Universidade do MinhoInstituto de Educação

Carla Belém de Faria Oliveira

outubro de 2017

As atividades laboratoriais e a evolução concetual de alunos de 9º ano: um estudo centrado no tema Circuitos Elétricos

Car

la B

elém

de

Faria

Oliv

eira

A

s a

tivi

da

de

s la

bo

rato

ria

is e

a e

volu

ção

co

nce

tua

l de

alu

no

s d

e 9

º a

no

: u

m e

stu

do

ce

ntr

ad

o n

o t

em

a C

ircu

ito

s E

létr

ico

s U

Min

ho|2

017

Carla Belém de Faria Oliveira

outubro de 2017

As atividades laboratoriais e a evolução concetual de alunos de 9º ano: um estudo centrado no tema Circuitos Elétricos

Trabalho efetuado sob a orientação daProfessora Doutora Laurinda Leite

Relatório de EstágioMestrado em Ensino de Física e de Químicano 3.º Ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário

Universidade do MinhoInstituto de Educação

iii

À memória da minha querida mãe

“Je t’aime”

iv

v

AGRADECIMENTOS

No final desta caminhada, gostaria de expressar o meu reconhecimento a todos aqueles que,

direta ou indiretamente, tornaram possível a realização deste trabalho. No entanto, gostaria de nomear

e agradecer a alguns deles, pelo seu contributo que deram para o mesmo.

À Professora Doutora Laurinda Leite, não só pela permanente e imprescindível orientação, mas

também pelo carinho, apoio e incentivo que manifestou em momentos mais delicados da minha vida.

À Professora Alexandra Pereira, por ter concordado em participar neste projeto e, principalmente,

pelo empenho, disponibilidade e compreensão demostrados durante a realização do estágio.

Ao meu grupo de estágio, Manuel, Marisa e Tânia, pela colaboração, apoio e partilha de

experiências. Um agradecimento especial à Marisa, pela sua paciência e amizade e pela sua presença

constante ao longo deste Mestrado.

Aos meus familiares e amigos, pela paciência, incentivo e compreensão pela falta de atenção,

da minha parte, durante esta longa caminhada.

A todos, obrigada!

vi

vii

AS ATIVIDADES LABORATORIAIS E A EVOLUÇÃO CONCETUAL DE ALUNOS DO 9º ANO: UM

ESTUDO CENTRADO NO TEMA CIRCUITOS ELÉTRICOS

Resumo

Nas suas vivências diárias, as crianças constroem ideias sobre factos e fenómenos físicos e

naturais que lhes permitem compreendê-los e explicá-los. Estas ideias podem incluir conceções

cientificamente aceites e conceções alternativas. Estas últimas, são ideias cientificamente não aceites,

mas que fazem sentido para quem as possui e que são levadas para a escola, podendo interferir

negativamente com a aprendizagem formal. Existe uma variedade de metodologias e recursos didáticos

que podem ser utilizados com o intuito de, na escola, fazer com que as conceções alternativas dos alunos

evoluam no sentido das cientificamente aceites. As atividades laboratoriais são um dos recursos didáticos

que podem ser usados em sala de aula para promover a evolução concetual dos alunos.

O tema Circuitos Elétricos, que deve ser abordado no 9º ano de escolaridade, é um tema no qual

foram identificadas várias conceções alternativas que persistem em alunos de diversos níveis de

escolaridade. Este tema pode ser ensinado através de Atividades Laboratoriais, nomeadamente do tipo

Prevê-Observa-Explica-Reflete (POER). É neste contexto que insere o trabalho apresentado neste Relatório

de Estágio, que consiste na preparação, implementação e avaliação de uma intervenção pedagógica,

centrada na abordagem do tema Circuitos Elétricos, á custa de atividades laboratoriais integradas numa

metodologia de ensino que visava a promoção da evolução concetual dos alunos. A intervenção situou-

se na disciplina de Ciências Físico-Químicas, do 9º ano de escolaridade, e decorreu numa Escola Básica

com 3º ciclo da cidade de Braga, no ano letivo 2012/2013. Foi envolvida na intervenção uma turma,

com 23 alunos, com idades compreendidas entre os 14 e os 16 anos.

Antes da intervenção pedagógica, foram identificadas as conceções prévias dos alunos

relativamente a conceitos científicos do âmbito do tema Circuitos Elétricos, através de um teste de

conhecimentos (pré-teste) elaborado para o efeito. Depois da intervenção, foi aplicado o mesmo teste de

conhecimentos (pós-teste), a fim de identificar novamente as conceções perfilhadas pelos alunos e de,

por comparação com os resultados obtidos no pré-teste, inferir sobre a eventual evolução da turma no

tema em causa. Os resultados sugerem que a estratégia de ensino com recurso a AL do tipo POER,

embora pareça ter sido apropriada para a turma, contribuiu modestamente para a aprendizagem dos

conteúdos científicos abordados, talvez pelo facto de a lecionação ter sido mais concentrada do que

previsto. Assim, antes de nova implementação, essas condições precisam de ser revistas.

Palavras chave: Atividade Laboratorial; Conceção Alternativa; Circuito Elétrico; Evolução Concetual.

viii

ix

LABORATORY ACTIVITIES AND 9th GRADERS’ CONCEPTUAL EVOLUTION: A STUDY

FOCUSING ON ELECTRIC CIRCUITS

Abstract

In their daily experiences, children develop ideas on physical and natural facts and phenomena

that enable them to interpret and explain the world around them. Those ideas may include scientifically

accepted ideas as well as alternative conceptions. Even though the latter are scientifically non-accepted

ideas, they make sense to their holders that take them to school where they can impair students from

learning the accepted science. A variety of teaching methodologies and tools can be used at school to

promote the evolution of students’ alternative conceptions, so that they get closer to the scientifically

accepted ones. Laboratory activities are one of the teaching tools that teachers can use to foster students’

conceptual evolution.

The Electric Circuits theme is supposed to be taught to 9th grade students. Several researchers

have identified many persistent alternative conceptions on concepts within the scope of that theme. In

addition, the Electric Circuits theme can be taught through laboratory activities of the type Predict–

Observe-Explain-Reflect (POER). Hence, this teaching practice report focuses on the design,

implementation and evaluation of a pedagogical intervention centred on Electric Circuits, based on

laboratory activities integrated into a teaching methodology aiming at promoting students’ conceptual

evolution. The intervention was done in the academic year of 2012/2013 within the scope of the 9th grade

Physical Sciences school subject. It took place into a basic school with 3rd cycle, in Braga city. A class

with 23 students, aged between 14 and 16 years, was enrolled into the intervention.

Before the intervention, students’ conceptions on concepts within the scope of Electric Circuits were

identified through a test (pre-teste) designed for this purpose. After the intervention, the same test was

used again (post-test) to identify students’ conceptions. A comparison of these conceptions with students’

conceptions prior to the intervention was made to infer about students’ conceptual evolution. The results

suggest that the POER laboratory activities based teaching methodology gave a moderate contribution for

students’ learning of the concepts that were taught. This may be due to the fact that the implementation

was quite concentrated on time. This means that the implementation conditions need to be reviewed

before the pedagogical intervention is put into practice again.

Keywords: Laboratory Activity; Alternative conception; Electric Circuit; Conceptual Evolution.

x

xi

ÍNDICE

Declaração .......................................................................................................................................... ii

Agradecimentos ................................................................................................................................... v

Resumo............................................................................................................................................. vii

Abstract.............................................................................................................................................. ix

Índice ................................................................................................................................................. xi

Índice de Tabelas .............................................................................................................................. xiii

Índice de Quadros ............................................................................................................................. xiv

Índice de Figuras ............................................................................................................................... xv

Capítulo I – Introdução ....................................................................................................................... 1

1.1 – Objetivo Geral do Projeto de Intervenção ................................................................................. 1

1.2 – Estrutura Geral do Relatório de Estágio .................................................................................... 3

Capítulo II – Enquadramento da Intervenção e da Investigação a ela Associada ................................... 5

2.1 – Enquadramento Contextual ..................................................................................................... 5

2.1.1 – Caracterização da Escola ................................................................................................. 5

2.1.2 – Caracterização da Turma ................................................................................................ 6

2.1.3 – Justificação da Intervenção .............................................................................................. 8

2.2 – Enquadramento Teórico ........................................................................................................ 11

2.2.1 – Conceções Alternativas e Ensino Orientado para a Mudança Concetual .......................... 11

2.2.2 – Conceções Alternativas e Mudança Concetual em Circuitos Elétricos .............................. 15

2.2.3 – As Atividades Laboratoriais e a Aprendizagem de Conceitos Científicos .......................... 19

Capítulo III – Objetivo da Investigação Associada à Intervenção ......................................................... 25

Capítulo IV – Caracterização da Intervenção e da Investigação a ela Associada .................................. 27

4.1 – Metodologia de Ensino .......................................................................................................... 27

4.2 – Metodologia de Investigação ................................................................................................. 29

Capítulo V – Análise dos Resultados da Intervenção .......................................................................... 33

5.1 – Corrente Elétrica ................................................................................................................... 33

5.2 – Materiais Condutores de Corrente Clétrica ............................................................................. 34

5.3 – Sentido de Circulação da Corrente Elétrica ............................................................................ 36

5.4 – Variação da Intensidade da Corrente Elétrica ......................................................................... 38

5.5 – Corrente Elétrica em um Circuito em Série ............................................................................ 40

xii

5.6 – Corrente Eétrica num Circuito em Série com uma Lâmpada ou duas Lâmpadas .................... 42

5.7 – Corrente Eétrica num Circuito com duas Lâmpadas e uma Resistência Instaladas em Série... 45

5.8 – Corrente Elétrica num Circuito com duas Lâmpadas em Série e uma Resistência Instalada

em Paralelo com uma das Lâmpadas ................................................................................... 47

5.9 – Corrente Elétrica em um Circuito com duas Lâmpadas e um Interruptor Aberto em Série e

uma Lâmpada em Paralelo .................................................................................................. 50

5.10 – Variação da Diferença de Potencial num Circuito com duas Resistências em Série ............... 52

5.11– Conceito de Diferença de Potencial ...................................................................................... 54

Capílulo VI – Conclusões, Limitações e Recomendações ................................................................... 57

Referências Bibliográficas ................................................................................................................. 63

Anexos ............................................................................................................................................. 67

Anexo 1 – Síntese dos Principais Modelos de Ensino Orientado para a Mudança Concetual............. 68

Anexo 2 – Atividades Laboratoriais Utilizadas na Intervenção .......................................................... 69

Anexo 3 – Teste de Conhecimentos ................................................................................................ 90

Anexo 4 – Questionário de Opinião ................................................................................................. 93

xiii

ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1 Caracterização dos alunos da turma e respetivos pais 7

Tabela 2 Síntese de estratégias de ensino usadas para promover a MC em conceitos relacionados com circuitos elétricos (adaptado de Vasconcelos, 1997) 14

Tabela 3 Modelos de circuitos elétricos construídos por alunos (Tasker & Osborne, 1991) 16

Tabela 4 Síntese das dificuldades concetuais e das CA em alunos sobre conceitos fundamentais de corrente elétrica (adaptado de Dorneles, Araújo & Veit, 2006) 17

Tabela 5 Tipologia das atividades laboratoriais 22

Tabela 6 Síntese geral da sequência das aulas 29

Tabela 7 Distribuição das respostas dos alunos sobre “O que é a corrente elétrica?” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f) 33

Tabela 8 Distribuição das respostas dos alunos sobre “os materiais condutores de corrente elétrica” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f) 35

Tabela 9 Distribuição das respostas dos alunos sobre “os esquemas em que a lâmpada acende” pelas diferentes opções de resposta, no pré e no pós-teste (f) 36

Tabela 10 Distribuição das respostas dos alunos sobre a “intensidade da corrente elétrica em diferentes pontos do circuito” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f) 39

Tabela 11 Distribuição das respostas dos alunos a “explicação do brilho de duas lâmpadas idênticas instaladas em série num circuito simples” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f) 41

Tabela 12 Distribuição das respostas dos alunos sobre a “explicação do brilho de uma lâmpada, em circuitos com uma ou duas lâmpadas idênticas, instaladas em série” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f) 43

Tabela 13 Distribuição das respostas dos alunos sobre a “intensidade da corrente elétrica num circuito de duas lâmpadas instaladas em série, com uma resistência intercalada entre elas” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f) 46

Tabela 14 Distribuição das respostas dos alunos sobre a “intensidade da corrente elétrica num circuito de duas lâmpadas instaladas em série, com uma resistência instalada em paralelo com uma das lâmpadas ” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f) 48

Tabela 15 Distribuição das respostas dos alunos sobre a “passagem (ou não) da corrente elétrica num circuito com duas lâmpadas e um interruptor aberto instalados em série e uma lâmpada em paralelo” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f) 51

Tabela 16 Distribuição das respostas dos alunos sobre a “variação da ddp num circuito elétrico com duas resistências em série, se o valor de uma das lâmpadas for aumentado” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f) 53

Tabela 17 Distribuição das respostas dos alunos sobre o “conceito de ddp” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f) 55

xiv

ÍNDICE DE QUADROS

Quadro 1 Conceções alternativas sobre o conceito de corrente elétrica no pré e no pós-teste 34

Quadro 2 Conceções alternativas referentes “aos esquemas de circulação da corrente elétrica” no pré e no pós-teste 37

Quadro 3 Conceções alternativas sobre “a variação da corrente elétrica ao longo de um circuito em série” no pré e no pós-teste 40

Quadro 4 Conceções alternativas referentes à “explicação do brilho de duas lâmpadas idênticas instaladas em série num circuito elétrico simples” no pré e no pós-teste 42

Quadro 5 Conceções alternativas referentes à “explicação do brilho de uma lâmpada, em circuitos com uma ou duas lâmpadas idênticas, instaladas em série” no pré e no pós-teste 44

Quadro 6 Conceções alternativas referentes à “explicação do brilho de duas lâmpadas instaladas em série, com uma resistência intercalada entre elas” no pré e no pós-teste 47

Quadro 7 Conceções alternativas sobre a “intensidade da corrente elétrica num circuito de duas lâmpadas instaladas em série, com uma resistência instalada em paralelo com uma das lâmpadas” no pré e no pós-teste 49

Quadro 8 Conceções alternativas sobre a explicação de “passagem (ou não) de corrente elétrica num circuito com duas lâmpadas e um interruptor aberto instalados em série e uma lâmpada em paralelo” no pré e no pós-teste 51

Quadro 9 Conceções alternativas sobre a “explicação da variação da ddp num circuito elétrico com duas resistências em série, se o valor de uma das resistências for aumentado” no pré e no pós-teste 54

Quadro 10 Conceções alternativas sobre o “conceito de ddp” no pré e no pós-teste 55

xv

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1 Esquema da investigação associado à intervenção pedagógica 31

Figura 2 Esquema usado na pergunta 3 36

Figura 3 Circuito elétrico usado na pergunta 4 39

Figura 4 Circuito elétrico usado na pergunta 5.1 41

Figura 5 Circuito elétrico usado na pergunta 5.2 43

Figura 6 Circuitos elétricos usados na pergunta 6 45

Figura 7 Circuito elétrico usado na pergunta 7 48

Figura 8 Circuito elétrico usado na pergunta 8 50

Figura 9 Circuito elétrico usado na pergunta 9 52

xvi

1

CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO

1.1 – Objetivo Geral do Projeto de Intervenção

As instituições de ensino devem ser locais de aquisição de saberes, bem como de

desenvolvimento de atitudes e de valores por parte dos jovens que as frequentam. Todavia, estudos

realizados em diversos países têm evidenciado atitudes pouco favoráveis à aprendizagem em ciências,

em virtude do modo como o currículo é implementado (King, 2009; Taber & Akpan, 2017).

O Ministério da Educação é o departamento do governo português responsável pela gestão e

produção de documentos oficiais na área da educação. Esta função tem-se mantido ao longo dos tempos,

apesar de o ministério em causa ter sofrido várias modificações em termos de denominação ao longo

dos anos, designadamente Ministério da Educação, entre 1987 e 2011 (Decreto-Lei n.º 329/87, 23 de

setembro), Ministério da Educação e Ciência, de 2011 a 2015 (Decreto-Lei n.º 125/2011, 29 de

dezembro), e Ministério da Educação, de 2015 até hoje (Decreto-Lei n.º 251-A/2015, 17 de dezembro).

Como órgão de tutela do sistema educativo, tem demostrado uma preocupação com os princípios

orientadores do sistema educativo, com a finalidade de melhorar os resultados de aprendizagem dos

alunos, nos ensinos básico e secundário, e tem vindo a produzir documentos de apoio aos intervenientes

na educação. Neste sentido, o Ministério da Educação e Ciência, em dezembro de 2011, revogou o

Currículo Nacional do Ensino Básico (CNEB), tendo publicado em Diário da República, o Despacho n.º

17169/2011, a 12 de dezembro, a informação de que o documento “não reúne condições de ser

orientador da política educativa preconizada para o Ensino Básico, pelo que se dá por finda a sua

aplicação”. No entanto, devido á falta de novo documento orientador, o CNEB continuou a ser um dos

guias, tanto para a elaboração de manuais escolares, como para os professores, no ano letivo

2012/2013.

Na sequência da revogação do CNEB, através do mesmo Despacho (Despacho n.º 17169/2011,

23 de setembro), o ministério decidiu proceder à elaboração de documentos que explicitassem

prioridades nos conteúdos fundamentais dos programas (que se mantinham em vigor) na forma de Metas

Curriculares. Contudo, só passado mais de um ano, foi publicado o Despacho nº 15971/2012, de 14

de dezembro, que define um calendário de implementação obrigatória das Metas Curriculares para as

disciplinas do ensino básico e secundário, sendo que na disciplina de Ciências Físico-Químicas, a

aplicação foi iniciada em 2014/2015, no 7º e 8º anos, e em 2015/2016, no 9º ano de escolaridade.

Em abril de 2013 o Ministério homologou as Metas Curriculares para a disciplina de Ciências Físico-

Químicas do 3º ciclo (Despacho n.º 5122/2013, 16 de abril), baseadas nas Orientações Curriculares

2

para o 3º Ciclo do Ensino Básico: Ciências Físicas e Naturais (OCCFN), de 2001 (MEC, 2013). Devido à

ausência de documentação homologada, nomeadamente para o ano letivo 2012/2013, os professores

tiveram que continuar a orientar-se pelas OCCFN.

As OCCFN são consistentes com as ideias defendidas por diversos autores (Bulte et al, 2006;

Cachapuz, Praia & Jorge, 2004; Martins et al, 2009) de que cabe aos professores transformar o ensino

das ciências, deixando o ensino dito tradicional, centrado no professor, e passando a adotar um ensino

centrado no aluno, mais apelativo e adaptado ao contexto específico em que lecionam, recorrendo a

metodologias mais eficientes, com o objetivo de motivar os alunos para a aprendizagem e os preparar

para uma participação mais ativa e responsável na sociedade. Uma consequência dessa mudança seria

a de que o professor assumiria o papel de mediador ou orientador da aprendizagem (Cachapuz, Praia &

Jorge, 2004), promovendo a atuação do aluno e fomentando a aprendizagem sobre “questões tão

complexas como julgamentos de valor, compreensão da natureza da Ciência, capacidade de tomada de

decisão, conhecimentos efetivamente construídos e evolução de conceitos” (Taber & Akpan, 2017, p.3).

King (2009) defende que a introdução de temas que envolvam a realidade quotidiana do aluno, para

além de aumentar o interesse dos jovens pelas ciências, permite-lhes desenvolver competências e

adquirir conhecimentos, relevantes para o estabelecimento de relações entre as problemáticas

abordadas na escola e a realidade que os rodeia.

Note-se que, através das interações com o meio envolvente, os jovens constroem um conjunto

de ideias e expectativas associadas à forma como os objetos são e se movimentam e transferem estas

mesmas ideias para outras situações diferentes daquelas em que foram constituídas (Driver et al, 1994).

As construções pessoais, desenvolvidas durante os primeiros anos de vida, são interpretações de eventos

ou de fenómenos, com uma lógica própria, que são compatíveis com as experiências vivenciadas pelos

jovens (Driver et al, 1994). Estas crenças ou ideias encerram conceções cientificamente aceites e

conceções alternativas (CA) que diferem das versões cientificamente aceites e que podem impedir a

aprendizagem destas, em sala de aula (Childs & Sheehan, 2009). Esta razão é o que torna a identificação

dessas ideias indispensável (Nunes & Dantas, 2012; Taber & Akpan, 2017), para depois poder agir sobre

elas, alterando-as ou aperfeiçoando-as, quando necessário. Note-se que as CA são as ideias que diferem

das aceites pela comunidade científica, mas que fazem sentido para o individuo que as possui para

explicar situações decorrentes do seu dia a dia (Leite, 1993). O diagnóstico das conceções, construídas

pelo aluno ao longo da sua vida, antes do ensino formal é fundamental para o professor poder escolher

as estratégias de ensino mais capazes de contribuir para a mudança conceptual (MC) do aluno e para a

aprendizagem das conceções cientificamente aceites (Cachapuz, Praia & Jorge, 2004; Childs & Sheehan,

3

2009). Caso esta etapa não seja realizada, a aprendizagem significativa poderá ser colocada em risco

(Childs & Sheehan, 2009).

Existe uma variedade de estratégias que podem ser utilizadas com o intuito de, na escola, fazer

com que as conceções dos alunos evoluam no sentido das cientificamente aceites. Estudos realizados

por diversos autores (Abrahams, 2011; Cachapuz, Praia & Jorge, 2004; Taber & Akpan, 2017;

Vasconcelos, 1997), bem como as OCCFN aconselham a abordagem dos conteúdos em sala de aula de

forma completa, ou seja, introduzindo contextos que circundam o aluno no seu dia a dia, através de

atividades laboratoriais (AL). Estas atividades podem despertar, ainda mais, as suas motivações pela

aprendizagem em ciências, para além de proporcionarem aos alunos oportunidades para uma

aprendizagem mais fundamentada e profunda (Cachapuz, Praia & Jorge, 2004), desde que sejam

adequadamente utilizadas. Uma AL, executada pelos alunos, individualmente ou em pequenos grupos,

ou pelo professor, em regime de demostração, pode provocar a reconstrução do pensamento do aluno

e permitir-lhe aprender a fazer ciências (Leite, 2001), desenvolvendo competências de previsão,

observação e interpretação e integrando os conceitos científicos (Cachapuz, Praia & Jorge, 2004).

Neste contexto, pareceu ser importante preparar o tema Circuitos Elétricos para ser ensinado

aos alunos através de AL, uma vez que é um tema que tem relação com o dia a dia dos alunos, que

envolve conceitos sobre os quais a investigação sugere que os alunos, provavelmente, possuem CA (Afra,

Osta & Zoubeir, 2009; Campos, 2009; Dorneles, Araújo & Veit, 2006; Tasker & Osborne, 1991;

Vasconcelos, 1997) e que pode ser ensinado através de AL, designadamente do tipo Prevê-Observa-

Explica-Reflete (POER), as quais podem contribuir, positivamente, para a evolução dessas conceções, no

sentido da sua aproximação face às conceções cientificamente aceites (Leite, 2002; Vasconcelos, 1997).

Atendendo a estes factos, o objetivo deste estudo foi: averiguar o efeito das AL do tipo POER na evolução

concetual de alunos de 9º ano de escolaridade, no tema Circuitos Elétricos.

Este tópico programático selecionado, segundo as OCCFN em vigor à data de realização do

estudo, enquadra-se no tema “Viver Melhor na Terra” e na unidade Sistemas Elétricos e Eletrónicos.

Apesar de, por motivos imprevistos, o relatório só agora ser elaborado, o estudo foi desenvolvido no ano

letivo 2012/2013, numa turma de 9º ano de uma Escola Básica com 3º ciclo da cidade de Braga e a

sua preparação contou com a colaboração da Orientadora Cooperante.

1.2 – Estrutura Geral do Relatório de Estágio

O presente relatório está organizado em seis capítulos. No primeiro capítulo, Introdução,

apresenta-se e contextualiza-se, sucintamente, a incidência da intervenção pedagógica e o objetivo geral

4

da investigação associado a essa intervenção (1.1), bem como a estrutura do relatório (1.2).

No segundo capítulo, Enquadramento da Intervenção e da Investigação a ele Associada, dividido

em dois subcapítulos, apresenta-se o Enquadramento Contextual (2.1) da intervenção e o

Enquadramento Teórico (2.2) da mesma. No primeiro caso, caracteriza-se a escola e a turma, e justifica-

se o tipo de intervenção pedagógica a realizar. No segundo caso, revê-se literatura relacionada com as

temáticas em que incidiu a intervenção. Essa revisão incide nos temas: Conceções Alternativas e Ensino

Orientado para a Mudança Concetual; Conceções Alternativas e Mudança Concetual em Circuitos

Elétricos; As Atividades Laboratoriais e a Aprendizagem de Conceitos Científicos.

No terceiro capítulo, apresenta-se o objetivo da investigação associada ao projeto de intervenção.

Definido tendo em atenção a escola e a turma, são eles que determinam o que fazer e como fazer, quer

ao nível pedagógico-didático (ensino do tema) quer ao nível da recolha e análise de dados a efetuar (ou

seja, ao nível da investigação).

No quarto capítulo, Caracterização da Intervenção e da Investigação a ele Associada, dividido em

dois subcapítulos, caracteriza-se a Metodologia de Ensino utilizada para lecionar o tema em causa (4.1)

e a Metodologia de Investigação dotada para tentar avaliar a intervenção didática realizada (4.2).

No quinto capítulo, Análise dos Resultados da Intervenção, apresentam-se os resultados obtidos,

antes (através do pré-teste) e depois (através do pós-teste) da intervenção pedagógica, bem como a

análise da evolução observada do pré para o pós-teste. Além disso, discutem-se os resultados tendo em

conta o objetivo da investigação e a literatura revista. Este capítulo encontra-se dividido em 11

subcapítulos, cada um deles dedicado à análise dos resultados obtidos com uma das questões incluídas

no pré e no pós-teste, nomeadamente: Corrente Elétrica (5.1); Materiais Condutores de Corrente Elétrica

(5.2); Sentido de Circulação da Corrente Elétrica (5.3); Variação da Intensidade da Corrente Elétrica (5.4);

Corrente Elétrica em um Circuito em Série (5.5); Corrente Elétrica num Circuito em Série com uma

Lâmpada ou duas Lâmpadas (5.6); Corrente Elétrica num Circuito com duas Lâmpadas e uma

Resistência Instaladas em Série (5.7); Corrente Elétrica num Circuito com duas Lâmpadas em Série e

uma Resistência Instalada em Paralelo com uma das Lâmpadas (5.8); Corrente Elétrica em um Circuito

com duas Lâmpadas e um Interruptor Aberto em Série e uma Lâmpada em Paralelo (5.9); Variação da

Diferença de Potencial num Circuito com duas Resistências em Série (5.10); Conceito de Diferença de

Potencial (5.11).

