presente artigo, apresentaremos a discussão de parte dos dados coletados para o trabalho. Esta pesquisa é de natureza qualitativa. A coleta de dados foi realizada em duas etapas. Na primeira, feita no primeiro dia de aula do semestre, foi aplicado um questionário com o objetivo de identificar os conhecimentos prévios e os subsunçores dos alunos sobre alguns aspectos do conteúdo de eletrostática. Na segunda, realizada alguns dias depois da discussão da “Primeira memória”de Coulomb (Coulomb, 1785a), foi aplicado um questionário com o objetivo de identificar os conhecimentos adquiridos pelos alunos sobre o conteúdo histórico discutido. Essas etapas ocorreram no mês de março de 2008.

O texto de Coulomb foi discutido na íntegra com os graduandos. A tradução foi feita pelos autores deste trabalho a partir do texto original em francês. Para trabalhar o texto em sala de aula foi solicitado a alguns alunos que fizessem a leitura dele em voz alta, de forma que cada aluno lesse um parágrafo. Então, a cada parágrafo era feita uma discussão sobre aquilo que estava sendo lido. Os pesquisadores procuravam sempre fazer perguntas aos alunos de forma que por meio das respostas se estabelecesse uma discussão sobre o texto. Quando necessário, os pesquisadores procuravam explicitar e detalhar melhor o seu conteúdo. Para facilitar o entendimento do aparato e do procedimento experimental utilizado por Coulomb, a figura da balança de torção foi projetada utilizando-se um projetor multimídia. Com isso, a leitura e a discussão do texto foram feitas apoiadas na figura (ver Figura 1, mais adiante). É importante destacar que entender o aparato e o procedimento experimental presentes no texto é uma tarefa bastante laboriosa.

Os dados – respostas dos graduandos – foram categorizados e apresentados em tabelas e gráficos na seção “Dados” deste artigo. Os questionários constituíam-se apenas de questões abertas. O tratamento e a análise dos dados foram feitos com base em Análise de conteúdo (Bardin, 1977). Segundo Bardin (1977, p.42), a análise de conteúdo pode ser definida como um conjunto de técnicas de análise das comunicações que visa obter, por meio de procedimentos sistemáticos e objetivos de descrição de conteúdo (e.g., textos), indicadores (quantitativos ou não) que permitam inferir conhecimentos relativos às condições de produção/recepção dos textos – que neste trabalho provêm das questões analisadas. A análise dos dados é o processo que busca a organização e transcrição dos materiais acumulados na pesquisa (e.g., questionários), com o objetivo de aumentar a compreensão desses materiais e permitir sua divulgação. Nessa etapa, trabalha-se com os dados, buscando sua organização, a divisão em atividades manipuláveis, a síntese, a procura de padrões, a descoberta dos aspectos importantes e o que deve ser divulgado (Bogdan & Biklen, 1994, p.205).

 

Dados

Para este trabalho, utilizaremos apenas duas questões do questionário aplicado na primeira etapa e uma questão do questionário aplicado na segunda etapa, tendo em vista o espaço disponível. Os resultados obtidos com essas três questões são

apresentados nas tabelas 1 e 2 e nos gráficos 1 e 2, nos quais são indicadas as categorias e as porcentagens de graduandos que as expressaram em suas respostas. É importante destacar que a soma das porcentagens expostas nas tabelas e nos gráficos pode passar de 100% porque há respostas que contêm mais de uma categoria.

Também vale observar que na Tabela 1 consta a categoria não atingiu o objetivo. Nessa categoria enquadram-se respostas em que não foi possível estabelecer uma relação entre a manifestação do aluno e o assunto investigado, por exemplo, respostas que estavam fora do assunto perguntado ou muito genéricas.

Etapa 1 – Levantamento dos conhecimentos prévios dos alunos

Esta etapa foi realizada no primeiro dia de aula, antes de o professor da disciplina Física Geral III iniciar suas aulas. Esse questionário tinha 19 questões que versavam sobre os temas carga elétrica, eletrização, Lei de Coulomb, campo elétrico e Lei Gauss. As 19 questões eram conceituais, não fazendo solicitações de natureza explicitamente quantitativa. O questionário foi respondido por 33 graduandos. Apresentamos aqui duas questões, as quais buscavam aferir os conhecimentos prévios dos alunos referentes à Lei de Coulomb.

