Introdução
Este artigo apresenta um recorte do trabalho de conclusão de curso de licenciatura em Física de uma Universidade Federal (RODRIGUES, 2020), o qual teve como objetivo central investigar as contribuições apresentadas pelas pesquisas da área de Ensino de Física para o ensino dessa disciplina no Ensino Fundamental (EF). Neste recorte, enfatiza-se o Ensino de Física nos anos iniciais, com o objetivo de levantar as contribuições apresentadas pelas pesquisas, bem como os desafios enfrentados pelos educadores nessa etapa do percurso formativo. Para atingir esse intento foram analisados trabalhos que tivessem relação com essa temática nos três maiores eventos nacionais que contemplam a pesquisa em Ensino de Física, a saber: Simpósio Nacional de Ensino de Física (SNEF), Encontro de Pesquisa em Ensino de Física (EPEF) e Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciência (ENPEC), no período de 2006 a 2019.
O EF, até dezembro de 1996, era estruturado apenas pela Lei Federal n. 5.692, de 11 de agosto de 1971, que definiu o núcleo comum obrigatório para o ensino nos Anos Fundamentais e Médio, mas cabia ao Estado formular as propostas curriculares que serviriam de base às escolas municipais, estaduais e particulares, buscando proporcionar uma formação que preparasse o aluno para o trabalho e para o exercício da cidadania.
Em 1990, houve a Conferência Mundial de Educação para Todos, que tinha como objetivo satisfazer as necessidades básicas de aprendizagem para todos, tornando a educação universal. A partir disso, foram elaboradas novas diretrizes políticas, como a Lei de Diretrizes e Base da Educação Nacional, aprovada em 1996, que infere na formulação de diretrizes para nortear os currículos e seus conteúdos mínimos, sendo assim criados os Parâmetros Curriculares Nacionais, também conhecidos por PCN (BRASIL, 1997).
Os PCN voltados para o EF são divididos em duas edições, a primeira do 1º ao 5º ano e a segunda do 6º ao 9º ano, sendo ambas segmentadas em volumes que representam diferentes áreas, em que o volume 04 corresponde às Ciências Naturais. Apesar de não ser dividido entre as áreas, é previsto pelo documento o ensino de biologia, química, física e geologia (BRASIL, 1997, 1998).
Os PCN focados no primeiro e segundo ciclos têm os eixos temáticos: Ambiente, Ser Humano e Saúde, e Recursos Tecnológicos. Os principais temas de Física são abordados nos tópicos Ambiente e Recursos Tecnológicos, como: luz, calor, energia, propriedades dos materiais, formas de energia, transformações de energia, troca de calor, mudança de estados físicos, trabalho e som (BRASIL, 1997).
Entre 28 de março e 01 de abril de 2010 ocorreu a Conferência Nacional de Educação, CONAE, quando foi discutida a necessidade de uma base comum curricular para a educação básica e, em 2011, houve a fixação das Diretrizes Curriculares Nacionais para o EF. Apenas em 2015 foi liberada a versão preliminar da Base Nacional Comum Curricular (BNCC), que deveria ser discutida amplamente por escolas de todo o Brasil e, em 2016, a 2ª versão desse documento foi disponibilizada (BRASIL, s.d.).
Em março de 2018, foi disponibilizada a BNCC para a Educação Infantil e o EF, dando início ao processo de implementação nos Estados brasileiros em meio a críticas de pesquisadores e entidades educacionais, denotando um distanciamento do conhecimento científico produzido na área da Educação em Ciências nos últimos tempos (FRANCO; MUNFORD, 2018). Além disso, segundo Silva et al. (2021), essa implementação almeja facilitar a gestão dos sistemas de ensino, deixando as necessidades pedagógicas, assim como a formação docente e as melhorias na infraestrutura das escolas, em segundo plano.
Apesar das críticas, o MEC previa que a readequação dos currículos ocorresse até o início do ano letivo de 2020 (BRASIL, 2018). Porém, a pandemia do Coronavírus, que obrigou a suspensão das aulas presenciais, também interrompeu o planejamento da implementação da BNCC nos municípios.
Assim como os PNC, a BNCC também é segmentada em unidades temáticas, sendo elas: Matéria e Energia, Vida e Evolução, e Terra e Universo. Apesar de, novamente, o documento não separar as ciências naturais em suas áreas, ele prevê o ensino de Física, Química e Biologia. Os principais conteúdos de Física estão contidos nas unidades temáticas Matéria e Energia, e Terra e Universo. Nos Anos Iniciais, os conteúdos físicos abordados são: eletricidade, astronomia, radiação solar, óptica, produção de sons, propriedades físicas dos materiais e mudança de estado físico (BRASIL, 2018).
Diante de tantos conteúdos voltados para a Física, torna-se evidente o questionamento sobre o sistema de seleção de professores de Ciências e a importância da valorização de conteúdos de Física, uma vez que esses professores deverão abordá-los, apesar da sua formação, em grande maioria, não os preparar para isso.
Segundo Mozena e Ostermann (2008), há um consenso entre pesquisadores e professores de que o ensino de Física e das Ciências em geral está em crise em todo mundo, o que se evidencia a partir da diminuição do interesse de aprender e ensinar nessas áreas. Isso fez com que surgissem novos estudos, sites e programas que procuram diminuir a falta de interesse na área, assim como melhorar o desempenho escolar.
Neste cenário, a formação do professor influencia e é influenciada. Em diversos países, como Chile, Inglaterra, Colômbia e Nigéria, modificaram-se tanto a carreira na área, tornando-a mais atrativa, quanto o currículo dos cursos (GATTI, 2014). Entretanto, no Brasil, não houve uma iniciativa nacional forte o suficiente para fazer a adequação do currículo às demandas do ensino buscando a revisão da estrutura da formação nas licenciaturas (GATTI, 2014).