No sexto e último capítulo, Conclusões, Limitações e Recomendações, apresentam-se as

conclusões deste estudo e as limitações que afetam o mesmo, bem como sugestões para futura

lecionação do tema e para investigações relacionadas com a temática do presente estudo.

5

CAPÍTULO II – ENQUADRAMENTO DA INTERVENÇÃO E DA INVESTIGAÇÃO A ELA

ASSOCIADA

2.1 – Enquadramento Contextual

2.1.1 – Caracterização da Escola

A Escola Básica com 2º e 3º ciclo (EB2,3) selecionada para a realização da intervenção

pedagógica encontra-se situada no centro da cidade de Braga. A escola pertence a um agrupamento

composto por cinco escolas, sendo a escola escolhida sede do agrupamento (PEAa, 2009).

A constituição do agrupamento iniciou-se no ano de 2001, envolvendo duas escolas: a referida

EB2,3 ou seja, uma escola básica com 2º e 3º ciclo; e uma escola básica com 1º ciclo, EB1. Numa

segunda etapa, no ano de 2002, a estas duas escolas juntou-se uma escola EB1 c/ JI ou seja, uma

escola básica com 1º ciclo e com jardim de infância. Finalmente, no ano de 2003, o processo de

formação do Agrupamento de Escolas foi concluído, agregando as restantes duas escolas EB1 c/ JI.

(PEAa, 2009).

Quanto aos recursos humanos, o agrupamento admitia 2447 alunos e 217 professores em 2008

(IGE, 2008). De acordo com o Relatório de Avaliação Externa da Escola, existia, na escola sede, uma

heterogeneidade de alunos, em virtude do nível socioeconómico e cultural das famílias de diferentes

nacionalidades (ex.: brasileiras, ucranianas) e etnias (nomeadamente, de etnia cigana) que o

agrupamento albergava (IGE, 2008). No que concerne ao pessoal docente, neste agrupamento, 35%

eram professores titulares e os restantes eram professores dos Quadros de Escola ou de Zona

Pedagógica (IGE, 2008). Passados quatro anos, foi realizada uma nova avaliação externa das escolas e,

segundo o respetivo relatório (IGEC, 2013), o número de recursos humanos diminuiu para 2005 alunos

e 170 professores (95% eram do quadro), 50 assistentes operacionais, nove assistentes técnicos e um

técnico superior (psicólogo).

Segundo o Relatório de Avaliação Externa (2008), este agrupamento possuía pontos fortes como

por exemplo:

“A consolidação dos bons resultados académicos, nos vários ciclos; A existência de uma cultura e de uma prática de articulação interdepartamental, com coordenação consolidada; O ambiente de respeito, cordialidade e entreajuda entre professores, funcionários e alunos; A liderança forte dos órgãos de gestão; A formação interna proporcionada pelo agrupamento, a partir das necessidades identificadas pela secção de formação; O espírito colaborativo das associações de pais e a participação da comunidade nas atividades escolares” (p.13).

Posteriormente, segundo o novo Relatório de Avaliação Externa das Escolas (2013), o

agrupamento detinha novos pontos fortes como:

6

“O desenvolvimento de iniciativas de combate e prevenção da indisciplina com reflexos no bom ambiente educativo; As práticas diferenciadas e eficazes de apoio aos alunos, promotoras da inclusão social e com impacto positivo nos resultados escolares; A diversidade e pertinência dos projetos desenvolvidos em parceria com as instituições na melhoria do serviço educativo ” (p.9).

Em suma, pode referir-se que, entre os relatórios de 2008 e 20013, o agrupamento manteve o

dinamismo, estabilidade e profissionalismo, nomeadamente, do seu corpo docente. Segundo o Projeto

educativo, essas caraterísticas do agrupamento faziam com que fosse solicitado por várias universidades

para receber estagiários, cooperando, assim, na formação inicial de professores (PEAa, 2009).

Uma das insatisfações apontadas no Relatório de Avaliação Externa de 2008 era a “carência de

conforto das salas de aula e a necessidade de melhores espaços, essencialmente, na escola sede” (IGE,

2008, p.13). Talvez por esta razão, no decorrer do ano letivo 2012/2013, foi iniciada a modernização

das instalações da escola sede, a qual se prolongou até ao final do ano letivo. Uma consequência dessa

intervenção com vista à requalificação da Escola foi a indisponibilidade de laboratórios ou mesmo de

materiais de laboratório durante o ano de 2012/13. Este aspeto condicionou fortemente o tipo de aulas

que poderia ser dado ao longo do ano, pois a escola funcionava em contentores, que ofereciam condições

razoáveis em termos de sala de aulas, tinha uma biblioteca a funcionar, que permitia acesso á Internet,

mas não havia laboratórios, nem integrados nem disciplinares. As novas instalações entraram em

funcionamento no ano letivo 2014/2015 (PE, 2015), ou seja, depois de este estágio, na Escola, ter

terminado.

2.1.2 – Caracterização da Turma

No início do ano letivo, os diretores de turma procederam a um levantamento de informações

sobre os alunos, por forma a obterem uma caraterização de cada turma. Essa recolha de informação foi

efetuada através de um questionário fornecido aos alunos e respondido por estes. Com essa informação

os diretores de turma pretendiam, para além de confirmar os dados dos alunos, obter informações sobre

a relação aluno-escola, bem como dados sobre os respetivos pais. O questionário incluía perguntas

centradas em: dados e hábitos pessoais e familiares do aluno, condições para e tempo dedicado ao

estudo, disciplinas preferidas e que lhe ofereciam dificuldades e profissão que gostariam de

desempenhar no futuro. Essa informação foi reunida numa tabela, elaborada pelos diretores de cada

turma, e posteriormente fornecida aos restantes professores da turma, para assim conhecerem um

pouco melhor cada aluno e a turma, como um todo. A tabela 1 foi obtida a partir da informação reunida

pela Diretora de Turma.

7

Tabela 1: Caracterização dos alunos da turma e dos respetivos pais (N=23)

Dimensões Variáveis Categoria Nº de alunos

Dados dos alunos Idade 14 anos 13

15 anos 7

16 anos 3

Sexo Feminino 17

Masculino 6

Retenções (*) 9º ano 2

Nos anos anteriores 8

Não tem retenções 14

Subsídio escolar Não 9

Sim 14

Relação aluno–escola Tempo de estudo semanal Menos de 30 minutos 3

30 – 60 minutos 14

60 – 120 minutos 3

Mais de 120 minutos 3

Disciplina preferida Ciências Físico-Químicas 1

Outras 22

Disciplina com mais dificuldade Ciências Físico-Químicas 2

Outras 21

Ingressar no ensino superior Não sabe 2

Não 3

Sim 18

Dados dos pais Situação profissional do pai Desempregado 2

Empregado 17

Não há dados 4

Pai possui habilitação superior Não 21

Sim 2

Situação profissional da mãe Desempregado 3

Empregado 18

Não há dados 2

Mãe possui habilitação superior Não 22

Sim 1

(*) Nota: dos 23 alunos da turma, uma aluna sofreu duas retenções em anos escolares diferentes.

Atendendo ao horário escolar da professora cooperante, à sua disponibilidade e à disponibilidade

da estagiária, a turma selecionada para a intervenção pedagógica aqui relatada foi uma turma do 9º ano

de escolaridade.

A turma em questão era constituída por 25 alunos, 17 raparigas e oito rapazes. Porém, no início

do segundo período escolar, dois dos alunos, do sexo masculino, emigraram, tendo, por isso, o público-

alvo desta investigação ficado reduzido a 23 alunos. A turma ficou, portanto, com uma dimensão normal,

mas com muito mais raparigas do que rapazes. As idades destes alunos estavam compreendidas entre

os 14 (a maioria) e os 16 anos (tabela 1), o que significa que alguns alunos tinham uma idade superior

à normal para o ano de escolaridade em causa, por terem ficado retidos. Na verdade, nove alunos desta

8

turma haviam ficado retidos ao longo dos seus percursos escolares. Desses, duas alunas tinham ficado

retidas no 9º ano de escolaridade e uma destas tinha já tido uma outra retenção, no 2º ano.

Em relação aos progenitores destes alunos, verificou-se a maior parte dos pais tinha emprego,

cinco pais estavam desempregados e faltavam dados sobre seis. Verificou-se que a maioria dos pais (pai

e mãe) não possuía habilitação superior e que apenas dois pais e uma mãe eram detentores de uma

licenciatura. Esta constatação, aliada ao facto de 15 alunos beneficiarem de subsídio escolar, sugere

que, do ponto de vista socioeconómico, as famílias dos alunos da turma pertenciam a um estrato

socioeconómico médio/baixo.

Quando os alunos foram informados, pela professora cooperante, que, durante o ano letivo, na

sua disciplina de Ciências Físico-Químicas, seria realizada uma intervenção pedagógica, por parte da

professora estagiária, sobre Circuitos Elétricos, uma aluna evidenciou um grande entusiasmo pelo facto

de o tema a ser abordado em sala de aula estar relacionado com a profissão do seu pai, pois, assim,

poderia esclarecer eventuais dúvidas que surgissem em casa e desafiar os conhecimentos do seu pai

sobre o tema.

No que concerne à relação aluno – escola, de acordo com os dados apresentados na tabela 1,

a maioria dos alunos manifestou possuir alguns hábitos de estudo e vontade de ingressar na

universidade, para se tornarem médicos, educadores, informáticos, advogados, professores, entre

outros. Quando se questionou os alunos sobre quais eram as suas disciplinas preferidas, apenas dois

alunos responderam que preferiam a disciplina de Ciências Físico-Químicas. Contudo, quando se lhes

perguntou em que disciplinas tinham mais dificuldades, apenas dois alunos responderam que sentiam

dificuldades nessa mesma disciplina. Com base nestes dados sumários, pareceu poder antecipar-se que

os alunos poderão não oferecer resistências à realização de aprendizagem no âmbito da disciplina de

Ciências de Físico-Químicas.

2.1.3 – Justificação da Intervenção

A intervenção pedagógica foi implementada numa turma do 9º ano de escolaridade na disciplina

de Ciências Físico-Químicas, de uma das escolas com 2º e 3º ciclo situadas na cidade de Braga, no ano

letivo 2012/2013, como referido anteriormente. Ao longo desse ano letivo, a escola foi submetida a uma

modernização das suas instalações, pelo que as condições, em termos de uso de instalações/espaços

e de materiais didáticos durante o tempo em que decorreu a intervenção, foram limitados. Este aspeto

condicionou fortemente o tipo de aulas que poderia ser dado ao longo do ano, pois a escola funcionou

em contentores, desde o segundo período letivo. Durante esse tempo, a escola oferecia condições

9

razoáveis, em termos de sala de aulas, tinha uma biblioteca a funcionar, que permitia acesso á Internet,

mas não havia laboratórios, nem integrados (de ciências) nem disciplinares (de física, biologia, etc.). Esta

situação foi de grande relevância para a intervenção pedagógica uma vez que esta se baseou na

realização de AL. Assim, para colocar a intervenção em prática e para obter sucesso com a sua

implementação foi necessário recorrer a materiais e equipamentos disponibilizados pela Universidade

do Minho, que, por vezes, não foram suficientes, e substituir AL que deveriam ser realizadas pelos alunos

por demonstrações realizadas pela professora estagiária. Além disso, sala de aula (num contentor)

funcionava, simultaneamente como um laboratório de física onde eram realizadas as atividades.

Apesar de, no início do ano letivo, os alunos da turma terem manifestado uma relação agradável

com a escola, através da observação de algumas aulas, verificou-se que a turma parecia não estar

interessada na escola, em geral. Esta evidência comportava uma incompatibilidade com a intenção

manifestada pelos alunos de ingressar em cursos universitários. Acresce que a maioria dos alunos

revelou-se pouco participativa nas aulas. Porém, por vezes, fizeram a ponte entre conhecimentos

adquiridos nas aulas e situações do quotidiano. Esta atitude sugeria que os alunos gostavam de

relacionar o que aprendiam na escola com fenómenos que ocorria no seu dia a dia, formulando

explicações sobre os mesmos.

Quanto ao comportamento, constatou-se que um pequeno grupo de alunos era muito

indisciplinado, tornando as aulas (quer aquelas em que houve desdobramento quer aquelas em que a

turma estava junta), muito ruidosas. Apesar do conselho de turma ter considerado, no final do primeiro

período, o comportamento da turma satisfatório, a Diretora de Turma sugeriu que se efetuasse uma

alteração na planta da turma, de modo a separar esses alunos e a melhorar o seu comportamento.

Contudo, os alunos desse grupo, apesar de dispersos pela na sala de aula, continuaram a perturbar o

decorrer das aulas, nomeadamente, na disciplina de Ciências Físico-Químicas. O conselho de turma, no

final do segundo período, continuou a classificar o comportamento da turma como satisfatório.

Em termos de formação prévia, os resultados obtidos no teste diagnóstico, realizado no início do

ano letivo, e no primeiro teste de Ciências Físico-Químicas, realizado a meio do primeiro período, não

corresponderam às expectativas dos alunos nem da professora titular da turma, ou seja, da Orientadora

Cooperante. No caso do teste diagnóstico, a professora titular da turma identificou dificuldades por parte

dos alunos na interpretação de gráficos, na resolução de problemas e na conversão de unidades, ou

seja, em aspetos que os alunos que chegam a este ano de escolaridade são supostos dominar. No

primeiro teste, os resultados obtidos foram: nove positivas (três das quais acima dos 69% e as restantes

seis entre 54% e 67%) e 16 negativas (todas abaixo dos 41%), ou seja, classificações bastante baixas.

10

No final do primeiro período letivo, verificou-se que 50% dos alunos tinham três ou mais níveis

negativos. Esta percentagem foi mais notória nas três seguintes disciplinas: Ciências Físico-Químicas,

Inglês e Matemática. No final do segundo período, esta situação agravou-se, tendo o conselho de turma

classificado o aproveitamento global da turma como pouco satisfatório, uma vez que dos 23 alunos que

constituíam a turma, apenas sete alunos não apresentaram qualquer nível inferior a três, e os restantes

alunos, em média, possuíam quatro níveis negativos. Mais preocupante foi o caso de uma aluna que, de

três níveis negativos, no final do primeiro período, passou para seis, no segundo período, e o caso de

uma outra aluna que de quatro níveis inferiores a três passou a nove. Em relação à disciplina de Ciências

Físico-Químicas, a recuperação de níveis negativos foi significativa, ou seja, de 13 níveis, no primeiro

período, passaram para 5 níveis no final do segundo período escolar. No entanto, a turma continuou com

grandes dificuldades de aprendizagem e desinteresse pela escola, apesar de os resultados na disciplina

de Ciências Físico-Químicas ter melhorado bastante. Assim, pareceu que seria fundamental, no decorrer

da intervenção pedagógica, encontrar formas de estimular o interesse dos alunos pela escola, bem como

contribuir para o sucesso escolar de todos os alunos na disciplina de Ciências Físico-Químicas.

Quanto ao interesse pelas AL, a Orientadora Cooperante, que lecionou, nesse ano, nessa turma

pela primeira vez, considerou que são um tipo de recurso que, geralmente, desperta o interesse e a

curiosidade de todos os alunos. Esta informação foi, por nós, confirmada em diálogo com os alunos,

mediante as seguintes questões: O que entendem por AL?; Recordam-se de algumas AL realizadas nos

anos anteriores?; Que material de laboratório?; Conheciam algumas regras a respeitar quando se

trabalhava em laboratório?; Que opiniões têm sobre este tipo de atividade?; O que pensa da ideia de se

adotar AL como estratégia de ensino nas aulas do 9º ano?

Face ao interesse dos alunos em prosseguir estudos, ao relacionamento que estabeleceram

entre os conhecimentos de Física e Química e os fenómenos que os rodeiam, o gosto pelas AL, a falta

de disciplina na sala de aula e os baixos resultados, pareceu ser adequado adotar abordagens didáticas

que fossem potencialmente motivadoras e facilitadoras de uma ligação da Física e Química com

situações do quotidiano. Fenómenos e objetos do dia a dia pareceram ser um ponto de partida favorável

para captar o interesse dos alunos pelos assuntos a serem lecionados. Para além disso, o recurso a AL

do tipo POER pode promover a participação ativa dos alunos na situação de aprendizagem. Como se

poderá constatar adiante na secção 2.2, com este tipo de atividades, os alunos disporão de um tempo

para discutir, trocar ideias e refletir sobre as ideias que perfilham acerca de um determinado fenómeno,

o que, consequentemente, facilitará a reconstrução dessas ideias e a aprendizagem do conhecimento

científico e deverá conduzir a um maior sucesso da sua aprendizagem.

11

A intervenção pedagógica atendeu, assim, a alguns dos princípios orientadores referidos no

Projeto Educativo do Agrupamento que estava em vigor em 2012/2013, destacando-se os seguintes:

“[…] “desenvolver nos alunos o gosto pela aprendizagem e o desejo de continuar a aprender ao longo da vida”; […] “fomentar e valorizar o uso da Língua Portuguesa na transversalidade do currículo e em todos os espaços de interação escolar”; […] “contribuir para a formação de cidadãos críticos, responsáveis e empenhados numa sociedade melhor”; […] “promover a curiosidade científica e experimental, o desenvolvimento da imaginação, da criatividade e a tomada de decisões, tornando os alunos cidadãos empreendedores ao longo da vida”; […] “proporcionar novas experiências de aprendizagem em contexto de sala de aula“; [ …] “melhorar os índices e qualidade de sucesso escolar”; […] “preparar os alunos para os desafios da sociedade de informação e do conhecimento” (PEAb, 2009, p.4-5).

2.2 – Enquadramento Teórico

2.2.1 – Conceções Alternativas e Ensino Orientado para a Mudança Concetual

Desde muito pequenas, as crianças constroem ideias nas suas interações com o mundo físico e

natural. Estas ideias prévias, construídas antes do ensino formal, são geradas pelas crianças com o

objetivo de explicar e entender o mundo que as rodeia (Allen, 2010), são subjetivas e nem sempre

coincidem com as conceções aceites (Driver et al, 1994; Santos, 1991). Neste último caso, diz-se que

essas ideias são CA. Entende-se por CA as

“ideias e explicações dos indivíduos que, não consistindo em erros fortuitos […], não coincidem com as aceites pela comunidade científica mas fazem sentido e são úteis para aqueles que as possuem, na medida em que […] são adequadas à resolução das suas tarefas de homem de rua” (Leite, 1993, p. 18-19).

As CA perfilhadas pelas crianças podem ter diferentes origens, nomeadamente, sensorial,

induzida e analógica, designando-se, respetivamente, espontâneas, sociais e analógicas (Pozo & Gómez,

1998). Estes autores referem que: as conceções espontâneas, de origem sensorial, formam-se

espontaneamente quando as crianças interagem diretamente com o mundo natural e tentam interpretá-

lo; as conceções induzidas, de origem cultural, abrangem um conjunto de crenças partilhadas por um

dado grupo social, sobre factos e fenómenos, as quais são transmitidas às crianças, por diferentes meios,

incluindo a linguagem e os meios de comunicação social; as conceções analógicas abrangem um

conjunto de ideias desenvolvidas pelas crianças quando tentam explicar e / ou interpretar a informação

ou situações novas por analogia com outras que, erradamente, consideram análogas àquelas.

As CA com que o aluno inicia o seu percurso educacional, apesar de criarem barreiras à

aprendizagem, ou seja, dificultarem a adoção de conceções cientificamente aceites relativas aos

conteúdos a serem lecionados, podem, também, orientar o professor no processo de ensino, no sentido

de adequar as suas estratégias às exigências da MC do aluno (Allen, 2010; Campos, 2009; Hierrezuelo

12

Moreno & Montero Moreno, 1988; Santos, 1991). O professor, ao conhecer as conceções alternativas

perfilhadas pelos alunos, pode desenvolver estratégias de ensino que favoreçam a reconstrução dessas

conceções, de modo a que se aproximem das conceções cientificamente aceites (Santos, 1991; Scarinci

et al, 2009) e a aumentar a probabilidade de ocorrer uma aprendizagem sólida e eficaz (Franzoni, Laburú

& Moura, 2010).

Esta orientação geral era adotada pelo CNEB que reconhecia a importância de os professores

terem conta o conhecimento prévio dos alunos, na sala de aula, recomendando que o professor deve,

“[…] sempre que possível recorrer a situações do quotidiano e aos conhecimentos que os alunos já têm

[…]” (DEB, 2001a, p. 140). Acrescenta ainda que, para tal, o professor deve apelar aos “[…] saberes

culturais e sociais (questionamento da realidade envolvente numa perspetiva ampla), assim como aos

do senso comum (as histórias locais, as metáforas, as conceções populares).” (DEB, 2001a, p. 130).

Contudo, as CA dos alunos podem persistir, inalteradas, ao ensino formal (Campos, 2009; Driver

et al, 1994; Cosgrove & Osborne, 1991) ou ressurgir após uma aparente mudança (Cosgrove & Osborne,

1991; Santos, 1991). Cosgrove & Osborne (1991) estudaram esta situação, apresentando, a uma turma

de 15 alunos, com onze anos, quatro modelos sobre possíveis direções de circulação de corrente elétrica

num circuito elétrico simples, antes do ensino, imediatamente após o ensino e passado algum tempo.

Este estudo revelou que 7% dos alunos escolheram corretamente o modelo para a direção de circulação

da corrente elétrica, antes do ensino, e que, após o ensino, a percentagem aumentou para 86%. No

entanto, passado um ano, essa percentagem baixou para 47%, ou seja, o grupo regrediu.

Autores como Gravina & Buchweitz (1994) consideram que a mudança das CA nem sempre é

possível e que, por vezes, o que se pode e deve fazer é tentar fomentar a sua evolução para que,

gradualmente, se aproximem das conceções cientificamente aceites. Na verdade, quando estão

envolvidas CA, a aprendizagem, que requer mudança concetual, pode ocorrer por evolução (ou captura)

concetual ou por troca concetual (Hierrezuelo Moreno & Montero Moreno, 1988; Santos, 1991). De um

modo geral, a captura concetual acontece quando a mente do aluno agrega novas informações às

conceções, alternativas, anteriores, por forma a estabelecer relações entre elas, que conduzem a uma

evolução dessas conceções (Hierrezuelo Moreno & Montero Moreno, 1988; Santos, 1991), que as

aproxima das cientificamente aceites. Por seu lado, a troca concetual acontece quando o aluno abandona

as CA substituindo-as por novas conceções, desejavelmente, cientificamente aceites (Hierrezuelo Moreno

& Montero Moreno,1988; Santos, 1991).

Porém a mudança concetual não é um processo de fácil realização, pois, para que seja possível

a sua ocorrência, é necessário que se verifique um conjunto de situações ou predisposições por parte

13

do aluno que a favoreçam. Autores como Posner et al (1982) propuseram quatro condições essenciais

para que mudança concetual ocorra: a) Insatisfação do sujeito com as suas CA, provocada pela criação

de conflito cognitivo; b) Inteligibilidade da nova conceção, ou seja, a nova conceção deve ser coerente,

compreensível e significativa para o sujeito; c) Plausibilidade da nova conceção para o sujeito, o que

significa que essa nova conceção tem que fazer sentido para o aluno; d) Utilidade da nova conceção para

o sujeito, ou seja, essa conceção deve parecer ao sujeito mais útil que a sua anterior conceção (conceção

alternativa).

Diversos autores propuseram e/ou testaram diferentes modelos de ensino orientado para a MC.

Esses modelos baseiam-se numa perspetiva construtivista, pelo que assumem que o aluno deve ser

envolvido ativamente no processo de aprendizagem, através de estratégias que fomentem a reconstrução

e/ou o desenvolvimento do seu próprio conhecimento prévio (Allen, 2010; Hierrezuelo Moreno & Montero

Moreno,1988; Leite, 1993; Santos, 1991). Estes modelos colocam o aluno no centro do processo de

ensino, valorizando as conceções, cientificamente aceites ou não, que ele constrói, a partir do meio

envolvente, e rejeitam a ideia de que o aluno chega à sala de aula com uma mente vazia (Santos, 1991).

Além disso, consideram que o aluno é responsável pela sua aprendizagem embora esta possa e deva

ser facilitada por interações com os professores e pelos colegas.

Em 1993, Leite sistematizou os principais Modelos de Ensino Orientado para a Mudança

Concetual (MEOMC) que até então haviam sido propostos por diferentes investigadores que trabalhavam

nesta temática (Anexo 1). A análise comparativa desses modelos evidencia a existência de fases comuns

a todos eles (Leite, 1993), tais como: a tomada de consciência do aluno sobre as suas próprias

conceções, a fim de ficar mais recetivo à análise crítica das mesmas; a reestruturação cognitiva do aluno,

nomeadamente através da criação do conflito cognitivo e da resolução desse conflito; a possibilidade de

o aluno aplicar as suas novas conceções a situações diferentes daquelas em que forma adquiridas, para

que a MC seja efetiva. Contudo, estes modelos divergem no modo de criar o conflito cognitivo, com vista

à facilitação da reestruturação cognitiva (Leite, 1993), na medida em que uns defendem a criação de

conflito cognitivo, através da apresentação de situações que se pensa que colidem com as ideias dos

alunos, e outros defendem a criação do conflito cognitivo através da discussão das diferentes ideias

perfilhadas pelos alunos. Leite (1993) defende que a criação do conflito cognitivo é importante porque

provoca insatisfação nos alunos com as suas próprias ideias e que essa insatisfação resulta da

constatação das insuficiências ou limitações destas para explicar um dado fenómeno ou situação

problemática apresentados aos alunos. Todavia, esta autora reconhece a dificuldade em provocar o

conflito cognitivo, uma vez que nem sempre é fácil mostrar aos alunos, de forma convincente, que as

14

ideias que eles possuem não funcionam em determinadas condições ou não são as que melhor explicam

um dado fenómeno ou situação (Leite, 1993).