Questão 1: Sejam duas cargas q e Q ambas positivas, Q > q, situadas em dois pontos A e B separados por uma distância r. A força que a carga q exerce sobre Q é maior, menor ou igual à força

de 7 Q sobre q ? Justifique sua resposta.

O Gráfico 1 mostra que aproximadamente 42% dos alunos (categorias maior e menor) entendiam que uma carga exerce força diferente sobre a outra. Aproximadamente 27% dos alunos não responderam à questão. Cerca de 30% dos alunos responderam corretamente à pergunta, no entanto, apenas dois deles justificaram suas respostas, e as justificativas não se referiam à Lei de Coulomb. Ambos justificaram dizendo que as forças formam “um par de ação e reação”, tal como expressa o aluno A17: “A força é igual, por ser

um par de ação e reação 8 ”. Essa questão nos chamou a atenção pelo número de graduandos que não a respondeu e pelo número pequeno de alunos que justificaram a resposta.

Questão 02: Duas bolinhas de material isolante carregadas eletricamente têm a mesma massa (m) e estão suspensas por um fio também isolante, uma ao lado da outra. A carga de uma bolinha é o dobro da outra. Escolha o diagrama apropriado para mostrar o deslocamento angular relativo das bolinhas. Justifique sua

resposta.9

 

Diagramas da Questão 2

A Tabela 1 também mostra que a maioria dos alunos, aproximadamente 58% (categorias 1 e 3), entendia que uma carga exerce força diferente sobre a outra. O mesmo foi evidenciado pela Questão 1. Aproximadamente 42% dos alunos responderam corretamente à questão, no entanto, a maioria deles atribui a simetria apenas ao fato de as massas serem iguais. Cerca de 12% justificaram com o argumento de que a força de repulsão é igual, entretanto, nada mencionaram sobre a Lei de Coulomb. Para 6% dos alunos, a carga não influencia no equilíbrio.

Tabela 1 – Respostas à Questão 210

 

Respostas Justificativas Porcentagem

de alunos *

(Alternativas)

 

1. (a) 1.1. 6%

(12%) Quanto maior a carga

maior a repulsão

 

1.2. Não justificou 6%

 

2. (b)

(42%)

2.1. Massas iguais 27%

 

2.2. Mesma força de 12% repulsão

 

2.3. A carga não 6% influencia no equilíbrio

 

2.4. Não atingiu o 6% objetivo

 

3. (c)

(46%)

3.1. 2q é maior do que q 21%

3.2. A força de 2q sobre 30% q é maior

 

 

3.3. 3%

2q tem maior campo eletromagnético

 

3.4. Força é proporcional 3% à carga

 

3.5. 3%

Carga menor se

locomove mais

facilmente

 

3.6. Não justificou 3%

 

3.7. Não atingiu o 6% objetivo

 

* Porcentagem em relação ao total de alunos (33)

As questões 1 e 2 mostram que, para a maioria dos alunos, a força elétrica que uma carga exerce sobre a outra é diferente. Dessa maioria, grande parte justificou a diferença das forças com base no fato de as cargas serem diferentes. É importante destacar que esse conteúdo faz parte dos conteúdos do terceiro ano do ensino médio, portanto, teoricamente, é um conteúdo já visto pelos sujeitos da pesquisa.

Etapa 2 – Levantamento dos conhecimentos adquiridos com as discussões sobre o texto histórico referente à força elétrica

A segunda etapa da coleta de dados foi realizada alguns dias após a aplicação do texto histórico. Esse questionário tinha 11 questões, das quais os alunos deveriam escolher cinco para responder. Apresentamos aqui duas dessas questões, sendo que as outras versavam sobre outros quatro textos históricos – também traduções – que foram discutidos no primeiro mês de aula. O questionário foi respondido por 33 graduandos. As duas questões foram respondidas pelos mesmos alunos, pois a escolha de uma implicava, obrigatoriamente, a escolha da outra.

