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A MODELAGEM MATEMTICA COMO METODOLOGIA INOVADORA PARA O

ENSINO E APRENDIZAGEM DE FSICA

Leandro Quaresma de Sousa1

RESUMO:

A preocupao bsica deste estudo refletir sobre a viabilidade da insero da Modelagem

Matemtica no contexto educacional de ensino e aprendizado da Fsica no ensino mdio. Uma

vez que a realidade do ensino de Fsica percebida atualmente resume-se no predomnio de uma

didtica de ensino tradicional que, sem o auxlio de outras metodologias, para isso, realizou-se

uma pesquisa bibliogrfica considerando as contribuies de autores como Bassanezi (2004) e

Biembengut e Hein (2000), outrossim, realizou-se uma pesquisa de campo com alunos do

terceiro semestre do Curso de Licenciatura Plena em Fsica do Instituto Federal de Educao,

Cincia e Tecnologia do Serto Pernambucano, Campus de Serra Talhada, com os quais foi

realizada a modelagem de um experimento em forma de circuito eltrico com o intuito de

aprender a Lei de Ohm. Conclumos que a Modelao Matemtica Realmente pode contribuir

para o ensino aprendizado de uma Fsica mais presente, interessante e atuante na vida dos

discentes. E em consequncia, formar cidados mais crticos, autnomos e capazes de interagir

com o mundo natural, tecnologias e a prpria sociedade.

Palavras-chave: Aprendizagem. Ensino. Fsica. Modelagem Matemtica.

INTRODUO

Este trabalho tem como objetivo fazer uma reflexo sobre a viabilidade da insero da

Modelagem Matemtica no contexto educacional de ensino e aprendizado da Fsica no ensino

mdio. Para este fim, usa-se a modelao de um experimento sobre a Lei de Ohm e uma

aplicao deste contedo relacionando-o com a dissipao de energia em cabos condutores da

rede eltrica de alta tenso urbana de Tavares/PB.

Para o desenvolvimento desta pesquisa embasaram-se em obras como Bassanezi (2004),

Biembengut e Hein (2000), Halliday et al. (2004), Trefil e Hazen (2006), Trivins (1987),

Young e Freedman (2004) e Parmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Mdio (2000).

A realidade do ensino de Fsica percebida atualmente resume-se no predomnio de uma

didtica de ensino tradicional que, sem o auxlio de outras metodologias, no propicia aos

alunos a aprendizagem das competncias que essa disciplina deve desenvolver perante as

1 Acadmico da Ps-graduao Latu Sensu em Metodologia do Ensino de Matemtica e Fsica, possui Licenciatura

em Matemtica (2017) pela Faculdade de Formao de Professores de Serra Talhada - FAFOPST e em Pedagogia

(2016) pela Universidade Paulista UNIP, outrossim cursa Licenciatura em Fsica no Instituto Federal de

Educao, Cincia e Tecnologia do Serto Pernambucano IFSerto.

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finalidades da educao brasileira, mencionadas na Lei de Diretrizes e Bases da Educao

Nacional vigente: A educao, [...], inspirada nos princpios de liberdade e nos ideais de

solidariedade humana, tem por finalidade o pleno desenvolvimento do educando, seu preparo

para o exerccio da cidadania e sua qualificao para o trabalho (BRASIL, 1996, p. 1).

Para o desenvolvimento desta pesquisa ser proposto aos alunos como tema de estudo

o conceito de resistncia eltrica. Essa escolha se deve aos seguintes motivos:

Por ser a Fsica uma cincia experimental por essncia, optou-se por trabalhar com um

experimento com os alunos como forma de desmistificar a ideia de que as atividades de

observao e aplicao dos conhecimentos fsicos em contextos reais so prprias de

laboratrios de pesquisas cientficas e, portanto, distantes da realidade dos alunos.

Assim, a escolha por um tema ligado eletricidade foi favorecida, por serem contedos

geralmente trabalhados de forma abstrata;

Dentre os temas que relacionam contedos da rea de eletricidade, a escolha pelo

conceito de resistncia eltrica deve-se ao fato de que nos dias de hoje as resistncias

(contidas em lmpadas, chuveiros, ferros de passar, ou mesmo na forma de um fio

condutor que esteja impondo considervel resistncia passagem de corrente) esto

presentes em qualquer residncia, sendo assim este conceito conhecido dos alunos em

nvel do senso comum. Acredita-se aqui que uma vez que este tema seja abordado com

um experimento relacionado Lei de Ohm, tornar-se- de grande interesse por parte

dos alunos.

Nesta optou-se por fazer um estudo exploratrio aliado a mtodos descritivos

qualitativos que so a observao e o uso de dirio de campo. Para Trivios, dentre outros

momentos, o estudo exploratrio pode ser usado quando:

(...) o investigador, baseado numa teoria, precise elaborar um instrumento, uma escala

de opinio [...] que cogita num estudo descritivo que est planejando. Ento o

pesquisador planeja um estudo exploratrio para encontrar os elementos necessrios

que lhe permitam, em contato com determinada populao, obter os resultados que

deseja (1987, p. 109).