Vasconcelos (1997) efetuou uma síntese de estratégias de ensino, apresentadas por vários

autores, que visam fomentar a evolução ou a MC dos alunos em conceitos relacionadas com Circuitos

Elétricos (tabela 2).

Tabela 2: Síntese de estratégias de ensino usadas para promover a MC em conceitos relacionadas com circuitos elétricos (adaptada de Vasconcelos, 1997)

Fases Objetivos Atividades

Consciencialização Diagnóstico – Loureiro, 1991 Focagem – Cosgrove e Osborne, 1985; Varela et al, 1988

incentivar os alunos a exprimirem e a tomarem consciência das suas ideias sobre circuitos elétrico

representação de circuitos simples

elaboração de previsões sobre esses circuitos

Conflito cognitivo Desafio - Cosgrove e Osborne, 1985; Varela et al, 1988

confrontar os alunos com os resultados das suas previsões, provocando o conflito concetual se necessário

promover e desenvolver o espírito de abertura e crítica

realização de atividades laboratoriais: - com dois amperímetros

(conservação e direção da corrente elétrica)

- observação de lâmpadas (para a polaridade dos elementos)

Reestruturação Reestruturação das CA– Loureiro, 1991

analisar a plausibilidade de outras explicações para os fenómenos

tirar conclusões sobre os resultados das experiências

generalizar com base nos resultados /formular conceitos

discussão das ideias com colegas e professores

comparação de situações do quotidiano com situações académicas

discussão orientada pelo professor

construção de redes concetuais Aplicação Cosgrove e Osborne, 1985; Varela et al, 1988; Loureiro,

1991

usar os conhecimentos adquiridos em novos contextos, principalmente em contextos do quotidiano

resolução de problemas, incluindo do quotidiano

Reflexão Loureiro, 1991

tomar consciência da mudança concetual ocorrida

determinar quais as atividades que mais contribuíram para a mudança concetual

comparação das ideias perfilhadas antes e depois do ensino e identificação das atividades que mais facilitaram a mudança concetual

Nesta síntese são indicados alguns exemplos de objetivos e de atividades relativos às diferentes

fases de MEOMC nomeadamente: Consciencialização, Conflito cognitivo, Reestruturação, Aplicação e

Reflexão. As estratégias propostas focam, essencialmente, a resolução de problemas; discussão;

reflexão; realização de AL (aqui designadas por experiências); consciencialização do aluno sobre as suas

ideias, antes e após o ensino. Numa investigação realizada com alunos do 8º ano, Vasconcelos (1997)

15

desenhou materiais tendo em conta as informações contidas na tabela 2. Essa autora concluiu que as

metodologias de ensino que utilizou, centradas no aluno, contribuíram para uma aprendizagem

significativa e considerou que este facto se deveu ao trabalho desenvolvido, em grupo, pelos alunos, o

qual lhes permitiu expor as suas ideias, discutir opiniões dos e com os colegas, executar tarefas e refletir

sobre elas.

Tendo em conta as considerações acima referidas e uma análise ao CNEB, pode afirmar-se que

este documento reconhecia a necessidade de atender às aprendizagens prévias dos alunos,

nomeadamente, quando defendia a implementação de “[…] metodologias personalizadas de trabalho e

de aprendizagem […]” (DEB, 2001a, p. 131), com o intuito de fomentar métodos de trabalho que

contemplassem as necessidades do aluno, nomeadamente as relacionadas com as conceções

perfilhadas por estes, direcionando as estratégias pedagógicas a adotar para a construção e reconstrução

do conhecimento do aluno. Apesar de não referirem explicitamente o ensino orientado para a MC, as

OCCFN (DEB, 2001b) sugerem algumas estratégias que convergem para estes modelos, como, por

exemplo, a participação ativa dos alunos na resolução de problemas do quotidiano, a realização de

atividades que facilitem a observação de fenómenos que ocorrem no dia a dia, e consequentemente, a

formulação de explicações e sua discussão, bem como a avaliação da mudança concetual dos alunos,

seja ela de tipo evolução concetual ou do tipo troca concetual, com vista a uma aprendizagem mais

eficaz do conhecimento científico.

2.2.2 – Conceções Alternativas e Mudança Concetual em Circuitos Elétricos

A eletricidade faz parte do nosso quotidiano é um assunto do âmbito da Física que envolve vários

conceitos sobre os quais os alunos perfilham um conjunto de CA, de caráter persistente. As CA

identificadas em investigações estão relacionadas, na sua maioria, com os conceitos de corrente elétrica,

resistência, tensão, diferença de potencial, aspetos físicos de um circuito (Afra, Osta & Zoubeir, 2009;

Campos, 2009). Foram, também, realizados vários estudos com o objetivo de identificar as CA sobre

conceitos do âmbito do tópico Circuitos Elétricos. Essas investigações, realizadas em diversos países,

mostram que as CA existem e persistem em alunos de diversos níveis de escolaridade (Afra, Osta &

Zoubeir, 2009; Campos, 2009).

Tasker & Osborne (1991) realizaram um estudo, na sala de aula com 40 alunos, entre os oito e

os 12 anos, acerca do raciocínio destes sobre a circulação da corrente elétrica num circuito elétrico

simples. Forneceram aos alunos o material necessário para a construção de um circuito elétrico simples,

especificamente, dois fios condutores, uma lâmpada e uma pilha e solicitaram-lhes que se

16

pronunciassem sobre a viabilidade de cada modelo. Os autores do estudo identificaram os quatro

modelos de circuitos construídos pelos alunos que são descritos na Tabela 3, sendo que o modelo, que

corresponde à versão cientificamente aceite, foi apresentado por muito poucos alunos. Estes autores

defendem que o entendimento de como a corrente elétrica circula num circuito simples é crucial para,

posteriormente, estabelecer as restantes relações que o tema envolve.

Tabela 3: Modelos de circuitos elétricos construídos por alunos (Tasker & Osborne, 1991, pp.46-50)

Modelo A Modelo B Modelo C Modelo D

Os alunos pensam que não há passagem de corrente elétrica no fio condutor ligado à base da pilha. Para eles, esse é um fio de segurança mas que é necessário para acender a lâmpada.

Os alunos pensam que a corrente elétrica flui em direção à lâmpada em ambos os fios condutores, colidindo dentro da lâmpada.

Os alunos pensam que a direção da corrente elétrica tem sentido único e será menor no fio condutor de retorno, porque a corrente vai se gastando.

Os alunos pensam que a corrente elétrica tem sentido único e a mesma intensidade em ambos os fios condutores, este modelo corresponde ao modelo científico. Contudo quase todos os alunos consideram um modelo improvável, porque dizem que é impossível uma vez que a lâmpada gasta toda a eletricidade; ou se assim for a pilha não se gastaria nunca.

Com base em outros estudos realizados por outros autores (1 - Duit & Von Rhöneck; 2 - Shaffer

& McDermott; 3 - Engelhardt & Beichner), em outros países, Dorneles, Araújo & Veit (2006) apresentam

um resumo das dificuldades de aprendizagem reportadas para três conceitos fundamentais de corrente

elétrica e de CA sobre esses mesmos conceitos, conforme se mostra na tabela 4. Estas dificuldades têm

essencialmente a ver com o uso de linguagem pouco rigorosa, com a utilização de raciocínio baseado

na perceção ou em analogias inadequadas, com a falta de compreensão de conceitos (e,

consequentemente com falta de relacionamento entre conceitos) e com as conceções alternativas que

os alunos perfilham.

Métioui & Mac Willie (2016) efetuaram um estudo, em três países francófonos Canada, França

e Marrocos, que envolveu 334 alunos com idades compreendidas entre os 10 e 12 anos com a finalidade

averiguarem as conceções desses alunos sobre corrente elétrica. Estes autores concluíram que os

alunos, pertencendo a continentes e culturas diferentes, perfilhavam as mesmas CA. A maioria

respondeu que uma lâmpada integrada num circuito elétrico simples acendia porque havia duas

17

correntes que saiam da pilha e se cruzavam no filamento da lâmpada e esta acendia (semelhante ao

modelo B identificado por Osborne e Tasker, 1991) ou porque a corrente não parava ao longo do circuito

elétrico (Métioui & Mac Willie, 2016).

Tabela 4: Síntese das dificuldades concetuais e das conceções alternativas identificadas em alunos sobre conceitos fundamentais de corrente elétrica (adaptado de: Dorneles, Araújo & Veit, 2006)

Conceitos Dificuldades concetuais Conceções alternativas

Corrente elétrica

1. Aceitar que a intensidade da corrente elétrica num circuito depende das características da fonte, mas também da resistência equivalente dos elementos acoplados entre os seus terminais.

2. Aceitar que a conservação da corrente elétrica ao longo do circuito.

3. Reconhecer que a intensidade da corrente elétrica não depende nem da ordem dos elementos no circuito nem do sentido da corrente.

a) A bateria é uma fonte de corrente elétrica A corrente desgasta-se ao passar por uma resistência elétrica [1 e 3].

b) A ordem dos elementos no circuito e o sentido da corrente elétrica são relevantes no sentido de receberem mais ou menos corrente ao longo do circuito [1 e 3].

c) A fonte fornece os portadores de carga responsáveis pela corrente elétrica no circuito [3].

Diferença de potencial

4. Distinguir o conceito de diferença de potencial do conceito de corrente elétrica.

5. Distinguir o conceito de diferença de potencial do conceito de potencial elétrico.

6. Reconhecer que uma bateria ideal mantém uma diferença de potencial constante entre seus terminais.

7. Calcular a diferença de potencial entre pares de pontos ao longo de um circuito.

d) A bateria é uma fonte de corrente elétrica constante [1 e 3].

e) A diferença de potencial é uma propriedade da corrente elétrica [3].

f) As diferenças de potencial entre pares de pontos ao longo do circuito permanecem constantes [1].

g) O brilho de uma lâmpada depende do valor do potencial aplicado num dos terminais da lâmpada [2].

Resistência elétrica

8. Distinguir resistência equivalente de uma parte do circuito de resistência elétrica de um elemento individual do circuito.

9. Perceber que a resistência equivalente é uma abstração útil para obter a corrente total ou a diferença de potencial numa parte do circuito.

10. Compreender que a divisão da corrente elétrica num ponto de junção do circuito depende da configuração do circuito.

11. Concetualizar a associação em série de resistências elétricas como um impedimento à passagem de corrente e a associação em paralelo como a oferta de um caminho alternativo, para a passagem de corrente.

12. Identificar associações de resistências em série e em paralelo.

h) A resistência equivalente de um circuito é uma propriedade de um elemento individual do circuito [2].

i) O modo como a corrente elétrica se divide em ramos paralelos de um circuito, depende do número de ramos e é independente das suas resistências elétricas relativas [1 e 3].

j) Se uma resistência reduz a corrente por x, duas resistências vão reduzi-la por 2x, independentemente do arranjo das resistências [3].

k) Resistências alinhadas em série estão associadas em série quer haja uma junção ou não entre elas; resistências alinhadas em paralelo estão associadas em paralelo mesmo haja uma bateria no ramo [3].

18

No que respeita à circulação da corrente num circuito elétrico simples, as respostas da maioria

dos alunos apontaram para correntes de intensidades diferentes nos dois fios condutores, e uma minoria

para correntes de igual intensidade. Contudo a explicação fornecida, para este último caso, foi que a

pilha funciona como um reservatório de corrente elétrica, com duas saídas, que debita correntes de igual

intensidade (Métioui & Mac Willie, 2016).

Em Portugal realizaram-se, também, alguns estudos com o objetivo de fazer evoluir as CA de

alunos sobre conceitos e fenómenos do âmbito da corrente elétrica e de avaliar o efeito das metodologias

utilizadas. Por exemplo, há 20 anos, Vasconcelos (1997) verificou que alunos do ensino básico

submetidos a uma intervenção pedagógica orientada para a MC, evoluíram, mas, após a intervenção,

revelaram ainda algumas dificuldades, nomeadamente, na relação entre corrente elétrica e diferença de

potencial, evidenciando a crença de que a diferença de potencial é uma consequência da corrente

elétrica.

Mais recentemente, C. Silva (2016) realizou um estudo centrado no efeito do trabalho laboratorial

de cariz investigativo na aprendizagem do tema corrente elétrica e circuitos elétricos, numa turma de 30

alunos do 9º ano de escolaridade. Após o ensino, aquela autora constatou que tinha ocorrido uma

evolução positiva das conceções dos alunos sobre os conceitos de circuitos elétricos, corrente elétrica,

tensão elétrica e condutibilidade elétrica. Assim, antes da intervenção pedagógica, a turma perfilhava

conceções alternativas como, por exemplo: a corrente é consumida pelos recetores; a lâmpada acende

porque a corrente elétrica circula dos dois polos da pilha até à lâmpada e, devido ao choque das

correntes, a lâmpada acende; a tensão elétrica é uma propriedade da corrente elétrica; a pilha é um

reservatório de energia; sobre a condutividade elétrica os alunos não possuíam qualquer conceção. Após

a intervenção, aquelas conceções tornaram-se menos frequentes e não foram identificadas conceções

alternativas sobre condutividade elétrica.

Genericamente, os resultados obtidos nos estudos revistos sobre este tema (Vasconcelos, 1997;

Gravina & Buchweitz, 1994; C. Silva, 2016; Hussain, Latiff & Yahaya, 2012) revelam que os alunos, na

sua maioria, desenvolveram novas conceções, cientificamente aceites, devido ao ensino, as quais terão

substituído as CA apresentadas inicialmente pelos alunos. Vasconcelos (1997) constatou ainda que o

entusiasmo e a participação dos alunos nas atividades orientadas para a MC eram mais frequentes,

principalmente quando os alunos trabalhavam em grupo, visto que todos os elementos do grupo

colaboravam, davam a sua opinião, exprimiam as suas dúvidas e comparavam resultados com os outros

grupos. Segundo aquela autora, este resultado reforça o sucesso da metodologia implementada. C. Silva

(2016) constatou, também, que os alunos preferem e sentem-se mais envolvidos no processo de

19

aprendizagem quando realizam AL do que quando é usado um ensino mais tradicional. Com este tipo

de atividades os alunos assumiram um papel mais ativo no processo de aprendizagem, pois foi-lhes

concedida a possibilidade de trabalharem em grupo, formularem hipóteses, planificarem e executarem

AL, observarem, registarem dados, comunicarem os resultados obtidos e formularem conclusões e

implicações sobre a atividade desenvolvida.

As CA dos alunos dificultam a aprendizagem porque elas influenciam a forma como o aluno

observa e interpreta os fenómenos. As CA dos alunos sobre circuitos elétricos, na verdade, devem-se

essencialmente ao facto dos alunos não dominarem um modelo para a corrente elétrica e, por

conseguinte, não perceberem que a intensidade da corrente elétrica num circuito depende das

características da fonte e da resistência ligada aos seus terminais. Estas conceções, enquanto não são

ultrapassadas, podem constituir barreiras para a realização de nova aprendizagem e, para serem

ultrapassadas, requerem o uso de metodologias adequadas. Neste sentido, as AL parecem ser um dos

recursos que podem ser integrados numa metodologia de ensino orientado para a mudança concetual.

2.2.3 – As Atividades Laboratoriais e a Aprendizagem de Conceitos Científicos

Para que os alunos desenvolvam as suas CA, não basta ensinar-lhes ciências, ou seja,

conhecimentos concetuais; é, também, necessário ensiná-los a fazer ciências, o que significa ensinar-

lhes procedimentos que são usados pelos cientistas para construírem conhecimento científico (Leite,

2002). Assim, o aluno desenvolverá capacidades e habilidades que serão relevantes para observar o

mundo que o rodeia, de forma mais atenta e eficaz para continuar a aprender ao longo da vida.

O trabalho laboratorial é um dos recursos didáticos que pode ser usado para provocar a

reconstrução das conceções do aluno e para o ensinar a fazer ciências (Leite, 2002). Por trabalho

laboratorial entende-se o conjunto de atividades que envolvem a utilização de materiais de laboratório,

convencionais e/ou alternativos, que podem ser realizadas no laboratório ou numa sala de aula normal

desde que não seja posta em causa a segurança dos alunos (Leite 2001) e que permitem a simulação

ou a modelação de fenómenos naturais (Leite & Dourado, 2013).

Ser capaz de utilizar AL de modo a fomentar a aprendizagem concetual e procedimental por

parte dos alunos faz parte integrante das competências desejáveis num professor de ciências (Abrahams,

2011). Na verdade, os professores consideram que as AL são fundamentais nas aulas de ciências, pois,

segundo eles, ajudam os alunos a aprender a fazer ciências e a desenvolver vínculos entre o que

observam e as conceções cientificamente aceites (Abrahams & Miller, 2008; Gunstone & Champanhe,

1990). No entanto, Gunstone & Champanhe (1990) recomendam que os professores devem gerir

20

adequadamente o tempo dedicado à AL, ou seja, o tempo gasto pelos alunos na análise e na reflexão

sobre a AL deve ser mais longo do que o tempo de execução do procedimento laboratorial da mesma,

pois só assim esta estratégia pode ajudar na MC do aluno.

No entanto, diversos autores (Abrahams & Miller, 2008; Abrahams, 2011; Gunstone &

Champanhe, 1990; Ramalho, 2007) referem que as AL realizadas nas aulas são fechadas e centradas

no professor, tendo pouca probabilidade de contribuir para aqueles fins. Ramalho (2007) realizou um

estudo centrado nas AL implementadas em aulas de Física e Química, com o objetivo de averiguar os

efeitos que a reforma curricular do ensino secundário, iniciada em 2001, produziu nas práticas de

utilização de AL e de avaliação das aprendizagens a elas associadas. A recolha de dados, efetuada através

de um questionário, junto de 102 professores dispersos pelo norte do Portugal, mostrou que os

professores parecem resistir à mudança na realização de AL fechadas para AL abertas, onde os alunos

poderiam desenvolver mais a sua cognição. A autora verificou que, antes e após a reforma curricular do

ensino secundário, os professores recorriam às AL para confirmar os conhecimentos concetuais, que

estas são realizadas individualmente ou em pequenos grupos de alunos apoiados com protocolos

laboratoriais e que para sua avaliação recorrem aos relatórios elaborados pelos alunos. Uma minoria de

professores disse que recorriam às AL, antes da reforma, para confirmar conceitos, princípios e leis, mas

que, após a reforma, utilizam as AL para motivar os alunos para as ciências, para ensinar técnicas

laboratoriais e para confirmar a teoria anteriormente abordada. São estes professores que ditam as

etapas das AL durante a execução das mesmas, ou seja: formulação do problema/questão a resolver;

planificação/elaboração do procedimento laboratorial; seleção do equipamento; identificação dos dados

a recolher; e interpretação dos resultados. Estes professores admitem que a interpretação dos resultados

é realizada através de uma discussão interativa entre professor e alunos. Contudo, Ramalho (2007)

constatou que poucos são os professores que consideram as opiniões dos alunos durante a

implementação das AL.

Leite & Dourado (2007) num estudo realizado, com professores do 3º ciclo do ensino básico,

concluíram que, antes e após reforma curricular iniciada em 2001, os professores não fizeram alterações

importantes na sua prática relativamente às AL. Estes autores referem que a falta de formação dos

professores para a implementação das novas orientações curriculares, é a causa da não mudança de

atitudes por parte dos professores em relação às AL. Caso houvesse, os professores estariam preparados

para realizar uma análise mais crítica às AL, a seleção/elaboração destas seria mais rigorosa e,

consequentemente, os professores estariam mais preparados para lidar com a desejável ausência de

protocolos laboratoriais.

21

Andrade & Massabni (2011) realizaram um estudo com o objetivo de entender como os

professores percebem as atividades práticas, se estes as utilizam e quais são os motivos da sua utilização

ou não utilização. Os resultados foram obtidos através da realização de entrevista a 12 professores de

ciências de diferentes escolas no Brasil e mostram que os professores raramente recorrem às AL. Para

que haja uma mudança desta realidade, Andrade & Massabni (2011) sugerem que é necessário formar

os professores no sentido de conhecerem os objetivos desse tipo de atividades e de ganharem confiança

neles próprios para, depois, as planearem e implementarem na escola. Defendem ainda que, deveria

existir no horário do professor um determinado tempo dedicado à preparação dessas atividades na

escola, pois estas necessitam de ser planeadas e testadas para que possam promover a construção do

conhecimento dos alunos.

O uso de AL centrado no professor pode aumentar a desmotivação e o desinteresse dos alunos,

pois sentem-se impedidos de participar ativamente na atividade, mexendo nos materiais de laboratório e

conversando com os colegas e o professor sobre o que observam na AL (Abrahams, 2011), para tentarem

explicar o que é que acontece. Para minimizar estes problemas, este autor defende que sejam realizadas

AL orientadas para MC dos alunos, ou seja, com a intenção de desenvolver as suas conceções e de as

aproximar da versão cientificamente aceite. Para que isto aconteça, é necessário que o professor tenha

conhecimento das diversas potencialidades da AL, que reconheça que as ideias (conceções) e

explicações associadas a uma AL não emergem simples e diretamente dos dados e que tenha

consciência de que as CA dos alunos precisam de um tratamento adequado para evoluírem no sentido

desejado pela escola. Como Abrahams (2011) refere, os alunos têm que ser solicitados a pensar sobre

o que fazem e não apenas que ser solicitados a fazer.

A escolha de uma AL a ser usada numa dada aula deve ser devidamente fundamentada e o

modo como a AL deve ser organizada depende do(s) objetivo(s) que o professor pretende alcançar com

a mesma. Como refere Leite (2001), “usar algum trabalho laboratorial não é necessariamente melhor

do que não usar nenhum, dado que a sua utilidade e eficácia dependem do modo como é usado.” (p.

85). Neste sentido, para que as atividades sejam adequadas à aprendizagem a realizar pelo aluno é

necessário que o professor tenha presente que existe uma diversidade de tipos de AL e que cada um

deles é mais adequado para alcançar um dado objetivo geral de aprendizagem. Assim sendo, Leite

(2002) apresenta uma versão revista de uma tipologia de AL em que explícita a principal finalidade que

cada um dos tipos de AL permite alcançar (tabela 5). Dos tipos de AL apresentados na tabela 5, as

atividades que obrigam o aluno usar os seus conhecimentos prévios para delinear um procedimento

laboratorial são as investigações e as POER (procedimento a ser definido pelo aluno).

22

Tabela 5: Tipologia das atividades laboratoriais (extraído de Leite, 2002)

Objetivo Principal Tipos de Atividades

Aprendizagem de conhecimento procedimental Exercícios

Aprendizagem de conhecimento concetual

Reforço do conhecimento concetual

Atividades para a aquisição de sensibilidade acerca de fenómenos

Experiências ilustrativas

Construção do conhecimento concetual

Atividades orientadas para a determinação do que acontece Investigações

(Re)construção do conhecimento concetual

Prevê-Observa-Explica-Reflete (procedimento apresentado) Prevê-Observa-Explica-Reflete (procedimento a ser definido pelo aluno)

Aprendizagem de metodologia científica Investigações

No entanto, qualquer atividade do tipo POER obriga o aluno a, perante uma situação ou

problema, efetuar uma previsão sobre o que pode acontecer, para, depois, lhe permitir testar essa

previsão. Na verdade, o aluno deve executar o procedimento laboratorial, fornecido ou por ele desenhado,

de modo a observar o que acontece e a poder confrontar as suas previsões com o que realmente

aconteceu, para, posteriormente, explicar o sucedido, refletir sobre as diferenças e semelhanças entre

as suas previsões e o constatado. Esta sequência de tarefas, centrada no aluno, possibilitar-lhe-á, com a

mediação do professor, reconstruir do seu conhecimento (Leite, 2002).

Em Portugal as AL do tipo POER foram alvo de diversos estudos em diferentes níveis de ensino.

Martins (2012), no seu estudo centrado no tema AL do tipo POER em contexto pré-escolar, envolvendo

conceitos como afundar ou flutuar, misturar ou dissolver, luz, magnetismo e hidrostática, pretendia

apurar se as AL do tipo POER contribuíam para aprendizagem das ciências em crianças dos 5 aos 6

anos. A autora menciona que este tipo de AL, para além de motivar as crianças, foi promotora de

aprendizagem. Conclui que as crianças de 5 e 6 anos entenderam a dinâmica das AL, melhorando de

atividade para atividade, e que foi evidente a sua evolução em termos de aptidões de previsão,

observação, explicação e reflexão, nos vários conceitos abordados (Martins, 2012). F. Silva (2002)

realizou uma investigação, centrada nos temas água e ar, do 5º ano de escolaridade que pretendia

averiguar a contribuição das atividades POER para as mudanças concetual e metodológica de alunos do

5º ano, em comparação com o método tradicional. Os dois grupos (controlo e experimental) foram

submetidos à mesma sequência de ensino, diferenciando-se apenas na estrutura das AL. No grupo de

controlo, as AL foram incluídas num ensino tipo tradicional, enquanto que no grupo experimental foram

do tipo POER. Após uma análise comparativa, a autora concluiu que os dois grupos manifestaram

evolução, mas que o progresso no grupo experimental foi maior em termos concetuais e procedimentais.

23

P. Silva (2006) realizou uma investigação centrada no tema água, do 5º ano de escolaridade que visava

analisar a eficácia das AL do tipo POER, relacionadas com aspetos de natureza ambiental. Após uma

comparação dos resultados obtidos no pré-teste e no pós-teste, aquela autora concluiu, também, que a

metodologia de ensino assente em AL do tipo POER, usada no grupo experimental, foi mais eficaz, do

que a metodologia usada no grupo de controlo, que foi submetido a uma abordagem tradicional das AL.

Vasconcelos (1997), no seu estudo sobre o tema eletricidade, 8º ano, pretendia conceber, implementar

e avaliar a eficácia, na promoção da MC, de um conjunto de estratégias baseadas em AL e comparar a

evolução da MC de duas sequências diferentes de conteúdos programáticos iguais, utilizando a mesma

metodologia. A autora menciona que a metodologia utilizada foi eficaz na promoção do desenvolvimento

e MC dos alunos, comparativamente com as metodologias de ensino tradicional. Quanto aos efeitos das

diferentes sequências de conteúdos programáticos (circuitos elétricos / diferença de potencial / corrente

elétrica ou circuitos elétricos / corrente elétrica / diferença de potencial), os alunos não evidenciaram

diferenças consideráveis, pelo que a autora refere que a ordem dos conceitos não pareceu ser revelante.