Questão 3:

a) Tendo em vista a 11 Figura 1 , descreva o aparato experimental.

Figura 1 – Balança elétrica utilizada por Coulomb. Extraída de

Coulomb, 1785a

Gráfico 2 – Respostas à Questão 3a 12

Solicitamos que os alunos descrevessem o aparato experimental porque isso nos auxilia a entender as respostas à questão seguinte. Metade dos alunos que respondeu a essa questão descreveu satisfatoriamente o aparato, 25% descreveram parcialmente, e outros 25% não descreveram.

b) Descreva o procedimento experimental que Charles Augustin Coulomb utilizou para realizar medidas e propor a lei de força elétrica. Qual a lei proposta por Coulomb?

Tabela 2 – Respostas à Questão 3b

 

Descrição do procedimento Porcentagem de

experimental alunos

 

1. Descreveu satisfatoriamente 67%

 

2. Descreveu parcialmente 25%

 

3. Não descreveu 8%

 

Sobre a lei proposta

 

4. Expressou corretamente 83%

 

5. Expressou de forma 8% equivocada

 

6. Não respondeu 8%

 

A maioria dos alunos (67%) descreveu o procedimento experimental corretamente. Consideramos como descrição satisfatória, ou correta, aquela que mencionava efetivamente o procedimento

experimental descrito por Coulomb. 13 Já 25% descreveram de forma parcial, isto é, não mencionaram algum elemento importante do procedimento descrito no texto lido. Aproximadamente 8,3% não responderam. Quase 84% dos alunos expressaram de forma correta a lei proposta por Coulomb na sua “Primeira memória”. Discussões e conclusões

Antes de iniciar as discussões sobre os dados é importante destacar alguns pontos do empreendimento de Coulomb e do nosso trabalho com esse tema. Coulomb discute o tema força elétrica nas suas duas primeiras memórias – na “Primeira memória” inteira e no início da “Segunda memória”(Coulomb, 1785a, 1785b). É importante ressaltar que, na “Primeira memória”, Coulomb utiliza uma balança elétrica para estudar a interação entre dois corpos esféricos carregados eletricamente. Nessa memória, ele discute apenas a interação repulsiva dos corpos, e conclui somente que a força de interação elétrica entre duas esferas eletricamente carregadas, com eletricidades de mesma natureza, é proporcional ao inverso do quadrado da distância entre elas. Na “Segunda memória”, Coulomb estuda a interação atrativa entre dois corpos carregados, com eletricidades de naturezas distintas. Mas para isso ele utiliza um pêndulo de torção, tendo em vista a dificuldade de realizar tal experimento com uma balança de torção. Apenas no segundo trabalho Coulomb sugere que a força elétrica é proporcional ao produto da massa elétrica de cada esfera. Note que não se falava em carga elétrica, mas em massa elétrica.

Em nossa pesquisa, aplicamos apenas a tradução do primeiro texto de Coulomb. No entanto, antes e após o estudo e a discussão dessa tradução de fonte primária foram trabalhados alguns textos de fonte secundária com os graduandos. Inicialmente, discutimos trabalhos anteriores a Coulomb, e.g., de Joseph Priestley e Henry Cavendish. Em seguida, discutimos a tradução. Posteriormente, discutimos alguns trabalhos que questionam o fato de Coulomb ter concluído que a força é inversamente proporcional ao quadrado da distância com apenas três medidas. Discutimos, ainda, as tentativas de reprodução da balança de torção de Coulomb e os problemas encontrados, o conteúdo da “Segunda memória”, e a possível influência da teoria de Isaac Newton sobre a proposição de que a força elétrica é proporcional ao produto das massas elétricas. Com isso, nosso objetivo era tentar fornecer aos licenciandos não apenas conhecimentos relevantes para poder aprender significativamente a Lei de Coulomb, mas também apresentar uma visão mais ampla sobre as discussões que cercam a proposição dessa lei. Os limites do presente trabalho nos impedem de qualquer aprofundamento nas questões mencionadas.