No que diz respeito à formação dos professores relativa à iniciação às ciências naturais, assim como à formação para o trabalho docente na educação infantil e para os anos finais do EF, Gatti (2014) afirma que essas duas formações ocorrem de maneira precária pela estruturação dos cursos formativos, que não tratam o desenvolvimento cognitivo e socioafetivo de crianças e adolescentes, assim como sua cultura, motivação e implicações para o ensino.
Apesar da formação precária, cada vez mais pesquisas e movimentos educativos têm orientado e apontado para a implementação do ensino de Ciências desde as séries iniciais, com destaque para a Física (MOZENA, OSTERMANN, 2008). No entanto, de acordo com Gatti e Nunes (2009), não há a inserção completa dos conteúdos dessa área nos cursos formativos a ponto de atender as demandas no nível fundamental, o que é previsto nas diretrizes de Ciências Biológicas para a área de licenciatura. As ementas do curso indicam que os conteúdos são apresentados nas disciplinas de Química e Física, mas 33% das grades das licenciaturas não contemplam as áreas de forma alguma. Nos que contemplam, contudo, há ausência de articulação entre o ensino desses conteúdos para o nível escolar, podendo ser considerado uma fragilidade dos currículos nos cursos que formam professores de Ciências para lecionar na educação básica (GATTI, NUNES, 2009).
O foco no ensino de Biologia para a formação de professores de Ciência é reforçado pelo sistema de seleção de professores da rede pública, que é feito por meio de concursos. Segundo Gatti e Nunes (2009), os concursos para professores de Ciências solicitam cerca de 10% de conteúdos básicos de Física e outros 10% de Química. O restante das questões tem relação direta com a Biologia ou, ainda, com a Geologia (GATTI; NUNES, 2009).
Dessa forma, torna-se evidente a importância de haver normatizações, orientações e mais estudos sobre a formação de professores para o EF, focado, principalmente, na área de Ciências, em especial em Ensino de Física. Gatti (2014) reforça que os responsáveis nas instituições de ensino superior desconhecem ou desconsideram a realidade atual do ensino de Ciências. A autora ainda frisa que, apesar de haver as Diretrizes Curriculares Nacionais, elas são fragmentadas em si, frágeis, ambíguas ou ainda complexas em excesso, o que gera grandes impasses em sua concretização nas estruturas curriculares de licenciaturas.
Essas questões devem ser consideradas para que o ensino de Ciências tenha uma boa estruturação (CARVALHO, 1997), o que fundamenta e comprova a importância de se estudar as colaborações relativas ao Ensino de Física no EF, como proposto neste trabalho.
Caminhos metodológicos
Como já foi antecipado, os trabalhos que irão compor a amostra foram buscados nos três eventos brasileiros mais expressivos que contemplam a área de ensino de Física, a saber: SNEF, EPEF e ENPEC, no período de 2006 a 2019.
Para a análise da amostra, optou-se pela metodologia de análise de conteúdo. Conforme Bardin (2011), a análise de conteúdo é constituída por três fases, sendo que não há um consenso geral para as suas nomenclaturas. As fases são: pré-análise, exploração do material e tratamento dos resultados (BARDIN, 2011). No entanto, para alguns autores aparece ainda a etapa de codificação e categorização (URQUIZA; MARQUES, 2016), o que para Bardin (2011) ocorre na exploração do material. Para facilitar a compreensão do método, as fases e suas etapas estão resumidas na figura 1.
Fonte: Adaptado de SILVA e FOSSÁ, 2015
Figura 1 - Diagrama representando as principais fases e etapas da análise de conteúdo.
A primeira fase, a pré-análise, tem como objetivo iniciar a organização do material para que ele possa se tornar útil para a pesquisa. Ela deve ser realizada, segundo Urquiza e Marques (2016), de forma sistemática em cinco etapas: I) leitura flutuante; II) escolha dos documentos; III) formulação dos objetivos; IV) referenciação dos índices e elaboração dos indicadores; V) preparação do material.
Na segunda fase, chamada de exploração do material, ocorre a sistematização de categorias de análise, que deve ter como base os objetivos, hipóteses preliminares e os referenciais teóricos da pesquisa (FERREIRA; LOGUECIO, 2014). De acordo com Bardin (2011), essas categorias podem ser criadas a priori, baseadas nos referenciais teóricos, ou a posteriori, após a coleta dos dados. No caso deste trabalho, as categorias foram escolhidas após a coleta dos dados. Já o tratamento de resultados, a última fase da análise de conteúdo, consiste na avaliação e interpretação dos dados.
É importante ressaltar os critérios que devem ser seguidos para a submissão de trabalhos em cada um dos eventos, almejando, assim, dar mais significado aos resultados. O SNEF é o evento mais flexível, permitindo a submissão de pesquisas e relatos de experiência em sala de aula. Já o EPEF exige que os trabalhos sejam relacionados a pesquisas bem estruturadas, com contribuições inéditas para a área, dialogando com a literatura recente. Esse evento não contempla relatos de experiências e também não permite a submissão de trabalhos que não foram concluídos. Por último, o ENPEC contempla pesquisas desenvolvidas na área de Educação em Ciências tanto da Física, quanto de Biologia e Química, e também não aceita trabalhos em andamento, nem relatos de experiências.
O período para a análise foi escolhido a partir do documento que regulamenta a Rede Nacional de Formação Continuada de Professores da Educação Básica, criada em 2004, com o objetivo de contribuir para a formação dos professores e alunos da educação básica dos sistemas públicos de educação. Essa rede conectava as redes de ensino superior, que produziam materiais para cursos semipresenciais ou a distância, objetivando atender às principais demandas relacionadas à formação permanente dos docentes.