Neste sentido, concluiu que as metodologias centradas numa perspetiva construtivista da aprendizagem

são potenciadoras na MC dos alunos. Por sua vez, Pedroso (2005), numa investigação centrada no tema

momento linear, do 11º ano, recorreu a uma metodologia de ensino baseada em AL, do tipo POER, no

grupo experimental, e organizadas de modo tradicional, no grupo controlo. O seu estudo revela que a

metodologia implementada foi mais eficaz no grupo experimental que no grupo de controlo. A autora

concluiu que os alunos expressam reações positivas, nos dois grupos, quanto à AL executadas. No grupo

experimental, alguns alunos mencionam que as atividades do tipo POER possuem aspetos positivos,

como permitirem a explicitação das conceções, enquanto outros alunos do mesmo grupo, manifestaram

opinião contrária, considerando este aspeto negativo, ou seja, o de terem de explicitar as suas conceções.

Segundo Pedroso (2005), o facto de os alunos criticarem as atividades de tipo POER significa que

necessitam de tempo para adaptação a uma forma de implementação de AL que requer participação

ativa e empenho por parte dos alunos, algo a que eles nem sempre estão habituados.

Os resultados revistos sugerem que as AL do tipo POER contribuem eficazmente para a mudança

de CA dos alunos e para o desenvolvimento de competências procedimentais. Investigadores como

Pedroso (2005), F. Silva (2002), P. Silva (2006) e Vasconcelos (1997) sugerem, ainda, que outros

estudos deveriam ser realizados recorrendo a metodologias baseadas nas AL do tipo POER em temas

diferentes e níveis diferentes de escolaridade, como forma de tentar confirmar as potencialidades destas

atividades na mudança, não só concetual, mas também procedimental e atitudinal dos alunos.

Note-se que as recomendaçãoes do Departamento de Ensino Básico (DEB) quanto à utilização

24

das AL no processo de ensino e aprendizagem, patentes nos docuemtnos orientadores em vigor a data

de realização deste estudo são compativeis com estas perspetivas. Da sua análise ressalta a importância

de recorrer a experiências de aprendizagem, na sala de aula, como fonte de construção do conhecimento

científico, quando recomenda que os alunos devem:

“realizar atividades experimentais e ter oportunidade de usar diferentes instrumentos de observação e medida. […] a atividade experimental deve ser planeada com os alunos, decorrendo de problemas que se pretende investigar e não constituem a simples aplicação de um receituário. Em qualquer dos ciclos deve haver a formulação de hipóteses e previsão de resultados, observação e explicação.” (DEB, 2001a, p. 131).

Estes documentos orientadores, aconselham ainda “o desenvolvimeto de competências em diferentes

domínios como o do conhecimento (subastantivo, processual e epistemológico), do raciocínio, da

comunicação e das atitudes.” (DEB, 2001a, p. 132) e reconhecem que as atividades ‘experimentais’

devem visar os interesses pessoais do aluno e estar em conformidade com o que o rodeia (DEB, 2001a).

25

CAPÍTULO III – OBJETIVO DA INVESTIGAÇÃO ASSOCIADA À INTERVENÇÃO

A argumentação apresentada anteriormente destaca a importância do conhecimento das

conceções alternativas que o aluno possui para nelas basear o processo de ensino e aprendizagem, bem

como as potencialidades das AL de tipo POER para a promoção da MC. Como o tema Circuitos Elétricos

é um tema em que os alunos perfilham diversas CA e que é passível de ser abordado à custa das AL, o

objetivo geral desta investigação foi: averiguar o efeito das AL do tipo POER na evolução concetual de

alunos do 9º ano de escolaridade, no tema Circuitos Elétricos. Para alcançar este objetivo foi necessário

indagar os tipos de conceções que o aluno perfilha, antes e depois da intervenção pedagógica, para,

posteriormente, efetuar uma comparação entre essas mesmas conceções e inferir em que medida a

metodologia de ensino adotada foi capaz de fazer evoluir as CA dos alunos, no sentido de as aproximar

das cientificamente aceites.

26

27

CAPÍTULO IV – CARACTERIZAÇÃO DA INTERVENÇÃO E DA INVESTIGAÇÃO A ELA

ASSOCIADA

4.1 – Metodologia de Ensino

A investigação realizada centrou-se no tópico “Circuitos Elétricos”, integrado na unidade didática

Circuitos Elétricos e Eletrónicos, que, segundo a divisão de conteúdos pelos três anos do 3º ciclo do

Ensino Básico sugerida pelos manuais escolares, integrou o programa do 9º ano de escolaridade. Este

tópico, segundo as Orientações Curriculares, incluía os seguintes subtópicos: Princípios básicos da

eletricidade e as suas implicações, distribuição da eletricidade; Regras de segurança na utilização de

materiais; Identificação de componentes de um circuito elétrico; Intensidade da corrente; Diferença de

potencial entre dois pontos do circuito; Transferência de energia; Resistência elétrica (Lei de Ohm);

Condutores e isoladores de corrente elétrica; Circuitos em série e em paralelo; Potência elétrica e a

resistência interna; Relação energia com a potência elétrica; As transformações da energia elétrica, que

contempla os efeitos da corrente elétrica (químico, magnético e térmico).

A escolha deste tópico deveu-se aos seguintes factos, já abordados em secções anteriores: ser

o último conteúdo a ser lecionado no âmbito do estágio na turma em questão; haver indicação de que

os alunos perfilham conceções alternativas sobre conteúdos do âmbito deste tema; ser necessário,

adotar estratégias que promovam a evolução concetual dos alunos; ser um tópico passível de ser

abordado com base em AL; incluir conceitos suscetíveis de serem ligados a fenómenos do dia a dia; ser

um tema cuja aprendizagem contribui para uma melhor literacia científica do aluno, enquanto cidadão.

A seleção das estratégias de ensino implementadas, com vista à promoção da mudança ou da

evolução concetual dos alunos, não foi fácil. Contudo, como foi discutido anteriormente, as atividades do

tipo POER revelam-se compatíveis com esta intenção, pois, como mostram os estudos revistos, são

compativeis com os principios fundamentais do EOMC e são facilitadoras da evolução concetual.

Assim, descrevendo a estratégia adotada, de um modo sucinto, diremos que foi solicitado aos

alunos que explicitassem as suas ideias, tornando-os, assim, conscientes dessas mesmas ideias.

Pretendeu-se que os alunos, individualmente, perante um problema ou questão, fizessem uma previsão

do que pensavam que aconteceria, com base nas suas ideias prévias. De seguida, a professora sugeriu

um procedimento laboratorial que permitia aos alunos testar as suas conceções. Depois da realização

do procedimento laboratorial e da respetiva recolha de dados, os alunos foram convidados a, em grupo,

tentar analisar esses dados e explicar e discutir com os colegas os resultados obtidos, bem como a

relação destes com as previsões iniciais. Posteriormente, a professora solicitou ao porta-voz de um dos

28

grupos que expusessem, à turma, as suas ideias sobre os resultados obtidos, dinamizando, de seguida,

uma discussão, em turma, sobre os mesmos. Finalmente, foi colocada uma questão/ou situação para

que os alunos aplicassem os novos conhecimentos a situações do quotidiano, dando-lhes a possibilidade

de avaliarem o progresso efetuado, em termos de evolução concetual.

A metodologia de ensino implementada teve como base as CA dos alunos identificadas no pré-

teste sobre Circuitos Elétricos e privilegiou as AL do tipo POER, que foram realizadas na sala de aula (e

não laboratório), devido às limitações, em termos de instalações, que se verificaram na Escola, como

referido anteriormente (secção 2.1). As atividades do tipo POER (Anexo 2) foram organizadas de acordo

com cada uma das CA manifestadas pelos alunos aquando da realização do pré-teste. No caso das AL

de tipo POER com procedimento incluído, os procedimentos foram entregues aos alunos em tempo

oportuno, ou seja, à medida que a situação o exigia, evitando que os alunos tomassem conhecimento do

que iria ocorrer, em momentos que devessem ser dedicados á reflexão (o que prejudicaria esta). O

procedimento laboratorial da primeira atividade POER foi realizado pelos alunos, em grupos de 3 ou 4.

Nas restantes AL os procedimentos foram realizados pelo professor, em regime de demonstração, para

toda a turma, devido à falta de laboratório e à consequente falta materiais de laboratório, bem como à

falta de concentração e de empenho dos alunos, verificada na primeira AL, como já mencionado na

secção 2.1. Esta medida não colocou em causa o objetivo da intervenção, pois ele passou,

essencialmente, pelo confronto de ideias, pela consequente evolução conceptual dos alunos, e não

propriamente pelo desenvolvimento de skills laboratoriais ligados ao manuseio de material laboratorial.

Eiras (2004), no estudo que realizou acerca do recurso a demonstrações no tema Eletricidade,

concluiu que a realização de AL em regime de demonstração pode ser um recurso “eficiente e viável”

(p. 8) no processo de ensino e de aprendizagem, visto que, para além de permitir ao aluno expor as suas

conceções, dando a possibilidade ao professor de reorganizar a sua estratégia de modo a fortalecer ou

enfraquecer as conceções do aluno, pode impulsionar as interações sociais entre os alunos e entre o

professor e os alunos. Estas interações ocorrem se o aluno for estimulado a prever e a explicar um

determinado evento, expondo o seu modo de pensar sobre o assunto e os conceitos associados à

atividade demonstrada. Leite (2000) refere que o aluno pode desenvolver capacidades de previsão, de

análise de dados, de interpretação e de aplicação sem executar o procedimento laboratorial, ou seja

observando a demonstração do procedimento laboratorial realizado pelo professor de ciências. No

entanto, aquela autora alerta para ao facto de que a realização de AL em regime de desmonstração não

promove o desenvolvimento de algumas competências procedimentais, nomeadamente das que têm a

ver com manipulação de equipamentos e materiais laboratoriais.

29

O número de aulas disponibilizadas para desenvolver o projeto de intervenção pedagógica foram

sete aulas de 90 minutos, sem desdobramento da turma, e duas aulas de 45 minutos, com

desdobramento da turma, sendo que, a última aula de 90 minutos foi reservada para a realização do

pós-teste conforme sequência escrita na tabela 6.

Tabela 6: Síntese geral da sequência das aulas

Aula Duração Objetivo principal

1 90 minutos Promover a mudança concetual dos alunos relativamente ao modo como pensam que a corrente elétrica circula num circuito elétrico. (AL1)

2

90 minutos Promover a mudança concetual dos alunos relativamente ao que pensam que acontece à corrente elétrica ao longo de um circuito elétrico. (AL2)

3

90 minutos Promover a mudança concetual dos alunos relativamente ao que pensam que acontece à corrente elétrica que circula circuito elétrico. (AL3)

4

90 minutos Promover a mudança concetual dos alunos relativamente à condução, ou não, da corrente elétrica por determinados materiais. (AL4)

5

90 minutos Promover a mudança concetual dos alunos relativamente ao modo como pensam que a corrente elétrica circula nos circuitos em série e em paralelo, bem como sobre a intensidade da corrente elétrica e a diferença de potencial nesses mesmos circuitos. (AL5)

6

45 minutos Promover a mudança concetual dos alunos relativamente ao modo como pensam que a corrente elétrica circula nos circuitos em série e em paralelo, bem como sobre a intensidade da corrente elétrica e a diferença de potencial nesses mesmos circuitos – Continuação.

7

90 minutos Promover a mudança concetual dos alunos relativamente ao modo como pensam que a resistência elétrica influência o brilho de uma lâmpada, a intensidade da corrente elétrica que percorre um circuito e a diferença de potencial entre os terminais de um condutor, num circuito elétrico. (AL6)

8

45 minutos Promover a mudança concetual dos alunos relativamente ao modo como pensam que a resistência elétrica de um condutor é influenciada pela espessura e pelo comprimento desse condutor. (AL6)

9

90 minutos Recolher dados para avaliar a evolução das conceções inicialmente perfilhadas pelos alunos, bem como as ideias destes sobre a estratégia implementada.

4.2 – Metodologia de Investigação

Para atingir o objetivo formulado (secção 3), a metodologia de investigação foi do tipo quasi

experimental, com um grupo experimental e sem grupo de controle (McMillan & Schumacher, 2006), na

medida em que, respetivamente, se usou uma amostra disponivel (a turma de estágio) e se deu um

tratamento a essa turma (a intervenção didática) mas não se dispunha de nenhuma turma de

comparação (grupo de controle). Este desenho de estudo permite analisar a capacidade da intervenção

para fazer evoluir a turma intervencionada (grupo experimental) mas não permite afirmar se essa

metodologia de ensino utilizada nessa intervenção é melhor ou pior do que outra metodologia de ensino,

nomeadamente do que a metodologia habitual. Assim, a metodolgia de investigação assentou nas

30

seguintes fases:

1ª Fase - Antes da intervenção pedagógica: foram identificadas as conceções dos alunos

relativamente a conhecimentos científicos do âmbito do tema Circuitos Elétricos, através da

aplicação, aos alunos da turma em causa, de um teste de conhecimentos (Anexo 3) sobre este

tema, designado como pré-teste. Este teste foi elaborado com base na pesquisa bibliográfica e

nas orientações curriculares do 3º ciclo, incluindo situações problemáticas e questões abertas

que se pretendia que levassem o aluno a pensar e a justificar as suas ideias sobre essas mesmas

questões ou situações. A aplicação do pré-teste ocorreu na primeira semana do 3º período,

permitindo obter as informações necessárias: à caraterização inicial dos conhecimentos da

turma sobre o tema; e à preparação da intervenção, designadamente no que respeitou às AL a

realizar nas aulas.

2ª Fase – Intervenção pedagógica: conforme descrito em 4.1, na síntese geral da sequência das

aulas (Tabela 6).

3ª Fase – Depois da intervenção pedagógica: nova aplicação do teste de conhecimentos (Anexo

3), como pós-teste, no início de junho de 2013, o que permitiu identificar as conceções

perfilhadas pelos alunos sobre os conceitos do âmbito do tema objeto de intervenção, depois da

intervenção pedagógica. O pós-teste incluiu as mesmas questões e situações que o pré-teste, a

fim de ser possivel analisar a evolução dos alunos. Contudo, estes, quando responderam os pré-

teste, não imaginavam que iriam ter que responder novamente a esse mesmo teste e não

puderam ficar com o enunciado do mesmo. Só depois do pós-teste foi possivel esclarecer dúvidas

dos alunos sobre as resposta às questões do (pré e pós) teste. Para ajudar a compreender a

reação dos alunos à intervenção, foi-lhes aplicado um questionário de opinião sobre a

metodologia utilizada (Anexo 4).

4ª Fase - Análise de dados: análise dos dados recolhidos com o teste de conhecimentos,

assentou na categorização das respostas e na comparação das conceções perfilhadas pelos

alunos, antes e depois da intervenção pedagógica.

Assim, os dados recolhidos através do pré e do pós-teste foram analisados com base num

conjunto de categorias previamente utilizado em estudos (exs.: Afonso, 1999; Pedroso, 2005) com

objetivos algo semelhantes a este. As categorias de resposta utilizadas foram as seguintes:

Respostas cientificamente aceites: esta categoria inclui respostas corretas, considerando o nível

31

de escolaridade dos alunos e as OCCFN em vigor no ano letivo (2012/2013) em que foi efetuada

a recolha de dados. As ideias que estas respostas devem conter ou as escolhas que deveriam

ser efetuadas encontram-se explicitadas no início do subcapítulo em que se faz a respetiva

análise.

Respostas incompletas: esta categoria inclui respostas que apresentam algumas (mas não todas)

das ideias requeridas para uma resposta ser considerada cientificamente aceite mas que não

inclui (tem subjacente) nenhuma CA.

Respostas contendo CA: esta categoria inclui respostas que têm subjacente uma ou mais CA.

Não responde: esta categoria inclui casos de ausência de resposta e de resposta

incompreensível.

A análise de conteúdo das respostas, com vista à identificação da ou das ideias explicitas ou

subjacentes a essas respostas, foi apoiada pelo conjunto de categorias anteriormente referido. Para cada

pergunta, foram analisadas e classificadas, de seguida, as respostas dadas pelos alunos no pré e no pós-

teste, de modo a aumentar a probabilidade de uniformidade de critérios na análise das respostas a uma

dada pergunta. De seguida, foi calculada a frequência de respostas por categoria, no pré e no pós-teste.

Seguidamente, as respostas classificadas na categoria “respostas contendo CA” foram analisadas de

modo a identificar as CA subjacentes às mesmas e a selecionar exemplos de respostas que as ilustrem,

para integrar na secção relativa à análise de dados.

A figura 1 apresenta esquematicamente a investigação efetuada sobre a intervenção realizada.

Fig. 1: Esquema da investigação associada à intervenção pedagógica

As respostas dos alunos ao questionário de opinião, acerca da forma como foi lecionado o tema

Questionário de opinião

Intervenção Pedagógica

Pós-teste Pré-teste

Investigação

Análise dos dados

Resultados

32

Circuitos Elétricos e da sua eventual contribuição para a sua aprendizagem, serão utilizadas de modo

integrado com a conclusão deste trabalho, para melhor interpretarmos ou discurtirmos as mesmas.

33

CAPÍTULO V – ANÁLISE DOS RESULTADOS DA INTERVENÇÃO

5.1 – Corrente Elétrica

Com a questão 1 (O que é a corrente elétrica?) pretendeu-se averiguar as ideias dos alunos,

antes e depois da intervenção pedagógica baseada nas AL do tipo POER, acerca do conceito de corrente

elétrica. Para darem uma resposta cientificamente aceite (considerada correta face ao curricularmente

previsto para este nível de escolaridade), os alunos deveriam associar o conceito de corrente elétrica ao

movimento orientado de partículas com carga elétrica (eletrões ou iões) através de um meio condutor. A

tabela 7 apresenta a distribuição das respostas dos alunos pelas diferentes categorias de resposta, no

pré e no pós-teste.

Tabela 7: Distribuição das respostas dos alunos sobre “O que é a corrente elétrica?” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f)

(N=23) Tipos de Resposta Pré-teste Pós-teste

Cientificamente aceites 0 7 Incompletas 0 2 Contendo Conceções Alternativas 22 13 Não responde 1 1

As frequências de resposta, obtidas no pré e no pós-teste, sugerem uma evolução positiva das

conceções dos alunos sobre o conceito de corrente elétrica. Enquanto que, antes da intervenção

pedagógica, nenhum aluno evidenciou possuir uma conceção cientificamente aceite de corrente elétrica,

depois da intervenção sete alunos evidenciaram tal tipo de conceção. Além disso, no pós-teste, dois

alunos apresentaram respostas que foram classificadas na categoria incompletas, categoria na qual não

se havia registado ocorrências no pré-teste. Finalmente, e em parte em consequência do que acaba de

ser referido, do pré para o pós-teste, diminuiu consideravelmente o número de respostas evidenciando

CA.

O quadro 1 mostra as CA identificadas nas explicações dos alunos sobre o que é a corrente

elétrica, bem como exemplos de respostas que têm subjacente cada uma dessas CA. Constata-se que

no pós-teste não apareceram novas CA e que a CA3 e a CA4, que surgiram no pré-teste, não foram

identificadas no pós-teste.

Apesar de não se ter feito uma análise quantitativa, podemos afirmar que as CA predominantes,

no pré e no pós-teste, são as CA1 e a CA2 que, embora de forma diferente, parecem estar associadas a

um significado quotidiano da palavra corrente (imaginada como um cadeado ou como uma sequência).

34

Quadro 1: Conceções alternativas sobre o conceito de corrente elétrica no pré e no pós-teste

Conceção alternativa Exemplos de resposta

Pré-teste Pós-teste

CA1 - Corrente elétrica é o circuito elétrico ou parte dele

“É um circuito por onde a eletricidade “corre” (A1)

“É quando tem um objeto que conduz a eletricidade” (A2)

CA2 - Corrente elétrica é o caminho por onde passa a energia elétrica

“É onde passa toda a energia que chega até as nossas casas” (A19)

“É um caminho por onde passa a energia elétrica “ (A22)

CA3 - Corrente elétrica é um recetor elétrico

“É qualquer aparelho elétrico que precise de corrente. Algo que só funciona com corrente elétrica” (A11)

------------------

CA4 - Corrente elétrica inclui dois tipos de corrente

“É uma corrente que resulta da junção de correntes positivas e negativas” (A14)

------------------

CA5 - Corrente elétrica é uma energia

“É como uma energia transmitida de vários locais para que vários meios funcionem (luz, eletrodomésticos) ” (A6)

“É uma energia fornecida pela fonte e recebida pelo receptor” (A6)

A CA3 evidencia uma identificação da corrente elétrica com um recetor de corrente. Quanto à

CA4, segundo a qual a corrente elétrica inclui dois tipos de corrente, ela pode ter a ver com o

conhecimento da existência de dois tipos de carga elétrica ou com o facto de, como referimos na secção

2.2.2; os alunos pensarem que há duas correntes que “fluem” para uma lâmpada. Finalmente, a CA5

sugere que a corrente elétrica é considerada como sinónimo de energia e mais precisamente como

“algo” que faz com que os elementos (recetores) de um circuito funcionem.

A CA1 e a CA2 tinham já sido identificadas por Vasconcelos (1997), num estudo com alunos de

nacionalidade portuguesa, do 3º ciclo/8º ano, na medida em que aquela autora refere que os alunos

concetualizam a corrente elétrica como sendo o circuito elétrico ou parte dele (CA1) ou que esta existe

nos fios condutores ligados (CA2). A CA3 também já foi identificada por Gravina & Buchweitz (1994) que

constataram que os alunos consideram que basta ligar um elemento para existir corrente elétrica. Na

revisão de literatura não encontrámos nenhum estudo que relatasse a CA4 por nós identificada. Contudo,

esta CA pode ter relação com a CA mencionada por Dorneles, Araújo & Veit, (2006), numa síntese de

estudos sobre CA realizados por outros autores, quando referem que a fonte fornece os portadores de

carga responsáveis pela corrente elétrica no circuito. No nosso estudo, os alunos podem perfilhar a ideia

de que a fonte fornece cargas positivas e negativas (CA4). Driver et al (1994), numa síntese de estudos

realizados por outros autores, referem uma CA semelhante à CA5, identificada neste estudo, quando

afirmam que os alunos não fazem distinção entre corrente elétrica e de energia elétrica.

5.2 – Materiais Condutores de Corrente Elétrica

Existem materiais que conduzem a corrente elétrica, enquanto outros não. Com a questão 2

35

pretendeu-se verificar as opções corretas feitas pelos alunos, antes e depois da intervenção pedagógica,

acerca de materiais condutores da corrente elétrica. Perante uma listagem de materiais, presentes no

nosso quotidiano, os alunos deveriam selecionar, no pré e no pós-teste, os seguintes quatro materiais

que conduzem a corrente elétrica: ferro, grafite, solução aquosa de cloreto de sódio e cobre. No pós-

teste, para além de selecionarem estes quatro materiais como condutores de corrente elétrica, os alunos

deveriam justificar a sua resposta, mencionando a existência, nestes materiais, de cargas elétricas livres

as quais permitem a condução da corrente elétrica. As respostas dos alunos foram agrupadas de acordo

com o número de materiais selecionados corretamente. A tabela 8 apresenta a distribuição das respostas

dos alunos, no pré e no pós-teste.

Tabela 8: Distribuição das respostas dos alunos sobre “os materiais condutores de corrente elétrica” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f)

(N=23) Nº de materiais corretos Pré-teste Pós-teste

4 materiais 2 17 3 materiais 12 5 2 materiais 8 1 1 material 1 0 0 materiais 0 0

As frequências de resposta, obtidas no pré-teste e no pós-teste, sugerem uma evolução positiva

relativamente ao número de respostas corretas dadas pelos alunos. No pré-teste, o grande número de

respostas com três materiais selecionados corretamente deve-se, na sua maioria, ao facto de os seus

autores não terem escolhido a opção grafite. No pós-teste, esta situação alterou-se, passando a grafite a

ser considerada como material condutor da corrente elétrica, e passando a opção em falta a ser a solução

aquosa de cloreto de sódio. Em relação às restantes categorias de resposta, mencionando dois ou menos

materiais condutores, verificou-se uma diminuição da sua frequência do pré para o pós-teste.

No pós-teste, dos 17 alunos que selecionaram corretamente os quatro materiais condutores de

corrente elétrica, apenas três justificaram adequadamente a sua opção, de acordo com a explicação

cientificamente aceite. Os restantes alunos simplesmente não explicaram ou, se o fizeram, as respostas

estavam incompletas ou continham ideias incompatíveis com as cientificamente aceites. Muitos alunos

ou responderam, simplesmente, que os materiais escolhidos conduzem a corrente elétrica ou afirmaram

que tínhamos testado na aula, respostas insuficientes para serem consideras cientificamente aceites ou

até mesmo incompletas.

A não identificação da grafite como condutora da corrente elétrica pode ter a ver com o facto de

estar dispersa (na sociedade) e ser aceite entre o cidadão comum a ideia de que apenas os metais

36

conduzem a corrente elétrica. De certa forma, em consequência da aceitação desta ideia, as soluções

aquosas, ainda que contendo iões, por não serem metais, também não seriam consideradas condutoras

da corrente elétrica. O facto de existirem livros de fácil acesso aos alunos, como manuais escolares ou

relacionados (Coutinho & Serrasqueiro, s/d), que, apesar de não referirem que só os metais conduzem

a corrente elétrica, usam apenas metais para exemplificarem materiais bons condutores pode facilmente

levar os alunos a inferir que só eles conduzem a corrente elétrica. Relativamente à solução aquosa de

cloreto de sódio, C. Silva (2016) refere que os alunos, mesmo após o ensino, não conseguem mobilizar

o conceito de ião com mobilidade e apenas associam materiais condutores de corrente elétrica a

materiais que na sua constituição têm eletrões livres.

5.3 – Sentido de Circulação da Corrente Elétrica

Os alunos foram questionados acerca da estrutura que deve ter um circuito simples para que

uma lâmpada acenda (questão 3.1) e, de seguida, foi-lhes pedido que explicassem a sua opção quanto

ao sentido da corrente elétrica no circuito elétrico (questão 3.2). Em 3.1 foram-lhes apresentados três

esquemas (A, B e C) de circuitos para eles assinalarem aquele(s) em que pensavam que a lâmpada

acenderia (Fig.2).

Fig. 2: Esquema usado na pergunta 3

Constatou-se que, no pré-teste, 14 dos 23 alunos escolheram o esquema correto (B) e, no pós-

teste, todos os alunos deram a resposta certa (Tabela 9).