Os dados referentes à avaliação de conhecimentos prévios dos graduandos mostraram que a maioria deles não tinha conhecimento sobre a lei de força elétrica, ou não conseguiu associar esse conceito às situações propostas. Podemos verificar isso por meio

das questões 1 e 2 – Gráfico 1 e Tabela 1. Sendo assim, a discussão sobre o texto traduzido de Coulomb foi realizada com o intuito de fornecer alguns conhecimentos relevantes aos alunos, tendo em vista a posterior aprendizagem significativa do conceito. A “Primeira memória” apresenta a forma como Coulomb construiu a balança de torção e como a utilizou para concluir que a força elétrica é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre dois corpos eletrizados.

A discussão do texto permite entender o processo pelo qual Coulomb chegou à proposição de que a força elétrica é proporcional ao inverso do quadrado da distância, evidenciando como se deu a enunciação desse conceito. Entendemos que tais elementos são importantes para que o aluno possa compreender o conceito de força elétrica e superar a aquisição mecânica da expressão matemática que a representa. Nossos dados mostram (Tabela 2) que aproximadamente 67% dos graduandos descreveram o procedimento experimental de Coulomb corretamente, e que 25% o descreveram de forma parcial. Mostram, ainda, que metade dos alunos descreveu satisfatoriamente o aparato experimental, e que

25% o descreveram parcialmente (Gráfico 2). Esses dados evidenciam que a maioria dos graduandos que optou por responder a essa pergunta adquiriu elementos importantes sobre o processo de proposição da lei de força elétrica. Assim, passam a ter conhecimentos que podem subsidiar a aprendizagem significativa do conceito.

Segundo Villani e colaboradores (1997, p.44), a discussão e compreensão do processo de proposição dos conceitos e teorias enriquecem o ensino, pois vão além dos aspectos experimentais e matemáticos. A História da Ciência pode promover uma melhor compreensão e contribuir para a aprendizagem dos conceitos científicos. Esse argumento baseia-se na convicção de que um entendimento bem fundamentado é necessariamente histórico, que a melhor forma de se entender um conceito é por meio de sua construção histórica (Matthews, 1994, p.50-1). Portanto, entender o processo de elaboração de um conceito é importante para a sua compreensão.

O Gráfico 1 e a Tabela 1 mostram que, inicialmente, a maioria dos graduandos entendia que uma carga exerce força diferente sobre a outra na interação entre elas. Esta é uma informação importante, pois tal ideia prévia pode, posteriormente, comprometer o entendimento correto do conceito. Por isso, durante a discussão do texto histórico procuramos chamar a atenção dos alunos para o fato de que Coulomb não estava aferindo duas forças elétricas de valores diferentes. Ele estava aferindo uma única força elétrica, que ocorre devido à interação entre as duas esferas carregadas, e que a força que uma esfera exerce na outra tem o mesmo módulo, e o que as diferencia é o sentido. As respostas dos alunos à Questão 3 mostram que, após a discussão do texto, ao se referirem à força elétrica, nenhum deles mencionou a existência de forças diferentes, como alguns fizeram anteriormente. Assim, os alunos adquiriram uma importante característica da força elétrica, a qual posteriormente poderá servir como subsunçor para a aprendizagem do conceito, no momento da sua formalização. É importante destacar que a maioria dos alunos que respondeu à questão sobre o texto de Coulomb havia mencionado a existência de duas forças distintas ao responder ao questionário de conhecimentos prévios.

Os dados mostram, também, que quase 84% dos alunos expressaram a lei proposta por Coulomb, na sua “Primeira memória”, de forma correta. Desse modo, podemos deduzir que esses aprendizes adquiriram subsunçores que podem subsidiar a aprendizagem significativa da lei de força elétrica. Adquiriram uma importante característica da interação entre cargas elétricas, isto é, que a força elétrica é proporcional ao inverso da distância entre as cargas ao quadrado. Esta é uma ideia mais geral, que pode ser diferenciada dando origem à aprendizagem significativa subordinativa correlativa. A partir dessa ideia e do conceito de proporcionalidade, é possível chegar à forma como a lei de força elétrica é enunciada atualmente, uma vez que Coulomb não a propôs como uma igualdade. Portanto, a ideia mais geral seria diferenciada em termos de outras ideias, que são extensão, modificação e qualificação dela. Assim, ampliam-se os atributos essenciais do conceito.

