Termodinâmica na prática: construindo conceitos
Item
Título para divulgação do texto
Termodinâmica na prática: construindo conceitos
Título original da pesquisa
Contextualização e laboratório didático no ensino médio: as contribuições do trabalho prático no ensino de física.
Imagem de capa
Revisão de texto
Autores do texto original
Fonte(s) Financiadora(s)
Resumo
A pesquisa analisou os impactos da cultura da cana de açúcar e seus subprodutos na região do município de Jaú, São Paulo, atuando como articuladora de todas as disciplinas do ensino médio.
O que é a pesquisa?
Muitos conceitos de Termodinâmica são de difícil compreensão para estudantes do ensino médio. O conceito de calor, por exemplo, é comumente usado para expressar a ideia de temperatura ou a temperatura usada como medida do calor. O mesmo ocorre com o termo ‘efeito estufa’, que é confundido com ‘aquecimento global’. Para o correto entendimento e distinção desses conceitos, é preciso repensar o ensino e a aprendizagem de Física, reformulando as metodologias atuais e apresentando maneiras alternativas de abordar a Termodinâmica além dos métodos tradicionais que prezam a memorização e fórmulas, pois esses podem, muitas vezes, levar o estudante a substituir o conceito pela fórmula, que não mais é do que a forma simbólica de expressar um conceito.
Pensando em alternativas de ensino mais eficientes para a compreensão dos conceitos da Termodinâmica por estudantes do ensino médio, o professor e pesquisador Marcelo Luís Aroeira Rosella, da Faculdade de Ciências, Universidade Estadual Paulista (Unesp), desenvolveu uma metodologia de ensino de Física na qual os alunos deixam de ter uma postura passiva em sala de aula, comumente observada nas escolas, e passem a fazer parte do processo de construção do próprio conhecimento. Essa metodologia é parte dos resultados de projeto de pesquisa desenvolvido em parceria com a Escola Estadual Dr. Major Prado de Jaú, Unesp e Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).
A pesquisa analisou os impactos da cultura da cana de açúcar e seus subprodutos na região do município de Jaú, São Paulo, atuando como articuladora de todas as disciplinas do ensino médio. Cada disciplina desenvolveu seus conteúdos específicos com os estudantes e o grupo de Ciências da Natureza abordou o biocombustível derivado da cana de açúcar. Coube à Física trabalhar os conceitos de temperatura e calor da Termodinâmica. Esses conceitos estão relacionados aos biocombustíveis em diversos aspectos, como o fato de o etanol ser uma opção menos poluente do que a gasolina e, dessa forma, ajudar a diminuir a emissão de poluentes que causam o aquecimento global.
Pensando em alternativas de ensino mais eficientes para a compreensão dos conceitos da Termodinâmica por estudantes do ensino médio, o professor e pesquisador Marcelo Luís Aroeira Rosella, da Faculdade de Ciências, Universidade Estadual Paulista (Unesp), desenvolveu uma metodologia de ensino de Física na qual os alunos deixam de ter uma postura passiva em sala de aula, comumente observada nas escolas, e passem a fazer parte do processo de construção do próprio conhecimento. Essa metodologia é parte dos resultados de projeto de pesquisa desenvolvido em parceria com a Escola Estadual Dr. Major Prado de Jaú, Unesp e Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).
A pesquisa analisou os impactos da cultura da cana de açúcar e seus subprodutos na região do município de Jaú, São Paulo, atuando como articuladora de todas as disciplinas do ensino médio. Cada disciplina desenvolveu seus conteúdos específicos com os estudantes e o grupo de Ciências da Natureza abordou o biocombustível derivado da cana de açúcar. Coube à Física trabalhar os conceitos de temperatura e calor da Termodinâmica. Esses conceitos estão relacionados aos biocombustíveis em diversos aspectos, como o fato de o etanol ser uma opção menos poluente do que a gasolina e, dessa forma, ajudar a diminuir a emissão de poluentes que causam o aquecimento global.
Como é feita a pesquisa?
A metodologia proposta foi testada com estudantes do 2º ano do ensino médio. Os conceitos básicos da Termodinâmica foram apresentados de maneira interativa, por meio de painéis ilustrativos expostos em sala de aula ou utilizando experimentos de física, como o termoscópio, que foi o ponto de partida para desenvolver a compreensão do conceito.
Inicialmente, os estudantes foram convidados a compartilhar seu entendimento sobre ‘efeito estufa’. Essa prática permitiu identificar o conhecimento prévio dos alunos sobre tal conceito. Apesar da vasta divulgação da expressão ‘efeito estufa’ na mídia, vários estudantes classificaram esse fenômeno natural como prejudicial e provocado pela intervenção humana no meio ambiente. Em seguida, com apoio de banners e apostilas enviados pelo Governo do Estado de São Paulo, o assunto voltou a ser discutido, mas sempre a partir de situações cotidianas, favorecendo a reflexão sobre a relevância do efeito estufa e possibilitando maior interesse aos alunos. Seguindo a mesma metodologia, outros conceitos termodinâmicos, como temperatura, sensação térmica e calor foram trabalhados com eles.
Em uma segunda fase da pesquisa, os alunos analisaram fenômenos térmicos em laboratório, sem que os conceitos formais tivessem sido previamente apresentados. Essa abordagem promoveu a interação do estudante com o experimento, propiciando a construção dos conceitos básicos da Termodinâmica e não apenas a sua exposição teórica. Foram realizados experimentos que abordaram conceitos de sensações térmicas, expansão e contração de gases e capacidade térmica.