Tabela 9: Distribuição das respostas dos alunos sobre “o(s) esquema(s) em que a lâmpada acende” pelas diferentes opções de resposta, no pré e no pós-teste (f)

(N=23) Resposta Pré-teste Pós-teste

Opção correta (B) 14 23 Opção incorreta (A e C) 9 0 Não responde 0 0

Estes alunos escolheram o esquema B, em que dois pontos da lâmpada estão ligados a dois

pontos da pilha por dois fios, sendo que um dos fios está também ligado ao polo positivo e outro ao polo

negativo da pilha. A tabela 9 apresenta a distribuição das respostas dos alunos pelas diferentes opções

37

de resposta, no pré e no pós-teste. As frequências de resposta, obtidas no pré e no pós-teste, sugerem

uma evolução positiva das escolhas dos alunos quanto ao esquema que faz acender a lâmpada (esquema

B). No entanto, tanto no pré como no pós-teste, apesar terem escolhido o esquema B como correto, os

alunos apresentaram explicações cientificamente não aceites quanto ao sentido da circulação da corrente

elétrica no circuito.

No pré-teste, dos 14 alunos que escolheram a opção correta, oito representaram o sentido da

corrente elétrica com setas em ambos os fios condutores, da pilha até à lâmpada, encontrando-se dentro

desta. Os restantes alunos representaram com uma seta o sentido da corrente elétrica apenas numa

parte do circuito, do polo positivo até à lâmpada (quatro), ou em todo o circuito elétrico, do polo positivo

para o polo negativo (dois). Com os resultados obtidos no pós-teste pode referir-se que todos os alunos

passaram a identificar corretamente a estrutura do esquema (B) necessária para a lâmpada acender.

Contudo, apenas 12 alunos representaram e explicaram o sentido da corrente elétrica de modo

consistente com a versão cientificamente aceite.

O quadro 2 mostra as explicações cientificamente não aceites (ou seja, as CA) relativas ao sentido

da corrente elétrica num circuito elétrico, bem como exemplos de respostas que têm subjacente cada

uma dessas explicações. Verifica-se que no pós-teste não surgiram novas explicações cientificamente

não aceites e que CA1, identificada no pré-teste, não foi evidenciada no pós-teste.

Quadro 2: Conceções alternativas referentes à circulação da corrente elétrica num circuito, no pré e no pós-teste

Conceção alternativa Exemplos de resposta

Pré-teste Pós-teste

CA1 – Num circuito elétrico, a corrente elétrica circula através de um único condutor da fonte até ao recetor. (Esquema A e C)

“Esquema A - Porque é daquele sítio que sai a corrente elétrica até à lâmpada.” (A17)

------------------

CA2 – Num circuito elétrico, a corrente elétrica circula em ambos os fios condutores da fonte até ao recetor, encontrando-se dentro deste. (Esquema B)

“Os fios conduzem a corrente elétrica da pilha para a lâmpada, ou seja, →

; ←” (A8)

“Porque recebe corrente positiva e negativa.” (A14)

“O esquema B é que faz com que a lâmpada acenda devido à carga positiva e negativa que é transmitida através dos fios até à lâmpada.” (A19)

CA3 – Num circuito elétrico, a corrente elétrica circula através de um único condutor, da fonte para o recetor, servindo o outro condutor apenas para fechar o circuito. (Esquema B)

“Porque a ponta de metal da pilha é para onde vai a eletricidade.” (A7)

“Pilha fonte de energia sem isso a lâmpada não recebe energia e por isso é necessário que haja dois fios para receber.” (A9)

Apesar de a análise quantitativa das CA não ser um objetivo deste estudo, pode referir-se que a

CA2 é a predominante tanto no pré como no pós-teste. A CA identificada neste estudo parece evidenciar

a ideia de que para acender uma lâmpada basta ter um único fio ligado a um dos polos (positivo ou

negativo) da fonte, que corresponde à saída da corrente elétrica. Esta CA pode ter origem no facto de,

38

no quotidiano, quando os alunos acendem um candeeiro, por exemplo, da mesa do quarto têm a

sensação de que está ligado à tomada por um único fio. Quer no pré e pós-teste, a CA2 parece estar

associada ideia de que a pilha está tão carregada de energia que esta sai, através dos dois polos (positivo

e negativo), para os dois fios, para chegar até à lâmpada. Quanto à CA3, no pré assim como no pós-

teste, os alunos parecem ter a ideia de que são necessários dois fios condutores para a lâmpada acender,

mas que a corrente elétrica flui do polo positivo (fornecedor de energia) para a lâmpada, onde,

provavelmente, eles pensam, que se irá gastar, circulando assim, apenas numa parte do circuito elétrico,

que é fechado pelo segundo fio condutor, onde parece não haver (segundo eles) circulação de corrente

elétrica.

As CA aqui identificadas haviam sido identificadas por outros autores e foram mencionadas na

secção 2.2.2. Em Portugal, Vasconcelos (1997), no seu estudo com alunos do 3º ciclo (9º ano),

identificou uma CA semelhante à CA1, aqui referida, mencionando que os alunos possuem a ideia que

a corrente elétrica circula num circuito aberto. Ainda no mesmo estudo, essa autora identifica uma outra

CA, segundo a qual a fonte é um reservatório de corrente elétrica que debita corrente em dois sentidos,

semelhante à CA2. C. Silva (2016), num estudo com alunos do 3º ciclo (9º ano), também identificou

esta mesma CA na medida em que a autora constatou que os alunos concetualizam a corrente elétrica

como circulando dos dois polos da pilha até à lâmpada, sendo que, devido ao choque das correntes na

lâmpada, esta acende.

Fora do nosso país, Tasker & Osborne (1991), num estudo com alunos de idades compreendidas

entre os oitos e aos 12 anos, para além de terem identificado a CA2 segundo a qual os alunos pensam

que a corrente elétrica flui em direção à lâmpada em ambos os fios condutores, colidindo dentro da

lâmpada, também identificaram a CA3. Relativamente a esta CA, estes autores referem que os alunos

pensam que a corrente elétrica tem sentido único e que será menor no segundo fio condutor, depois de

passar na lâmpada, porque a corrente vai-se gastando ao longo do circuito, ou porque a lâmpada gasta

toda a eletricidade.

5.4 – Variação da Intensidade da Corrente Elétrica

Com a questão 4, do pré e do pós-teste, pretendeu-se verificar as ideias dos alunos em relação

à intensidade da corrente elétrica em diferentes pontos de um circuito elétrico simples com uma lâmpada

(Fig.3). Para obterem uma resposta cientificamente aceite os alunos deveriam selecionar a opção que

refere que o valor da corrente em (1) é igual ao valor da corrente em (2) e, de seguida, deveriam justificar

essa sua opção. Para isso, os alunos deveriam referir que, como há só um caminho, a intensidade da

39

corrente elétrica que passa em (1) é a mesma que passa em (2) - conservação da corrente elétrica.

Fig. 3: Circuito elétrico usado na pergunta 4

A tabela 10 apresenta a distribuição das respostas dos alunos pelas diferentes categorias de

resposta, no pré e no pós-teste.

Tabela 10: Distribuição das respostas dos alunos sobre a “intensidade da corrente elétrica em diferentes pontos do circuito” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f)

(N=23) Tipos de Resposta Pré-teste Pós-teste

Cientificamente aceites 0 3 Incompletas 7 7 Contendo Conceções Alternativas 15 12 Não responde 1 1

As frequências obtidas, no pré e no pós-teste, sugerem uma evolução positiva dos alunos quanto

às ideias que possuem sobre a não variação da corrente elétrica ao longo de um circuito elétrico fechado,

mais propriamente antes e depois, de uma lâmpada instalada em série. Na verdade, antes da intervenção

pedagógica, nenhum aluno evidenciou possuir a conceção cientificamente aceite; depois da intervenção,

a frequência dessa conceção passou para três. Quanto a respostas incompletas ou a ausência de

resposta, verifica-se que as frequências são as mesmas no pré e no pós-teste. Consequentemente, as

respostas contendo CA, do pré para o pós-teste, diminuíram ligeiramente. Estes resultados sugerem a

ocorrência de uma pequena evolução da turma.

O quadro 3 mostra as CA identificadas quanto à intensidade da corrente elétrica em diferentes

pontos de um circuito elétrico simples com uma lâmpada, bem como exemplos de respostas que têm

subjacente cada uma dessas CA. Comparando as CA evidenciadas pelas respostas dadas pelos alunos

no pré e no pós-teste, verifica-se que a CA1 e CA2 aparecem nos dois testes. Quanto à CA3, esta CA

surge no pós-teste, não se tendo verificado no pré-teste. Apesar de não ser feita uma análise quantitativa,

pode afirmar-se que a CA1 é a mais frequente no pré e no pós-teste. Esta CA parece estar associada à

ideia de que a lâmpada (ou outro recetor) ‘consome’ corrente elétrica que sai da fonte, pelo que a

intensidade da corrente elétrica diminui ao atravessar a lâmpada. Por seu turno, a CA2 pode ter a ver

40

com o referido anteriormente (na secção 2.2.2), acerca do conhecimento dos alunos sobre a existência

de cargas elétricas positivas e negativas, o qual parece levá-los, consequentemente, á ideia de que existe

corrente elétrica positiva e corrente elétrica negativa, as quais saem, respetivamente, pelo polo positivo

e pelo polo negativo da fonte. Por fim, a CA3 parece dever-se à ideia de que a corrente elétrica vai

perdendo energia e, assim, diminuindo ao longo do circuito.

Quadro 3: Conceções alternativas sobre “a variação da corrente elétrica ao longo de um circuito em série”, no pré e no pós-teste

Conceção alternativa

Exemplos de resposta

Pré-teste Pós-teste

CA1 – A corrente elétrica vai diminuindo à medida que vai passando por recetores de corrente

“O valor da corrente elétrica em (1) é maior do que em (2) porque [2] está mais próximo da pilha.” (A6)

“O valor da corrente em (1) é igual ao valor da corrente elétrica em (2) porque estão colocados à mesma distância [dos polos da pilha].” (A15)

CA2 – A corrente elétrica com cargas positivas tem mais energia do que a corrente elétrica com cargas negativas

“O valor da corrente elétrica em (1) é menor que em (2) porque a (2) chega uma carga positiva, logo é maior que em (1), a qual chega uma carga negativa.” (A3)

“O valor da corrente elétrica em (1) é maior do em (2) porque o (1) pertence ao fio condutor do polo positivo logo tem mais corrente elétrica do que em (2) que pertence ao fio condutor do polo negativo.” (A6)

CA3 – A corrente elétrica perde energia ao longo do circuito

------------------ “O valor da corrente em (1) é menor que o valor da corrente elétrica em (2) porque a corrente elétrica em (1) já perdeu alguma energia.” (A17)

Autores como Hierrezuelo Moreno & Montero Moreno (1989), Gravina & Buchweitz (1994),

Tasker & Osborne (1991) e C. Silva (2016) identificaram uma CA idêntica à CA1 aqui referida. Estes

autores mencionam que os alunos possuem conceções que se traduzem na não conservação da corrente

elétrica ao longo de um circuito elétrico, por considerarem que parte dela é desgastada ou transformada

em energia quando atravessa um recetor. Quanto à CA2 e CA3, na revisão de literatura não encontrámos

nenhum estudo que relatasse estas CA por nós identificadas.

5.5 – Corrente Elétrica em um Circuito em Série

Ao ligar um circuito elétrico simples em série, com duas lâmpadas iguais, se ele fosse ideal, estas

apresentariam um certo brilho, igual nas duas lâmpadas. Com a questão 5.1 pretendeu-se verificar as

ideias dos alunos, antes e depois da intervenção pedagógica, acerca da intensidade da corrente que

percorre um circuito elétrico simples, com duas lâmpadas idênticas, instaladas em série, com base no

brilho dessas lâmpadas (Fig. 4).

Para a resposta ser considerada cientificamente aceite, perante as três opções apresentadas, os

alunos deveriam selecionar a resposta em que se referia que as lâmpadas 1 e 2 teriam o mesmo brilho

41

e deveriam justificar a sua opção mencionando que isso se se dever ao facto de a corrente elétrica que

atravessa as lâmpadas 1 e 2 ser a mesma (ter a mesma intensidade). Além disso, deveriam explicar que

as lâmpadas estão instaladas em série, pelo que há um só caminho que a corrente pode percorrer, o

que faz com a corrente passe toda nas duas lâmpadas (dado que há conservação da corrente elétrica)

e, consequentemente, que o brilho seja semelhante nas duas lâmpadas

Fig. 4: Circuito elétrico usado na pergunta 5.1

A tabela 11 apresenta a distribuição das respostas dos alunos pelas diferentes categorias de

resposta, no pré e no pós-teste.

Tabela 11: Distribuição das respostas dos alunos sobre a “explicação do brilho de duas lâmpadas idênticas instaladas em série num circuito elétrico simples” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f)

(N=23) Tipos de Resposta Pré-teste Pós-teste

Cientificamente aceites 1 7 Incompletas 4 6 Contendo Conceções Alternativas 15 3 Não responde 3 7

As frequências de resposta obtidas, no pré e pós-teste, sugerem uma evolução positiva das

conceções dos alunos acerca da intensidade da corrente elétrica num circuito com duas lâmpadas

instaladas em série. Assim, antes da intervenção pedagógica, apenas um aluno evidenciou possuir uma

conceção cientificamente aceite sobre a intensidade da corrente elétrica que atravessa as duas

lâmpadas; depois da intervenção, sete alunos evidenciaram tal conceção. Acresce que, do pré para o

pós-teste, a frequência de alunos com respostas incompletas passou de quatro para seis. Ao contrário

do que era esperado, o número de respostas classificadas como não responde aumentou do pré para o

pós-teste. Este aumento deve-se ao facto de, no pós-teste, os alunos, apesar de terem selecionado a

alternativa correta, não terem justificado essa escolha ou terem dado uma resposta que foi considerada

incompreensível. Consequentemente, a frequência de respostas contendo CA diminui,

consideravelmente, do pré para o pós-teste, quer à custa do aumento de resposta completas e

incompletas, quer à custa do aumento de não respostas.

42

O quadro 4 mostra as CA identificadas quanto à explicação do brilho das lâmpadas 1 e 2,

instaladas em série num circuito elétrico simples, fechado, bem como exemplos de respostas que têm

subjacente cada uma dessas CA. Constata-se que, do pré para o pós-teste, não surgem novas CA e, que

as identificadas no pré-teste persistem no pós-teste.

Quadro 4: Conceções alternativas referentes à “explicação do brilho de duas lâmpadas idênticas instaladas em série num circuito elétrico simples” no pré e no pós-teste

Conceção alternativa Exemplos de resposta

Pré-teste Pós-teste

CA1 – A corrente elétrica gasta-se ao longo do circuito; à medida que vai passando por recetores/ lâmpadas

“A lâmpada 1 brilha mais que a lâmpada 2 porque está uma primeiro que a outra.” (A5)

A lâmpada 1 brilha mais que a lâmpada 2 porque tem mais energia e não há desperdício de energia.” (A12)

CA2 – A corrente elétrica que sai do polo positivo é mais intensa do que a corrente elétrica que sai do polo negativo

“A lâmpada 1 brilha mais que a lâmpada 2 porque está ligada ao lado positivo.” (A20)

“A lâmpada 1 brilha mais que a lâmpada 2 devido às suas cargas negativa e positiva.” (A19)

CA3 – A corrente elétrica que sai do polo positivo é tão intensa como a corrente elétrica que sai do polo negativo

“A lâmpada 1 e 2 têm brilho semelhante porque recebem correntes semelhantes.” (A14)

“A lâmpada 1 e 2 têm brilho semelhante porque as duas lâmpadas são semelhantes e estão à mesma distância [da pilha] no circuito.” (A15)

Apesar de não se ter feito uma análise quantitativa, podemos afirmar que a CA predominante no

pré-teste foi a CA1, que parece estar associada à distância dos recetores à fonte de tensão e à crença

de que a corrente elétrica é parcialmente consumida na lâmpada 1, chegando menos à lâmpada 2. A

CA2 parece evidenciar que o brilho de uma dada lâmpada depende da quantidade de corrente elétrica

que recebe dos polos da pilha, sendo que a lâmpada ligada ao polo positivo da pilha recebe mais energia

do que a lâmpada ligada ao polo negativo. Por fim, a CA3 parece estar associada á ideia de que a

corrente elétrica sai da pilha, de igual forma, pelos dois polos (positivo e negativo), e, consequentemente,

os brilhos das lâmpadas são idênticos.

A CA1 já havia sido identificada por outros autores e foi referida em 5.4. Autores como

Hierrezuelo Moreno & Montero Moreno (1989), Gravina & Buchweitz (1994), Tasker & Osborne (1991)

e C. Silva (2016) referem que os alunos consideraram que parte da corrente elétrica é consumida ou

transformada em energia quando atravessa um recetor. Quanto às CA2 e CA3, na revisão de literatura

não encontrámos nenhum estudo que relatasse estas CA por nós identificadas.

5.6 – Corrente Elétrica num Circuito em Série com uma Lâmpada ou duas Lâmpadas

Com a questão 5.2 pretendeu-se que os alunos, antes e depois da intervenção pedagógica,

comparassem a intensidade da corrente elétrica que percorre um circuito elétrico simples, com uma ou

43

duas lâmpadas idênticas, instaladas em série, com base na previsão do brilho da lâmpada 1

representada nos esquemas da pergunta 4 e 5 do pré e do pós-teste (Fig. 5).

Esquema da pergunta 4 Esquema da pergunta 5

Fig. 5: Circuitos elétricos usados na pergunta 5.2

Foi solicitado aos alunos que escolhessem uma das três opções de resposta apresentadas na

questão e que apresentassem uma justificação para a sua escolha. Os alunos deveriam escolher a opção

que refere que o brilho da lâmpada 1 no circuito referido na pergunta 4 (circuito com apenas uma

lâmpada) é mais intenso do que o brilho da lâmpada 1 no circuito representado na pergunta 5 (circuito

com duas lâmpadas). Para uma resposta ser considerada cientificamente aceite, para além de os alunos

selecionarem a opção correta, na justificação desta, deveriam mencionar que a intensidade da corrente

elétrica que percorre o circuito da questão 4 é maior do que a intensidade da corrente elétrica que

percorre o circuito da questão 5, mantendo-se constante ao longo do mesmo. Ao aceitarmos esta

resposta como correta estamos a assumir que os circuitos são ideais, o que é aceitável neste nível de

ensino na medida em que os alunos ainda não têm conhecimentos (pelo menos formais) sobre

dissipação de energia. A tabela 12 apresenta a distribuição das respostas dos alunos pelas diferentes

categorias de resposta, no pré e no pós-teste.

Tabela 12: Distribuição das respostas dos alunos sobre a “explicação do brilho de uma lâmpada, em circuitos com uma ou duas lâmpadas idênticas, instaladas em série” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f)

(N=23) Tipos de Resposta Pré-teste Pós-teste

Cientificamente aceites 0 4 Incompletas 1 3 Contendo Conceções Alternativas 10 14 Não responde 12 2

A distribuição das frequências de resposta no pré e pós-teste sugere uma evolução positiva das

conceções acerca da intensidade da corrente elétrica num circuito elétrico em série que deixa de ter uma

e passa a ter duas lâmpadas. Antes da intervenção pedagógica, nenhum aluno evidenciou possuir a

44

conceção cientificamente aceite sobre a variação da intensidade da corrente elétrica quando se passa

do circuito elétrico utilizado na pergunta 4 para o circuito elétrico utilizado na pergunta 5; depois da

intervenção, esse número subiu para quatro alunos. Quanto a respostas categorizadas como incompletas

subiu de uma para três, do pré para o pós-teste. Por seu turno, a frequência de resposta designadas por

não responde, diminuiu do pré para o pós-teste, de 12 para dois, respetivamente. Em consequência do

que foi referido, a frequência de respostas contendo CA aumentou de 10 (no pré-teste) para 14 (no pós-

teste). Isto significa que passou a haver mais alguns alunos a perfilhar ou a ser capaz de apresentar

ideias sobre o assunto em causa, apesar de elas não serem cientificamente aceites.

O quadro 5 mostra as CA identificadas nas explicações dos alunos sobre a variação do brilho de

uma lâmpada que passa a estar acompanhada por outra lâmpada, igual, instalada em série, bem como

exemplos de respostas que têm subjacente cada uma dessas CA. Contata-se que no pós-teste não

surgem novas CA e que a CA1, CA3 e CA4 identificadas no pré-teste, não surgem no pós-teste. Pode

acrescentar-se que a CA3, no pré-teste, foi evidenciada por um único aluno.

Quadro 5: Conceções alternativas referentes à “explicação do brilho de uma lâmpada, em circuitos com uma ou duas lâmpadas idênticas, instaladas em série” no pré e no pós-teste

Conceção alternativa

Exemplos de resposta

Pré-teste Pós-teste

CA1 – A corrente elétrica divide-se pelos recetores (lâmpadas)

“O brilho da lâmpada 1 no circuito referido em pergunta 4 é mais intenso do que o brilho da lâmpada 1 representado na pergunta 5, porque a corrente elétrica tem de ser dividida por duas lâmpadas e na 4 é só por uma.” (A16)

------------------

CA2 – A corrente elétrica contém energia que se divide pelos recetores (lâmpadas)

“O brilho da lâmpada 1 no circuito referido em pergunta 4 é mais intenso do que o brilho da lâmpada 1 representado na pergunta 5, pois na pergunta 5 a energia é dividida entre as duas lâmpadas, enquanto que na pergunta 4 a energia vai toda para uma lâmpada apenas.” (A1)

“O brilho da lâmpada 1 referido na pergunta 4 é mais intenso do que o brilho da lâmpada da pergunta 5 porque a energia do circuito na pergunta 5 divide-se pelas duas lâmpadas.” (A17)

CA3 – A intensidade da corrente elétrica depende apenas da fonte

“O brilho da lâmpada 1 no circuito referido em pergunta 4 é igual ao brilho da lâmpada 1 representado na pergunta 5 porque parece o mesmo tamanho de pauzinhos nos dois circuitos.” (A15)

------------------

CA4 – A corrente elétrica gasta-se à medida que percorre o circuito

“O brilho da lâmpada 1 no circuito referido em pergunta 4 é menos intenso do que o brilho da lâmpada 1 no circuito representado na pergunta 5 porque está mais afastado da pilha.” (A19)

------------------

A CA1 parece estar associada ao número de recetores instalados num circuito elétrico simples

e, consequentemente, a corrente elétrica é dividida pelos diversos recetores. A CA2, predominante no

pré e no pós-teste, sugere que, e como referido em 5.1, os alunos consideram que a corrente elétrica

contém energia que se divide pelos recetores. Relativamente à CA3, parece poder inferir-se que os alunos

45

acreditam que a fonte liberta corrente elétrica pelos dois polos sendo a intensidade dependente do

tamanho dos polos. Por fim, a CA4 sugere que os alunos perfilham a conceção que a corrente elétrica

vai-se gastando ao longo do circuito, mesmo quando percorre os fios condutores.

Na revisão da literatura por nós realizadas não encontrámos estudos em que constasse a CA1 e

CA3 por nós identificadas. No entanto, Driver et al (1994), numa síntese de estudos realizados por outros

autores, e como já referido em 5.1, mencionam uma CA semelhante à CA2, identificada neste nosso

estudo, quando afirmam que os alunos não fazem distinção entre corrente elétrica e energia elétrica.

Finalmente, a CA4 pode estar relacionada com uma CA identificada por diversos autores (Hierrezuelo

Moreno & Montero Moreno, 1989; Gravina & Buchweitz, 1994; Tasker & Osborne, 1991; C. Silva, 2016),

segundo a qual a corrente gasta-se ao logo do circuito. Note-se que embora não fosse nossa intenção, o

comprimento do fio que liga a bateria à lâmpada na pergunta 4 é maior do correspondente comprimento

na pergunta 5 (ver figura 5), pelo que quem acreditar que a corrente elétrica circula no sentido do polo

positivo para a lâmpada 1 e se gasta ao longo do circuito, para ser coerente, deveria efetivamente

responder como A19.

5.7 – Corrente Elétrica num Circuito com duas Lâmpadas e uma Resistência Instaladas

em Série

Com a questão 6, do pré e do pós-teste, pretendeu-se averiguar as ideias dos alunos sobre a

eventual variação do brilho de duas lâmpadas instaladas em série, com uma resistência intercalada entre

elas, quando se aumenta o valor da resistência (Fig. 6).

Fig. 6: Circuito elétrico usado na pergunta 6

Para alcançarem uma resposta correta os alunos deveriam selecionar, para cada uma das

lâmpadas, uma das três opções facultadas sobre o seu respetivo brilho. Para a resposta ser considerada

cientificamente aceite, os alunos, para além, de selecionarem as opções que afirmavam que o brilho da

lâmpada 1 diminuirá e 2 que o brilho da lâmpadas 2, também, diminuirá, deveriam justificar as suas

escolhas referindo que se aumentarmos o valor da resistência elétrica do circuito, a oposição à passagem

da corrente elétrica aumentará, o que implica que a intensidade de corrente elétrica diminua e, como

46

estamos perante um circuito elétrico em série, a intensidade da corrente elétrica que passa na lâmpada

1 é igual à intensidade da corrente elétrica que passa na lâmpada 2. A tabela 13 apresenta a distribuição

das respostas dos alunos pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste.

Tabela 13: Distribuição das respostas dos alunos sobre a “intensidade da corrente elétrica num circuito de duas lâmpadas instaladas em série, com uma resistência intercalada entre elas” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f)

(N=23) Tipos de Resposta Pré-teste Pós-teste

Cientificamente aceites 0 2

Incompletas 0 1 Contendo Conceções Alternativas 7 13 Não responde 16 7

A variação das frequências de resposta, do pré para o pós-teste, sugere uma ligeira evolução

positiva das conceções dos alunos, uma vez que, antes da intervenção pedagógica, nenhum aluno

evidenciou possuir conceções cientificamente aceites ou incompletas, e que depois da intervenção

pedagógica; a frequência de respostas com conceções cientificamente aceites e incompletas aumentou

para dois e um, respetivamente. Por outro lado, do pré para o pós-teste, a frequência de resposta

categorizadas como não responde passou de 16 para sete. Por conseguinte, do pré para o pós-teste, o

número de respostas contendo CA aumentou de sete para 13, o que significa que aumentou o número

de alunos que foram capazes e dar uma resposta, apesar de ela não ser cientificamente aceite.