Ao descrever corretamente o aparato e o procedimento experimental, os alunos demonstraram ter adquirido outras ideias importantes que podem subsidiar a aprendizagem significativa, no momento da formalização do conceito. Afinal, o texto histórico foi discutido antes de o professor ministrar o conteúdo. Por exemplo, adquiriram a ideia de que quando duas esferas condutoras, uma carregada e outra neutra, se encostam, a eletricidade se distribui entre elas. Este é um conhecimento mais geral e inclusivo, que pode ser diferenciado, dando origem à aprendizagem significativa subordinativa correlativa. Neste caso, há um conteúdo subsequente mais diferenciado: especificar quais são os entes carregados que passam de uma partícula para outra, bem como o papel fundamental da lei de conservação da carga nesse processo. É possível ocorrer a aprendizagem significativa subordinativa correlativa porque o conteúdo ministrado posteriormente à ideia mais geral é extensão, modificação e qualificação dos conhecimentos adquiridos com o texto histórico.

Neste trabalho, verificamos que os sujeitos da pesquisa adquiriram alguns subsunçores com as discussões do texto histórico em sala de aula, o que pode, posteriormente, subsidiar a aprendizagem significativa do conceito de força elétrica. Ressaltamos que a disponibilidade de conteúdo relevante (subsunçores) na estrutura de conhecimento de um aprendiz é uma variável decisiva para a aprendizagem significativa.

 

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YOUNG, H. D., FREEDMAN, R. A. Sears e Zemansky Física III:Eletromagnetismo. 10.ed. São Paulo: Addison Wesley, 2004.

 

1 . Um trabalho preliminar foi apresentado no VI Enpec (Boss, Souza Filho & Caluzi, 2009).

2 . UFRB – Universidade Federal do Recôncavo da Bahia – Centro de Formação de Professores/Campusde Amargosa. Professor assistente. Doutorando em Educação para a Ciência –

UNESP/Campus de Bauru. e-mail: serginho@fc.unesp.br.

3 . UNESP – Universidade Estadual Paulista – Faculdade de Ciências e Tecnologia/Campusde Presidente Prudente. Professor assistente doutor do Departamento de Física, Química e Biologia. e-

mail: moacir@fct.unesp.br.

4 . UNESP – Universidade Estadual Paulista – Faculdade de Ciências/Campusde Bauru. Professor assistente doutor do

Departamento de Física. e-mail: caluzi@fc.unesp.br.

5 . A referência (Ausubel, Novak & Hanesian, 1980) será apresentada neste trabalho como (Ausubel et al., 1980).

6 . V = iR – É importante ressaltar que essa equação define a resistência R para qualquer condutor que obedeça ou não à Lei de Ohm, entretanto, ela só pode ser chamada de Lei de Ohm quando R é constante, i.e., a Lei de Ohm expressa uma proporcionalidade direta (para alguns materiais) entre diferença de potencial (V) e a corrente elétrica (i) (Young & Freedman, 2004, p.139).

7 . Questão retirada de Solbes & Martín, 1991, apud Furió & Guisasola, 1999, p.445.

8 . De fato são duas forças opostas que compõem um par de ação e reação: “as duas forças obedecem à terceira lei de Newton; elas sempre possuem o mesmo módulo e sentidos contrários, mesmo quando as cargas não são iguais” (Young & Freedman, 2004, p.7).

9 . Questão retirada de (GALILI, 1995 p.442 apud FURIÓ & GUISASOLA, 1999).

10. A soma das porcentagens das categorias (Justificativas) pode ser maior do que a porcentagem de alunos que responderam às alternativas a, b ou c, porque há respostas que se enquadram em mais de uma categoria.

11. A Figura 1 é a balança elétrica utilizada por Coulomb em seus experimentos sobre força elétrica (Coulomb, 1785a).

12. Dos 33 graduandos, 12 optaram por responder esta questão.

13. A descrição do procedimento pode ser vista no texto do Coulomb (Coulomb, 1785a).