Nesta perspectiva, a Rede em questão criou um documento com orientações gerais nos anos de 2005 e 2006, no qual as áreas de formação eram: alfabetização e linguagem, educação matemática e científica, ensino de ciências humanas e sociais, artes e educação física. Assim, o ano de 2006 foi considerado para abrir o período de análise, por ter sido o primeiro ano em que a Física passou a ser explicitamente incluída como área dentro da educação matemática e científica, revelando um crescimento da área dentro da educação básica e para a necessidade de formação para professores que ensinam nessa etapa do percurso formativo. Já 2019, ano que encerra o período da busca, foi adotado por ter sido o ano de realização da análise.
Justificado o período da análsie, cumpre destacar que para a construção da amostra inicial, primeiramente foram acessados os anais dos eventos disponíveis nos respectivos websites, cujos links estão disponíveis na página da Sociedade Brasileira de Física (SBF) para todas as edições dos SNEF e EPEF e na página da Associação Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências (ABRAPEC) para todas as edições do ENPEC. Esses eventos são bienais, ou seja, ocorrem de dois em dois anos, sendo que o SNEF e o ENPEC ocorrem em anos ímpares e nos mesmos anos, já o EPEF acontece em anos pares.
Dessa forma, as edições do EPEF consideradas para a análise foram aquelas ocorridas em: 2006, 2008, 2010, 2011, 2012, 2014, 2016 e 2018, sendo que em 2011 ocorreu uma edição extra. Parao SNEF e para o ENPEC foram aquelas ocorridas em: 2007, 2009, 2011, 2013, 2015, 2017 e 2019. A lista dos sites acessados está disponível no apêndice.
A pesquisa foi feita através do mecanismo de pesquisa automática, quando possível. Os termos utilizados foram: “educação básica”, “EF” e “anos iniciais” nas atas do SNEF e EPEF; já nas atas do ENPEC foram utilizados termos diferentes, uma vez que é um evento voltado para o ensino de Ciências em geral e os resultados seriam generalistas. Os termos foram: “Física” e “Ensino de Física”. Os resultados do SNEF, EPEF e ENPEC, feitos através da ferramenta de busca, foram mais generalistas, contendo artigos sem ligação com o EF, por isso, foi fundamental analisar os resultados.
Em eventos sem atas ou sem ferramenta de pesquisa, a busca foi feita manualmente incluindo mais alguns termos quando relevantes, como “ciências”, “fundamental”, “crianças” e “ciência”. Vale ressaltar que, nesse primeiro momento, os resultados trazidos são relativos tanto ao EF I quanto o II e que o recorte referente aos anos iniciais ocorreu posteriormente à coleta e à categorização dos resultados. Em primeira instância foram encontrados 3.151 artigos distribuídos conforme o quadro 1.
Quadro 1 Relação dos trabalhos encontrados na primeira busca envolvendo todos os anos do EF por evento.
| Evento | Quantidade de trabalhos |
|---|---|
| EPEF | 283 |
| SNEF | 2117 |
| ENPEC | 751 |
| Total | 3151 |
Fonte: Construção dos autores.
A partir do quadro 1 iniciou-se a escolha dos documentos, fase da pré-análise, a qual consistiu na seleção de artigos que tenham ligação direta com o ensino de Física no EF em geral, sendo excluídos os artigos focados apenas no ensino médio, métodos de ensino sem foco nessa etapa da educação, bem como artigos voltados para a área de história e filosofia de ciências. Nessa etapa foram encontrados 31 trabalhos que não continham links para o artigo, os links estavam corrompidos ou apresentavam apenas o resumo.
Nessa etapa de pré-análise houve uma redução significativa da amostra, que passou de um total de 3.151 para 415, indicando que a pesquisa através dos mecanismos de busca não foi assertiva. Após a pré-análise, iniciou-se a etapa de exploração do material, havendo a sistematização de categorias de análise, que foram criadas a posteriori. Houve a criação de 11 categorias. A primeira, “proposição de propostas didáticas”, é destinada a propostas didáticas que não foram implementadas; “implementação de propostas didáticas” contempla a implementação e análise de propostas didáticas; “livros e materiais didáticos” está relacionada ao livro didático, desde a criação de materiais didáticos até a análise de livros didáticos de ciências do EF; “métodos de ensino” é relativo a artigos que descrevem métodos de ensino com foco no EF, assim como análise da eficiência de certas práticas; “formação docente: inicial” foi criada para centralizar todos os artigos relativos à formação inicial de professores; a quinta categoria, “formação docente: continuada”, é destinada para artigos que tratam da formação continuada; a categoria “ensino e aprendizagem de física” foi criada para artigos que relatam pesquisas realizadas em sala de aula com alunos e professores sobre a aprendizagem de conteúdos de física, podendo utilizar algum método de ensino e/ou a abordagem um tema central; a categoria “educação não formal” envolve projetos de divulgação científica, espaços de ensino não formal e materiais de divulgação científica e sua potencialidade; a categoria “revisão da literatura” é relativa a artigos que pesquisaram em eventos temas relativos ao EF. A categoria “TDIC” é destinada a artigos que tratam da integração das Tecnologias Digitais da Informação e Comunicação (TDIC) em práticas de ensino-aprendizagem no EF; a última categoria, “educação inclusiva”, envolve aulas para estudantes com necessidades especiais do EF.
Todos os artigos foram separados entre essas categorias. Vale ressaltar que alguns artigos se enquadraram em mais de uma categoria, sendo categorizados de acordo com o objetivo do trabalho. O resultado pode ser observado no quadro 2.
Quadro 2 Exploração dos trabalhos organizados pela sua categoria.
| Categoria | EPEF | SNEF | ENPEC | Quantidade de trabalhos |
|---|---|---|---|---|
| propostas didáticas | 1 | 37 | 0 | 38 |
| implementação de propostas didáticas | 18 | 74 | 13 | 105 |
| livros e materiais didáticos | 8 | 20 | 3 | 31 |
| métodos de ensino | 4 | 9 | 0 | 13 |
| formação docente: inicial | 9 | 30 | 8 | 47 |
| formação docente: continuada | 10 | 22 | 2 | 34 |
| ensino e aprendizagem em Física | 16 | 25 | 7 | 48 |
| educação não formal | 5 | 34 | 4 | 43 |
| revisão da literatura | 2 | 17 | 7 | 26 |
| TDIC | 3 | 13 | 2 | 18 |
| educação inclusiva | 0 | 11 | 1 | 12 |
| Categoria | EPEF | SNEF | ENPEC | Quantidade de trabalhos |
| Total | 76 | 292 | 47 | 415 |
Fonte: Construção dos autores.