O universo desta pesquisa compreendeu o Curso de Licenciatura Plena em Fsica do

Instituto Federal de Educao, Cincias e Tecnologia do Serto Pernambucano, Campus de

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Serra Talhada/PE. Os sujeitos foram acadmicos do terceiro semestre do Curso. O contato com

o pblico participante aconteceu na aula da Disciplina de Fsica Geral III.

A preferncia pela turma acima citada deve-se ao fato de que os alunos estavam

estudando os conceitos de corrente eltrica, diferena de potencial e resistncia, encontrando-

se aptos a fazer a modelagem do experimento descrito na seo anterior, a fim de compreender

a Lei de Ohm. Inicialmente houve um planejamento para realizar a pesquisa em uma escola

pblica que oferecesse o Ensino Mdio, porm, tal desenvolvimento mostrou-se invivel por

praticamente no existir escola com aula no perodo noturno que oferea o Terceiro Ano

Regular.

1 A MODELAGEM MATEMTICA E O ENSINO-APRENDIZAGEM DE FSICA

A didtica de ensino tradicional de Fsica, amplamente praticada, prende-se unicamente

a uma breve apresentao dos conceitos, muitas vezes sem ao menos uma discusso que procure

contextualiz-los, e apresentao de frmulas matemticas sintetizadas, prontas e acabadas,

acompanhadas de uma lista de exerccios onde aparecem valores que devem ser jogados nas

frmulas e feitos os clculos matemticos.

importante salientar que esta pesquisa no tem o objetivo de ir contra as prticas da

didtica tradicional. Porm, aps a apresentao dos conceitos, estes devem ser trabalhados de

tal forma que os alunos construam os devidos significados a ponto de desenvolverem a

maturidade necessria para igualmente compreenderem as formulaes matemticas. E que ao

resolverem os exerccios no os faam como simples processos mecnicos, mas sim, consigam

imaginar o que tais resultados representariam em uma situao real.

Esta abordagem vai ao encontro das habilidades e competncias da rea de

conhecimento de Cincias da Natureza, Matemtica e suas Tecnologias descritas na

Resoluo n 3/1998 da Cmara de Educao Bsica (CEB) do Conselho Nacional de Educao

(CNE). Este institui as Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino Mdio (DCNEM),

presentes nos Parmetros Curriculares Nacionais do Ensino Mdio (PCNs Ensino Mdio), os

quais apresentam:

f) Analisar qualitativamente dados quantitativos representados grfica ou algebricamente relacionados a contextos socioeconmicos, cientficos ou cotidianos.

g) Apropriar-se dos conhecimentos da Fsica, da Qumica e da Biologia e aplicar esses

conhecimentos para explicar o funcionamento do mundo natural, planejar, executar e

avaliar aes de interveno na realidade natural (2000, 105).

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O ensino tradicional limitado ao quadro, giz e livro didtico deve dividir espao com

metodologias que levem os alunos a perceberem que os conhecimentos formais de Fsica

surgiram de situaes reais e que esto presentes sua volta no seu cotidiano, sendo estes

indispensveis para compreender e interagir criticamente com o mundo de hoje. Com essa

viso, entende-se que necessrio formar cidados que valorizam a cincia em sua plenitude,

pois percebero que os conhecimentos construdos, acima de tudo, proporcionar-lhes-o

crescimento pessoal.

Para dar conta desse desafio, prope-se aqui a insero da Modelagem Matemtica ao

meio escolar como metodologia de ensino - aprendizagem de Fsica. Uma vez inserida no

contexto educacional, a Modelagem Matemtica passa a chamar-se modelao matemtica

(modelagem em Educao) (BASSANEZI, 2004, p. 38).

Ao pensar em uma prtica de educao que revele aos alunos uma Fsica to viva e

dinmica quanto o mundo que est ao seu redor e que seja a resposta para muitos de seus

problemas e curiosidades cotidianas, a Modelagem Matemtica apresenta-se como uma

metodologia desafiadora quanto a sua aplicao e pesquisa na prtica da docncia, uma vez que

bem sucedida pode reunir as qualidades que o ensino-aprendizagem de Fsica tanto precisa.

Modelagem matemtica o processo que envolve a obteno de um modelo

(BIEMBENGUT, 1999, p. 20). Existem muitas definies para modelo no meio cientfico. Para

Granger: ... uma imagem que se forma na mente, no momento em que o esprito racional

busca compreender e expressar de forma intuitiva uma sensao, procurando relacion-la com

algo j conhecido, efetuando dedues (1969 apud BIEMBENGUT, 1999, p. 19).

Kneller (1980 apud PINHEIRO et al. 2001, p. 37), Bunge (1974 apud PINHEIRO et al.

2001, p. 36) e Bassanezi (2004, p.