O quadro 6 mostra as CA identificadas nas explicações dos alunos sobre a variação do brilho de

duas lâmpadas instaladas em série com uma resistência intercalada entre elas, quando o valor da

resistência for aumentado (conforme figura 6), bem como exemplos de respostas que têm subjacente

cada uma dessas CA. Comparando as CA evidenciadas pelas respostas dadas pelos alunos no pré e no

pós-teste, verifica-se que a CA2 aparece nos dois testes. Quanto à CA1 e CA3, a primeira só surge pré-

teste, e a segunda aparece como nova CA no pós-teste.

A CA1 é evidenciada pelo facto de os alunos considerarem que brilho das duas lâmpadas não é

afetado pela variação do valor da resistência inserida no circuito, entre elas. Essa conceção parece estar

associada à ideia de que a corrente sai pelos dois polos da fonte, por dois caminhos diferentes, e vai,

em cada caso, para uma das lâmpadas, chegando até elas (e “gastando-se” nelas) sem passar pela

resistência (que se encontra “depois” de qualquer uma das lâmpadas). Por seu turno, a CA2 decorre do

facto de os alunos considerarem que, aumentando a resistência, aumenta o brilho da lâmpada que

encontra depois dela (considerando o sentido real da corrente), o que evidencia que pensam que ocorre

47

um aumento da intensidade da corrente elétrica. Assim, parece que os alunos perfilham a conceção de

que a resistência funciona como uma pilha e que, se o seu valor for aumentado, irá fornecer mais

corrente elétrica ao circuito. Por fim, a CA3 pode sugerir que a resistência funciona como um recetor

(ex.: lâmpada) e que a corrente elétrica, ao passar por ela, gasta-se, ou seja, é consumida, como pensam

que acontece com as lâmpadas.

Quadro 6: Conceções alternativas referentes à “explicação do brilho de duas lâmpadas instaladas em série, com uma resistência intercalada entre elas”, no pré e no pós-teste

Conceção alternativa

Exemplos de resposta

Pré-teste Pós-teste

CA1 – Uma resistência não afeta a intensidade da corrente elétrica se esta não passar por ela

“O brilho das duas lâmpadas manter-se-á porque a resistência está no meio das duas lâmpadas e não afetará o brilho.” (A2)

------------------

CA2 – A resistência fornece corrente elétrica ao circuito

“O brilho da lâmpada aumentará e o brilho da lâmpada 2, também, aumentará porque a resistência aumentou logo mais corrente elétrica.” (A18)

“Se aumentarmos a resistência o brilho aumentará das duas lâmpadas.” (A8)

CA3 – A corrente elétrica gasta-se ao passar por uma resistência elétrica

------------------ “Porque seguindo o sentido real da corrente elétrica, a lâmpada 2 mantém-se sempre igual porque não há resistência entre ela e a pilha e a lâmpada 1 diminuirá porque a resistência faz com que receba menos energia.” (A14)

Na revisão de literatura não encontrámos nenhum estudo que relatasse a CA1 nem a CA2 por

nós identificadas. A CA3, havia sido referida por Hierrezuelo Moreno & Montero Moreno (1989) que

mencionam que os alunos entendem que a resistência só afeta os elementos que vêm a seguir a ela e

não os anteriores, fazendo com que, como referem Dorneles, Araújo & Veit (2006), se vá gastando

(consumindo) ao passar por uma resistência elétrica.

5.8 – Corrente Elétrica num Circuito com duas Lâmpadas em Série e uma Resistência

Instalada em Paralelo com uma das Lâmpadas

Com a questão 7, do pré e do pós-teste, pretendeu-se apurar as ideias dos alunos sobre a

eventual variação do brilho de duas lâmpadas instaladas em série, com uma resistência instalada em

paralelo com uma das lâmpadas, quando se aumenta o valor da resistência (Fig.7). Para obterem uma

resposta correta, os alunos deveriam selecionar, para cada uma das lâmpadas, uma das três opções

apresentadas sobre o seu respetivo brilho (aumentará; manter-se-á ou diminuirá), nomeadamente, o

brilho da lâmpada 1 diminuirá e o brilho da lâmpada 2 aumentará.

Para a resposta ser considerada cientificamente aceite, os alunos, também, deveriam justificar

(de acordo com o curricularmente previsto para este nível de escolaridade) as suas escolhas. A explicação

48

deveria referir que, se o valor da resistência aumentar (mantendo-se a pilha constante), como existem

dois caminhos distintos para a passagem da corrente elétrica (1 e 2), a intensidade desta diminuirá na

ramificação 1 e aumentará na ramificação 2 e, por conseguinte, o brilho da lâmpada 2 aumentará. Por

seu turno, o brilho da lâmpada 1 (3) diminuirá, porque a intensidade da corrente que a atinge depende

da resistência total do circuito elétrico a qual é influenciada pelo aumento da resistência que está

instalada em paralelo com a lâmpada 2.

Fig. 7: Circuito elétrico usado na pergunta 7

A tabela 14 apresenta a distribuição das respostas dos alunos pelas diferentes categorias de

resposta, no pré e no pós-teste.

Tabela 14: Distribuição das respostas dos alunos sobre a “intensidade da corrente elétrica num circuito de duas lâmpadas instaladas em série, com uma resistência instalada em paralelo com uma das lâmpadas” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f)

(N=23) Tipos de Resposta Pré-teste Pós-teste

Cientificamente aceites 0 0 Incompletas 0 1 Contendo Conceções Alternativas 18 16 Não responde 5 6

As frequências de respostas obtidas, no pré e no pós-teste, sugerem a não ocorrência de

evolução da turma no que respeita à explicação da variação da intensidade da corrente elétrica num

circuito com duas lâmpadas instaladas em série, quando a resistência instalada em paralelo com uma

das lâmpadas (lâmpada 2) aumenta. Na verdade, antes da intervenção pedagógica, nenhum aluno

evidenciou possuir a conceção cientificamente aceite ou nem deu uma resposta incompleta; depois da

intervenção, apenas um aluno apresentou uma resposta considerada incompleta. Quanto à ausência de

resposta, verifica-se que a frequência aumentou ligeiramente do pré para o pós-teste (cinco para seis).

Consequentemente, do pré para o pós-teste, as respostas contendo CA diminuíram ligeiramente, de 18

para 16. Estes resultados podem dever-se ao facto de, como mostram alguns estudos (ex.: Jupri et al,

49

2014), os alunos terem dificuldades em estabelecer relações entre varáveis, o que pode ter dificultado

os seus raciocínios acerca do circuito em causa.

O quadro 7 mostra as CA identificadas nas explicações dos alunos sobre a variação do brilho de

duas lâmpadas instaladas em série com uma resistência instalada em paralelo com a lâmpada 2, se o

valor da resistência for aumentado (conforme figura 7), bem como exemplos de respostas que têm

subjacente cada uma dessas CA. Comparando as CA evidenciadas pelas respostas dadas pelos alunos

no pré e no pós-teste, verifica-se que a CA1 e a CA3 aparecem nos dois testes. Quanto à CA2, esta CA

surge no pós-teste, não se tendo verificado no pré-teste.

Quadro 7: Conceções alternativas sobre a “intensidade da corrente elétrica num circuito de duas lâmpadas instaladas em série, com uma resistência instalada em paralelo com uma das lâmpadas”, no pré e no pós-teste

Conceção alternativa

Exemplos de resposta

Pré-teste Pós-teste

CA1 – A resistência fornece corrente elétrica ao circuito

“A lâmpada 1 vai-se manter porque a resistência não irá fazer nada e a lâmpada 2 irá aumentar, porque a resistência vai fazer com que ela aumente.” (A12)

“O brilho da lâmpada 1 manter-se-á e o brilho da lâmpada 2 aumentará porque a resistência vai para a lâmpada 2 e então vai aumentar e a lâmpada 1 vai manter o brilho que a fonte fornece.” (A6)

CA2 – Uma resistência não afeta a parte do circuito que está em paralelo com esta

------------------ “O brilho da lâmpada 1 diminuirá e o brilho da lâmpada 2 manter-se-á, porque a resistência está em paralelo com a lâmpada 2 logo não oferece resistência à lâmpada 2, mas sim à lâmpada 1.” (A14)

CA3 – Uma resistência só afeta a parte do circuito com que esta em paralelo

“O brilho da lâmpada 1 manter-se-á e o da lâmpada diminuirá porque está [a resistência] no mesmo sítio que a lâmpada 2.” (A2)

“O brilho da lâmpada 1 irá manter-se e o brilho da lâmpada 2 irá diminuir porque quando aumenta o valor da resistência a intensidade diminui.” (A3)

Apesar de não ser feita uma análise quantitativa, pode afirmar-se que a CA1 é a mais frequente

no pré e no pós-teste. Esta CA parece estar associada à ideia de que a resistência funciona como uma

pilha e que, se o seu valor for aumentado, irá fornecer mais corrente à lâmpada que está em paralelo

com ela. A CA2 pode estar associada à ideia de que a resistência só afeta a parte do circuito que vem

depois dela (talvez porque gasta energia). Assim, a lâmpada 2, por estar em paralelo coma resistência,

não é afetada pela variação da resistência e, consequentemente, a intensidade da corrente elétrica no

ramo da lâmpada 2 não é alterada o que seria evidenciado pela constância do brilho da lâmpada 2. Por

seu lado, a CA3 sugere uma ideia contrária à CA2, ou seja, que só é afetada pela resistência a parte do

circuito que se encontra em paralelo com ela, ou seja, a lâmpada 2, sendo que a intensidade da corrente

elétrica no ramo da lâmpada 2 diminuirá, se a resistência aumentar.

Hierrezuelo Moreno & Montero Moreno (1989) identificaram uma CA algo semelhante à CA1,

50

pois referem que os alunos acreditam que, aumentando o valor de uma resistência, aumentará a

intensidade da corrente elétrica que passa numa lâmpada que está instalada em paralelo com ela.

Quanto à CA2 e à CA3, na revisão de literatura que efetuámos não encontrámos nenhum estudo que

relatasse estas CA por nós identificadas.

5.9 – Corrente Elétrica em um Circuito com duas Lâmpadas e um Interruptor Aberto

em Série e uma Lâmpada em Paralelo

Com a questão 8 pretendeu-se averiguar as ideias dos alunos, antes e depois da intervenção

pedagógica, acerca do que acontece às lâmpadas 1, 2 e 3 quando um interruptor, instalado em série

entre a lâmpada 2 e lâmpada 3, está aberto (Fig. 8).

Fig. 8: Circuito elétrico usado na pergunta 8

Para darem uma resposta correta, os alunos deveriam escolher uma das duas opções

apresentadas (acende ou não acende) para cada lâmpada e, deveriam justificar a suas escolhas. Para a

resposta ser considerada cientificamente aceite, os alunos deveriam selecionar as seguintes opções:

para a lâmpada 1 “acende”; para a lâmpada 2 “não acende”; e para a lâmpada 3 “não acende”. Na

justificação das suas opções os alunos deveriam referir que o interruptor está localizado numa

ramificação e está em série com as lâmpadas 2 e 3; ele comandará apenas essa ramificação pelo que,

se estiver aberto, a lâmpada 2 e a lâmpada 3 não acenderão porque não há passagem da corrente

elétrica na ramificação em que estão inseridas. A lâmpada 1, como está em paralelo com o interruptor,

acenderá, porque está integrada num circuito fechado, em série, em que, por isso, há passagem da

corrente elétrica.

A tabela 15 apresenta a distribuição das respostas dos alunos pelas diferentes categorias de

resposta, no pré e no pós-teste. As frequências de resposta obtidas, no pré e no pós-teste, sugerem a

ocorrência de evolução da turma quanto à explicação sobre o que acontece às lâmpadas 1, 2 e 3 quando

um interruptor, instalado em série entre a lâmpada 2 e lâmpada 3, está aberto. Na verdade, antes da

intervenção pedagógica, nenhum aluno evidenciou possuir a conceção cientificamente aceite; após a

51

intervenção, esta situação alterou-se e o número de alunos a evidenciar este tipo de conceção passou

para quatro. A frequência de respostas categorizadas como incompletas, do pré para o pós-teste,

aumentou de um para 11. Quanto à ausência de resposta, verifica-se uma diminuição do pré para o pós-

teste (oito para dois). Consequentemente, a frequência das respostas contendo CA diminuiu de 14 para

seis, do pré para o pós-teste.

Tabela 15: Distribuição das respostas dos alunos sobre a “passagem (ou não) da corrente elétrica num circuito com duas lâmpadas e um interruptor aberto instalados em série e uma lâmpada em paralelo” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f)

(N=23) Tipos de Resposta Pré-teste Pós-teste

Cientificamente aceites 0 4 Incompletas 1 11 Contendo Conceções Alternativas 14 6 Não responde 8 2

O quadro 8 mostra as CA identificadas nas explicações dos alunos sobre a passagem (ou não)

da corrente elétrica nos dois ramos de um circuito com duas lâmpadas e um interruptor aberto instalados

em série e uma lâmpada em paralelo (conforme figura 8), bem como exemplos de respostas que têm

subjacente cada uma dessas CA. Comparando as CA evidenciadas pelas respostas dadas pelos alunos

no pré e no pós-teste, verifica-se que a CA2 aparece nos dois testes e que a CA1 e a CA3 surgem apenas

no pré ou no pós-teste, respetivamente.

Quadro 8: Conceções alternativas sobre a explicação de “passagem (ou não) da corrente elétrica num circuito com duas lâmpadas e um interruptor aberto instalados em série e uma lâmpada em paralelo” no pré e no pós-teste

Conceção alternativa Exemplos de resposta

Pré-teste Pós-teste

CA1 – A corrente elétrica sai pelos dois polos da pilha, pelo que basta uma lâmpada estar ligada á pilha, para ascender

“Eu acho que vão todas acender porque estão ligadas à corrente elétrica.” (A16) “Estão todas ligadas à pilha então vão acender.” (A21)

------------------

CA2 – A corrente passa por todos os recetores até encontrar uma interrupção no circuito aberto

“O circuito está interrompido na lâmpada 3 então [esta] não acende.” (A5)

“A lâmpada 1 e 2 acendem, pois estão ligadas à fonte não há corte de energia, enquanto que a lâmpada 3 não tem ligação, pois o interruptor está desligado, ou seja, a energia não passa.” (A1)

CA3 – A corrente positiva e a corrente negativa só circulam na ramificação fechada

------------------ “Como está o interruptor aberto não há passagem de corrente nem dum lado nem do outro, as lâmpadas 2 e 3 não acendem e a lâmpada 1 acende.” (A11)

52

A CA1 parece estar associada às crenças na existência de duas correntes elétricas que saem

pelos dois polos da pilha e no facto de bastar uma lâmpada (no caso, lâmpadas 2 e 3) estar ligada à

fonte para receber corrente elétrica e acender, mesmo que o circuito esteja aberto (como acontece na

respetiva ramificação). Quanto à CA2, parece estar relacionada com a possibilidade de a corrente elétrica

se propagar e passar por todos os recetores até encontrar uma interrupção (neste caso devido ao facto

de o circuito elétrico estar aberto). Por fim, a CA3 sugere que os alunos pensam que existem duas

correntes elétricas (positiva e negativa) as quais (contrariamente a CA1) só circulam na ramificação em

que o circuito se encontra fechado.

Gravina & Buchweitz (1994) identificaram uma CA que pode estar relacionada com a CA1,

quando referem que os alunos acreditam que basta ligar um elemento à fonte para existir corrente

elétrica. Por seu turno, Vasconcelos (1997) identificou uma CA também semelhante à CA1, que

menciona que a corrente elétrica pode circular num circuito aberto. Em relação à CA2 e à CA3, na revisão

de literatura que efetuámos não encontrámos nenhum estudo que relatasse estas CA por nós

identificadas. Contudo, e como já foi referido anteriormente, alguns autores mencionam uma CA que

pode estar associada à CA3, quando referem que os alunos concetualizam uma pilha como um

reservatório de corrente elétrica, com duas saídas, que debita correntes positiva e negativa para o circuito

(Tasker & Osborne, 1991; Vasconcelos, 1997; Métioui & Mac Willie, 2016; C. Silva, 2016).

5.10 – Variação da Diferença de Potencial num Circuito com duas Resistências em

Série

Com a questão 9 pretendeu-se averiguar as ideias dos alunos, no pré e pós-teste, acerca do que

acontece aos valores indicados nos voltímetros (V1 e V2) quando o valor da resistência 2 é aumentado

(Fig. 9).

Fig. 9: Circuito elétrico usado na pergunta 9

Para obterem uma resposta cientificamente aceite os alunos deveriam selecionar a opção que

refere que o valor indicado em V1 diminuirá e o valor indicado em V2 aumentará e, de seguida, deveriam

justificar adequadamente essas suas opções. Para isso, os alunos deveriam explicar que se

53

aumentarmos o valor da resistência 2 o valor indicado pelo voltímetro 2 (V2) também aumentará. Este

aumento deve-se ao facto de: estarmos perante um circuito em série; a diferença de potencial (ddp) aos

terminais da fonte (Uramo principal), que não se altera, ser igual à soma das diferenças de potencial entre os

terminais das duas resistências, ou seja Uramo principal = U1 + U2; se a resistência 2 aumentar, então a ddp

entre os seus terminais aumentará também; consequentemente, a ddp entre os terminais da resistência

1 diminuirá. A tabela 16 apresenta a distribuição das respostas dos alunos pelas diferentes categorias

de resposta, no pré e no pós-teste.

Tabela 16: Distribuição das respostas dos alunos sobre a “variação da ddp num circuito com duas resistências em série, se o valor de uma das resistência for aumentado” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f)

(N=23) Tipos de Resposta Pré-teste Pós-teste

Cientificamente aceites 0 0 Incompletas 0 4 Contendo Conceções Alternativas 14 16 Não responde 9 3

As frequências de resposta obtidas no pré e no pós-teste sugerem uma evolução ligeira da turma

no que respeita às ideias acerca da variação da ddp num circuito com duas resistências em série. Antes

da intervenção pedagógica, nenhum aluno evidenciou possuir conceções cientificamente aceites nem

deu uma resposta incompleta; depois da intervenção pedagógica, quatro alunos apresentaram respostas

incompletas. Quanto à ausência de resposta, verifica-se uma diminuição do pré para o pós-teste (nove

para três). Consequentemente, do pré para o pós-teste, a frequência de respostas contendo CA aumentou

de 14 para 16.

O quadro 9 mostra as CA identificadas nas explicações dos alunos sobre a variação da ddp num

circuito (fig. 9) com duas resistências em série, se o valor de uma das resistências for aumentado, bem

como exemplos de respostas que têm subjacente cada uma dessas CA. Contata-se que as CA, aqui

identificadas, surgem nos dois testes.

A CA1 e a CA2 parecem estar associadas à ideia de que, se o valor de uma resistência for

aumentado, apenas a queda de tensão (ddp) entre os seus terminais será afetada, reduzindo-a (CA1) ou

aumentando-a (CA2). Por seu turno, a CA3 sugere que o aumento de uma das resistências instaladas

em série afetará a queda de tensão (ddp) entre os terminais das várias resistências de igual modo, ou

seja, aumentando-as (segundo alunos que parecem pensar que as resistências funcionam como uma

pilha) ou diminuindo-as (segundo alunos que pensam que a corrente se gasta ao longo do circuito).

54

Quadro 9: Conceções alternativas sobre a “explicação da variação da ddp num circuito com duas resistências em série, se o valor de uma das resistências for aumentado” no pré e no pós-teste

Conceção alternativa Exemplos de resposta

Pré-teste Pós-teste

CA1 – O aumento de uma resistência elétrica afeta apenas a ddp entre os seus terminais, reduzindo-a

“O valor indicado por V1 manter-se-á e o valor indicado por V2 diminuirá, porque aumenta a resistência.” (A2)

“Se aumentar a resistência 2, o V2 irá diminuir, mas o V1 manter-se-á, porque o aumento da resistência 2 não irá fazer nenhuma mudança no V1.” (A12)

CA2 – O aumento de uma resistência elétrica afeta a ddp entre os seus terminais, aumentando-a

O valor indicado por V1 manter-se-á e o valor indicado por V2 aumentará, porque se aumentar a resistência 2 a 1 não se altera.” (A10)

“O valor indicado por V1 manter-se-á e o valor indicado por V2 aumentará, porque a resistência aumentou.” (A3)

CA3 – O aumento de uma resistência elétrica afeta as ddp entre os terminais das diversas resistências, aumentando-as ou diminuindo-as

“Os valores de V1 e V2 aumentarão, porque a resistência aumentou.” (A15)

“Tendo em conta o sentido real e o aumento da resistência 2, os valores indicados pelos voltímetros irão diminuir.” (A5)

Na revisão de literatura que efetuámos não encontrámos nenhum estudo que relatasse as CA1,

CA2 e CA3 por nós identificadas. Todavia, autores como Dorneles, Araújo & Veit (2006) haviam referido

uma CA que pode estar relacionada com a CA1 e a CA2, pois esses autores referem que os alunos

acreditam que a resistência equivalente de um circuito é uma propriedade de um elemento do circuito,

ou seja tem a ver com um único elemento do circuito. Além disso, vários autores (Hierrezuelo Moreno &

Montero Moreno, 1989; Gravina & Buchweitz, 1994; Vasconcelos, 1997; Dorneles, Araújo & Veit, 2006;

C. Silva, 2006) referiram que os alunos acreditam que a ddp é uma propriedade da corrente elétrica.

Esta CA pode estar associada à CA3.

5.11– Conceito de Diferença de Potencial

Com a questão 10 pretendeu-se averiguar os conhecimentos dos alunos, antes e depois da

intervenção pedagógica, acerca do conceito de ddp. A formulação desta questão, no pré e no pós-teste,

foi ligeiramente diferente. No pré-teste foi perguntado aos alunos se já tinham ouvido falar em ddp e,

caso a resposta fosse positiva, era-lhes pedido que explicassem o significado que lhe atribuíam. No pós-

teste, a pergunta foi mais direta, no sentido que os alunos teriam de explicar o que entendiam por ddp,

uma vez que durante a intervenção pedagógica, este conceito foi abordado. Para darem uma resposta

considerada cientificamente aceite, os alunos deveriam referir que a ddp é uma grandeza física que

mede a energia que é fornecida às cargas elétricas num circuito.

A tabela 17 apresenta a distribuição das respostas dos alunos pelas diferentes categorias de

resposta, no pré e no pós-teste. As frequências de resposta obtidas, no pré e no pós-teste, sugerem uma

evolução positiva da turma no que respeita às ideias acerca do conceito de ddp. Antes da intervenção

55

pedagógica, nenhum aluno evidenciou possuir conceções cientificamente aceites nem deu uma resposta

incompleta; depois da intervenção pedagógica, esta situação alterou-se, sendo que cinco alunos

apresentaram respostas consideradas cientificamente aceites e sete deram respostas incompletas.

Relativamente à ausência de resposta, no pré-teste, e como era esperado, a frequência foi de 20, ou

seja, foi muito elevada; no pós-teste, e também como era esperado, essa frequência diminui

consideravelmente, apesar de ter havido ainda 10 alunos que não apresentaram o significado do conceito

em causa. Quanto às respostas contendo CA, do pré-teste para o pós-teste, a frequência diminuiu três

para um.

Tabela 17: Distribuição das respostas dos alunos sobre o “conceito de ddp” pelas diferentes categorias de resposta, no pré e no pós-teste (f)

(N=23) Tipos de Resposta Pré-teste Pós-teste

Cientificamente aceites 0 5 Incompletas 0 7 Contendo Conceções Alternativas 3 1 Não responde 20 10

O quadro 10 mostra as CA identificadas nas explicações dos alunos sobre o conceito de ddp,

bem como exemplos de respostas que têm subjacente cada uma dessas CA. Comparando as CA

evidenciadas pelos alunos, contata-se que a CA1 surge apenas no pré-teste e a CA2 surge apenas no

pós-teste.

Quadro 10: Conceções alternativas sobre o “conceito de ddp” no pré e no pós-teste

Conceção alternativa Exemplos de resposta

Pré-teste Pós-teste

CA1 – A ddp é a potência “É a potência da energia que se altera.” (A1) “Tem a ver com a potência da luz, porque há lâmpadas mais fracas que outras.” (A21)

------------------

CA4 – A ddp é uma fonte de energia

------------------ “A ddp é uma fonte de energia.” (A21)

A CA1 parece estar associada à crença de que a ddp é uma potência (ou uma força). Contudo,

esta conceção pode resultar mais de uma análise linguística do nome do conceito (que não tinha sido

lecionado antes) do que de uma crença profunda nas ideias apresentadas. No caso de CA4, segundo a

qual os alunos pensam que a ddp é uma fonte de energia, parece haver mistura de ideias cientificamente

aceites com ideias não aceites, na medida em que parece haver uma relação direta entre ddp e energia

das cargas elétricas mas uma ddp não cria cargas elétricas nem energia.

Na revisão de literatura efetuada não encontrámos nenhum estudo que relatasse estas CA por

56

nós identificadas. Contudo, a investigação (exs.: Hierrezuelo Moreno & Montero Moreno, 1989; Gravina

& Buchweitz, 1994; Vasconcelos, 1997; Dorneles, Araújo & Veit, 2006; C. Silva, 2006) tem mostrado

que os alunos acreditam que a ddp é uma consequência da corrente elétrica e não a sua causa.

57

CAPÍTULO VI – CONCLUSÕES, LIMITAÇÕES E RECOMENDAÇÕES

Com este estudo pretendeu-se averiguar o efeito das AL do tipo POER na evolução concetual de

alunos do 9º ano de escolaridade, no tema Circuitos Elétricos. Neste contexto, foi efetuada uma

comparação entre as conceções perfilhadas pelos alunos, antes e depois da intervenção pedagógica, por

forma a concluir em que medida a metodologia de ensino adotada foi capaz de as fazer evoluir, no

sentido de as aproximar das cientificamente aceites.

Assim, com base nos resultados obtidos, pode concluir-se que, para a turma em questão, as AL

contribuíram para a evolução concetual dos alunos, embora essa evolução não tenha sido uniforme.