A análise também evidencia que a maior contribuição foi referente à implementação de propostas didáticas, constituindo-se aproximadamente 25% da amostra, sendo, de longe, a categoria com mais artigos. Por contar com alto número de artigos no corpus, um recorte foi necessário para que a análise fosse apresentada neste trabalho. Assim, optou-se por analisar a categoria “implementação de propostas didáticas”, que contempla 105 trabalhos que apresentam investigações, análises e relatos de experiências acerca de propostas didáticas desenvolvidas no âmbito do ensino de Física no EF em geral. Contudo, neste estudo, serão considerados apenas os trabalhos desenvolvidos nos anos iniciais do EF, somando 47 trabalhos a serem analisados, conforme apresenta o quadro 3.
Quadro 3 Exploração dos trabalhos na categoria aplicação de propostas didáticas em relação ao seu ano e evento.
| EPEF | Ano | Trabalhos | SNEF | Ano | Trabalhos | ENPEC | Ano | Trabalhos |
| 2006 | 1 | 2007 | 2 | 2011 | 2 | |||
| 2010 | 2 | 2009 | 4 | 2015 | 1 | |||
| 2011 | 2 | 2011 | 3 | 2017 | 1 | |||
| 2014 | 1 | 2013 | 7 | Total | 4 | |||
| 2018 | 5 | 2015 | 5 | |||||
| Total | 11 | 2017 | 10 | |||||
| 2019 | 1 | |||||||
| Total | 32 | |||||||
Fonte: Construção dos autores.
A análise do quadro 2 evidencia que o evento com mais contribuições em relação ao ensino de Física nos anos iniciais do EF é o SNEF, provavelmente devido ao fato de ser o maior evento de ensino de Física do Brasil, com grande circulação de professores e compartilhamento de relatos de experiências. Já o que menos apresenta propostas nesta área é o ENPEC, provavelmente por ser um evento multidisciplinar, sem ter o foco principal em pesquisas da área de Ensino de Física.
Resultados
Os artigos analisados apresentam grande variedade entre si, tanto em relação à aplicação nos anos letivos quanto nos temas escolhidos. Para melhor organização dos dados tratados, foi realizada uma separação de acordo com a faixa etária em que ocorreu o desenvolvimento da proposta didática e os temas. Também foi feita uma análise relativa ao número de publicações ao longo dos anos, a fim de verificar se houve um aumento nas pesquisas ao longo do período escolhido.
Para facilitar a descrição da análise será adotada a mesma identificação apresentada no apêndice, a saber: cada trabalho é identificado inicialmente pela sigla do evento, seguida do ano de realização do evento e de um número que representa a ordem cronológica de publicação. Como por exemplo, a identificação EPEF-2010-02 indica um artigo que foi apresentado no EPEF, no ano de 2010 e é o segundo artigo na lista do apêndice.
A análise relativa ao número de publicações ao longo dos anos foi feita de forma segmentada, de acordo com os eventos, para auxiliar na observação de cada um de forma individual, assim como de maneira conjunta. No EPEF, não foi possível detectar aumento nos primeiros anos de análise, mas houve uma ampliação nas publicações no ano de 2018, evento mais recente analisado, e a ausência de trabalhos da categoria analisada nos anos de 2008, 2012 e 2016. No SNEF, pode-se observar que os primeiros anos também contavam com menos contribuições, o que cresceu nos anos de 2013 e 2017, esse último possivelmente motivado pela discussão e publicação da BNCC. Em 2019, houve a menor quantidade de publicações do evento. No ENPEC, por sua vez, houve mais publicações no ano de 2011 e os outros permaneceram constantes. Vale ressaltar que nos anos de 2007, 2009, 2013 e 2019 não foram encontrados trabalhos relativos aos anos iniciais. Todas essas informações podem ser visualizadas na figura 2.
Fonte: Construção dos autores
Figura 2 – Diagrama representando as principais fases e etapas da análise de conteúdo.
Em relação à faixa etária, os artigos a tratavam de cinco maneiras diferentes: série; ano; idade; anos iniciais e finais; e Fundamental I e II. As séries foram convertidas para ano para melhor entendimento e uniformização dos dados. Os anos iniciais, assim como o Fundamental I, foram convertidos utilizando como base o documento EF de Nove Anos: perguntas mais frequentes e respostas da Secretaria de Educação Básica, produzido pelo MEC, que considera os anos iniciais com a faixa etária de 6 a 10 anos de idade. Além disso, 6 trabalhos traziam a idade dos alunos ao invés do seu ano respectivo no EF. Foi feita a conversão para ano tanto das categorias de séries iniciais, Fundamental I e idade. Para isso, foi considerada a resolução Nº 6 de 2010 do Conselho Nacional da Educação, que fixa o ingresso no EF às crianças com 6 anos completos até o dia 31 de março. Dessa forma, separamos de acordo com o quadro 4.
Quadro 4 Critério utilizado para conversão da idade para ano.
| Ano | 1º | 2º | 3º | 4º | 5º |
|---|---|---|---|---|---|
| Idade | 6 - 7 | 7 - 8 | 8 - 9 | 9 - 10 | 10 - 11 |
Fonte: Construção dos autores.
