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As definições de calor, de processos irreversíveis e de sistemas são algumas das dúvidas relacionadas ao ensino da Física Termodinâmica observadas pelo professor Djalma Nunes da Silva, numa escola de ensino médio e em uma faculdade particular. No estudo A Termodinâmica no Ensino Médio: Ênfase nos Processos Irreversíveis, apresentado no Instituto de Física (IF) da USP, o professor analisou as dificuldades que os alunos sentem para entender os conceitos desse campo científico.
Ele constatou que os alunos, apesar de já terem tido contato com o conteúdo formal da Termodinâmica, perpetuavam idéias do senso comum. Eles não compreendem, por exemplo, a idéia de sistema fechado — interação de objetos de temperaturas diferentes, próximos um do outro, sem a interferência do ambiente — da Termodinâmica, o que impede que percebam o que se conserva e o que varia.
Nunes levanta alguns motivos para as dificuldades dos alunos. Um deles advém do entrave que eles sentem em transpor o que sabem pelas experiências do cotidiano e o que aprendem na sala de aula. “O problema é que o senso comum muitas vezes não condiz com os conceitos científicos”, ressalta o docente.
De acordo com Nunes, os professores e os livros didáticos do ensino médio se limitam a transmitir o conhecimento científico pronto, sem fazer o esforço de transpô-los e debatê-los frente ao senso comum dos alunos. “O chamado ensino tradicional se preocupa apenas com a transmissão de conteúdo, mas esquece que o aluno traz conhecimento próprio sobre os diversos assuntos do conteúdo da Física”, afirma o professor.
Nunes destaca esses problemas a partir de sua pesquisa e de sua própria experiência de mais de 30 anos como professor do ensino médio, superior e de cursinho. Ele observa que há livros que expõem os conceitos sem discorrer como se chega neles,ao mesmo tempo em que muitos professores não aproveitam um trabalho investigativo com os alunos. “No final os alunos se limitam à reprodução de exercícios repetitivos.”
Metodologia
Para embasar sua dissertação, Nunes aplicou um questionário simples, de três questões, destinados a 30 estudantes: 20 do ensino médio de uma escola federal de Cubatão, e 10 do primeiro ano de Licenciatura em Física de uma faculdade particular. Ao todo foram coletadas 90 respostas.
As duas primeiras questões foram propositalmente abertas, ou seja, não tinham uma única resposta e se relacionavam com o cotidiano dos alunos. Nunes percebeu que os estudantes ,ao tentarem responder a uma terceira questão, enquadrada no modelo científico, respondiam baseados em fórmulas e conceitos sem a preocupação de verificar se havia uma lógica por trás. No caso dos alunos do ensino superior, eles perpetuavam as dúvidas do ensino médio e só as complicaram com mais fórmulas inadequadas à proposta da questão.
Nunes se concentrou nas barreiras que os estudantes apresentam e que dificultam a compreensão da segunda lei da Termodinâmica. Para compreensão dessa lei, é necessário especificar as condições para que as transformações termodinâmicas possam ocorrer, como ao determinar que dois objetos próximos um do outro, em um sistema fechado, com temperaturas diferentes, se interagem até que atingem a mesma temperatura.
A dificuldade dos alunos se relaciona aos desdobramentos da lei. Um deles se refere ao conceito de sistema fechado. Outro desdobramento da segunda lei que se observou ser um grande obstáculo era o conceito de processos irreversíveis, o qual determina que são praticamente nulas as ocorrências de processos inversos. “Quando você abre um vidro de perfume e o cheiro se espalha pela sala, você não vê o inverso, quer dizer, o vapor que se espalha não volta espontaneamente para o vidro. Isso é decorrência da irreversibilidade” exemplifica Nunes . Os alunos até conhecem o conceito, mas o veem de forma abstrata, de modo que sentem dificuldade em aplicá-lo
Sugestões
Para o professor, esses problemas começam a partir do ponto que os alunos desconhecem as concepções fundamentais. É o caso da própria definição de calor, que muitos alunos não sabem defini-lo. Eles concebem calor como uma substância, quando a concepção científica o aproxima mais à idéia de movimento. Eles também não compreendem o que cientificamente chamam de sistema e outros termos que são frequentemente utilizados na linguagem científica.
Em vista das dificuldades apresentadas pelos estudantes, Djalma pensa que seria interessante que os professores e os livros didáticos se preocupassem mais com a forma como é transmitido o conhecimento científico: “Os professores deveriam se preocupar mais com as concepções prévias dos estudantes. Além disso, um livro didático deveria esclarecer a formação do conhecimento científico, apresentando o histórico dos conceitos e as discussões ocorridas até se chegar nas definições atuais”.
Ademais, Nunes propõe alguns caminhos aos professores: o da ponte e o do conflito cognitivo. A utilização de ponte se associa a uma aproximação do aluno aos conceitos científicos a partir de suas idéias prévias. Já o conflito cognitivo consiste em contestar o senso comum do aluno utilizando o raciocínio científico.
(Envolverde/Agência USP de Notícias) |