Constatou-se que em seis das 11 questões analisadas, as respostas dos alunos evidenciaram uma

evolução razoável, com alguns alunos a serem capazes de dar respostas cientificamente aceites. Estas

questões centravam-se em: conceito de corrente elétrica (questão 1); materiais condutores de corrente

elétrica (questão 2); sentido da circulação da corrente elétrica (questão 3); variação da intensidade da

corrente elétrica em um circuito com duas lâmpadas em série (questão 5.1); intensidade da corrente

elétrica em um circuito aberto em paralelo com um circuito em série (questão 8); conceito de ddp

(questão 10). As restantes cinco questões centravam-se: na intensidade da corrente elétrica ao longo de

um circuito (questão 4); na corrente elétrica num circuito em série, com uma lâmpada ou com duas

lâmpadas (questão 5.2); na corrente elétrica num circuito com duas lâmpadas e uma resistência

instaladas em série (questão 6); na corrente elétrica num circuito com duas lâmpadas em série e uma

resistência em paralelo com uma das lâmpadas (questão 7); e na variação da ddp ao longo de um circuito

com resistências em série (questão 9). No caso das questões 5.2, 7 e 9, ou não ocorreu evolução ou a

evolução foi muito ligeira, tendo decorrido apenas do aumento da frequência de respostas contendo CA,

do pré para o pós-teste em consequência da diminuição das não respostas. Esta evolução apenas

significa que os alunos passaram a ser capazes de dar uma explicação, mas essa explicação não é

cientificamente aceite. Nas questões 4 e 6 a evolução foi muito pequena, tendo levado apenas a mais

algumas respostas cientificamente aceites ou incompletas, no pós-teste. Isto significa que os resultados

foram um pouco melhores para os circuitos mais simples e que não envolviam resistências nem diferença

de potencial.

A metodologia de ensino implementada, baseada nas AL do tipo POER, parece ter tido influência

na MC de algumas CA. Na verdade, as questões em que se obteve melhores resultados têm relação

direta com AL realizadas na aulas e para as quais foram utilizados esquemas de circuitos elétricos. Pelo

contrário, as questões em que foi evidenciada menor evolução têm a ver com assuntos em que foram,

58

também, realizadas AL mas em que os esquemas das montagens utilizados nas AL ou foram ligeiramente

diferentes (em termos de disposição dos elementos elétricos) ou mesmo diferentes dos apresentados no

pré e no pós-teste. Este facto parece sugerir, por um lado, que a representação esquemática de um

circuito parece facilitar a aprendizagem e, por outro lado, que os alunos apresentam dificuldades em

relacionar (por si só) um circuito com a representação do mesmo e/ou em utilizar conhecimentos

adquiridos em situações diferentes das abordadas na aula.

Neste estudo, para além de serem encontradas CA relatadas por outros autores, também, foram

encontradas novas. Estas CA parecem estar associadas às seguintes crenças, por parte dos alunos: a

corrente elétrica inclui dois tipos de corrente, nomeadamente corrente elétrica positiva e corrente elétrica

negativa (CA4 da questão 1); a corrente elétrica com cargas positivas tem mais energia do que a corrente

elétrica com cargas negativas (CA2 da questão 4); a corrente elétrica perde energia ao longo do circuito

(CA3 da questão 4); a corrente elétrica que sai do polo positivo é mais intensa do que a corrente elétrica

que sai do polo negativo (CA2 da questão 5.1); a corrente elétrica que sai do polo positivo é tão intensa

como a corrente elétrica que sai do polo negativo (CA3 da questão 5.1); a corrente elétrica divide-se

pelos recetores (ex.: lâmpadas) (CA1 da questão 5.2); a intensidade da corrente elétrica depende apenas

da fonte (CA3 da questão 5.2); a resistência não afeta a intensidade da corrente elétrica se esta não

passar por ela (CA1 da questão 6); a corrente elétrica gasta-se ao passar por uma resistência elétrica

(CA3 da questão 6); a resistência não afeta a parte do circuito que está em paralelo com esta (CA2 da

questão 7); a resistência só afeta a parte do circuito com que esta em paralelo (CA3 da questão 7); a

corrente passa por todos os recetores até encontrar uma interrupção num circuito aberto (CA2 da

questão 8); a corrente positiva e a corrente negativa só circulam na ramificação fechada (CA3 da questão

8); o aumento de uma resistência elétrica afeta apenas a ddp entre os seus terminais, reduzindo-a (CA1

da questão 9); o aumento de uma resistência elétrica afeta a ddp entre os seus terminais, aumentando-

a (CA2 da questão 9); o aumento de uma resistência elétrica afeta as ddp entre os terminais das diversas

resistências, aumentando-as ou diminuindo-as (CA3 da questão 9); a ddp é a potência (CA1 da questão

10); a ddp é uma fonte de energia (CA2 da questão 10).

Muitas destas CA têm subjacente um modelo geral de funcionamento da pilha e de circulação

da corrente elétrica num circuito, parcialmente semelhante ao que subjaz às CA que sobre este assunto

haviam já sido relatadas por outros autores: a pilha debita corrente elétrica para o circuito, por um ou

por dois polos, sendo que a corrente vai percorrendo o circuito e vai-se gastando, até acabar ou até

encontrar uma interrupção. Conscientemente ou não, este modelo pode ter subjacente uma analogia

entre uma pilha (que, para os alunos, lança corrente elétrica no circuito até acabar) e uma torneira (que

59

lança água em uma superfície ou recipiente, enquanto houver água). Os alunos parecem, portanto,

recorrer à designada ‘analogia hidráulica da corrente elétrica’ (Teixeira, 2010) para tentarem explicar a

corrente elétrica num circuito (que não veem e desconhecem como funciona ao nível sub-microscópico)

em função de água que circula nas canalizações e que sai de uma torneira.

De um modo geral, pode concluir-se que a estratégia de ensino com recurso a AL do tipo POER

embora, pelas reações evidenciadas pelos alunos durante as aulas, pareça ter sido apropriada para a

turma, contribuiu modestamente para a aprendizagem dos conteúdos científicos abordados em sala de

aula, tal como mostram os resultados do pós-teste que nem sempre foram consideravelmente melhores

do que os obtidos no pré-teste.

Quanto ao contributo da estratégia de ensino utilizada para a motivação dos alunos para a

aprendizagem, as opiniões dos alunos acerca da intervenção pedagógica, explicitadas no questionário

de opinião, indicam que a maioria dos alunos considerou que o facto de lhes ter sido solicitado que

fizessem previsões relacionadas com as AL a realizar, não só despertou a sua curiosidade para saber o

resultado, para testar essas mesma previsões e para tentar explicar as semelhanças e diferenças entre

as previsões e os resultados obtidos, como foi muito importante para a sua aprendizagem. As AL

realizadas em grupo, para a maioria dos alunos, foram mais motivadoras do que as realizadas em regime

de demostração pela professora estagiária. Contudo, as primeiras foram em número menor do que as

segundas, devido às limitações com material e tempo já anteriormente referidas. No entanto, se há

alunos que encontram vantagens na realização de AL em grupo, também, é verdade que outros as

acharam muito confusas. Como aspetos positivos é mencionada a possibilidade de debater ideias com

os colegas, de construir e testar os circuitos elétricos para verificar se as previsões do grupo estavam,

ou não, certas e de desenvolver o espírito de entreajuda com os colegas. Contudo, outros alunos

consideram que as AL realizadas em grupo foram mais confusas por existirem ideias diferentes no grupo

que criaram alguns atritos e por haver muito barulho durante a realização das mesmas. Estes aspetos

podem ajudar a compreender o moderado insucesso em alguns conteúdos associados a AL realizadas

em grupo.

Uma minoria de alunos afirmou que preferiu as demostrações realizadas pela professora pelo

facto de considerar que permitem uma melhor compreensão dos assuntos abordados, talvez por não

enfermarem dos aspetos negativos referidos para as atividades realizadas em grupo. No entanto, alguns

alunos referiram alguns problemas associados com as demonstrações realizadas, entre os quais se

encontra a distância a que a professora se encontrava de alguns alunos, o que impedia uma adequada

visualização da construção do circuito e o facto de essa construção ter sido bastante rápida. Na verdade,

60

estas opiniões podem estar na origem de algumas dificuldades que os alunos evidenciaram em questões

que envolvem circuitos um pouco mais complexos, como são os circuitos em paralelo.

Acresce que, de um modo geral, a turma afirmou o que gostaram menos de fazer foi de terem que

pensar sobre o que ia acontecer (previsão) e sobre a diferença entre o que previram e o que aconteceu

efetivamente. Parece, portanto, que os alunos, apesar de, no geral, terem gostado da estratégia

implementada (talvez por envolver AL), parecem não ter gostado de ter que pensar, aspeto fundamental

par ao sucesso do EOMC. Na verdade, eles não estavam habituados a um tipo de ensino que lhes desse

tanto protagonismo e que, ao mesmo tempo, lhes exigisse uma atenção tão continuada. Em nossa

opinião, o EOMC, em geral, e acerca de circuitos elétricos em particular, deveria começar cedo, mesmo

no 1º ciclo ou antes disso, pois já nesses níveis de ensino está previsto trabalhar com circuitos elétricos

e com muitos outros temas face aos quais as crianças possuem CA. Se o EOMC começasse aí, as

crianças não só não iriam reforçar as suas CA (pelo menos, por ausência de tratamento das mesmas),

como iriam desenvolvendo uma nova forma de olhar e de pensar sobre o mundo que seria bastante útil

quando chegassem à disciplina de Ciências Físico-Químicas. Contudo, e até que isso aconteça, será

necessário adotar, de modo sistemático, estratégias de ensino que valorizem o pensamento das crianças,

no seu conteúdo e forma, a fim de as ajudar a desenvolver do ponto de vista concetual e metodológico.

Como afirmaram Gil-Pérez & Cascarrosa-Allis (1985), a MC requer uma mudança metodológica e, a

avaliar pelas opiniões dos alunos face ao terem que prever e pensar, a mudança metodológica a pode

ser mais difícil de conseguir do que a MC.

Reconhece-se algumas limitações deste estudo, quer em termos didáticos quer em termos de

investigação, que é importante relatar e discutir pelas implicações que têm para a qualidade do mesmo.

Como referido em 2.1.3 (justificação da intervenção), a escola foi submetida a uma modernização das

suas instalações, pelo que a possibilidade de uso de instalações/espaços específicos (como laboratório)

e de materiais didáticos (exemplo, materiais de laboratório), para efeitos da intervenção, foi diminuta. O

comportamento da turma, que tinha aulas num contentor com dimensões relativamente reduzidas, nem

sempre foi o mais desejável. As aulas foram um pouco barulhentas e os alunos revelaram-se pouco

participativos nas mesmas. Estes problemas podem ter sido, em parte, devidos às limitações de recursos,

as quais obrigaram a substituir o modo de realização de algumas AL. Na verdade, algumas AL que

deveriam ser realizadas pelos alunos, em pequeno grupo, por AL realizadas em regime de demonstração

realizada pela professora estagiária. Este facto pode ter influenciado a aprendizagem por parte de alguns

alunos, pois nem todos apresentavam o mesmo ritmo de aprendizagem, podem as demostrações ou ter

sido muito rápidas para alguns deles (possível consequência: tempo insuficiente para assimilar as ideias

61

corretas) ou não lhes terem proporcionado possibilidade de visualizar e/ou compreender bem o circuito

que estava a ser usado na demonstração. Para além disso, a abordagem usada, que visava a MC dos

alunos, requer tempo, pois os alunos não estão habituados a ser solicitados a pensar e a responder a

perguntas sobre o que vão aprender (previsão com vista à consciencialização dos alunos sobre as suas

conceções prévias) antes de aprenderem sobre isso. Era uma estratégia diferente à qual os alunos não

estavam habituados e a que necessitariam de tempo para se habituarem. O que aconteceu foi que o

tempo inicialmente previsto para a intervenção, por razões de diversa ordem, foi encurtado em 4,5 horas,

com prejuízo desse tempo que seria importante para a habituação dos alunos à metodologia de ensino

em que assentava a intervenção.

Em termos de investigação, pode referir-se que a reduzida dimensão da amostra (turma de 23

alunos) nos obriga a ter cuidado com as conclusões retiradas, nomeadamente no que respeita às novas

conceções alternativas que foram identificadas neste estudo. A questão que se coloca é a de saber se

serão mesmo conceções alternativas ou terão sido apresentadas fortuitamente neste estudo. A ausência

de turma de controlo, que permitiria efetuar uma comparação das potencialidades da estratégia testada

com as da metodologia habitual, mais centrada no professor, impede-nos de avaliar a grandeza da

evolução, pois não podemos afirmar se vale, ou não, a pena usar a metodologia proposta. A recolha de

dados, apenas, através de um teste de conhecimentos, impede-nos de compreender profundamente as

razões que levam os alunos a dar determinadas respostas e também de saber o que eles pensam sobre

a metodologia de ensino utilizada. Este último aspeto poderia ajudar a compreender tanto os melhores

como os piores resultados obtidos pelos alunos no teste de conhecimentos.

Para investigações futuras, similares a esta, recomenda-se: que a amostra envolva várias turmas

(se possível em escolas diferentes) e que haja um grupo experimental e um grupo de controle; que o

tempo dedicado á lecionação seja mais prolongado (e semelhante nos dois grupos), por forma a que os

alunos possam habituar-se à nova estratégia; e que a maioria das AL sejam realizadas pelos alunos e

que estes sejam solicitados a esquematizar os circuitos que montarem. Uma possibilidade interessante

seria a de comparar os resultados obtidos por um grupo experimental que utilizasse AL do tipo proposto

neste estudo (POER) realizadas pelos alunos em pequeno grupo com os resultados obtidos por um outro

grupo que utilizasse as mesmas AL (de tipo POER) mas cujo procedimento laboratorial fosse executado

pelo professor em regime de demonstração para a turma. Uma outra possibilidade seria investigar os

efeitos de enriquecer a metodologia proposta com uma aplicação informática que permitisse simular o

que se passa num circuito elétrico, ao nível sub-microscópico. Seria preciso escolher bem essa aplicação

a fim de não se correr o risco de ela, ou o modo como ela é usada, induzir CA nos alunos.

62

Apesar das limitações deste trabalho, pensamos que a sua realização contribuiu para

desenvolvermos competências relevantes para a adoção de uma atitude critica face ao ensino e à

aprendizagem da Física, atitude essa que é necessária, não só para ajudarmos a melhorar a

aprendizagem dos alunos, mas também para o nosso contínuo desenvolvimento profissional, enquanto

futura professora de Física e Química.

63

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Abrahams, I. & Miller, R. (2008). Does Practical Work Really Work? A study of the effectiveness of practical work as a teaching and learning method in school science. International Journal of Science Education, 30(14), 1945-1969.

Abrahams, I. (2011). Practical work in secondary science: a minds-on approach. Chennai: Replika Press.

Afonso, A. (1999). Avaliação de uma abordagem construtivista de "o som e a audição": com os alunos do 8º ano de escolaridade. (Dissertação de mestrado não publicada). Universidade do Minho, Braga.

Afonso, A. Leite, L. (2000). Conceções de futuros professores de Ciências Físico-Químicas sobre a utilização de atividades laboratoriais. Revista Portuguesa de Educação, 13 (1), 185-208.

Afra, N. Osta, I. & Zoubeir, W. (2009). Students’ alternative conceptions about electricity and effect of inquiry-based teaching strategies. International Journal of Science and Mathematics Education, 7, 103-132.

Allen, M. (2010). Misconceptions in Primary Science. Londres: McGraw-Hill.

Andrade, M. & Massabni, V. (2011). O desenvolvimento de atividades práticas na escola: um desafio para os professores de ciências. Ciência & Educação, 17 (4), 835-854.

Bulte, A. et al. (2006). A research approach to designing chemistry education using authentic practices as contexts. International Journal of Science Education, 28 (9), 1063–1086.

Cachapuz, F., Praia, J. & Jorge, M. (2004). Da educação em ciência às orientações para o ensino das ciências: um repensar epistemológico. Ciência & Educação, 10 (3), 363-381.

Campos, M. (2009). Conceptos errados em circuitos elétricos: dificultades relacionadas com la corriente elétrica en un circuito de corriente continua. Ciencia Ahora, 24 (12).

Childs, P. & Sheehan, M. (2009). What’s difficult about chemistry? An Irish perspective. Chemistry Education Research and Practice, 10, 204–218. DOI: 10.1039/b914499b.

Cosgrove, M. & Osborne, R. (1991). Secuencia de enseñanza sobre la corriente eléctrica. In R. Osborne & P. Freyberg (Eds.), El aprendizaje de las ciencias: implicaciones de la ciencia de los alumnos. (pp. 185-205). Madrid: Narcea, S.A. de Ediciones.

Coutinho, A. & Serrasqueiro, A. (s/d). Preparar os testes Físico-Química 9. Porto: Areal Editores.

DEB (2001a). Currículo Nacional de Ensino Básico - Ciências Físico Naturais – Competências Essenciais. Lisboa: Ministério da Educação. Disponível em: http://www.dgidc.min-edu.pt/ensinobasico/index.php?s=directorio&pid=2. Acedido a 27/11/2012.

DEB (2001b). Orientações Curriculares - Ciências Físicas e Naturais. Lisboa: Ministério da Educação. Disponível em http://www.dgidc.min-edu.pt/ensinobasico/index.php?s=directorio&pid=51&ppid=3. Acedido a 27/11/2012.

Dorneles, P. Araújo, I. & Veit, E. (2006). Simulação e modelagem computacionais no auxílio à aprendizagem significativa de conceitos básicos de eletricidade: Parte I - circuitos elétricos simples. Revista Brasileira de Ensino de Física, 28 (4), 487-496.

Driver, R. et al. (1994). Making sense of secondary science: research into children’s ideas. Londres: Routledge.

Eiras, W. (2004). Atividades Demonstrativas no Ensino de Física. IX Encontro Nacional de Pesquisa em

64

Ensino de Física. Universidade de São Paulo. Disponível em: http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/epef/ix/sys/resumos/T0008-1.pdf. Acedido a 16/12/2012.

Franzoni C. Laburú, & Moura, S. (2010). O Desenho como Mediador entre a Mudança Representacional do Experimento e Esquemas Aplicado na Aprendizagem de Circuitos Elétricos. II Simpósio Nacional de Ensino de Ciência e Tecnologia, 73. Disponível em: http://www.pg.utfpr.edu.br/sinect/anais2010/artigos/Ens_Fis/art73.pdf. Acedido a 16/12/2012.

Freitas, M. & Duarte, M. (1994). Ensino da Biologia: implicações da investigação sobre conceções alternativas dos alunos. Revista Internacional, 11/12 (III), 125-135.

Gil-Pérez, D. & Carrascosa-Allis, J. (1985). Science learning as conceptual and methodological change. European Journal of Science Education, 7(3), 231-236.

Gravina, M. & Buchweitz, B. (1994). Mudanças nas Conceções Alternativas de Estudantes Relacionadas com Eletricidade. Revista Brasileira de Ensino de Física, 16 (1-4), 110-119.

Gunstone, R. & Champanhe, A. (1990). Promoting conceptual change in the laboratory. In Gunstone, R. (Ed.) The student laboratory and the science curriculum (pp.159-180). Londres: Routledge.

Hierrezuelo, J. M. & Montero, A. M. (1988). La Ciencia de los Alumnos. Su utilización en la didática de la Física y Química. Madrid: Laia/MEC.

Hussain, N., Latiff, L. & Yahaya, N. (2012). Alternative conceptions about open and short circuit concepts. Procedia: Social and Behavioral Sciences, 56, 466–473.

IGE – Inspeção Geral de Educação. (2008). Relatório de Avaliação Externa. Disponível em http://www.ige.min-edu.pt/upload/AEE_2008_DRN/AEE_08_Agr_Andre_Soares_R.pdf. Acedido a 20/11/2012.

IGEC – Inspeção Geral de Educação e Ciência. (2013). Avaliação Externa das Escolas - Relatório. Disponível em http://www.eb23andresoares.com/n/images/AEAS/2013/avaliacaoexterna.pdf. Acedido a 21/06/2017.

Jupri, A. et al. (2014). Student difficulties in solving equations from an operational and a structural perspective. Mathematics Education, 9(1), 39-55

King, D. (2009). Context-based chemistry: creating opportunities for fluid transitions between concepts and context. Teaching Science, 55 (4), 9 pag.

Leite, L. & Dourado, L. (2007). Das reformas curriculares às práticas em sala de aula: o caso das atividades laboratoriais no ensino das ciências. Boletim Paulista de Geografia, 86, 95-122.

Leite, L. & Dourado, L. (2013). Laboratory activities, science education and problem-solving skills. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 106, 1677–1686.

Leite, L. (1993). Conceções alternativas em mecânica: Um contributo para a compreensão do seu conteúdo e persistência. Tese de doutoramento (não publicada), Universidade do Minho, Braga.

Leite, L. (2000). O trabalho laboratorial e a avaliação das aprendizagens dos alunos. In Sequeira, M. et al. (org.). Trabalho prático e experimental na educação em ciências. Braga: Universidade do Minho, 91-108.

Leite, L. (2001). Contributos para uma utilização mais fundamentada do trabalho laboratorial no ensino das ciências. In H. V. Caetano & M. G. Santos (Orgs.), Cadernos Didáticos de Ciências – Volume 1. Lisboa: Ministério da Educação, Departamento do Ensino Secundário (DES), 77-96.

Leite, L. (2002). As atividades laboratoriais e o desenvolvimento conceptual e metodológico dos alunos.

65

In Atas do XV Congreso de ENCIGA. Santiago de Compostela: Boletín das Ciencias, 83-92.

Martins, C. (2012). Atividades laboratoriais do tipo POER em contexto pré-escolar. (Relatório Final da Prática de Ensino Supervisionada, não publicado). Instituto Politécnico de Viana do Castelo, Viana do Castelo.

Martins, I. et al. (2009). Educação em química e ensino de química. Boletim da Sociedade Portuguesa de Química, 95, 33-37.

McMillan, J. & Schumacher, S. (2006). Research in education: evidence-based inquiry. Boston: Pearson Education.

MEC (2013). Metas Curriculares do 3º Ciclo do Ensino Básico: Ciências Físico-Químicas. Lisboa: Ministério da Educação e Ciência.

Métioui, A. & MacWillie, M. (2016). Conceptions d’élèves provenant de trois pays de la francophonie (Canada-Maroc-France) sur les notions de base en physique (vitesse-temps-circuits electriques). In T. Karsenti. (Eds.), Mieux former les enseignants dans la francophonie. Principaux enjeux actuels et futurs. (pp.611-621). Montreal: AUF.

Nunes, A. & Dantas, J. (2012). As relações ciência–tecnologia–sociedade-ambiente (CTSA) e as atitudes dos licenciandos em química. Educación Química, 23 (1), 85-90.

PE – Projeto Educativo (2015). Agrupamento de Escolas. Vol. 1. Disponível em http://www.eb23andresoares.com/n/images/AEAS/2016/documentos/PE1vol1517.pdf. Acedido a 21/06/2017.

PEAa - Projeto Educativo do Agrupamento (2009). Agrupamento de Escolas – Plano do Projeto. Vol. 1. Disponível em http://www.eb23andresoares.com/n/index.php/documentos/projecto-educativo. Acedido a 20/11/2012.

PEAb - Projeto Educativo do Agrupamento (2009). Agrupamento de Escolas – Plano do Projeto. Vol. 2. Disponível em http://www.eb23andresoares.com/n/index.php/documentos/projecto-educativo. Acedido a 20/11/2012.

Pedroso, M. (2005). O Ensino Laboratorial do Tópico “Momento Linear” – Um estudo com alunos do 11º ano. (Dissertação de mestrado não publicada). Universidade do Minho, Braga.

Posner; G. Strike, K., Hewson, P. & Gertzog, W. (1982). Accommodation of a scientific conception: toward a theory of conceptual change. Science Education, 66 (2), 211-227.

Pozo, J. Gómez, M. (1998). Aprender y enseñar ciencia. Madrid: Ediciones Morata.

Ramalho, S. (2007). As atividades laboratoriais e as práticas letivas e de avaliação adotadas por professores de Física e Química: uma análise do efeito da reforma curricular do Ensino Secundário. (Dissertação de mestrado não publicada). Universidade do Minho, Braga.

Santos, M. (1991). Mudança conceptual na Sala de Aula. Um Desafio Pedagógico. Lisboa: Livros Horizonte.

Scarinci, A. Costa, R. Shimizu, S. & Pacca J. (2009). Modelos Representacionais da Estrutura da Matéria e o Ensino de Eletricidade. XVIII Simpósio Nacional de Ensino de Física, 2009. Disponível em: http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xviii/sys/resumos/T0501-1.pd. Acedido a 16/12/2012.

Sequeira, M. & Leite, L. (1991). Os professores de Físico-Químicas e a Problematização das Conceções Alternativas. Revista Portuguesa de Educação, 4 (3), 31-48.

Silva, F. (2002). O Trabalho Laboratorial no Ensino das Ciências da Natureza – Contribuições das

66

atividades POER para a Mudança Concetual e Metodológica de Alunos do 5º ano. (Dissertação de mestrado não publicada). Universidade do Minho, Braga.

Silva, P. (2006). As Atividades Laboratoriais P.O.E.R. e a Educação Ambiental: um estudo centrado na aprendizagem do Tema “A importância da água para os seres vivos”, 5º ano de escolaridade. (Dissertação de mestrado não publicada). Universidade do Minho, Braga.

Taber, K. & Akpan, B. (2017). Science education: an international course companion. Roterdão: Sense Publishers. Disponível em: https://www.sensepublishers.com/media/3012-science-education.pdf. Acedido a 30/05/2017.

Tasker, R. & Osborne, R. (1991). Enseñar y aprender ciências. In R. Osborne & P. Freyberg (eds.), El aprendizaje de las ciencias: implicaciones de la ciencia de los alumnos. (pp. 35-54). Madrid: Narcea, S.A. de Ediciones.

Teixeira, M. (2010). A abordagem da electricidade através do uso de analogias: o caso de circuitos eléctricos simples. (Dissertação de mestrado não publicada). Universidade de Aveiro, Aveiro.

Vasconcelos, F. (1997). O ensino/aprendizagem de tópicos de Eletricidade (8º ano) numa perspetiva de mudança conceptual: um estudo de investigação-ação. (Dissertação de mestrado não publicada), Universidade do Minho, Braga.

67

ANEXOS

68

Anexo 1 – Síntese dos Principais Modelos de Ensino Orientado para a MC

(extraído de: Leite, 1993, p.112)

69

Anexo 2 – Atividades Laboratoriais Utilizadas na Intervenção

Atividade Laboratorial Nº 1

“Como acender uma lâmpada?”

