Ensino de Física orientado por pesquisa

Documento:CAPA sequência didática_fisica-OK.pdf;Página:1;Data:04 de Jun de 2018 12:55:24

SEQUÊNCIAS DE ENSINO DE FÍSICA
ORIENTADAS PELA PESQUISA:
EXPERIÊNCIAS DO PIBID e PRÓ-MESTRE-UFMG
FAPEMIG – Fundação de Amparo a Pesquisa de Minas Gerais
Belo Horizonte, 2018
Orlando Aguiar Jr
(organizador)
Documento:sequência didática_fisica - 22 06 - OK.pdf;Página:1;Data:22 de Jun de 2018 14:02:00

Projeto de Pesquisa e Intervenção em
Escola de Educação Básica
Relacionando a Solução de Problemas na Educação Pública
Linha temática 2
SEQUÊNCIAS DE ENSINO DE FÍSICA
ORIENTADAS PELA PESQUISA:
EXPERIÊNCIAS DO PIBID e PRÓ-MESTRE-UFMG

Ficha catalográfica
ORGANIZADOR
PRODUTOR EDITORIAL
Projeto Gráfico, Diagramação e Capa
Orlando Aguiar Jr
Marcos Alves
Copyright © 2018, Os autores e organizador
Este livro ou parte dele não pode ser reproduzido por qualquer meio sem
autorização escrita do editor.
Catalogação da Fonte: Biblioteca da FaE/UFMG

SUMÁRIO
INTRODUÇÃO ...........................................................................................................
CAPÍTULO 1
SEQUÊNCIAS DE ENSINO DE FÍSICA ORIENTADOS PELA
PESQUISA EDUCACIONAL: PRINCÍPIOS ORIENTADORES E AÇÃO
DOCENTE COMPROMETIDA COM MUDANÇAS ..........................
Orlando Aguiar Jr
CAPÍTULO 2
PRODUÇÃO, USOS E AVALIAÇÃO DA SEQUÊNCIA DE ENSINO:
UMAFÍSICAPARAATERRAEMMOVIMENTO.............................
Orlando Aguiar Jr, Daniela Freitas Abreu, Tiago Quintão Almeida,
Cleiton Mendonça, André Coelho, Ludilan Marzano,
Eliene Ribeiro e Francisco Dias
Anexo capítulo 2
SEQUÊNCIA DE ENSINO: UMA FÍSICA PARA A TERRA EM
MOVIMENTO ..............................................................................
Orlando Aguiar Jr, Daniela Freitas Abreu, Tiago Quintão Almeida
CAPÍTULO 3
CONTRIBUIÇÕES DO USO DE ATIVIDADES EXPERIMENTAIS
DEMONSTRATIVAS PARA AS AULAS DE FÍSICA DE UMA
SEQUÊNCIA DIDÁTICA SOBRE POTÊNCIA ELÉTRICA ....................
Tiago Quintão Almeida, Juarez Melgaço Valadares, Alfonso Chincaro
Bernuy, Orlando Aguiar Jr e Guilherme Nazareth
Anexo capítulo 3
SEQUÊNCIA DE ENSINO: POTÊNCIA ELÉTRICA ............................
Orlando Aguiar Jr, Alfonso Chincaro Bernuy e Guilherme Nazareth
7
13
32
52
84
109

CAPÍTULO 4
ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA: RELATO REFLEXIVO DE UMA
SEQUÊNCIA DE ENSINO COM ABORDAGEM CTSA ...........................
Carlos Eduardo Lima, Orlando Aguiar Jr e José Cassimiro Silva
Anexo capítulo 4
SEQUÊNCIA DE ENSINO: AS TRANSFORMAÇÕES DE ENERGIA
SOLAR EM ENERGIA ELÉTRICA .........................................................
Orlando Aguiar Jr, Carlos Eduardo Lima e José Cassimiro Silva
CAPÍTULO 5
MOTOR A COMBUSTÃO INTERNA, MOBILIDADE URBANA E LEIS
DA TERMODINÂMICA: ATIVIDADES INOVADORAS NO ENSINO DE
FÍSICA COM ABORDAGEM CTS .......................................................
Alfredo Melk, Orlando Aguiar Jr, Adelson Fernandes Moreira e
Francisco Pazzini Couto
Anexo capítulo 5
ATIVIDADES DE ABERTURA E FECHAMENTO DA SD: MOTOR A
COMBUSTÃO INTERNA E LEIS DA TERMODINÂMICA ......................
Adelson Fernandes Moreira
CAPÍTULO 6
DIFERENTES APROPRIAÇÕES DE UMA SEQUÊNCIA
DE ENSINO SOBRE AQUECIMENTO GLOBAL E EFEITO
ESTUFA POR PROFESSORES DA REDE PÚBLICA DE ENSI
NO....................................................................................................
Tarcísio Mello, Luis Gustavo D’Carlos Barbosa, Orlando Aguiar Jr e
Penha Souza Silva
135
166
210
231
239

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SEQUÊNCIAS
DE
ENSINO
DE
FÍSICA
ORIENTADAS
PELA
PESQUISA:
EXPERIÊNCIAS
DO
PIBID
e
PRÓ-MESTRE-UFMG
INTRODUÇÃO
Orlando Aguiar Jr
Faculdade de Educação da UFMG
Este livro apresenta um conjunto de sequências de ensino de
física produzidos em colaboração com professores da rede
pública de Minas Gerais e desenvolvidos em salas de aula do
Ensino Médio. O Projeto foi possível graças ao financiamento
da Fapemig, em convênio com a Capes, em edital com o
propósito de aproximar resultados da pesquisa educacional e a
prática docente em escolas da rede pública de ensino1
. O edital
permitiu pagamento de bolsas de pesquisa a professores da
educação básica em exercício na rede pública, reduzindo assim
a lacuna entre a produção de conhecimento acadêmico na área
de educação e sua implementação no âmbito escolar.
A distância entre as pesquisas em educação que são realizadas
nas universidades e os professores (atores do processo
educacional) tem sido muito grande. De um lado, os professores
se veem desmotivados e sem apoio para as mudanças que se
esperam da escola e em suas práticas. De outro, as propostas
e resultados de investigação em educação se revestem de
linguagem sofisticada e distantes do cotidiano e do trabalho
docente na educação básica. A falta de comunicação entre
universidade e escola tem sido um grande problema para
a educação, sobretudo quando se trata de formação de
professores. As experiências aqui relatadas tiveram a intenção
de por em comunicação esses diferentes agentes, com seus
saberes e práticas.
No âmbito do projeto financiado pela FAPEMIG, foram
produzidas sequências de ensino em alguns tópicos de Física
para a escola de ensino médio a fim de forjar alternativas para
a ação e formação docente, inicial e continuada. Para tal foram
1
Projeto “Desenvolvimento e avaliação de sequências de ensino de Física
orientados pela pesquisa”, coordenado por Orlando Aguiar Jr, Edital 13/2012,
Linha Temática 2 Projeto de Pesquisa e Intervenção em escola de educação
básica relacionado à solução de problemas na educação pública.

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SEQUÊNCIAS
DE
ENSINO
DE
FÍSICA
ORIENTADAS
PELA
PESQUISA:
EXPERIÊNCIAS
DO
PIBID
e
PRÓ-MESTRE-UFMG
consideradas as condições objetivas das escolas; os perfis,
interesses e necessidades formativas de seus estudantes e a
experiência docente dos professores. O projeto permitiu, assim,
fomentar novas práticas, refletir sobre elas e produzir materiais
de ensino e reflexões que possam ser depois compartilhadas
com outros professores e escolas. Quatro das cinco experiências
de ensino aqui relatadas foram acompanhadas por pesquisas de
mestrado profissional no programa “Educação e Docência” da
UFMG (ou Pró-Mestre, como é carinhosamente conhecido).
O projeto PIBID tem fomentado, em diversas instituições
formadoras, uma perspectiva de formação docente que busca
articulação entre saberes acadêmicos e saberes docentes, entre
teorias educativas e prática profissional situada e comprometida
com mudanças (GATTI ET AL, 2014). O cenário é a escola pública
brasileira, em meio a uma insatisfação generalizada por parte
dos jovens e da sociedade, em geral, quanto às contribuições
que tem a dar para a formação dos sujeitos. Trata-se, portanto,
em aprender a transformar a escola, o que exige um reexame de
objetivos, conteúdos e metodologias de ensino (AGUIAR, 2010).
Tanto o PIBID quanto o Pró-Mestre se caracterizam por uma
relação mais simétrica entre universidade e escolas públicas da
educação básica. Aqui, não é a escola que serve à universidade
como palco para suas pesquisas, mas é a universidade que se
aproxima da escola, seus professores e suas práticas para juntos
problematizarem essas práticas e criarem novas possibilidades
de atuação, comprometida com mudanças. Isso exige, das
universidades e das escolas, elaboração de propostas de ensino
factíveis e que deem respostas efetivas (mesmo que parciais)
para o visível desinteresse e apatia dos estudantes frente
aos conteúdos escolares, particularmente, aos conteúdos de
ciências.
Como questões de pesquisa pretende-se: 1. Formular e validar
princípios que orientem a construção de sequências de ensino
inovadoras no ensino de Física; 2. Identificar obstáculos,
2
Ao longo do texto, denominamos “Projeto Fapemig” aos projetos de Ensino
de Física apresentados ao Edital 13/2012 da Fapemig.