Cerca de 23% da amostra (11 artigos) são propostas didáticas que foram desenvolvidas em mais de um ano, em alguns casos a implementação da proposta didática era feita com turmas mistas, enquanto em outros casos eram efetuadas em diversas etapas, cada uma em um ano diferente. Para a separação das propostas de acordo com o ano de implementação, houve a organização desses 11 artigos nos anos que o contemplavam. Propostas do 1º ao 9º ano, por exemplo, foram consideradas como um plano para cada um dos anos, mas considerando apenas os anos iniciais, recorte de interesse do artigo. Por isso, se for realizada a contagem dos trabalhos detalhados no gráfico 3, seu total ultrapassará a amostra de 47 artigos, totalizando 78. Apenas um trabalho não explicitava de forma alguma a série, idade ou qualquer dado dos alunos (SNEF-2009-05).
Fonte: Construção dos autores
Figura 3 Gráfico demonstrativo do corpus de análise separado de acordo com o ano de aplicação e por evento.
É possível verificar que o ano que conta com mais contribuições é o 5º, cerca de 32%. O segundo ano com mais contribuições é o 4º (24%), seguido do 3º (19%). Na análise apresentada em Rodrigues (2020), o 5º ano ficava atrás apenas do 9º em termos de número de publicações. O ano que menos conta com contribuições publicadas é o 2º (11%), seguido do 1º (12%), ambos com poucas publicações quando comparados aos outros. Esses dados permitem observar que há uma carência de pesquisas acerca da inserção da Física no EF I.
Em relação aos temas tratados, houve grande diversidade. Para estudá-los, separamos os trabalhos em nove subcategorias, criadas a posteriori da formação e análise do novo corpus: a) astronomia, b) eletromagnetismo; c) física moderna; d) interdisciplinar; e) mecânica; f) mecânica dos fluidos; g) ondulatória; g) óptica; e i) termodinâmica.
A primeira categoria engloba todos os artigos que tinham como tema principal a astronomia, desde os movimentos da Terra, constelações até as estações do ano; a categoria eletromagnetismo visa a segmentar os artigos com temas relacionados com essa área de estudo da Física e suas aplicações, como raios e tipos de eletrização; física moderna foi criada para os artigos com temas relacionados, como radiação; a categoria interdisciplinar visa a reunir os artigos que desenvolveram propostas com mais de uma área de física ou com ligação com outra área de ensino, como biologia e literatura; mecânica destina-se a artigos com tema central relacionado à mecânica clássica; mecânica dos fluidos engloba artigos relacionados com flutuação e densidade; ondulatória é relativa a artigos com esse tema, como som e ondas eletromagnéticas; óptica é destinada a artigos relacionados ao estudo da luz, assim como cores, sombras e imagem; a última categoria, termodinâmica, centraliza os artigos relacionados a essa área de estudo, como pressão e tipos de energia.
Essa etapa da exploração do material do novo corpus foi realizada de maneira semelhante à anterior. Os artigos foram verificados individualmente e classificados de acordo com o seu objetivo de ensino nas categorias apontadas acima. Alguns artigos se encaixam em mais de uma categoria, mas foram classificados de acordo com o seu objetivo de ensino. Um artigo que tratava do uso e funcionamento do submarino, por exemplo, foi classificado como interdisciplinar, enquanto um que tratava apenas do tema “flutuação” foi classificado na categoria mecânica dos fluidos. O resultado pode ser observado no quadro 5.
Quadro 5 Exploração dos trabalhos na categoria aplicação de propostas didáticas em relação ao seu ano e evento.
| Categorização | EPEF | SNEF | ENPEC | Total | Artigos |
|---|---|---|---|---|---|
| Astronomia | 1 | 4 | 2 | 7 | EPEF: 2018-04. SNEF: 2009-02; 2017-07; 2017-08; 2017-09. ENPEC: 2011-01; 2017-01. |
| Eletromagnetismo | 2 | 4 | 0 | 6 | EPEF: 2011-01; 2010-02. SNEF: 2017-03; 2017-06; 2017-10 |
| Física moderna | 1 | 0 | 0 | 1 | EPEF: 2018-02. |
| Interdisciplinar | 1 | 7 | 0 | 8 | EPEF: 2010-01. SNEF: 2009-04; 2011-01; 2011-02; 2013-04; 2013-05; 2017-05; 2019-01. |
| Mecânica | 1 | 4 | 1 | 6 | EPEF: 2011-02; SNEF: 2009-01; 2011-03; 2013-06; 2015-07; ENPEC: 2011-02. |
| Mecânica dos fluidos | 1 | 3 | 0 | 4 | EPEF: 2018-05; SNEF: 2007-02; 2013-03; 2015-01. |
| Ondulatória | 0 | 1 | 0 | 1 | SNEF: 2013-07. |
| Óptica | 3 | 5 | 1 | 9 | EPEF: 2006-01; 2018-01; 2018-03; SNEF: 2007-01; 2013-01; 2015-02; 2015-05; 2017-02; ENPEC: 2015-01. |
| Termodinâmica | 1 | 4 | 0 | 5 | EPEF: 2014-01 SNEF: 2009-03; 2013-02; 2017-01; 2017-04. |
Fonte: Construção dos autores.
É possível verificar que não há apenas uma área de destaque nos três eventos. Enquanto o EPEF conta com mais contribuições na área da óptica, o SNEF se destaca através da categoria interdisciplinar e o ENPEC na astronomia, ainda que de maneira discreta. Além disso, nenhum dos eventos apresenta contribuição para todas as categorias supracitadas. O SNEF, por exemplo, não conta com artigos relacionados à ondulatória.
Analisando as contribuições em geral, sem focar nos eventos, os temas são relativamente bem distribuídos, com destaque para óptica, interdisciplinar e astronomia, que, juntos, compõem mais de 50% da amostra. As categorias com menos contribuição são a ondulatória e a física moderna.