1 – Considera os seguintes dispositivos elétricos: fios condutores de corrente elétrica; pilha; lâmpada.

1.1 - Desenha, no retângulo abaixo, uma montagem que inclua estes dispositivos e que, em tua opinião, faça

acender a lâmpada.

1.2 - Explica a montagem que fizeste.__________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

2 – Analisa, com os teus colegas de grupos, as propostas de montagem elaboradas e identifica:

2.1 - As semelhanças entre elas:

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

2.2 - As diferenças entre elas:

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

70

3 – Com o material que tens à tua disposição, testa a(s) proposta(s) de montagem elaboradas pelo teu grupo e

regista no quadro abaixo aquelas em que

3.1 - A lâmpada não acendeu 3.2 - A lâmpada acendeu

4 – Com base nos resultados obtidos:

4.1 - Identifica as condições necessárias para que a lâmpada acenda

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

4.2 - Tenta explicar os resultados obtidos e relaciona-os com as respostas às questões 1 e 2.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

5 – Representa, simbolicamente, e legenda o esquema de um circuito que permite acender e desligar a lâmpada,

sem introduzir ou retirar componentes.

Informação: O esquema desenhado em 3.2 e em 5 representa ______________________ em que a pilha

funciona como ______________ e a lâmpada como _______________. Para ___________ e ___________

o __________________, usa-se um ____________________.

71

Atividade Laboratorial Nº 2

Corrente elétrica e as suas propriedades

1 – Observa o seguinte esquema de um circuito elétrico, que inclui dois amperímetros que são aparelhos que

servem para medir a intensidade da corrente elétrica:

1.1 – Na figura abaixo mostra-se o valor que pode ser lido no amperímetro 1, quando o circuito está fechado.

Coloca um ponteiro no esquema do amperímetro 2 que mostre o valor que ele indicará, no mesmo instante

e condições.

1.2 – Explica a tua resposta.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

2 – Analisa, com os teus colegas de grupo, as propostas para o valor que imaginaram que será indicado pelo

amperímetro 2 e identifica:

2.1 - As semelhanças entre elas:

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

2.2 - As diferenças entre elas:

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

1 0 1

Amperímetro 1

1 0 1

Amperímetro 2

72

3 – Observa a demostração realizada pela tua professora para averiguar os valores indicados pelos amperímetros

integrados no circuito elétrico representado em 1.

3.1 – Regista as tuas observações.

3.2 – Compara os resultados obtidos com as tuas previsões iniciais. Tenta encontrar justificações para eventuais desfasamentos entre elas.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

3.3 – O que podes concluir quanto à conservação, ou não, da corrente elétrica ao longo do circuito representado em 1.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

4 – Imagina que no circuito representado em 1 e montado pela tua professora (ver questão 3) são trocadas as ligações aos polos da pilha. Em tua opinião, o que acontecerá aos valores de intensidade da corrente elétrica que poderão ser lidos nos dois amperímetros?

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

5 – Observa a demostração realizada pela tua professora para averiguar se os valores indicados pelos

amperímetros integrados no circuito elétrico nas condições referidas em 4 se mantêm, ou não.

5.1 - Regista as tuas observações.

5.2 – Compara os resultados obtidos com as tuas previsões explicitadas em 4. Tenta encontrar justificações para eventuais desfasamentos entre eles.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

5.3 – O que podes concluir quanto à conservação, ou não, da corrente elétrica ao longo do circuito representado em 1, depois de trocadas as ligações, como sugerido em 4?

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

5.4 – Comparando as observações relatadas em 3.1 e em 5.1, o que podes concluir quanto à relação do sentido da corrente elétrica com as ligações aos polos da pilha?

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

73

Atividade Laboratorial Nº 3

A diferença de potencial nos terminais de uma fonte e de um recetor de energia elétrica

1 – Um voltímetro é um aparelho que mede a diferença de potencial (ddp) entre dois pontos de um circuito elétrico.

A diferença de potencial mede-se em volt.

1.1 – Analisa os rótulos das pilhas, que te foram fornecidas, e identifica os valores da diferença de potencial (ddp)

entre os seus terminais. Regista esse valor. ______ volt e ______ volt.

1.2 – Em tua opinião:

a) se medires a ddp entre os terminais dessa pilha, o valor indicado pelo voltímetro será:

maior que o registado em 1.1 igual ao registado em 1.1 menor que o registado em 1.1

b) se ligares uma lâmpada a cada uma das pilhas, em circuitos distintos, o brilho das lâmpadas será

igualmente intenso nos dois circuitos

mais intenso no circuito que inclui a pilha com ddp maior

menos intenso no circuito que inclui a pilha com ddp maior

1.3 - Descreve o que terias que fazer para testar as tuas previsões.

_________________________________________

_________________________________________

_________________________________________

_________________________________________

1.4 – Analisa, com o teu / a tua colega de carteira, as propostas de montagem apresentadas em 1.3 e identifica:

1.4.1 - As semelhanças entre elas:

__________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

1.4.2 - As diferenças entre elas:

_________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

1.5 – Reformula o esquema da montagem, se necessário.

74

2 – Observa a demostração que vai ser realizada pela tua professora para testares as tuas previsões, usando os

circuitos esquematizados abaixo. Lê o valor indicado pelo voltímetro e observa o brilho da lâmpada, nos dois

circuitos.

2.1 – Regista as tuas observações.

Esquema 1: valor ddp lido no voltímetro. _____volt.

Esquema 2: valor ddp lido no voltímetro. _____volt.

O brilho da lâmpada no circuito representado no esquema 1 é mais / menos / igualmente (risca o que não

interessar) intenso que o brilho da lâmpada representado no esquema 2.

2.2 – Compara os resultados obtidos com as tuas previsões iniciais (1.2) e com as resultantes da discussão com o teu /a tua colega (1.5), caso estas tenham sido diferentes das tuas. Tenta encontrar justificações para eventuais desfasamentos entre resultados e previsões.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

2.3 – O que podes concluir quanto à ddp entre os terminais de uma fonte de energia, quando o circuito elétrico está fechado?

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

3 – Imagina que pretendes medir o valor da ddp entre os terminais da lâmpada integrada nos circuitos

representados nos esquemas 1 e 2.

75

3.1 – Na tua opinião, qual será o valor indicado no voltímetro para a ddp entre os terminais da lâmpada, no circuito

representado no:

a) Esquema 1: ______ volt b) Esquema 2: ______ volt

Justifica a tua resposta.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

3.2 - Na tua opinião, o brilho da lâmpada, nos circuitos 1 e 2 será:

igual mais intenso em 1 mais intenso em 2

Justifica a tua resposta.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

3.3 – Analisa, com o teu / a tua colega, as propostas apresentadas em 3.1 e 3.2, e identifica

3.3.1 - As semelhanças entre elas:

__________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

3.3.2 - As diferenças entre elas:

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

4 – Observa a demostração realizada pela tua professora, para testares as tuas previsões, com base nos circuitos

elétricos esquematizados em 3.

4.1 – Regista as tuas observações.

Esquema 1: valor ddp lido no voltímetro. _____volt.

Esquema 2: valor ddp lido no voltímetro. _____volt.

O brilho da lâmpada integrada no circuito apresentado no esquema 1 é mais/ menos / igualmente (risca o

que não interessar) intenso que o brilho da lâmpada integrada no esquema 2.

4.2 – Compara os resultados obtidos com as tuas previsões iniciais (3.1) e com as resultantes da discussão com o teu / a tua colega (3.2), caso estas tenham sido diferentes das tuas. Tenta encontrar justificações para eventuais desfasamentos entre elas.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

76

4.3 – O que podes concluir quanto à ddp nos terminais da lâmpada (um recetor de energia), quando o circuito elétrico está fechado?

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

5 – Imagina que pretendes medir os valores da ddp entre os terminais da lâmpada (V2) e entre os terminais da

pilha (V1) integradas no circuito representado abaixo.

5.1 – Na tua opinião, qual será o valor indicado no voltímetro para a ddp entre os terminais da lâmpada (V2) e os

terminais da pilha (V1):

a) V1: ______ volt b) V2: ______ volt

Justifica a tua resposta.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

5.2 – Analisa, com o teu / a tua colega, as propostas para os valores, lidos, da ddp entre os terminais da lâmpada

e entre os terminais da pilha e identifica:

5.2.1 - As semelhanças entre eles:

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

5.2.2 - As diferenças entre eles:

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

6 – Observa a demostração realizada pela tua professora, para testares as tuas previsões, usando o circuito elétrico

esquematizado em 5.

6.1 – Regista as tuas observações.

a) V1: ______ volt b) V2: ______ volt

77

6.2 – Compara os resultados obtidos com as tuas previsões iniciais (5.1) e com as resultantes da discussão com o teu / a tua colega (5.2), caso estas tenham sido diferentes das tuas. Tenta encontrar justificações para eventuais desfasamentos entre elas.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

6.3 – O que podes concluir quanto à ddp entre os terminais da lâmpada (um recetor) e de uma fonte de energia

elétrica, quando o circuito elétrico está aberto?

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

78

Atividade Laboratorial Nº 4

Condutores e não condutores de corrente elétrica

1 – Analisa, individualmente, os seguintes materiais:

- Ferro - Grafite - Algodão

- Plástico - Alumínio - Madeira

1.1 – Com os materiais referidos completa a seguinte tabela

Materiais que pensas serem condutores de corrente

elétrica

Materiais que pensas serem não condutores de

corrente elétrica

Justifica a tua resposta.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

1.2 – Idealiza e esquematiza o circuito elétrico que te ajudará a testar as tuas previsões.

1.3 – Analisa, com o teu / a tua colega de carteira, as propostas referidas em 1.1 e 1.2 e identifica:

1.3.1 - As semelhanças entre elas:

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

1.3.2 - As diferenças entre elas:

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

79

1.4 – Reformula o esquema da montagem, se necessário.

2 – Observa a simulação disponibilizada pela tua professora que te ajudará a testar as tuas previsões.

2.1 – Esquematiza o circuito elétrico, utilizado na simulação, para testar os materiais condutores, ou não, de

corrente elétrica.

2.2 – Testa todos os materiais referidos em 1. Regista as tuas observações.

Materiais condutores de corrente elétrica Materiais não condutores de corrente elétrica

2.3 – Compara os resultados obtidos com as tuas previsões iniciais. Tenta encontrar justificações para eventuais

desfasamentos entre elas.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

2.4 – Reflete por que é que os fios dos eletrodomésticos são revestidos de plástico.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

2.5 – O que podes concluir quanto aos materiais condutores de corrente elétrica, atendendo às propriedades das

substâncias moleculares, iónicas e metálicas que já conheces.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

80

3 – O sal de cozinha é formado por cloreto de sódio (NaCl). Em tua opinião,

a) o NaCl sólido puro conduz a corrente elétrica?

Sim Não

Justifica a tua resposta.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

b) o NaCl dissolvido em água?

Sim Não

Justifica a tua resposta.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

3.1 – Analisa, com o teu / a tua colega de carteira, as propostas referidas em 3 e identifica:

3.1.1 - As semelhanças entre elas:

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

3.1.2 - As diferenças entre elas:

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

4 – Observa o vídeo que a tua professora te vai mostrar.

4.1 – Regista as tuas observações.

81

4.2 – Compara os resultados obtidos com as tuas previsões iniciais. Tenta encontrar justificações para eventuais

desfasamentos entre elas.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

4.3 – O que podes concluir quanto à condutividade elétrica do NaCl.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

82

Atividade Laboratorial Nº 5

Circuitos elétricos em série e em paralelo

1 – Considera os seguintes esquemas que representam circuitos elétricos em série e em paralelo.

1.1 – Em tua opinião:

1.1.1 - Os valores de intensidade de corrente elétrica lidos nos três amperímetros, no circuito em série, serão:

iguais diferentes

Justifica a tua resposta.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

1.1.2 - Os valores de intensidade de corrente elétrica lidos nos três amperímetros, no circuito em paralelo, serão:

iguais diferentes

Justifica a tua resposta.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

1.1.3 – O brilho das duas lâmpadas, no circuito em série, será: igual diferente

Justifica a tua resposta.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

1.1.4 – O brilho das duas lâmpadas, no circuito em paralelo, será: igual diferente

Justifica a tua resposta.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

83

2 – Observa a demostração que vai ser realizada pela tua professora, para testares as tuas previsões, usando os circuitos esquematizados em 1. Lê os valores indicados pelos amperímetros e observa o brilho das lâmpadas, no respetivo circuito.

2.1 – Regista as tuas observações.

Circuito em série A1: _________ A2: _________ A3: _________ Brilho das lâmpadas: ______________________

Circuito em paralelo A1: _________ A2: _________ A3: _________ Brilho das lâmpadas: ______________________

2.2 – Compara os resultados obtidos com as tuas previsões iniciais (1.1). Tenta encontrar justificações para eventuais desfasamentos entre elas.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

2.3 – O que podes concluir quanto à intensidade de corrente elétrica:

2.3.1 - no circuito em série? ______________ 2.3.2 - no circuito em paralelo? ___________________

___________________________________ ___________________________________________

___________________________________ ___________________________________________

2.4 - O que podes concluir sobre o brilho das lâmpadas

2.4.1 - No circuito em série? ______________ 2.4.2 - no circuito em paralelo? ____________________

___________________________________ ___________________________________________

___________________________________ ___________________________________________

3 – Considera os seguintes esquemas que representam circuitos elétricos em série e em paralelo.

3.1 – Em tua opinião:

3.1.1 - Os valores de diferença de potencial (ddp) lidos nos três voltímetros, no circuito em série, serão:

iguais diferentes

84

Justifica a tua resposta.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

3.1.2 - Os valores de diferença de potencial (ddp) lidos nos três voltímetros, no circuito em paralelo, serão:

iguais diferentes

Justifica a tua resposta.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

4 – Observa a demostração que vai ser realizada pela tua professora para testares as tuas previsões, usando os circuitos esquematizados em 3. Lê os valores indicados pelos diferentes voltímetros.

4.1 – Regista as tuas observações.

Circuito em série V1: _________ V2: _________ V3: _________

Circuito em paralelo V1: _________ V2: _________ V3: _________

4.2 – Compara os resultados obtidos com as tuas previsões iniciais (3.1). Tenta encontrar justificações para eventuais desfasamentos entre elas.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

4.3 – O que podes concluir quanto à diferença de potencial (ddp):

4.3.1 - num circuito em série? 4.3.2 - num circuito em paralelo?

______________________________________ _____________________________________

______________________________________ _____________________________________

______________________________________ _____________________________________

______________________________________ _____________________________________

85

5 – Considera o circuito que a seguir se esquematiza:

5.1 – Em tua opinião, o brilho das três lâmpadas será: igual diferente

Justifica a tua resposta.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

6 – Observa a demostração que vai ser realizada pela tua professora para testares as tuas previsões, usando o circuito esquematizado em 5.

6.1 – Regista as tuas observações, relativas ao brilho das três lâmpadas.

6.2 – Compara os resultados obtidos com as tuas previsões iniciais (5.1). Tenta encontrar justificações para eventuais desfasamentos entre elas.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

6.3 – O que podes concluir quanto à intensidade do brilho das lâmpadas nas diferentes ramificações do circuito esquematizado em 5?

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

7 – Considera o circuito que a seguir se esquematiza:

L1 L2

L3

L1 L2

L3

86

7.1 – Assinala, com uma cruz, as opções que consideras corretas:

Lâmpadas Acende Não acende

Lâmpada 1

Lâmpada 2

Lâmpada 3

Justifica a tua resposta.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

8 – Observa a demostração que vai ser realizada pela tua professora para testares as tuas previsões, usando o circuito esquematizado em 7.

8.1 – Regista as tuas observações, relativas ao acender, ou não, das lâmpadas.

8.2 – Compara os resultados obtidos com as tuas previsões iniciais (7.1). Tenta encontrar justificações para eventuais desfasamentos entre elas.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

8.3 – O que podes concluir quanto ao acender, ou não, das três lâmpadas quando o interruptor não está na ramificação principal, conforme esquematizado em 7?

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

87

Atividade Laboratorial Nº 6

Resistência Elétrica

1 – Considera os seguintes materiais:

- Lâmpada - Interruptor - Ouro - Plástico

- Cobre - Alumínio - Grafite - Borracha

1.1 – Com os materiais referidos completa a seguinte tabela

Materiais que possuem resistência elétrica Materiais que não possuem resistência elétrica

Justifica a tua resposta.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

1.2 – O ohmímetro é um aparelho de medida que mede a resistência elétrica dos condutores. A resistência elétrica mede-se em ohm (Ω). Esquematiza o circuito elétrico que te ajudará a testar as tuas previsões acerca da resistência dos materiais referidos em 1.

2 – Observa a demostração que vai ser realizada pela tua professora, para testares as tuas previsões.

2.1 – Esquematiza o circuito elétrico, utilizado na demonstração, para testar os materiais que possuem, ou não, resistência elétrica, caso ele seja diferente do que propuseste em 1.2.

88

2.2 – Regista as tuas observações.

Materiais que possuem resistência elétrica Materiais que não possuem resistência elétrica

2.3 – Compara os resultados obtidos com as tuas previsões iniciais. Tenta encontrar justificações para eventuais desfasamentos entre elas.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

3 – Considera os seguintes esquemas que representam circuitos elétricos.

3.1 – Em tua opinião:

3.1.1 – O brilho da lâmpada do circuito representado no esquema 1 será:

Igual ao brilho da lâmpada do circuito representado no esquema 2.

Mais intenso que o brilho da lâmpada do circuito representado no esquema 2.

Menos intenso que o brilho da lâmpada do circuito representado no esquema 2.

Justifica a tua resposta.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

3.1.2 – A intensidade da corrente elétrica no circuito representado no esquema 1 será:

Igual à intensidade da corrente elétrica no circuito representado no esquema 2.

Maior que a intensidade da corrente elétrica no circuito representado no esquema 2.

Menor que a intensidade da corrente elétrica no circuito representado no esquema 2.

89

Justifica a tua resposta.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

3.1.3 – A diferença de potencial entre os terminais da resistência no circuito representado no esquema 1 será:

Igual à diferença de potencial entre os terminais da resistência no circuito representado no esquema 2.

Maior que a diferença de potencial entre os terminais da resistência no circuito representado no esquema 2.

Menor que a diferença de potencial entre os terminais da resistência no circuito representado no esquema 2.

Justifica a tua resposta.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

4 – Observa a demostração que vai ser realizada pela tua professora, para testares as tuas previsões, usando os circuitos esquematizados em 3. Lê os valores indicados pelos amperímetros e pelos voltímetros e observa o brilho das lâmpadas, no respetivo circuito.

4.1 – Regista as tuas observações.

Esquema 1 I = _________ ddp ou U = _________

Esquema 2 I = _________ ddp ou U = _________

O brilho da lâmpada no circuito representado no esquema 1 é mais/menos/igualmente intenso que o brilho da lâmpada representado no esquema 2

4.2 – Compara os resultados obtidos com as tuas previsões iniciais (3.1). Tenta encontrar justificações para eventuais desfasamentos entre elas.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

4.3 – O que podes concluir quanto à relação entre a resistência elétrica de um condutor e a intensidade de corrente elétrica que o percorre?

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

4.4 – O que podes concluir quanto à relação entre a resistência elétrica de um condutor e a diferença de potencial entre os seus terminais?

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

90

Anexo 3 – Teste de Conhecimentos

Escola:___________________________________________________________ 2012/2013 Disciplina: Ciências Físico-Químicas Ano Escolaridade:_______________ Turma:_________ Nome:___________________________________________________________ Nº:____________

Teste Diagnóstico

Este teste tem por objetivo recolher informação sobre as tuas ideias acerca do tema Circuitos Elétricos. Antes de responderes, pensa cuidadosamente sobre cada questão e responde a todas elas da forma mais completa possível. Não há respostas boas ou más; todas são importantes, se forem bem pensadas. Se os professores conhecerem bem as tuas ideias, mais facilmente te poderão ajudar na compreensão do tema.

1 – Em tua opinião, o que é a corrente elétrica?

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

2 – Assinala os materiais que, em tua opinião, conduzem bem a corrente elétrica.

Ferro Grafite Solução aquosa de cloreto de sódio

Borracha Solução aquosa de açúcar Plástico

Vidro Cobre Água destilada

3 – Qualquer um dos esquemas (A, B e C) abaixo representados inclui uma pilha, uma lâmpada (em boas condições) e um ou dois fios condutores de corrente elétrica.

3.1 – Assinala o(s) esquema(s) em que, em tua opinião, a lâmpada acende.

A B C

3.2 – No(s) esquema(s) que assinalaste na alínea anterior, representa, com uma seta, o sentido da corrente elétrica.

Justifica a tua resposta. ________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

91

4 – Considera o circuito elétrico abaixo representado. Assinala a opção que consideras correta.

O valor da corrente elétrica em (1) é: Maior do que o valor da corrente elétrica em (2). Menor do que o valor da corrente elétrica em (2). Igual ao valor da corrente elétrica em (2).

Justifica a tua resposta. ________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

5 – No circuito elétrico representado na pergunta anterior introduziu-se mais uma lâmpada (2), idêntica à lâmpada 1, conforme esquema abaixo.

5.1 – Assinala a opção que consideras correta: As lâmpadas 1 e 2 têm brilho semelhante. A lâmpada 1 brilha mais que a lâmpada 2. A lâmpada 1 brilha menos que a lâmpada 2.

Justifica a tua resposta. ________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

5.2 – O brilho da lâmpada 1 no circuito referido na pergunta 4 é:

Igual ao brilho da lâmpada 1 no circuito representado na pergunta 5.

Mais intenso do que o brilho da lâmpada 1 no circuito representado na pergunta 5.

Menos intenso do que o brilho da lâmpada 1 no circuito representado na pergunta 5.

Justifica a tua resposta. ________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

6 – As duas lâmpadas integradas no circuito elétrico representado abaixo, têm um certo brilho.

O que acontecerá ao brilho de cada uma das lâmpadas, se aumentarmos o valor da resistência?

O brilho da lâmpada 1: Aumentará Manter-se-á Diminuirá

O brilho da lâmpada 2: Aumentará Manter-se-á Diminuirá

Justifica a tua resposta. ________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

92

7 – As duas lâmpadas integradas no circuito elétrico representado abaixo, têm um certo brilho. O que acontecerá a esse brilho se o valor da resistência aumentar?

Assinala, com uma cruz, as opções que consideras corretas: Brilho das lâmpadas Aumentará Manter-se-á Diminuirá

Lâmpada 1

Lâmpada 2

Justifica a tua resposta. ________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

8 – No seguinte circuito elétrico, o interruptor, entre as lâmpadas 2 e 3, está aberto.

Assinala, com uma cruz, as opções que consideras corretas: Lâmpadas Acende Não acende

Lâmpada 1

Lâmpada 2

Lâmpada 3

Justifica a tua resposta. ________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

9 – Considera o circuito elétrico seguinte. Os valores em V1 e V2 são inicialmente iguais. O que acontecerá aos valores indicados pelos voltímetros V1 e V2 se aumentar a resistência 2?

Assinala, com uma cruz, as opções que consideras corretas: Valores indicados pelos voltímetros

Aumentará Manter-se-á Diminuirá

V1

V2

Justifica a tua resposta. ________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

10 – Já ouviste falar em diferença de potencial (d.d.p)?

Sim Não

Se já ouviste, diz o que entendes por diferença de potencial? _____________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

Obrigada pela tua colaboração!

93

Anexo 4 – Questionário de Opinião

Questionário de Opinião

Neste questionário pretende-se que, com a maior sinceridade possível, te pronuncies sobre o modo como foi lecionado o tema Circuitos Elétricos. A tua opinião sobre em que medida essa forma de lecionar contribuiu, ou não, para a tua aprendizagem desse tema será importante para melhorarmos a forma de o ensinar, nos próximos anos. Dado tratar-se de um questionário de opinião, não respostas certas ou erradas; há opiniões boas, ou não, consoante sejam, ou não, sinceras e fundamentadas.

Nome: ____________________________________________________________________________

Apreciação global das aulas

Nas aulas sobre Circuitos Elétricos, foi-te pedido que fizesses uma previsão sobre o que iria acontecer em determinadas condições, que testasses essas previsões e que explicasses o que efetivamente acontece.

1 – Em termos de aprendizagem dos assuntos tratados nessas aulas, foi importante fazeres previsões?

___ Nada ___ Pouco ___ Bastante ___ Muito

Porquê? _________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

2 – Em termos de aprendizagem dos assuntos tratados nessas aulas, foi importante testares as tuas previsões?

___ Nada ___ Pouco ___ Bastante ___ Muito

Porquê? _________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

3 – O facto de fazeres uma previsão antes de observares os resultados:

___ fez-te ficar sentir curiosidade para saber os resultados (do que se não tivesse havido previsão)

___ permitiu-te compreender melhor os conceitos (do que se não tivesse havido previsão)

___ fez com que, no fim da aula, ainda te sentisses confuso(a)

4 – O facto de teres que tentar explicar as diferenças e semelhanças entre as tuas previsões e os resultados

obtidos contribuiu para a tua aprendizagem do assunto?

___ Nada ___ Pouco ___ Bastante ___ Muito

Porquê? _________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

94

______________________________________________________________________________

5 – Para testar as tuas previsões, recorreu-se a atividades laboratoriais realizadas em grupo ou a demonstrações

efetuadas pela tua professora.

5.1 – De qual gostaste mais? ___ atividades em grupo ___ demonstrações

Porquê? ________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

5.2 – Nas atividades laboratoriais que realizaste em grupo, qual o aspeto que consideras:

a) Mais positivo?_______________________ b) Mais negativo?________________________

Porquê?_____________________________ Porquê?_______________________________

___________________________________ _____________________________________

___________________________________ _____________________________________

5.3 – Nas atividades laboratoriais que foram realizadas em regime de demonstração, qual o aspeto que consideras:

a) Mais positivo?_______________________ b) Mais negativo?________________________

Porquê?_____________________________ Porquê?_______________________________

___________________________________ _____________________________________

___________________________________ _____________________________________

6 – Quais foram os aspetos que mais gostaste ao longo das aulas? _________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

7 – Quais foram os aspetos que menos gostaste ao longo das aulas? ______________________________

_______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

8 – Quais são os aspetos que aconteceram nestas aulas mas que não deveriam repetir-se?______________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

9 – Menciona outros aspetos que consideras pertinentes e que não foram focadas antes.________________

_______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

Obrigada pela tua colaboração!