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SEQUÊNCIAS
DE
ENSINO
DE
FÍSICA
ORIENTADAS
PELA
PESQUISA:
EXPERIÊNCIAS
DO
PIBID
e
PRÓ-MESTRE-UFMG
dificuldades e potencialidades das ações e intervenções
docentes na condução das atividades propostas em sala de aula;
3. Examinar o alcance desse tipo de proposta como estratégia
de formação de equipe de professores–pesquisadores.
Apresentação das sequências que fazem parte deste volume
O capítulo 1 pretende trazer a linha geral de investigação
das sequências de ensino apresentadas neste livro. Além da
fundamentação teórico-metodológica do projeto, definimos os
princípios orientadores das sequências de ensino discutimos
as questões relacionadas ao desenvolvimento profissional
de professores (formação inicial e continuada) e, ainda, os
impactos das intervenções no engajamento e aprendizagem dos
estudantes.
Os capítulos 2, 3 e 4 apresentam sequências de ensino
desenvolvidas pela equipe PIBID com financiamento da
FAPEMIG (edital 12/2013). Cada um destes capítulos apresenta
as escolhas, intenções e referenciais teóricos adotados quando
da produção das sequências de ensino, assim como relatos de
seu uso em sala de aulas e dos indícios que tivemos de seus
impactos na motivação e aprendizagem dos estudantes.
O capítulo 2 apresenta os contextos de produção, usos e
avaliação da sequência de ensino “Uma Física para a Terra
em Movimento”, que usa uma contextualização histórica para
desenvolver os conceitos de inércia e força, como introdução à
mecânica newtoniana. Destacam-se, ainda, o uso combinado de
conteúdos de astronomia (distinção entre planetas e estrelas,
movimentos dos astros nos céus, modelos astronômicos) e
de Física (o nascimento da ciência moderna, com ênfase nos
conceitos de força e inércia). O capítulo apresenta os recursos
utilizados no projeto e outros, desenvolvidos posteriormente,
por meio de vídeos e aplicativos.
O capítulo 3 apresenta e discute o desenvolvimento de uma
sequência de ensino sobre potência de aparelhos elétricos. O
mote principal da sequência é o estudo de aparelhos elétricos
resistivos e o desenvolvimento do conceito de potência em

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DE
ENSINO
DE
FÍSICA
ORIENTADAS
PELA
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EXPERIÊNCIAS
DO
PIBID
e
PRÓ-MESTRE-UFMG
circuitos elétricos. Reservamos, para este capítulo, uma ênfase
nas atividades experimentais e práticas que foram utilizadas na
sequência, discutindo suas funções e a ação docente no sentido
de viabilizá-las em contextos de demonstrações investigativas.
Neste capítulo (e nos demais), destaca-se a aproximação
entre o PIBID e o Programa de Mestrado Professional em
Educação e Docência da UFMG (Pró-Mestre). Essa aproximação,
viabilizada graças ao Edital 013/2012 da Fapemig, permitiu
aprofundamentos na temática por meio de uma dissertação de
mestrado (ALMEIDA, 2016).
O capítulo 4 relata a experiência de desenvolvimento, uso e
avaliação de uma sequência de ensino sobre energia solar
fotovoltaica, que se inspirou em abordagens de ensino de Física
por meio de relações entre ciência, tecnologia e sociedade
(CTS). Nesta sequência, partimos de um contexto local (estudo
de viabilidade de suprimento de energia elétrica por meio de
painéis fotovoltaicos na escola) para contextos mais gerais
(debate de questões de política energética e estudos da matriz
de energia elétrica no Brasil). A pesquisa sobre desdobramentos
desta sequência de ensino na motivação e aprendizagem dos
estudantes foi também acompanhada em dissertação de
mestrado professional (LIMA, 2018).
O capítulo 5 foi desenvolvido por equipe de professores de
Física de uma escola técnica federal, o CEFET-MG. A principal
novidadedesteprojetoconsisteemdesenvolveraaprendizagem
em Física por meio de estudos de artefatos tecnológicos,
seus usos, implicações sociais/ambientais e princípios de
funcionamento. No capítulo, são examinadas as atividades
de abertura e fechamento de um projeto de ensino intitulado
“Motores a combustão interna, mobilidade urbana e leis da
Termodinâmica”. Esta pesquisa foi também objeto de pesquisa
de mestrado profissional (MELK, 2017).
O capítulo 6, ao contrário dos anteriores, não apresenta
atividades ou sequências de ensino originais, mas busca
acompanhar as apropriações que três professores do PIBID
fizeram de uma sequência de ensino produzida em outro
contexto e adaptada para uso nas escolas do projeto. O trabalho

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SEQUÊNCIAS
DE
ENSINO
DE
FÍSICA
ORIENTADAS
PELA
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EXPERIÊNCIAS
DO
PIBID
e
PRÓ-MESTRE-UFMG
foi também produzido em pesquisa de mestrado profissional da
UFMG (MELLO, 2016). Examinamos os diferentes modos como
os três professores desenvolvem, em suas salas de aula, uma
mesma sequência de ensino, mostrando a apropriação ativa e
responsiva dos professores às propostas de ensino. Mesmo não
sendo os autores originais destas sequências, os professores
são autores de seu ensino, fazem escolhas, assumem riscos,
mantêm e renovam seus valores e princípios que regem seu
exercício profissional.
Este texto é dedicado aos professores e escrito por professores
que aqui produzem seus relatos: professores das redes públicas
de ensino, supervisores do PIBID e/ou alunos de mestrado
profissional. Esperamos que ele inspire outras experiências
de ensino e iniciativas por parte de docentes para resinificar e
transformar o ensino de Física nas escolas.
Desejamos a todos uma boa leitura e esperamos que estes
relatos encorajem iniciativas semelhantes, em escolas e
universidades.
Referências:
AGUIAR JR, O. A ação do professor em sala de aula: identificando
desafios contemporâneos à prática docente. In: DALBEN; DINIZ;
SANTOS (Org.). Convergências e Tensões no campo da formação
e do trabalho docente. Belo Horizonte: Autêntica, 2010, p. 238-
264.
ALMEIDA, Tiago Dias Quintão. Contribuições do uso de
atividades experimentais demonstrativas para as aulas de Física
de uma sequência de potência elétrica. (Dissertação, Mestrado
Profissional Educação e Docência).
GATTI, B.; ANDRÉ, M.; GIMENES, N.; FERRAGUT, L. Um estudo
avaliativo do Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à
Docência (Pibid). São Paulo: FCC/SEP, 2014.
LIMA, Carlos Eduardo. A energia fotovoltaica num contexto ctsa:
uma sequência de ensino sobre as transformações de energia
solar em elétrica. (Dissertação, Mestrado Profissional Educação
e Docência). Faculdade de Educação da UFMG, 2018.

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DE
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DE
FÍSICA
ORIENTADAS
PELA
PESQUISA:
EXPERIÊNCIAS
DO
PIBID
e
PRÓ-MESTRE-UFMG
MELK, Alfredo. Análise de uma experiência de ensino de
termodinâmica baseada em uma abordagem CTS (Ciência,
Tecnologia e Sociedade) em uma escola técnica federal de
Minas Gerais. (Dissertação, Mestrado Profissional Educação e
Docência), Faculdade de Educação da UFMG, 2017.
MELLO, Tarcísio. Diferentes abordagens no desenvolvimento
de uma sequência de ensino CTSA/QSC sobre aquecimento
global por três professores em escolas públicas de Minas Gerais.
(Dissertação, Mestrado Profissional Educação e Docência da
UFMG). Faculdade de Educação da UFMG, 2016.

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SEQUÊNCIAS
DE
ENSINO
DE
FÍSICA
ORIENTADAS
PELA
PESQUISA:
EXPERIÊNCIAS
DO
PIBID
e
PRÓ-MESTRE-UFMG
Capítulo 1
SEQUÊNCIAS DE ENSINO DE FÍSICA ORIENTADOS PELA
PESQUISA EDUCACIONAL: PRINCÍPIOS ORIENTADORES E
AÇÃO DOCENTE COMPROMETIDA COM MUDANÇAS
Orlando Aguiar Jr
Faculdade de Educação da UFMG
Neste capítulo introdutório, apresentamos a fundamentação
teórico-metodológica do projeto, definimos os princípios
orientadores das sequências de ensino e discutimos os impactos
das ações do projeto na formação das equipes e no engajamento
e aprendizagem dos estudantes.
O projeto teve como fundamentação teórico-metodológica as
pesquisas em design educacional (PLOMP e NIEVEEN, 2007),
também denominadas “development research” na pesquisa
de inovações curriculares (LINJSE, 1995), ou pesquisas de
desenvolvimento de sequências de ensino aprendizagem
(MEHEUT e PSCILLOS, 2004).
Segundo PLOMP e NIEVEEN (2007 ),
A pesquisa de design educacional é o estudo sistemático de
concepção, desenvolvimento e avaliação de intervenções
educacionais (como programas, estratégias de ensino-
aprendizagem e materiais, produtos e sistemas) como soluções
para problemas complexos na prática educacional, que visa
avançar nosso conhecimento sobre as características dessas
intervenções e dos processos de concepção e desenvolvimento
(p. 13).
Tal perspectiva é fundada na crítica de soluções educacionais
divorciadas dos problemas de sua implementação prática,
o que demanda uma aproximação entre pesquisadores
acadêmicos e professores, vistos como pesquisadores de suas
práticas profissionais e dos processos de aprendizagem por

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SEQUÊNCIAS
DE
ENSINO
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FÍSICA
ORIENTADAS
PELA
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EXPERIÊNCIAS
DO
PIBID
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elas engendrados. Dos pesquisadores acadêmicos, espera-
se a formulação de referenciais teórico-metodológicos
para práticas educacionais inovadoras. Dos professores, tal
perspectiva demanda uma diálogo entre saberes profissionais
e experimentação contínua e refletida de novas abordagens em
salas de aula.
A pesquisa de design educacional envolve várias etapas
e uso recorrente de materiais de ensino em processo de
aperfeiçoamento em ciclos de ação-reflexão-ação. Esta pesquisa
envolve etapas a saber: 1. Etapa de estudos e preparação,
nas quais as equipes elaboram princípios educativos e
examinam problemas educacionais específicos; 2. Etapa de
desenvolvimento de protótipos, que se consolida com sua
aplicação prática e aperfeiçoamento mediante utilização; 3.
Etapa de disseminação e avaliação, em que o estudo é ampliado
e a acompanhado de refinamento de questões de pesquisa.
Os trabalhos apresentados neste volume estão na fase de
desenvolvimento de protótipos, após uma primeira avaliação
de resultados. Cabe ainda registrar que optamos por avaliações
por meio de estudo de casos, com validação interna das
sequências de ensino, que envolve dois critérios fundamentais:
sua efetividade para os fins para os quais foi concebida e uma
praticidade em termos de possibilidade de implementação
prática no contexto das escolas públicas brasileiras.
Destacamosaquiaimportânciadeexplicitarprincípiosdedesign,
cuja efetividade pretende ser avaliada. Identificamos ainda dois
tipos de princípios: aqueles mais gerais, que explicitamos neste
texto e outros, mais específicos, relacionados ao conteúdo e
temas das sequências de ensino desenvolvidas neste projeto,
denominados princípios substantivos.
1. PRINCÍPIOS QUE ORIENTAM A PRODUÇÃO DAS SEQUÊNCIAS
DE ENSINO
As sequências de ensino produzidas pela equipe do projeto
se inspiram na psicologia histórico-cultural inaugurada por
Vigostki (2001). Segundo esta perspectiva, a linguagem é um

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ENSINO
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FÍSICA
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sistema de signos que nos permite compartilhar sentidos sobre
o mundo em que vivemos e esse processo ocorre por meio da
participação compartilhada em atividades específicas. Aprender
ciências envolve apropriação de aspectos da linguagem da
ciência, que codifica uma visão de mundo, relacionada às
práticas sociais da ciência na sociedade. Nesse sentido, o ensino
de ciências deve propiciar o envolvimento dos estudantes em
atividades compartilhadas, orientadas por problemas e que
permitam introduzir aspectos da visão da ciência. Segundo
Driver e colaboradores (1999):
O conhecimento e o entendimento, inclusive o entendimento
científico, são construídos quando os indivíduos se engajam
socialmente em conversações e atividades sobre problemas
e tarefas comuns. Conferir significado é, portanto, um
processo dialógico que envolve pessoas em conversação e a
aprendizagem é vista como o processo pelo qual os indivíduos
são introduzidos em uma cultura por seus membros mais
experientes. À medida que isso acontece, eles ‘apropriam-se’
das ferramentas culturais por meio de seu envolvimento nas
atividades dessa cultura. (DRIVER, ASOKO, LEACH, MORTIMER
e SCOTT, 1999, p. 34).
A relação dos nossos jovens com a cultura científica não se dá no
vazio, mas antes no diálogo (confronto, tensão ou continuidade)
com outras práticas culturais com as quais os estudantes tem
maior familiaridade. Nesse sentido, o aprender ciências se
dá no cruzamento de diferentes linguagens e “vozes sociais”,
modos de dizer e pensar o mundo. Em particular, ao aprender
ciências, somos confrontados e desafiados pelas relações entre
conceitos científicos e conceitos cotidianos. Aqui, nos valemos
da Teoria da Enunciação de M. Bakhtin (2003), que nos permite
compreender como a linguagem nos constitui e constitui o
mundo, na relação com os outros e, por meio deles, com a
cultura. Para Bakhtin, a compreensão de um dado enunciado é
sempreativaeresponsiva,nuncapassiva.Dessemodo,aprender
ciências exige estabelecer relações entre a linguagem científica
e a linguagem cotidiana, entre os modos de compreender e
significar o mundo próprios da ciência e da vida cotidiana.