Podemos afirmar que o destaque para essas três subcategorias está diretamente relacionado com os documentos norteadores, tanto os PCN, que previam o ensino baseado nos eixos temáticos Terra e Universo, Vida e Ambiente, Ser Humano e Saúde e Tecnologia e Sociedade, quanto na BNCC, que contém as unidades temáticas Matéria e Energia, Vida e Evolução e Terra e Universo. Nos dois documentos norteadores a astronomia é um tema amplamente tratado, assim como a óptica e a interdisciplinaridade. A mecânica, que também tem destaque no corpus, aparece de maneira mais discreta, mas ainda está inclusa nos eixos e unidades temáticas em diversos anos do EF I (BRASIL, 1997, 2018).
Quanto à formatação dos trabalhos, não foi possível identificar esquemas estruturais presentes em todos eles. Enquanto alguns trataram diretamente da importância da ciência para o desenvolvimento intelectual e sócioemocional das crianças, outros focaram nos desafios ou traziam informações sobre o tema tratado durante a proposta didática. Dessa maneira, não podemos afirmar que há elementos estruturais coincidentes, a não ser ao formato do próprio trabalho, apresentando os aspectos que são exigidos pelos eventos, como resumo, introdução e conclusões.
Desafios das propostas
A grande maioria dos artigos analisados não apresenta diretamente os desafios que os autores enfrentaram quanto à implementação da proposta. Quanto aos artigos que apresentam, é possível identificar elementos em comum que serão tratados individualmente neste tópico. Para elucidar a análise, utilizaremos trechos que evidenciam o desafio levantado.
Houve o relato de problemas com interpretação e análise de textos, o que não apenas fez alguns alunos não participarem ativamente das atividades, como também influenciou na aplicação de testes para verificar a aprendizagem dos alunos. O mesmo foi constatado para operações com matemática básica, como foi relatado pelos autores na proposta didática com o 5º ano:
Foi evidente a dificuldade da maioria delas em escrever. Várias perguntaram, por diversas vezes, se poderiam desenhar e após a resposta afirmativa mostravam-se aliviadas. (...) Todos os registros apresentaram elevado número de erros ortográficos e de sintaxe, além de indicar uma acentuada dificuldade de articulação de ideias por meio da escrita. Metade das crianças preferiu desenhar ao invés de escrever, sendo que duas delas afirmaram que não sabiam escrever. (EPEF-2018-05, p. 4 e 6).
Também foram relatadas dificuldades na execução por parte dos alunos da tarefa requisitada, em que alguns não entendiam o que era para ser feito ou, ainda, não conseguiam compreender como resolver certo problema sem haver a influência direta do professor. Isso aponta para a falta de implementação de atividades que incentivem a autonomia do aluno na resolução de problemas, o que pode ser evidenciado pela fala dos autores:
Neste experimento os grupos tiveram certa dificuldade na execução. (...) Inicialmente, os alunos iniciavam os testes de forma desordenada, e com isso repetiam seguidamente a inserção das peças de ferro no tubo. Então, os instrutores sugeriam que os grupos sistematizassem os testes, ou seja, que separassem os cilindros e anotassem aqueles que estavam sendo inseridos no tubo. Com esta intervenção e mais algumas tentativas os grupos chegavam ao objetivo. (EPEF-2010-02, p. 8).
A falta de prática com alunos dessa faixa etária também se mostrou um desafio para os autores, uma vez que eles não sabiam como conversar e lecionar para as crianças pela falta de vocabulário apropriado e exemplos compreensíveis para a faixa etária em questão:
Outro fator negativo foi a nossa falta de experiência com crianças; esse fato limitou nosso diálogo com elas, pois desconhecíamos uma linguagem adequada para interagirmos melhor com elas e, quem sabe, criarmos melhores condições de promover a aprendizagem dos conceitos com os quais trabalhamos. (SNEF-2007-03, p. 9).
Outro desafio relaciona-se à apropriação dos conceitos trabalhados e às limitações de entendimento dos alunos pela sua idade e ausência de conhecimentos prévios necessários para a compreensão das aulas. Esse elemento foi evidenciado na proposta SNEF-2017-11, que trabalhava de maneira conjunta com o 4º e 5º anos:
Ao analisar o relatório individual, ficou clara a confusão de ideias na explicação desses conceitos por grande parte dos alunos do 4º ano. Mas para os alunos do 5º ano, constatam-se melhores resultados. A dificuldade de reter conceitos específicos pode estar relacionada à ausência de conhecimento prévio por parte do aluno nos conteúdos que foram lecionados, já que estes não foram encontrados no registro inicial na primeira fase da atividade. (SNEF-2017-09, p. 6).
No caso específico do SNEF-2017-10, em que foi aplicado o “jogo do bafo dos estados físicos da matéria”, os autores relataram que a proposta incentivou a competitividade entre os alunos, o que deixou alguns deles chateados por estarem perdendo, ao invés de focar no conteúdo proposto. Além disso, os alunos relataram para os autores que certos alunos não estavam seguindo as regras, o que exige maior atenção ao propor esse tipo de atividades com crianças (SNEF-2017-10, p. 5). Também merece destaque o SNEF-2013-04, que teve dificuldades para a execução das atividades propostas por questões externas, como a claridade para visualizar imagens em uma câmara escura, o que foi superado utilizando outros elementos, como lanternas e caixas de papelão; e o SNEF-2007-01, que relata dificuldades para a coleta de dados pela restrição do tempo de entrevista com cada aluno.
Dessa forma, podemos concluir que houve diversos desafios, entre eles, alguns que são enfrentados independentemente da idade, como dificuldades na coleta de dados, dificuldades com o livro didático, tempo de aula e infraestrutura da escola, e outros que podem ser encontrados no Ensino Médio, mas com menor constância, como a dificuldade com a linguagem científica, a competição extrema e alunos com maiores limitações, sem saber o básico de interpretação de texto ou, sequer, ler. Vale ressaltar que a maior parte dos desafios listados neste tópico foram contornados pelos autores através de mudanças no planejamento original, a partir da observação do comportamento dos estudantes e do processo de reflexão sobre a prática.