No final do ano letivo, os estudantes fizeram uma exposição na escola com as experiências de Física e Química, mapas de conceitos, cartazes etc. O resultado foi animador e promissor, revelando que as atividades práticas realizadas promoveram avanços apreciáveis e duradouros no processo de ensino e aprendizagem.
Inicialmente, os estudantes foram convidados a compartilhar seu entendimento sobre ‘efeito estufa’. Essa prática permitiu identificar o conhecimento prévio dos alunos sobre tal conceito. Apesar da vasta divulgação da expressão ‘efeito estufa’ na mídia, vários estudantes classificaram esse fenômeno natural como prejudicial e provocado pela intervenção humana no meio ambiente. Em seguida, com apoio de banners e apostilas enviados pelo Governo do Estado de São Paulo, o assunto voltou a ser discutido, mas sempre a partir de situações cotidianas, favorecendo a reflexão sobre a relevância do efeito estufa e possibilitando maior interesse aos alunos. Seguindo a mesma metodologia, outros conceitos termodinâmicos, como temperatura, sensação térmica e calor foram trabalhados com eles.
Em uma segunda fase da pesquisa, os alunos analisaram fenômenos térmicos em laboratório, sem que os conceitos formais tivessem sido previamente apresentados. Essa abordagem promoveu a interação do estudante com o experimento, propiciando a construção dos conceitos básicos da Termodinâmica e não apenas a sua exposição teórica. Foram realizados experimentos que abordaram conceitos de sensações térmicas, expansão e contração de gases e capacidade térmica.
No final do ano letivo, os estudantes fizeram uma exposição na escola com as experiências de Física e Química, mapas de conceitos, cartazes etc. O resultado foi animador e promissor, revelando que as atividades práticas realizadas promoveram avanços apreciáveis e duradouros no processo de ensino e aprendizagem.
Qual a importância da pesquisa?
Tradicionalmente, quando a escola possui um laboratório de Física, o que é raro principalmente em escolas públicas, as aulas experimentais ocorrem após a apresentação do conteúdo teórico. As experiências são realizadas para comprovar o conhecimento apresentado previamente, de maneira que o estudante seja obrigado a seguir e executar fielmente as orientações que constam no roteiro e, portanto, sem margem para que ele possa fazer modificações ou até mesmo especulações. Assim, se o estudante não tiver estabelecido uma relação com o conteúdo exposto durante a aula teórica, provavelmente o experimento não possibilitará o entendimento do conhecimento científico apresentado.
A metodologia que valoriza as atividades práticas permite que os estudantes construam seus conhecimentos a partir de suas próprias abstrações e questionamentos a partir do fenômeno apresentado. Os experimentos em laboratório, selecionados e adaptados pelo professor a partir da análise das respostas e concepções que os estudantes tinham sobre determinado assunto, possibilitou uma reavaliação, pelos próprios estudantes, de suas concepções e, consequentemente, a construção de conceitos científicos de acordo com os que atualmente são considerados corretos.
Podemos confiar no nosso tato para medir temperatura?
Um experimento simples permite que os estudantes avaliem o conceito de sensação térmica:Coloque uma das mãos em um recipiente com água quente e a outra em um recipiente com água fria. Aguarde alguns instantes e coloque as duas mãos em um recipiente com água à temperatura ambiente. Qual a sensação térmica sentida em cada mão? A partir desse experimento, podemos dizer que corpo humano é um bom medidor de temperaturas?
A metodologia que valoriza as atividades práticas permite que os estudantes construam seus conhecimentos a partir de suas próprias abstrações e questionamentos a partir do fenômeno apresentado. Os experimentos em laboratório, selecionados e adaptados pelo professor a partir da análise das respostas e concepções que os estudantes tinham sobre determinado assunto, possibilitou uma reavaliação, pelos próprios estudantes, de suas concepções e, consequentemente, a construção de conceitos científicos de acordo com os que atualmente são considerados corretos.
Podemos confiar no nosso tato para medir temperatura?
Um experimento simples permite que os estudantes avaliem o conceito de sensação térmica:Coloque uma das mãos em um recipiente com água quente e a outra em um recipiente com água fria. Aguarde alguns instantes e coloque as duas mãos em um recipiente com água à temperatura ambiente. Qual a sensação térmica sentida em cada mão? A partir desse experimento, podemos dizer que corpo humano é um bom medidor de temperaturas?
Área do Conhecimento
Ciências Exatas e da Terra
Palavras-chave – Entre 3 a 5 palavras
Português
métodos de ensino
Português
termodinâmica (físico-química)
Português
ensino médio
Português
interdisciplinaridade
ODS
ODS 4: Educação de Qualidade
ODS 12: Consumo e Produção Responsáveis
Referência da Pesquisa Original
ROSELLA, Marcelo Luis Aroeira. Contextualização e laboratório didático no ensino médio: as contribuições do trabalho prático no ensino de física. 2010. 194 f. Tese (doutorado) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Ciências, 2010. Disponível em <http://hdl.handle.net/11449/102072>.
Material Complementar
Pesquisa original: https://repositorio.unesp.br/handle/11449/102072
Calor, medidas e controles de temperatura, dilatação
Transporte de calor, energia térmica
Potência, fontes e trocas de calor, transformações térmicas
Calor, medidas e controles de temperatura, dilatação
Transporte de calor, energia térmica
Potência, fontes e trocas de calor, transformações térmicas
Data da publicação do texto de divulgação
November 26, 2015