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SEQUÊNCIAS
DE
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DE
FÍSICA
ORIENTADAS
PELA
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DO
PIBID
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Desse marco teórico, a pesquisa em educação em ciências
tem destacado princípios para organização e planejamento de
sequências de ensino, que sintetizamos a seguir.
1o Princípio: currículo organizado por atividades
O primeiro princípio que tomamos para construção das
sequências de ensino é a proposição de atividades, que confiram
maior protagonismo aos estudantes como sujeitos no processo
de aprendizagem. As atividades podem ter vários suportes:
debates, experimentos, problemas de lápis e papel, questões
apoiadas em imagens, vídeos ou animações por computador,
entre tantos outros. A escolha adequada destes recursos
mediacionais é fundamental, pois a atividade dos estudantes é
sustentada por meio desses suportes. De acordo com Wertsch
(1998), a ação humana se desenvolve na tensão entre o agente
(quem realiza a ação) e o recurso mediacional (o suporte cultural
em que se apóia a ação). O recurso permite determinadas ações
que não teriam sido desenvolvidas sem sua presença e, ao
mesmo tempo, demandam dos sujeitos o desenvolvimento de
competências no seu uso, controle e compreensão.
O caráter investigativo de tais atividades - sejam elas realizadas
com suporte de experimentos, simulações, problemas de
lápis e papel, leitura de textos ou de imagens – é outro ponto
fundamentalnodesenhodasatividades.Paraisso,consideramos
fundamental que os estudantes enfrentem problemas, discutam
diferentes possibilidades de interpretação, busquem e tenham
acesso a informações e recursos, comuniquem resultados entre
si e para toda a turma, com a mediação do professor (AZEVEDO,
2004; ZOMPERO e LABURU, 2011; SÁ, LIMA e AGUIAR, 2011).
Outro fundamento para a configuração de ambientes de
aprendizagem ativa é que as atividades propiciem espaços
para aprendizagem compartilhada, por meio de debates e
elaboração em pequenos grupos. Por meio de interações
com os pares, estudantes desenvolvem, em contextos
apropriados, competência no uso de linguagem científica,
em suas diversas formas: uso de conceitos na solução de
problemas; uso de diagramas, gráficos e outras formas de
representações; desenvolvimento de modelos; apropriação

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de linguagem matemática, na forma de equações e gráficos,
etc. Atividades colaborativas são também fundamentais para
o desenvolvimento de habilidades, como o da argumentação,
sustentando conclusões a partir de evidências ou convencendo
pares sobre interpretações dadas a um determinado evento.
O professor tem um papel fundamental tanto no suporte aos
estudantes, trabalhando em grupos, nas orientações dadas
à classe e, sobretudo, nos debates coletivos e conclusões do
trabalho. Isso demanda uma série de competências profissionais
e discursivas por parte dos professores.
Uma das hipóteses de trabalho que sustentam as sequências
de ensino apresentadas neste livro é que o envolvimento e
motivação dos estudantes na aprendizagem aumenta quando
transferimos a eles responsabilidades e maior autonomia no
desenvolvimento de atividades. Os relatos de experiências de
ensino produzidas nos projetos relatados neste livro corroboram
esta hipótese de trabalho, pois em todos eles são reportados
pelos professores vários indícios de maior engajamento e
comprometimento dos alunos com a aprendizagem em Física.
Outras questões de pesquisa estão ligadas tanto à escolha
dos recursos mediadores quanto à gestão dos ambientes
de aprendizagem por parte dos professores (o que envolve
orquestração dos recursos mediacionais e dinâmicas de
interação com os estudantes).
2o Princípio: Problematizacão e contextualização
Para que os sujeitos se engajem em uma atividade, é necessário
envolvê-los mental e emocionalmente com seu objeto. Por
isso, se não reduzimos atividade a um mero ativismo (manter
os alunos ocupados com alguma tarefa), é necessário que ela
seja orientada por problemas a resolver, de modo a criar uma
necessidade de compreensão de algum aspecto da realidade
que é recortado para análise.
O princípio da problematização e o papel do professor nesse
processo têm sido enfatizados por várias pesquisas no campo
da educação em ciências (DELIZOICOV, 1996; RAMOS, 2008;
CAPECCHI, 2014). Para Maurivan Ramos (2008, p. 64), “na

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experiência de mediação [do conhecimento], a problematização
tem papel relevante, tanto do ensinante quanto do aprendente,
pois ela instiga e desequilibra”. Como lembra Capecchi (2014),
é preciso, ainda, que as atividades sejam desenhadas de modo
a favorecer a emergência de ideias científicas e que o professor
disponibilize aos estudantes informações adicionais e recursos
para que possam desenvolver esse entendimento.
A problematização de conteúdos demanda uma abertura
para o diálogo (voltaremos a este ponto adiante) e para a
exploração do tema ou conceito em questão. A definição de
bons problemas para o desenvolvimento de conceitos e temas
científicos faz parte do repertório de saberes docentes que se
pretende promover neste projeto.
A contextualização de conteúdos científicos é um princípio que
decorre da problematização, uma vez que um problema se
coloca em um dado contexto e este contexto mobiliza ações
e conhecimentos por parte dos estudantes. Aqui, é preciso
situar a contextualização para além da mera exemplificação de
conceitos científicos em situações familiares aos estudantes.
O princípio da contextualização do ensino se coloca na
perspectiva de uma abordagem problematizadora, que desafia
os estudantes a desenvolverem ideias científicas em contextos
(GEHLEN, 2009; GEHLEN e DEILIZOICOV, 2016).
Os contextos podem ser diversos, podendo incluir a
contextualização histórica de conceitos ou ideias científicas;
a contextualização tecnológica, por meio de artefatos (usos,
princípios de funcionamento e implicações sociais e/ou
ambientais); a contextualização social (temas sociocientíficos
na sociedade contemporânea); a contextualização a nível
pessoal ou cotidiano (relação de temas e conceitos científicos
com situações e problemas familiares aos estudantes).
Nas sequências de ensino aqui apresentadas, são também
indicadas ações de recontextualização de conceitos
desenvolvidos em determinados contextos e que são então
generalizados e aplicados a outros contextos. A generalização
é uma etapa importante na formação de conceitos científicos e
uma atenção especial deve ser dada a ela tanto no planejamento

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de sequências de ensino quanto no seu desenvolvimento em
sala de aula.
3o Princípio: Abordagem temática de conteúdos científicos
As relações entre contextos e conceitos científicos podem se
dar de duas formas. A primeira, tradicionalmente mais presente
na organização didática de conteúdos científicos, consiste em
partir da estrutura conceitual das disciplinas científicas para
delas incluírem contextos de aplicação. A segunda abordagem,
aqui adotada, inverte esta lógica, partindo de temas e contextos
para deles desenvolverem conceitos.
A vantagem de abordagens temáticas é que elas demandam
uma atitude mais aberta e investigativa diante da realidade
em seus aspectos social, ambiental e tecnológico como ponto
de partida para desenvolvimento de conceitos. Esse tipo de
abordagem auxilia a superar o encapsulamento dos conteúdos
científicos escolares (ENGËSTROM, 2002), ou seja, o isolamento
entre a escola (ou, neste caso, a ciência escolar) e a vida.
A ideia principal é que as sequências de ensino de Física a
serem produzidas no projeto não sejam um fim em si mesmas,
mas um convite a pensar situações que demandem, para sua
compreensão, determinados modelos físicos. Para tal, devem
ser relevantes para leitura do mundo em que vivemos, com
implicações de ciência e tecnologia na sociedade, na economia,
na cultura e no ambiente (MORTIMER e SANTOS, 2002). Várias
dassequênciasaquiproduzidasforaminspiradasporabordagens
CTSA, o que significa um estudo de conteúdos de Física em
contextos sócio-ambientais apresentados como problemas
geradores e que mobilizam, nos estudantes, propostas de ações
de entendimento e transformação da realidade (SANTOS &
AULER, 2011).
É sem dúvida mais difícil e desafiador organizar o currículo por
meio de temas geradores. A escolha destes temas tem uma
forte relação entre temas que sejam relevantes do ponto de
vista dos interesses dos jovens. Devem ser, ainda, relevantes do
ponto de vista social, ambiental e científico. Por outro lado, para

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SEQUÊNCIAS
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FÍSICA
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um dado tema (por exemplo, geração de energia elétrica por
meio de células fotovoltaicas), há várias abordagens possíveis.
Do ponto de vista da pesquisa, temos aqui duas questões:
1. Abordagens temáticas promovem, em princípio, maior
engajamento dos estudantes do que abordagens baseadas
na estrutura conceitual das disciplinas?; 2. Quais temas e
abordagens seriam mais adequados para o tratamento de
determinados conceitos científicos?
Como resultado deste projeto, antecipamos uma resposta
amplamente favorável à primeira questão e contribuições
mais pontuais, embora igualmente relevantes para a prática
educativa, à segunda questão.
4o Princípio: Um currículo organizado por meio de ideias chave
O contato com professores e escolas nos tem colocado diante
do constrangimento que sistemas de ensino impõem aos
professores: de um lado, currículos enormes, com inúmeras
habilidades e conhecimentos a serem desenvolvidas ao longo
do ensino médio; de outra, um número muito reduzido de aulas
e condições de ensino. Esta tensão aumenta quando se adotam
abordagens de ensino que demandam maior protagonismo dos
estudantes, como citadas acima, posto que tais abordagens
implicam também maior tempo para serem desenvolvidas.
A resposta a esta contradição passa, no nosso entendimento,
pela seleção criteriosa de conteúdos de escolarização. Desse
modo, apontamos como um princípio para organização das
sequências de ensino a ideia de um currículo orientado para
as construções intelectuais mais relevantes e fecundas do
campo científico. Esse princípio decorre de uma crítica do nosso
currículo escolar, saturado de muitas informações de duvidosa
relevância e quase nenhuma repercussão para a formação
dos estudantes (Millar, 1996). Ao contrário disso, procuramos
identificar e concentrar esforços no entendimento de conceitos
que sejam de fato estruturadores do pensamento científico.
Além da relevância científica, os conteúdos escolares devem se
apresentar relevantes aos estudantes, no sentido de permitirem
o entendimento de situações da realidade social, pessoal,
ambiental e tecnológica.