Contribuição das propostas
As propostas didáticas analisadas apresentam muitas contribuições para o Ensino de Física no EF I, principalmente relacionadas ao método de ensino utilizado. Pode-se observar que a grande maioria dos trabalhos utilizou uma metodologia ou alguma estratégia didático-metodológica que demandava uma postura mais ativa dos estudantes para o ensino-aprendizagem dos temas escolhidos, o que mostra a importância dessa postura para a formação científica das crianças e adolescentes.
Em geral, a despeito da metodologia utilizada, as propostas didáticas tinham como objetivo a discussão dos temas, assim como a problematização e a contextualização desses temas dentro do cotidiano dos alunos. Para isso, algumas propostas utilizavam objetos para auxiliar, como um globo terrestre (EPEF-2018-04), ou optaram por fazer a montagem de brinquedos ou materiais paradidáticos para auxiliar o ensino de forma conjunta com a turma (EPEF-2014-01; SNEF-2009-03; SNEF-2015-03; SNEF-2017-09; SNEF-2017-10 e ENPEC-2017-01).
A prática mais utilizada foi a experimentação por parte dos alunos ou a demonstração de experimentos em sala de aula, cerca de 51% das propostas didáticas tinham os experimentos como base para ensinar os temas tratados. Algumas propostas didáticas utilizaram experimentos e outras metodologias, como apresentação de slides (SNEF-2009-02), jogos e atividades lúdicas (SNEF-2017-10; SNEF-2013-05 e SNEF-2011-02), pesquisas (SNEF-2009-04 e SNEF-2017-09), apresentação de trechos de filmes ou vídeos (SNEF-2017-06 e SNEF-2013-01) e histórias (SNEF-2015-01 e SNEF-2015-02).
A confecção de experimentos ou atividades de maneira conjunta com os alunos também se mostrou uma tendência no EF I, envolvendo os alunos em todos os processos, desde a pesquisa por informações necessárias para a montagem até a teoria envolvida. Utilizando esse modelo de aula, foi construído um gerador de energia (EPEF-2014-01), circuito elétrico (SNEF-2009-03), protótipo demonstrativo de energia eólica (SNEF-2017-07), câmara escura (SNEF-2013-04) e modelo representativo de constelações ou do Sistema Solar (SNEF-2017-09 e ENPEC-2017-01).
O uso de experimentação é incentivado pela BNCC, que aponta para essa prática como possibilitadora de que os alunos desenvolvam um novo olhar sobre o mundo que os cerca, assim como auxilia na realização de escolhas e intervenções conscientes (BRASIL, 2018). Apesar de não garantir uma infraestrutura adequada para isso, o documento frisa como deve ocorrer o processo investigativo:
Dessa forma, o processo investigativo deve ser entendido como elemento central na formação dos estudantes, em um sentido mais amplo, e cujo desenvolvimento deve ser atrelado a situações didáticas planejadas ao longo de toda a educação básica, de modo a possibilitar aos alunos revisitar de forma reflexiva seus conhecimentos e sua compreensão acerca do mundo em que vivem. (BRASIL, 2018, p. 324).
Houve propostas didáticas que trabalharam com o auxílio de jogos e brinquedos, parte confeccionada especialmente para isso e outra a partir de jogos conhecidos. Alguns exemplos são: o tradicional jogo de bafo (SNEF-2017-10), o uso de uma catapulta com um quiz (SNEF-2013-06), jogo no computador sobre eletricidade (EPEF-2011-01), jogo “Presa e Predador” para tratar conceitos do meio ambiente (SNEF-2009-04) e montagem de brinquedos coletivos (SNEF-2009-01 e SNEF-2015-07). A maior parte das propostas que envolviam jogos e brinquedos continha uma parte anterior à sua aplicação, na qual havia a explicação dos conceitos tratados para que os alunos pudessem relacioná-los com a atividade.
Outras propostas que contemplavam o uso de jogos exploraram mais o caráter investigativo e tinham como objetivo desafiar os alunos. A partir dos conhecimentos obtidos em sala de aula, os estudantes deveriam propor uma solução para uma situação hipotética relacionada com o cotidiano, como é o caso do SNEF-2013-02, onde os alunos deveriam propor as melhores soluções de energia para cidades falsas de acordo com seus recursos naturais, e do SNEF-2017-03, em que os alunos deveriam resolver desafios envolvendo um skate e momento linear de forma prática.
As brincadeiras investigativas também se mostraram uma ótima aliada no ensino de conceitos de Física para as crianças. A partir da construção dos brinquedos, os alunos devem resolver problemas ou desafios. Essa metodologia foi utilizada de diversas formas, podendo contar com uma explicação prévia do assunto para que o aluno relacionasse com o brinquedo (SNEF-2013-03), quanto apenas a interação da criança com o brinquedo, fazendo-a levantar suas próprias hipóteses e testá-las (EPEF-2018-05):
Neste estudo percebemos o potencial das brincadeiras científicas investigativas (BCI) para instigar crianças a assumir o protagonismo em atividades propostas em sala de aula. Acreditamos que isso acontece devido ao fato de as brincadeiras serem atividades naturalizadas pelas crianças, que surgem para elas como uma “realização imaginária e ilusória de desejos irrealizáveis” (VIGOTSKI, 2008, p. 25). Assim, no campo do ensino de ciências, a brincadeira, sendo uma ação natural do mundo pueril, permite que a criança aja e se posicione sem o receio de errar. Além disso, em razão de as BCI serem desenvolvidas numa perspectiva investigativa, a criança é estimulada a se envolver ativamente na solução da questão proposta. (EPEF-2018-05, p. 7).