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Identificamos, nos projetos aqui relatados, uma tensão entre
relevância científica, tecnológica e social. Como o tempo
escolar é reduzido, cabe ao professor selecionar atividades e
ênfases curriculares que atendam ao princípio da relevância e
que potencializem, a seus estudantes, uma formação científica
ampla e abrangente.
5o Princípio: Alternância entre abordagens dialógica e de
autoridade
O último princípio geral que definimos para a organização de
sequências de ensino remete a questões de metodologia de
ensino e configuração de ambientes de aprendizagem. Por
meio dele, enfatizamos a importância do diálogo na construção
do conhecimento científico e da alternância entre abordagens
dialógicas e de autoridade para a produção, circulação e
estabilização de ideias científicas em salas de aula de ciências/
física.
As abordagens dialógicas envolvem uma abertura a uma
diversidade de pontos de vista na busca de solução de um
problema (MORTIMER e SCOTT, 2002; AGUIAR e MORTIMER,
2005; SCOTT, MORTIMER e AGUIAR, 2006). Embora pouco
frequentes nas salas de aula de ciências, elas favorecem uma
reflexão e tomada de consciência sobre as diferenças entre
os conceitos científicos e as concepções baseadas em senso
comum.
Nas sequências de ensino que produzimos, os textos e atividades
pretendem alternar abordagens dialógicas e de autoridade,
de modo a favorecer a emergência e estabilização de ideias
científicas, bem como o entendimento de suas relações com
conceitos cotidianos. Uma questão de pesquisa consiste em
acompanhar como se dão tais alternâncias, na ação docente
em salas de aula e identificar as dificuldades encontradas pelos
professores para tal.

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2. O PROCESSO FORMATIVO DA CONSTRUÇÃO DE SEQUÊNCIAS
DE ENSINO
As sequências aqui relatadas foram elaboradas coletivamente
pelas equipes do Projeto Fapemig e do Projeto PIBID nas
escolas parceiras ou no contexto de uma escola técnica federal
(CEFET-MG). Nessa elaboração, procurarmos apresentar,
justificar e exemplificar os princípios gerais de organização das
sequências e organizar grupos de trabalho no desenvolvimento
de sequências de ensino mais específica. Em várias delas,
a proposta original partiu do coordenador do projeto, em
outras, foram sugestões dadas pelos professores a partir de
suas experiências profissionais. No primeiro caso, os desenhos
iniciais da sequência formam sendo configurados pelas equipes.
No segundo caso, tratamos de transformar boas práticas e
formas de mediação pedagógica em sequências de ensino mais
estruturadas e com escolhas justificadas, a serem testadas na
prática.
Nos dois casos, na fase preliminar de construção das sequências
de ensino, consistiu em:
• Mapamento temático e relação entre conceitos e contextos;
• Leituras de referenciais teóricos e metodológicos para
construção de sequências de ensino;
• Leituras de trabalhos sobre conhecimento pedagógico de
conteúdos dos temas tratados nos projetos (dificuldades
conceituais encontradas pelos estudantes; abordagens
de ensino desenvolvidas por pesquisas; orientações
curriculares para o ensino do tema ou conceito).
Como atividade inicial deste projeto foi feito um estudo
baseado em leitura e pesquisa sobre os referenciais teóricos que
envolvem a elaboração das sequências de ensino. As leituras
perpassaram textos que contam experiências vividas por grupos
colaborativos de professores em elaborações de sequências de
ensino (GALLLIAZI ET AL, 2007; MALDANER; CHARBEL ET AL,
2011) e o referencial teórico que trata das interações em sala
de aula e das condições que favorecem a aprendizagem dos
estudantes (MORTIMER e SCOTT, 2003; SCOTT, MORTIMER e
AGUIAR, 2006).

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Na elaboração dos protótipos, segunda fase do projeto, um
dos desafios enfrentados pelo grupo de elaboração tem sido
a dificuldade de adequar o número de aulas ao conteúdo,
tentandonãoperderofocodaaplicabilidadedetalsequênciaem
outras realidades escolares. Sendo assim muitas atividades são
propostas, porém elas têm sido escolhidas dentro da facilidade
de confecção e acessibilidade. Na elaboração da sequência
escrevemos inicialmente o guia do aluno, ou seja, o caderno
contendo as atividades, os textos e exercícios escolhidos.
Posteriormente, já na organização deste livro, procuramos
incorporar a esse material orientações para professores com
observações relativas às intenções das atividades propostas,
formas de intervenção docente recomendadas e relatos de sala
de aula.
A escrita do Caderno do Aluno tem colocado várias questões
para o grupo. O principal impasse encontrado foi a ausência
de experiências anteriores dos professores e licenciandos com
escrita de textos e atividades, assim como de elaboração de
sequências de ensino sem uma referência mais forte de um
livro didático. Essa produção, por sua vez, nos tem colocado em
contato com a pesquisa acadêmica na área e nos desafiado a
pensar em alternativas para o ensino de tópicos de Física em
sala de aula. Superado esse primeiro bloqueio com a escrita, o
trabalho começou a ficar mais leve e fluir melhor. Entendemos
que essa experiência de formação ajuda a construir uma maior
autonomia dos professores no planejamento e desenvolvimento
de projetos de ensino.
Uma das questões de pesquisa deste projeto consiste em
acompanhar o impacto do desenvolvimento de sequências de
ensino enquanto estratégia de formação, inicial e continuada
de professores. Para tal, procuramos identificar, nos relatos do
PIBID e nos trabalhos desenvolvidos pelas equipes do Projeto
Fapemig, indícios de apropriação, pela equipe de professores e
bolsistas, dos princípios orientadores das sequências de ensino.
Buscamos, ainda, identificar sinais de mudanças nas práticas
docentes, resultantes do projeto. Em comunicação recente
(AGUIAR et al, 2016), encontramos nas iniciativas do grupo sinais
de maior autonomia na articulação de recursos e de situações

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didáticas e registramos o desenvolvimento de propostas
de sequências investigativas, com maior protagonismo dos
estudantes. No entanto, dificuldades são encontradas em
efetivar um currículo organizado a partir de temas geradores e
em articular problematização e o desenvolvimento de conceitos
físicos.
Nesse sentido, podemos dizer que as sequências de ensino
assim propostas tiveram um impacto considerável na equipe do
projeto, pois causavam deslocamentos importantes em relação
ao estilo e formas de ensinar consagradas na tradição didática
e ainda predominantes nas práticas dos professores. No dizer
de uma professora, a sequência de ensino “tira o professor de
sua zona de conforto”, levando-os, assim, a experimentar novos
modos de ensinar.
O primeiro sinal de apropriação de uma ferramenta cultural
consiste em acompanhar o uso que se faz delas. Na “aplicação”
das sequências de ensino, em alguns casos as aulas foram
gravadas e submetidas a posterior análise; em outras, nos
valemos de relatos e discussões subsequentes ao uso em sala
de aula, tanto por professores quanto por bolsistas. Desses
relatos e da análise preliminar das aulas gravadas, percebe-
se claramente que os professores recriam as sequências de
ensino ao fazerem uso delas em salas de aula. Todos eles
trouxeram sugestões para seu aperfeiçoamento e ajustes, de
modo condizente com o que havia sido proposto inicialmente,
e atentos aos efeitos na aprendizagem e engajamento dos
estudantes. Selecionam, ainda, entre várias opções disponíveis
e colocam em destaque determinados objetivos em detrimento
de outros (MELLO, 2016).
Outros exemplos marcantes de apropriação das sequências de
ensino como ferramenta cultural remetem ao desenvolvimento
autônomo de novas sequências didáticas pelas equipes das
escolas.
O uso criativo de sequências de ensino por estudantes e
professores no projeto indicam um alto grau de apropriação, por
esses sujeitos, desta forma de organizar e estruturar o trabalho

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docente. É preciso, no entanto, reconhecer que o projeto PIBID
demanda diversificação de atividades na escola e várias dessas
atividades extrapolam as intervenções em torno de sequências
de ensino. De outro lado, notamos dificuldades dos professores
e estudantes em comporem textos e atividades de forma
articulada e orgânica e, ainda, em transitar da problematização
inicial do tema para a exploração conceitos e modelos científicos
correspondentes.
Na avaliação que fizemos do projeto, estas ações demandam
investimento continuado, articulação e ampliação das equipes
por escolas, atuando em projetos nas diversas áreas de
conhecimento escolar.
3. OS IMPACTOS DAS SEQUÊNCIAS DE ENSINO NA
APRENDIZAGEM E MOTIVAÇÃO DOS ESTUDANTES
Os impactos de usos das sequências de ensino nas escolas
têm sido notórios e vêm sendo acompanhados por meio
de questionários, entrevistas e, ainda, por manifestações
espontâneas dos estudantes. Temos evidências de maior
engajamentodosestudantesnaaprendizagem,emaiorinteresse
em temas de estudo, em depoimentos diversos. Selecionamos
aqui trechos de uma pesquisa mais recente, com a sequência
de ensino sobre “Energia solar fotovoltaica” (LIMA, 2018). Em
algumas falas, sobressai a opção por abordagens temáticas,
com conteúdos físicos mais próximos às vivências e interesses
dos estudantes. Em outras, a diversificação de recursos de
ensino, como vídeos, simulações, experimentos e debates. Os
alunos mencionam, a dinâmica das atividades em salas de aula,
nas quais não são apenas passivos ouvintes:
SAMANTA: Eu particularmente não gosto nenhum pouquinho
de Física. Mas, esse bimestre, com esse tema, com esses
vídeos e todos esses equipamentos, todos esses... essas
coisas, eu passei a gostar um pouco mais. [...] Claro! É... tanto
porque agora nós estamos pensando em instalar o sistema
fotovoltaico lá em casa... (ENTREVISTADOR: Ah que legal!)
E, acho que isso acabou me ajudando muito, por causa,
nessa questão de economia e na diminuição dos impactos
ambientais.

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TARSIS: Olha eu não diria bem pela aula de Física porque a
minha área não é muito essa. Eu gosto mais de Astronomia,
esse tipo de coisa, esse negócio. Então fugiu um pouco da
minha área assim que eu gosto realmente. Mas, abriu meu
olho assim completamente sabe? Primeiramente, em questão
de método de ensino, eu achei super legal. Sair lá pra fora,
mostrar, que é uma coisa que não acontece. Deve ser a
primeira vez que aconteceu no ano. Olha que tipo, tô aqui
há muito tempo... eu não falto muito e mesmo assim foi a
primeira vez, aula "livre" que eu tive. Então teve essa variação,
não foi só escrever no quadro, copiar e explicar. Teve mostra,
teve exemplo, você conseguiu elaborar o que você queria falar
de maneira livre, como no caso do vídeo. Então, vocês deram
pra nós assim, uma liberdade pra falar é... o que você quiser,
dando uma variada no método de ensino, que eu achei assim,
super interessante, sério. Fora também que é um assunto de
extrema importância que não é muito debatido sabe? Por
exemplo, esta questão do meio ambiente... por exemplo, eu
vejo que hoje em dia tem gente que não tá acreditando em
aquecimento global, esse tipo de coisa. Não tá acreditando em
escassez de recursos, coisa que pro século 21 já é um absurdo
já que nós vemos os reflexos atualmente. Então, o que falta
para as pessoas entenderem que realmente tá... que essas
coisas tão afetando o mundo atual? Eu não penso em outra
coisa a não ser falta de conhecimento sabe?
CHARLENE: [...] Eu acho interessante porque ele, o professor,
envolve dinâmica, principalmente os vídeos que ele passou.
Muitos deles, muito deles fala mais do nosso cotidiano e... é
quando a gente chega em casa ou então vai em qualquer lugar
na rua a gente vai percebendo tudo que a gente tá aprendendo
nas aulas de Física, tanto que eu tive uma conversa com meu
pai uma vez no carro, acho que a gente tava falando sobre o
trabalho, que ia tê dele né, de energia em locais públicos e eu
não sabia que os nossos postes de luz, eles tinham uma mini
bateria que, um mini fotovoltaico que ele só acende quando
escurece como se fosse um... [...] É... sobre os projetos que
ele passou também achei muito interessante porque eu
envolvi mais com a energia fotovoltaica e é uma energia que
eu não, que eu desconhecia e que eu via assim e achava que
era totalmente sem sentido alguém ter. É... até descobrir que
o meu pai também teve, já teve na nossa casa um tempo, só

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que depois ele tirou por causa da crise e eu acho interessante
o país inovar com a energia fotovoltaica porque pro Brasil,
pro nosso país, é uma coisa muito econômica porque... nossa
localização é boa, nossa posição geográfica, nosso clima e
seria muito melhor porque evitaria a poluição e também
geraria mais economia pro país porque poderia ser gerada pra
educação e pra outros casos.
Os alunos mencionam os “caderninhos” ou “livretos” ao se
referirem aos textos e atividades das sequências de ensino e
denotam o cuidado com que foram produzidos. Nos parece que
o fato de serem atividades estruturadas e, ao mesmo tempo,
flexíveis para organização nos tempos e espaços escolares,
seja um fator que contribui para o maior engajamento dos
estudantes e, ainda, dos professores, como se vê neste relato
(LIMA, 2016, p. 133):
PROFESSOR: Oh, então, veja só: é a primeira coisa que eu falo
é que assim, eu me diverti muito com a sequência, acho que
essa é a primeira coisa pra eu falar quando eu... eu sinto que a
coisa foi boa, não só eu, os alunos também se divertiram muitas
vezes. Acho que dentro da sequência, com as atividades, o
clima ficou menos pesado dentro de sala de aula, acho que
as coisas ficaram mais leves assim. Os alunos entremeavam
debates sobre a sequência com troca de habilidades ali. Então
assim, coisa que é intolerável quando você tá lá no quadro e giz
lá, etc. O professor quer atenção 100%, né isso? Então eu acho
que isso, essa maneira da sequência, quando o engajamento
é melhor, quando a sequência é bem feita, então há um
engajamento melhor, você aproveita melhor o tempo de aula.
As evidências de aprendizagem de conteúdos são mais difíceis
de identificar como efeitos diretos de características das
sequências de ensino. É sempre difícil saber, entre inúmeras
variáveis presentes em situações de ensino e aprendizagem,
quaisseriamaquelasqueteriamocasionadomaiorcompreensão
dos conteúdos. De modo clássico, estudos de validação de
sequências de ensino operam com grupos de controle e grupos
experimentais, trabalhando com os mesmos conteúdos, com ou
sem a inovação cujos impactos na aprendizagem se pretende
avaliar. O problema está em que os conteúdos de ensino

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dessas inovações nem sempre coincide com os conteúdos do
ensino tradicional. Mesmo quando o tópico é clássico, como o
conceito de inércia (capítulo 2), o tempo e as ênfases dadas no
entendimento do conceito são diversas das condições de ensino
tradicional. Podemos, em lugar disso, tratar de oportunidades
de aprendizagem e evidências de domínio e apropriação de
conceitos (WERTSCH, 1998). Ao fazê-lo, estamos examinando
“estudo de casos”, particulares, singulares, que não nos permite
generalizar resultados do tipo “faça assim que terá estes ou
aqueles resultados”.
Temos muito a aprender, entretanto, com estes densos relatos
de experiências do ensinar e aprender Física na escola. São eles
que nos permitem ir construindo um “repertório público de
ensino” (GAUTHIER ET AL, 1997), que auxiliam a transformar
boas intuições de professores em saberes docentes socializados
e amparados em práticas e evidências de uso bem sucedido em
ambientes escolares.
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DE
FÍSICA
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PESQUISA:
EXPERIÊNCIAS
DO
PIBID
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PRÓ-MESTRE-UFMG
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FÍSICA
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FÍSICA
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PESQUISA:
EXPERIÊNCIAS
DO
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FÍSICA
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Capítulo 2
PRODUÇÃO, USOS E AVALIAÇÃO DA SEQUÊNCIA DE ENSINO:
UMA FÍSICA PARA A TERRA EM MOVIMENTO
Orlando Aguiar Jr1
, Daniela Freitas Abreu2
, Tiago Quintão
Almeida3
, Cleiton Mendonça4
e André R. Coelho4
, Ludilan
Marzano5
, Eliene Ribeiro5
, Francisco Dias5
INTRODUÇÃO
Neste texto apresentaremos a experiência de uma equipe
de professores e alunos de licenciatura em Física no
desenvolvimento, usos e avaliação da sequência de ensino “Uma
Física para a Terra em Movimento”, cujos textos e atividades
para alunos foram reproduzidos na íntegra em anexo. Neste
relato, apresentamos reflexões e resultados deste trabalho
com cinco turmas de Ensino Médio do Instituto de Educação de
Minas Gerais (IEMG) no ano de 2013.
Iniciamos apresentando o contexto de produção da sequência,
enfatizando nossas escolhas em termos de conteúdos e
abordagem do tema. Prosseguimos com uma sessão no
formato “conversa com professores”, nos quais indicamos as
intenções pedagógicas de cada uma das atividades propostas
e recomendar, a partir das vivências do grupo, dinâmicas para
seu uso em salas de aula. A intenção é a de permitir que cada
professor leitor possa se apropriar delas e dar o seu “tom” na
abordagem destes conteúdos em salas de aula.
1
Faculdade de Educação da UFMG. Apoio: Fapemig/Capes – Edital 13/2012,
“Pesquisas em Educação Básica”.
2
Professora de Física do IEMG, bolsista do Projeto Fapemig.
3
Professor de Física da Rede Municipal de Contagem; bolsista de Mestrado do
Projeto Fapemig, Mestrado Profissional Educação e Docência da UFMG.
4
Alunos de Licenciatura em Física pela UFMG, bolsistas Projeto Fapemig.
5
Alunos de Licenciatura em Física pela UFMG, bolsistas PIBID.

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ENSINO
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FÍSICA
ORIENTADAS
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Finalizamos com uma avaliação das sequências e os
desdobramentos desta nos anos subsequentes, no IEMG e em
outras escolas públicas. Discutimos também a importância da
mesma no processo formativo da equipe.
Como a avaliação da sequência de ensino é feita a partir de
sua efetividade para os fins para os quais foi concebida, é
fundamental que os “princípios substantivos” da sequência,
ou seja, as decisões tomadas sobre conteúdos e abordagens
de ensino sejam postas claramente e posteriormente sejam
confrontadascomosresultadosdoengajamentoeaprendizagem
dos estudantes.
1. O CONTEXTO DE PRODUÇÃO E DESENVOLVIMENTO DA
SEQUÊNCIA DE ENSINO “UMA FÍSICA PARA A TERRA EM
MOVIMENTO”
Iniciamos o planejamento desta sequência de ensino no
contexto do Projeto Fapemig e dos trabalhos da equipe do
Pibid no Instituto de Educação de Minas Gerais. O IEMG é uma
instituição centenária, localizada no Centro de Belo Horizonte,
que passou por várias fases em sua história. Atualmente, é uma
escola de Ensino Fundamental e Médio, com cerca de 2500
alunos, 1500 deles matriculados em 48 turmas de Ensino Médio
regular nos turnos da manhã e tarde. A noite, a escola tem
turmas de Educação de Jovens e Adultos.
Definimos o conteúdo da sequência como uma unidade de
ensino introdutória à mecânica clássica, para a primeira série do
Ensino Médio, após uma unidade com conteúdos de cinemática
que trataria, basicamente, dos conceitos de velocidade e
aceleração, e das medidas de velocidade média e aceleração
em diferentes contextos. O coordenador do projeto sugeriu
alguns princípios substantivos para elaboração dessa sequência
de ensino (apresentados a seguir), ao mesmo tempo em que
procurávamos definir os princípios gerais de formulação de
sequências de ensino pelo projeto, sintetizados no capítulo
anterior.

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A ideia fundamental eradesenvolver uma unidade introdutória à
mecânica newtoniana centrada nos conceitos de força e inércia.
Definimos, ainda, que estes conceitos seriam desenvolvidos
com contextualização histórica, considerando problemas
colocados pela Revolução Copernicana e que deram lugar ao
desenvolvimento da ciência moderna.
A equipe do projeto contava com um coordenador, professor
da FaE-UFMG (1º autor deste texto), uma professora de Física
do IEMG bolsista de pesquisa do projeto Fapemig (2ª autora),
um professor de Física da Rede Municipal de Contagem, então
aluno de mestrado profissional na FaE-UFMG bolsista do
projeto Fapemig (3º autor); bolsistas de iniciação científica e
apoio técnico do projeto Fapemig (4º e 5º autores); bolsistas
PIBID da escola (6º e 7º autores). Segundo um destes bolsistas,
em registro sobre o processo:
Apesar de a equipe contar com diversos professores, o real
sentido de uma sequência de ensino investigativa causou
muito estranhamento. Todos eram calouros nesse tipo
de projeto. Ensinar um conteúdo com uma abordagem
diferenciada não é um trabalho simples para professores
que tiveram praticamente toda a sua formação básica e
superior em estilo tradicional. Assim, elaborar uma sequência
de ensino seria um trabalho desafiador. A começar pela
experiência da escrita. Escrever por si só não é uma tarefa fácil,
principalmente um conteúdo de difícil entendimento pelos
alunos; e quando não se está acostumando com a escrita,
o processo torna-se ainda mais complicado. Porém, com
dedicação, reuniões semanais e trabalho aos finais de semana
foi possível alcançar os objetivos. Durante as reuniões repletas
de ideias e com a utilização de excelentes materiais de apoio,
foi possível dar início à produção do material. O cuidado em
cada palavra escrita originou o sentimento de importância e
de poder transformador que o material teria, e isso motivou
a todos do início ao fim do processo de escrita e produção de
conhecimento presente na sequência de ensino.
A sequência de ensino foi utilizada pela primeira vez entre os
meses de maio e julho de 2013 no IEMG, com coleta sistemática
de dados por meio de gravação de aulas em vídeo, gravação de