Através da exploração e montagem de brinquedos investigativos, os autores seguem as competências gerais da educação básica previstas pela BNCC, principalmente a segunda:
Exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, incluindo a investigação, a reflexão, a análise crítica, a imaginação e a criatividade, para investigar causas, elaborar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das diferentes áreas. (BRASIL, 2018)
A utilização de materiais paradidáticos também foi explorada, não se atendo a conteúdos de divulgação científica como vídeos, textos e documentários, mas também trechos de desenhos animados, como os Bananas de Pijamas (SNEF-2013-01), livros infantis, como “Essa não é minha Cauda” (EPEF-2011-02), histórias em quadrinhos (SNEF-2017-06) e textos de divulgação científica (SNEF-2015-04). O uso dessas metodologias se dá, principalmente, para auxiliar na compreensão dos fenômenos tratados, assim como para contribuir no aumento de interesse dos alunos pelo tema, como é evidenciado no trecho:
O uso de vídeos educativos, conjugado com a leitura de textos da internet durante as fases da atividade, mostrou-se também de grande valia na compreensão de conceitos, como mostra o relato de um dos alunos: “ Quando eu vi os vídeos achei muito legal e agora acho muito mais. Eu não sabia como se formava o dia e a noite e agora eu sei, não sabia o que era translação nem rotação” (Aluno_16). (SNEF-2015-07, p. 4).
Outra estratégia utilizada para o Ensino de Física nos EF I foi a prática dos alunos fazerem pesquisas autônomas na Internet ou livros sobre os temas propostos pelos autores (EPEF-2011-02; SNEF-2009-04; SNEF-2015-04 e SNEF-2017-09). Após a pesquisa, os alunos desenvolviam uma apresentação para compartilhar os conhecimentos adquiridos, podendo, ou não, contar com auxílio de materiais produzidos pelos próprios alunos, como apresentações online. Os resultados para esse tipo de proposta foram positivos, mostrando que os alunos se envolvem e conseguem aprender com autonomia.
Especificamente nos temas relacionados com astronomia, houve propostas que trabalharam ao longo de um período extenso com a observação e representação do céu, tanto através de desenhos quanto de coletas de dados, como a temperatura em diferentes dias, para que as crianças notassem os movimentos de rotação e translação da Terra (SNEF-2017-07 e ENPEC-2011-01). Houve ainda atividades multidisciplinares, envolvendo artes e geografia (SNEF-2009-02). Vale destacar que, dentre todas as propostas, apenas uma tinha relação direta com a cultura indígena, onde os alunos aprenderam as constelações de acordo com a astronomia indígena (ENPEC-2017-04).
Além disso, ainda que já ressaltado no tópico acima, as propostas didáticas interdisciplinares se mostraram uma tendência. A BNCC prevê que a interdisciplinaridade pode ser utilizada para organizar e fortalecer a competência pedagógica da equipe para que sejam adotadas estratégias com mais dinâmica, interação e colaboração em relação à gestão do ensino e da aprendizagem (BRASIL, 2018). As propostas utilizaram esse método de ensino como maneira de inserir temas da Física dentro do EF, sejam eles relacionados à química, à biologia ou a mais de uma área do conhecimento, uma vez que auxiliam na compreensão do conteúdo por parte dos alunos, independentemente da sua faixa etária.
Dessa maneira, podemos afirmar que as propostas didáticas trouxeram diversas contribuições para o ensino de Física no EF I, evidenciando a grande gama de possibilidades de metodologia para essa faixa etária, assim como apresentando resultados significativos que frisam a possibilidade do ensino de Física para essa faixa etária e a sua importância para o desenvolvimento das crianças. Além disso, é possível observar que todas as estratégias de ensino estão diretamente ligadas com as competências e as habilidades previstas pelos documentos norteadores.
Considerações finais
A análise dos artigos selecionados mostra que o ensino de Física no EF I é um tema que já está sendo pesquisado, ainda que timidamente, e aponta a tendência de crescimento, motivada, sobretudo, pelas questões em torno da publicação e implementação da BNCC no território nacional.
Apesar de haver muitos desafios a serem enfrentados, também há bastante material para embasar e auxiliar os professores em futuros planejamentos. Diante disso, espera-se que práticas de Ensino de Física nos anos iniciais do EF sejam mais recorrentes e que sejam acompanhadas de novas investigações. Para isso, é importante que se invista mais na formação de professores que atuam nesta etapa do percurso formativo e que, em vez de ficar apenas sob responsabilidade de professores de Biologia, os professores de Física possam ter o direito de compartilhar essa responsabilidade.
Também é importante que os alunos da graduação de licenciatura em Física tenham a formação necessária para trabalhar com essa faixa etária, o que exige uma mudança na legislação e no currículo ou, ao menos, na maneira como os professores enxergam sua atuação, que geralmente está associada apenas ao Ensino Médio. O ideal seria que houvesse uma reformulação no sistema atual de educação, descentralizando a responsabilidade do professor de Biologia de lecionar todos os temas relacionados à ciência em geral, abrindo espaço para a atuação dos professores de Física e também de Química nessa faixa etária.
Vale ressaltar a importância da formação permanente de professores e a criação de espaços formativos para o compartilhamento de conhecimentos e práticas entre professores de diferentes áreas. Além disso, como destacado por Leonel (2015), é necessário que as políticas públicas dialoguem e sejam construídas em consonância com o conhecimento científico produzido por professores e pesquisadores da área, venham acompanhadas de melhorias na infraestrutura das escolas e estejam comprometidas com a valorização profissional, financeira e condições de trabalho dos professores.
O conhecimento dos desafios e das contribuições elencadas na análise ajuda a construir uma imagem do Ensino de Física nos anos iniciais do EF e convoca à busca de compreensão sobre como se dá a construção do conhecimento nesse nível, uma vez que muito da aprendizagem subsequente em Ciências depende de como se dá esse contato nos anos iniciais. Como reforça Carvalho (1997), sendo um contato agradável, os alunos terão gosto pelas Ciências, o que oportuniza um melhor aprendizado nos anos posteriores. Caso contrário, poderá causar uma aversão, gerando desinteresse pelas Ciências e por carreiras científicas.