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trabalhos de grupos em áudio, caderno de campo e reprodução
dos trabalhos desenvolvidos pelos estudantes. Nos anos
seguintes, tornamos a utilizá-la nesta mesma escola e na Escola
Estadual Maestro Villa Lobos, também integrante do Projeto
PIBID. Além disso, tivemos uma experiência bem-sucedida de
uso da sequência de ensino em ambiente de aprendizagem
mediados por computador, com a regência de aulas de um
bolsista do PIBID em uma escola pública municipal de Contagem,
MG.
O caderno do aluno, que iremos reproduzir é aquele utilizado
no IEMG em 2014.
2. OS “PRINCÍPIOS SUBSTANTIVOS” DA SEQUÊNCIA UMA
FÍSICA PARA A TERRA EM MOVIMENTO
A pesquisa em ensino de Física tem oferecido amplas evidências
sobre formas de raciocínio de estudantes sobre os temas
de “força e movimento”, compondo modelos intuitivos,
recorrentes e estáveis, por meio dos quais os estudantes
explicam eventos físicos de modo distinto daqueles utilizados
pela Física escolar (VIENNOT, 1979; CLEMENT, 1982; PEDUZZI &
PEDUZZI, 1985; DRIVER, GUESNE & TIBERGHIEN, 1985; VILLANI,
1989; ALONZO & STEEDLE, 2009). Por exemplo, estudantes
tendem a compreender que o movimento de um objeto é
sempre acompanhado de um motor que explica e traduz este
movimento.
Para a definição do tema e abordagem da sequência, iniciamos
com uma análise crítica, apoiada em estudos da área, dos
modos em que a mecânica newtoniana vem sendo ensinada
nas escolas de Ensino Médio. Tal análise aponta que o princípio
de inércia vem sendo incorretamente tratado em livros
didáticos de física como um mero caso especial da 2ª Lei de
Newton (o chamado ‘Princípio Fundamental’ da Mecânica)
posto que trata de situações em que, na ausência de forças, o
corpo terá aceleração nula. Ao reduzir o enunciado da 1ª Lei à
2ª, o ensino de física abdica de uma discussão da construção
intelectual fundamental na construção da mecânica clássica,
qual seja, o Princípio da Relatividade Galileana que estabelece

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a equivalência e indistinguibilidade entre repouso e movimento
retilíneo uniforme (VILLANI & PACCA, 1992; PACCA & VILLANI,
1996). Segundo Arnold Arons (1997, p. 60):
Ao entendermos que repouso ou movimento retilíneo
uniforme são estados naturais dos objetos, e que as interações
com outros objetos são necessárias para produzir mudanças
nesses estados, podemos interpretar a 1ª Lei como uma
definição operacional qualitativa de “força”, a saber, que a
ação por um agente externo ao corpo em movimento produz
uma mudança na velocidade (em magnitude ou em direção).
A aprendizagem do conceito de inércia é complexa, e passa
por diferentes formas de entendimento. Em um nível mais
elementar, inércia pode ser compreendida como uma
propriedade de objetos, uma “tendência” em continuar em
repouso, estando em repouso, ou continuar em movimento
retilíneo e uniforme, caso esteja em movimento. No entanto,
esta linguagem é ambígua e os estudantes frequentemente
interpretam esta “tendência” como resultado da ação de uma
força, a força da inércia ou a força do movimento do objeto.
Adiante, os estudantes devem entender inércia como uma
relação entre a força resultante atuando no corpo e a aceleração
correspondente; neste caso, a massa do corpo é uma medida
de sua inércia. Um terceiro entendimento é a equivalência,
paradoxal à primeira vista, entre movimento e repouso.
Entendemos que a 1ª Lei de Newton envolve um tratamento da
relatividadegalileanaeoenfrentamentodoobstáculoontológico
de conceber repouso e movimento retilíneo e uniforme como
equivalentes entre si. A dificuldade em superar tal obstáculo é
largamente reconhecida por pesquisas em ensino de ciências.
Por essa razão, procuramos introduzir paulatinamente esta ideia
e em propor situações em que os estudantes fossem desafiados
a utilizá-la para interpretar situações.
Paraoensinodoconceitodeinércia,optamosporumaabordagem
integrada entre os conceitos de força e com uma expectativa de
apropriação progressiva destes conceitos à medida que forem
sendo recursivamente utilizados em contextos variados e por

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tempo prolongado. Partimos do contraponto: força é uma
ação externa, resultado de interação entre corpos, e tem como
efeito a mudança no estado de repouso ou movimento de um
objeto. Por outro lado, inércia é uma propriedade intrínseca à
matéria. O efeito da inércia não é a mudança, mas ao contrário,
a permanência, a resistência à mudança.
Podemos enunciar como um primeiro princípio substantivo
da sequência de ensino a abordagem integrada dos conceitos
de força e inércia e o uso destes conceitos em situações
simples e desafiadoras, com mediação de ferramentas (setas
representando forças, fotos de múltipla exposição, equações,
entre outras) que irão sendo progressivamente desenvolvidas
ao longo do curso.
O segundo princípio substantivo da sequência de ensino remete
à ideia de problematização e contextualização. Neste caso,
optamos por contextualizar o desenvolvimento destes conceitos
com o nascimento de uma nova física, por Galileu e Newton,
para explicar os movimentos dos corpos na superfície de uma
Terra também em movimento.
Vários historiadores consideram que a Revolução
Copernicana tenha sido o contexto histórico fundamental
para o desenvolvimento da mecânica newtoniana (KOYRÉ,
1992; COHEN, 1992). Por outro lado, continuam atuais e
desafiadoras as questões colocadas por Aristóteles em objeção
ao heliocentrismo de Aristarco e mais tarde evocada pelos
pensadores renascentistas ao contestarem Copérnico e Galileu.
Se a Terra está em movimento, porque objetos lançados
verticalmente descem nesta mesma direção em relação ao
solo? Por que razão os resultados de lançamento de projéteis
são os mesmos caso os lancemos em direção ao poente ou ao
nascente? Isso não seria uma comprovação da imobilidade da
Terra? Segundo Bernard Cohen:
Nossas ideias comuns são incapazes de explicar as observações
do dia-a-dia na Terra em rotação e simultaneamente em
translação à volta do Sol. Não deve, contudo, haver dúvidas de
queatransiçãonomundonoqualaTerraestáestacionáriapara

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um mundo no qual a Terra se move envolve necessariamente
a gênese de uma nova Física. (Cohen, 1985, p. 27-28)
Assumimos a hipótese de que o contexto histórico do
desenvolvimento da mecânica a partir da Revolução
Copernicana seria, também, desafiador para nossos jovens
no século XXI. A aposta neste tipo de contextualização teve
consequências importantes no desenvolvimento da sequência
de ensino, pois implicou uma reorganização de conceitos e
abordagens para lidar com os problemas colocados. Isso nos
levou a incluir como conteúdos da sequência a construção dos
modelos cosmológicos clássicos, a questão do movimento dos
planetas e os argumentos apresentados por Galileu na defesa
do sistema copernicano. Era preciso, ainda, recontextualizar,
para nossos estudantes, o problema e o acesso a informações
sobre observações de movimento dos astros e construção
de modelos explicativos no campo da astronomia. O fizemos
recorrendo a modelos físicos (o globo e a esfera celestial),
imagens e, sobretudo, animações. O envolvimento e respostas
dos estudantes nas primeiras atividades nos oferece, como
veremos, indicadores positivos a esse respeito.
Podemos enunciar o segundo princípio substantivo da sequência
de ensino como tendo sido a contextualização histórica de
conteúdos o que implicou uma aproximação entre conteúdos
básicos de astronomia e conteúdos de física. Nossa hipótese
é que os estudantes demonstram notório interesse nestas
questões,quenãosãoincorporadasaosconhecimentosdeFísica
tratados na escola. Assim, a expectativa do projeto era a de que
tal contextualização de conteúdos permitisse aos estudantes: 1.
Compreender processos de argumentação e debate científico
em torno de hipóteses ousadas a serem examinadas à luz de
evidências; 2. Aproximar conteúdos físicos (conceitos de força
e inércia) a conteúdos básicos de astronomia (organização do
universo; sistema solar; observação e registro de movimentos
de astros no céu); 3. Apresentarem maior engajamento com as
tarefas propostas.
Um terceiro princípio foi o da organização de ambientes de
aprendizagem ativa e colaborativa. A seguir, apresentamos

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comentáriosàsatividadesdesenvolvidasnasequênciadeensino,
no sentido de tornar público o repertório de conhecimentos
que construímos neste projeto.
3. COMENTÁRIOS ÀS ATIVIDADES DE ENSINO: CONVERSA
ENTRE EDUCADORES
Para fins didáticos, dividimos a sequência de ensino em 4
partes: 1. Atividade de abertura; 2. Atividades relacionadas a
tópicos de astronomia; 3. Experimentos e desafios: introduzindo
os conceitos de inércia e força; 4. Aplicando e avaliando os
conhecimentos construídos pelos estudantes.
3.1. Atividade de Abertura:
A primeira aula da sequência de inércia e força tem uma
característica interativa/dialógica, por ser o primeiro contato
dos estudantes com o trabalho ela visa levar os alunos,
organizados em grupos, a uma discussão e abertura do tema.
A intenção é compartilhar com os estudantes um sentido de
estranhamento com os movimentos dos corpos em uma Terra
que se move no espaço. Nesta atividade, foram propostas as
seguintes questões:
1. Por quais razões não é possível sentir o movimento da
Terra?
2. O que aconteceria se a Terra parasse de girar?
3. Estime a velocidade de rotação da Terra (por exemplo:
700 km/h, 2000 km/h, 10000 km/h...). Explique como você fez
sua estimativa.
4. Imagine que você jogue um objeto verticalmente para
cima; se a Terra está girando explique como este objeto pode
retornar à sua mão?
A discussão nos grupos foi, como previsto, em geral
predominantemente interativas / dialógicas, embora houvesse
uma tendência de alguns estudantes seguir acriticamente as
ideias e opiniões dos colegas. A maioria dos grupos se envolveu
na atividade e houve discussões intensas acerca das questões
propostas. Os alunos expunham seus pontos de vista e eram
ouvidos e levados a sério pelos demais e o grupo trabalhava

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aquela ideia, manifestando concordância ou discordância em
relação a ela e acrescentando outras.
A maior parte dos grupos apresentava a gravidade como
resposta a questão 1. A gravidade da Terra manteria os corpos
presos a ela e daí não percebermos o movimento do planeta.
Nos grupos, a professora provocava: como pode, por exemplo,
um pássaro sair de seu ninho voar durante algumas horas e
achar o ninho no mesmo lugar, estando a Terra em movimento?
Os estudantes mostraram-se ainda mais surpresos e desafiados
quando informados do diâmetro da Terra e efetuarem o cálculo
da velocidade de rotação de um ponto no equador terrestre
(cerca de 1.600 km/h ou 450 m/s) ou de translação da Terra
em torno do Sol (30 km/s). A professora comparou a distância
percorrida pela Terra em um segundo com a queda de um
objeto do 2º andar do prédio da escola (um objeto em queda
de uma altura de 5 m gasta cerca de 1 s para atingir o solo).
O desconforto era visível: como poderia o objeto cair na base
do prédio? O problema estava posto, mesmo que uma solução
viável e confortável não fosse encontrada, engendrando o
interesse no estudo que se iniciava.
3.2. Atividades relacionadas a tópicos de Astronomia
A segunda atividade da sequência envolve uma discussão sobre
os modelos do Universo, focando principalmente nos modelos
Ptolomaico e Copernicano. Para iniciar tal discussão propomos
para os alunos a representação, em desenho, de seu modelo
de Universo. Em seu modelo, deveriam destacar a posição da
Terra e distribuição de planetas, Lua, Sol e demais estrelas no
Universo. Nessa atividade encontramos vários modelos que
entram em desacordo com os modelos aceitos pela ciência.
É interessante ressaltar que tal conteúdo já foi lecionado
outrora aos estudantes, mas nem todos conseguiram criar
significado com o que foi exposto. Muitos alunos, por exemplo,
representam estrelas espalhadas dentro do sistema Solar, em
meio a planetas, Terra e o Sol (este, no centro). Alguns alunos
com modelos mais avançados expuseram em seus desenhos
diversas galáxias, estrelas distantes, buracos negros, dentre
outros.

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Figura 1: Desenho produzido por estudante do IEMG,
representando seu modelo de organização do Universo.
Após desenharem seus próprios modelos, os alunos foram
questionados a respeito da observação do céu noturno.
Notamos um repertório limitado de conhecimentos, uma vez
que os alunos não têm o hábito de observar o céu e que pouco
sabem a respeito do mesmo.
Em seguida, a professora alterna o discurso para um caráter de
autoridade (monológico, em que prevalece a visão científica),
a fim de apresentar didaticamente os modelos ptolomaico e
copernicano, de modo a explicar e prever o movimento dos
astros na abóboda celeste. Essa abordagem foi enriquecida com
um modelo confeccionado com vasilhame de chope (esférico,
de acetato) no centro do qual fixamos um pequeno globo
terrestre. A esfera transparente era, por sua vez, acionada por
uma base giratória e nela foram representadas as linhas do
equador celeste, polos celestes, eclíptica e a constelação do
Cruzeiro do Sul.
Figura 2: Modelo do Universo Geocêntrico

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O modelo foi manipulado com consulta e projeção de diversos
sites e aplicativos que simulam o universo, tais como “Rotating
Sky Explorer” (Alberta Astronomy Lab), Stellarium e Google Sky.
Aprofessoratrouxeasperguntasfeitasaelesanteriormentepara
serem exploradas com a mediação do modelo e simuladores.
Por exemplo, a maioria dos alunos acreditava que não haveria
diferença entre as constelações vistas nos Hemisférios Sul e
Norte da Terra. Porém, ao serem apresentados aos aplicativos,
logo perceberam que o cruzeiro do sul seria visto apenas em
uma determinada região do planeta. Outra questão posta com
os aplicativos foi a de existência de estrelas no céu diurno,
apesar de não serem percebidas.
Os alunos apresentaram grande interesse e participação ativa
nas apresentações do aspecto do céu no software Stellarium,
com diversas variações (local de observação; dia e mês do ano;
um mesmo dia em diferentes horários, etc). Notamos, ainda, um
grande interesse com a manipulação do aplicativo Google Sky,
que representa a posição dos astros no céu naquele instante,
com o auxílio do GPS interno do smartfone.
Nesse contexto, foram apresentados e examinados os
modelos copernicano e ptolomaico, discutidas suas premissas,
consequências e problemas. Enfatizamos as diferenças entre
estrelas e planetas na observação dos astros e mostramos,
com auxílio dos simuladores, como os planetas se deslocam em
relação ao fundo de “estrelas fixas”, cujo aspecto é reconhecido
agrupando-as em constelações. Notamos grande interesse dos
alunos por essas questões, que foram depois alimentadas por
visitas ao Espaço do Conhecimento da UFMG.
Alguns alunos reclamaram de textos muito longos nesta parte
da sequência. Nas experiências que tivemos da sequência em
plataforma virtual (projeto WISE, da Universidade da California
- https://wise.berkeley.edu) utilizamos, em lugar desses textos,
materiais disponíveis na web sobre o tema. Sugerimos, por
exemplo,apágina“MovimentodosPlanetas”nositeAstronomia
e Astrofísica editado pelos professores Kepler de Oliveira Filho
e Maria de Fátima Oliveira Saraiva, da UFRGS (http://astro.
if.ufrgs.br/p1/p1.htm).

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Desse contexto, examinamos os argumentos de Galileu a
favor da Terra em movimento e a necessidade de uma nova
física. Os professores e licenciandos notaram a diferença no
comportamento e participação dos alunos que se apresentam
mais envolvidos e interessados, participando e fazendo
perguntas a respeito do assunto.
Agregamos depois, à sequência de ensino, dois recursos
adicionais elaborados por amigos. O Professor Arjuna Castelli
Panzera (colaborador do Cecimig), inspirado pela sequência de
ensino, produziu um vídeo tratando das evidências do modelo
heliocêntrico, a partir do movimento dos planetas no céu,
vistos a partir da Terra. Este vídeo, que combina simulações
e informações históricas, trata do acordo entre teorias e
observações, tão caros ao desenvolvimento de modelos
científicos. Abaixo, o link do vídeo no Youtube:
https://www.youtube.com/watch?v=nRV3wvlC-1U&t=6s
Outro professor, Wesley Batista dos Santos, na ocasião
bolsista Pibid na Escola Estadual Maestro Villa Lobos, produziu
animações usando o aplicativo Geogebra®, de modo a visualizar
o movimento retrógrado de Marte segundo os modelos
copernicano e ptolomaico. É possível ter acesso a este recurso,
bastando fazer um cadastro no site do aplicativo.
Fonte: https://www.geogebra.org/m/g3JYm5qa
Figura 3 – Imagem da simulação “Movimento Retrógrado de
Marte” no Geogebra.

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De maneira geral, podemos registrar o grande envolvimento dos
estudantes com a temática. Registramos que um dos grandes
avançosdestasequênciadeensinotenhasidointegrarconteúdos
de astronomia com conteúdos de física, posto que normalmente
eles são ignorados pelo currículo escolar ou apresentados de
modo isolado e factual. Notamos, em alguns professores, certa
resistência em tratar de temas de astronomia, posto que não
tinham familiaridade com os recursos. Entretanto, segundo o
relato desses mesmos professores, o esforço desprendido foi
largamente compensado pelo entusiasmo dos alunos com tais
atividades.
3.3. Experimentos e desafios: introduzindo os conceitos de
inércia e força
Boa parte das atividades foi realizada pelos alunos, em pequenos
grupos, em sala de aula ou laboratório, sob a orientação da
professora e bolsistas. A nosso ver, esse ambiente de ensino
permite aos estudantes construir conceitos científicos no
enfrentamento de problemas relevantes e com acesso a
recursos que favoreçam a compreensão dos mesmos.
As atividades eram intercaladas pela leitura de pequenos textos.
A escrita dos textos foi um grande desafio para a equipe do
projeto.Notexto“InérciaeForça”,optamosporumaescritamais
pessoal e narrativa, reproduzindo parcialmente o fio condutor
da conversa com os estudantes em sala de aula. A intenção era
a de provocar o diálogo entre os alunos e a professora, a partir
de situações do cotidiano, como o que acontece no momento
de uma frenagem dentro de um automóvel; a sensação de
sermos jogados para frente do carro e a importância do cinto de
segurança. Após essa abordagem mais dialógica com situações
do cotidiano, formula-se uma pergunta: por que não sentimos
o movimento do carro, somente a sua mudança? Qual a
relação entre as pessoas dentro do ônibus em movimento e o
movimento da Terra?
Para responder essas perguntas o texto altera seu discurso
dialógico interativo para um discurso de autoridade trazendo as
respostasdeGalileueNewtonparaessapergunta,apresentando

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assim o conceito de força e inércia. Para distinguir inércia e
força, introduzimos este último conceito por meio de uma
demonstração investigativa com um cabo de vassouras e uma
cadeira com rodas. A intenção foi a de apresentar o conceito de
força como sendo uma interação entre dois corpos que pode
aumentar, diminuir ou mudar o sentido/direção da velocidade.
Muita atenção foi posta nesta atividade e discutida a polissemia
do uso da palavra força, indicando às vezes algum “poder” de
corpos em movimento. Enfatizamos que, na física, restringimos
o sentido do conceito: se há força, há um agente atuando no
corpo e um efeito em termos de mudança no estado de repouso
ou movimento dos corpos. Na atividade com a cadeira de
rodas e cabo de vassoura, surgiu a necessidade de apresentar
o conceito de força de atrito, a única existente entre o piso e
a cadeira. Estudantes provocaram com ideias como “varrer” o
chão com a vassoura, colocando assim a cadeira de rodas em
movimento. Houve também uma discussão inicial de pares de
força de ação e reação, com ênfase na ideia de “inter-ação” para
caracterizar o conceito de força.
A atividade seguinte, intitulada “ônibus de papel” (atividade 4),
ofereceu então contexto para que os estudantes utilizassem os
conceitos de força e inércia. A atividade permitia conectar o que
sentimos estando dentro de um ônibus em movimento com uma
visão a partir de um referencial inercial. Assim, o objetivo era de
perceber que quando nos sentimos jogados “para fora de uma
curva”, nosso corpo (representado pelo estojo sobre a folha de
papel) tenta seguir em linha reta enquanto o ônibus (folha de
papel) se orienta em outra direção. Os alunos gostaram muito
dessa atividade e engajaram os responder as perguntas. Alguns
faziam novos questionamentos e experimentavam outros
objetos sobre o papel para checar novos resultados. Desse
modo, percebemos que eles extrapolaram as perguntas feitas,
mostrando o seu envolvimento com a atividade. Essa atividade
marcou a sequência, pois em outras atividades da sequência
(como as demonstrações que compõem a atividade 5) os alunos
disseram que já sabiam responder pois era igual à do ônibus de
papel, indicando apropriação das ideias-chave da atividade e o
potencial heurístico da mesma (tornando memorável o conceito
de inércia e referencial).

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A atividade 6, “A importância do que não acontece” é inspirada
no texto de Arons (1983), que sugere discutir experiências de
pensamento na construção de explicações causais em física.
Usamos dois recursos – uma tirinha do Tio Patinhas com um
evidente erro conceitual e uma fictícia viagem de balão entre a
escola (IEMG) e outro ponto bem conhecido da cidade situado
a 4,5 km a oeste. Se a Terra gira de oeste para leste a 450 m/s,
por que não poderíamos ir de um ponto a outro apenas subindo
em um balão e descendo 10 segundos depois? O recurso a
experiências de pensamento prossegue na atividade seguinte,
com a famosa “experiência” proposta por Galileu, de lançar
uma bola de chumbo do alto de um mastro de um navio em
movimento. Neste último caso, é importante examinar em
detalhe o movimento da bola visto de um referencial dentro do
barco e, em outro, situado no porto. O lançamento de projéteis
aqui se revela com uma composição entre cair verticalmente e
prosseguir em movimento horizontal uniforme.
Os textos 5 e 6, tratam respectivamente da Relatividade
Galileana e de uma síntese sobre os conceitos de Força e
Movimento. Sugerimos que seja feita leitura de trechos destes
textos em voz alta com os estudantes, parando e comentando,
parágrafo a parágrafo, as ideias centrais do texto e as relações
destas com as atividades realizadas e outras, sugeridas, como
a experiência de empurrar um objeto ou pedalar uma bicicleta
com velocidade constante. No texto, o argumento é posto
variando as condições de atrito entre o pneu da bicicleta e a
pista na qual se desloca (asfalto, areia ou lama). Neste caso, é
preciso discutir com os estudantes que a velocidade não muda
se a força motriz for de igual valor e sentido contrário às forças
de resistência ao movimento. Muitos alunos consideram que a
força deveria ser “um pouco maior”, caso contrário, a bicicleta
ficaria parada. É preciso ouvir e pôr em discussão argumentos
sobre diferentes alternativas e examiná-los do ponto de vista
da lógica e consistência. Se a força motriz fosse apenas um
pouco maior do que as forças resistência, ela comunicaria um
pequeno aumento de velocidade; se for um pouco menor,
acarretaria uma pequena redução de velocidade. Mais uma
vez, os argumentos devem diferenciar inércia (tendência da
bicicleta em movimento continuar se movendo em linha reta

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e velocidade constante ou, dito de outro modo, resistência à
mudança de velocidade) e força (ação externa capaz de mudar
o estado de repouso ou movimento da bicicleta).
3.4. Aplicando e avaliando os conhecimentos construídos
pelos estudantes.
As atividades da sequência oferecem amplas oportunidades
para que os professores possam acompanhar a evolução de
ideias dos estudantes. Alertamos, entretanto, que a meta de
aprendizagem de conceitos fortemente contraintuitivos como
os aqui apresentados, exigem um trabalho de longo prazo
que apenas se inicia com esta sequência de ensino. É preciso
que, ao longo dos estudos de mecânica, o professor volte
recorrentemente às ideias de força e inércia para fazer previsões
e discutir situações físicas diversas. A formalização do conceito
de força resultante e os enunciados da 2ª Lei de Newton
(FR
= m.a) ou da variação da quantidade de movimento
(F.∆t = m. ∆v) contribuem fortemente para tal compreensão,
desde que ancoradas conceitualmente e contextualmente.
Em uma avaliação final, retomamos a questão inicial da
sequência de ensino: como se explica o fato de não sentirmos a
Terra em movimento? Das respostas dadas pelos estudantes, foi
possível elaborar uma tipologia de padrões de raciocínio. Alguns
estudantes dão explicações consistentes utilizando o princípio
de inércia, outros apenas mencionam o conceito; outros ainda
elaboram uma explicação alternativa: fazemos parte da terra,
estamos dentro dela e por isso nos movimentamos junto com
ela.Tivemos,ainda, estudantesquegeneralizaramaideia deque
não sentimos velocidade, e sim aceleração. Poucos estudantes
mantiveram a explicação mais frequente na atividade de
abertura, baseada na gravidade. O quadro I, apresenta as
tipologias e exemplos de respostas dos estudantes.

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Quadro 1: Tipologia de explicações para a questão “Por que
não sentimos os movimentos da Terra?”
Para além de avaliações formais, destacamos outras atividades
de avaliação em que os estudantes são chamados a participarem
de forma mais ativa e criativa. A atividade de encerramento da
sequência foi, para tal, bastante eficaz. Pedimos aos estudantes
que, organizados em grupos, produzissem vídeos em que o
conceito de inércia estivesse evidenciado. Os vídeos deveriam
ser produzidos considerando os seguintes aspectos: 1. Não
apresentarem propostas em que coloquem pessoas em risco
ou que apresentem situações em que elas se machuquem; 2.
Podem ser autorais ou editados a partir de desenhos animados
ou filmes; 3. Devem ser acompanhados por apresentação
de slides em que os fenômenos apresentados devem ser
corretamente explicados; 4. Devem ser produzidos pelos
próprios alunos. Alguns grupos apenas refizeram vídeos de
sites de experimentos em Física na internet; outros, foram
bastante criativos e produziram trabalhos de qualidade. Um
dos grupos filmou uma garota lançando uma bola de tênis
de uma bicicleta em movimento. As filmagens foram feitas
de duas perspectivas e variando as condições de movimento
(com velocidade constante ou variável). Para exemplificar os
resultados, convidamos o leitor a consultar o vídeo produzido
por um dos grupos de alunas do IEMG:

49
SEQUÊNCIAS
DE
ENSINO
DE
FÍSICA
ORIENTADAS
PELA
PESQUISA:
EXPERIÊNCIAS
DO
PIBID
e
PRÓ-MESTRE-UFMG
https://www.youtube.com/watch?v=HdhRUQo7y8w
Com relação às estratégias didáticas utilizadas ao longo da
sequência de ensino (Quadro 2),aquelas que foram identificadas
como mais relevantes para a aprendizagem foram relacionadas
às atividades experimentais conduzidas pelo professor ou nos
grupos, mas seguidas de debate e discussão com a turma.
Quadro 2 – Estratégias didáticas e contribuição para a
aprendizagem em Física
Os estudantes aprovaram o uso de recursos como vídeos,
simulações e experimentos, mas indicaram a necessidade de
revisão dos textos, considerados por muitos como “longos e
cansativos”. A nosso ver, além da referida revisão, pensamos
que o desafio pode ser enfrentado com leituras orientadas em
salas de aula.

50
SEQUÊNCIAS
DE
ENSINO
DE
FÍSICA
ORIENTADAS
PELA
PESQUISA:
EXPERIÊNCIAS
DO
PIBID
e
PRÓ-MESTRE-UFMG
REFERÊNCIAS:
ABREU, D. F.; AGUIAR JR, O. Planejamento e desenvolvimento
de sequência de ensino sobre inércia em grupo colaborativo de
professores de física. In: XXI Simpósio Nacional de Ensino de
Física, 2015, Uberlândia.
ALONZO, Alicia C.; STEEDLE, Jeffrey T. Developing and assessing
a force and motion learning progression. Science Education, v.
93, n. 3, p. 389-421, 2009.
ARONS, A. Student Patterns of Thinking and Reasoning: Part
One of Three Parts. Physics Teacher, v. 21, n. 9, p. 576-81, 1983.
CLEMENT, J. Students’ preconceptions in introductory
mechanics. American Journal of Physics, 50, 66 – 71, 1982.
COHEN, Bernard. O nascimento de uma nova física: de Copérnico
a Newton. Lisboa: Gradiva, 1985.
DRIVER, R., GUESNE, E., & TIBERGHIEN, A. Children’s ideas in
science. Milton Keynes, England: Open University Press, 1985.
KOYRÉ, Alexandre. Estudos Galilaicos. Lisboa: Dom Quixote,
1992.
PACCA, J., & VILLANI, A. (1996). Un curso de actualización y
cambios conceptuales en profesores de Física. Enseñanza de las
Ciencias, 14(1), p. 25-33, 1996.
PEDUZZI, Luiz OQ; PEDUZZI, Sônia S. O conceito de força no
movimento e as duas primeiras leis de Newton. Cad. Cat. Ens.
Fis, v. 2, n. 1, p. 6-15, 1985.
VIENNOT, Laurence. Spontaneous reasoning in elementary
dynamics. European Journal of Science Education, v. 1, n. 2, p.
205-221, 1979.
VILLANI, A. Idéias espontâneas e ensino de Física. Revista

51
SEQUÊNCIAS
DE
ENSINO
DE
FÍSICA
ORIENTADAS
PELA
PESQUISA:
EXPERIÊNCIAS
DO
PIBID
e
PRÓ-MESTRE-UFMG
Brasileira de Ensino de Física, 11, 130, 1989.
VILLANI, A.; PACCA, J. Villani, A., & Pacca, J. L. D. A. Teoria e
prática didática na atualização de professores de física. Instituto
de Física, USP,1992.

52
SEQUÊNCIAS
DE
ENSINO
DE
FÍSICA
ORIENTADAS
PELA
PESQUISA:
EXPERIÊNCIAS
DO
PIBID
e
PRÓ-MESTRE-UFMG
Autores: Orlando Aguiar Jr, Daniela Freitas Abreu e
Tiago Quintão Almeida
Nome:______________________Nº:____Turma:_______
SEQUÊNCIA DE ENSINO
Uma Física para a Terra em movimento
Anexo capítulo 2
Anexo 1: Sequência de Ensino “Uma Física para a Terra em
Movimento”

53
SEQUÊNCIAS
DE
ENSINO
DE
FÍSICA
ORIENTADAS
PELA
PESQUISA:
EXPERIÊNCIAS
DO
PIBID
e
PRÓ-MESTRE-UFMG
SEQUÊNCIA DE ENSINO
Uma Física para a Terra em movimento
Caro aluno, o presente material corresponde a um conjunto
de atividades de aprendizagem e avaliação na temática de
Força e Inércia, que aqui denominaremos de Sequência de
Ensino.
Nessa sequência falaremos um pouco de algumas
descobertas que ocorreram ao longo do desenvolvimento
da ciência, as dificuldades em aceitar novas ideias e os
problemas enfrentados pelos cientistas ao expor suas ideias
frente ao pensamento conservador da época.
A sequência de ensino trata-se de um planejamento de
aulas a cerca de um determinado tema a fim de trata-lo
com um enfoque diferenciado do que costumeiramente
são utilizados pelos professores. Essas sequências devem,
portanto, ser aplicadas e avaliadas a fim de descobrir
se cumpriram seus objetivos quanto à aprendizagem e
interesse que despertaram nos alunos. Sendo assim é muito
importante que você participe e se envolva em tal projeto
para que possa contribuir para a aprendizagem, não apenas
sua, mas de muitos outros estudantes, pois as sequências
são disponibilizadas para outros professores em diversos
lugares.
Por isso, para um bom desenvolvimento das atividades é
necessário a sua participação/envolvimento nas propostas
apresentadas.
Todas as atividades devem ser registradas e entregues ao
professor.
Bons estudos!

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