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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática
Eliesio da Silva Costa
OS EXPERIMENTOS E AS EXPERIMENTAÇÕES NAS QUESTÕES DE FÍSICA
DO NOVO ENEM
Belo Horizonte
2017
Eliesio da Silva Costa
OS EXPERIMENTOS E AS EXPERIMENTAÇÕES NAS QUESTÕES DE FÍSICA
DO NOVO ENEM
Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Ensino de Ciências e Matemática da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Ensino de Ciências e Matemática. Orientadora: Profª. Dra. Maria Inês Martins Área de concentração: Ensino de Física
Belo Horizonte
2017
FICHA CATALOGRÁFICA
Elaborada pela Biblioteca da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
Costa, Eliesio da Silva
C837e Os experimentos e as experimentações nas questões de física do novo ENEM
/ Eliesio da Silva Costa. Belo Horizonte, 2017.
148 f. : il.
Orientadora: Maria Inês Martins
Dissertação (Mestrado) – Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais.
Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática.
1. Exame Nacional do Ensino Médio (Brasil). 2. Física - Estudo e ensino. 3.
Física - Exames, questões, etc. 4. Laboratórios experimentais. 5. Habilidades de
vida. I. Martins, Maria Inês. II. Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais.
Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática. III. Título.
CDU: 53:373.5
Eliesio da Silva Costa
OS EXPERIMENTOS E AS EXPERIMENTAÇÕES NAS QUESTÕES DE FÍSICA
DO NOVO ENEM
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, como requisito parcial à obtenção do título de Mestre em Ensino de Ciências e Matemática. Área de concentração: Ensino de Física
Profª. Dra. Maria Inês Martins (Orientadora) - PUC Minas
Profª. Dra. Mariana Veríssimo - PUC Minas
Profª. Dra. Kelly Martins Faêda - PUC Minas
Belo Horizonte, 14 de dezembro de 2017
Aos meus pais, Silézio e Margarida, que me inspiram.
Aos meus sogros, Lúcia e Isac, que foram fundamentais em tudo.
À minha esposa Monique que, pacientemente, embarcou comigo neste projeto,
ajudando-me a enfrentar todos os obstáculos.
AGRADECIMENTOS
A Deus, por me proporcionar saúde e paz, pois para mim são as únicas
coisas necessárias para que qualquer ser humano atinja o sucesso.
À minha especial orientadora Profª. Dra. Maria Inês Martins que me acolheu,
me incentivou e, com sua sábia orientação, tornou real este projeto.
A minha linda esposa Monique pela compreensão em todos os instantes que,
pela correria do dia a dia, não podíamos estar juntos, assim como pela parceria tão
importante para que eu não desanimasse frente aos obstáculos.
Aos meus sogros e familiares que estiveram sempre ao meu lado.
A todos os professores do mestrado, por me darem uma lição para toda a
vida.
A todas as amizades feitas durante o mestrado, em especial ao meu amigo
Nonato, por compartilharmos horas de conhecimento.
À Aparecida e Vander por me acolherem em sua casa e serem meus amigos
de todas as horas.
A todos que contribuíram de alguma maneira para o sucesso deste mestrado.
RESUMO
Esta pesquisa intenciona nortear professores e indivíduos afins a respeito das
questões sobre experimentos e experimentações que relacionam algum conceito
pertinente à Física nas provas do Novo Exame Nacional do Ensino Médio (Novo
ENEM), desde a sua reestruturação de 2009 até 2016. O Exame criado em 1998
para avaliar o desempenho dos concluintes do Ensino Médio, a partir de 2009
adquiriu novas utilidades, como selecionar estudantes para programas educacionais
do governo e Instituições Federais de Ensino Superior em todo país, por exemplo.
Com ênfase no ensino de Física, componente curricular inserido nas avaliações da
área de conhecimento Ciências da Natureza e suas Tecnologias, analisamos e
classificamos as práticas experimentais de Física no Novo ENEM respaldando-se
nas competências e habilidades dos Parâmetros Curriculares para o Ensino Médio
(PCNEM) dividos em três dimensões de análise: Representação e Comunicação,
que representa as diferentes formas de linguagens aplicadas às atividades
empíricas; Investigação e Compreensão, que preconiza investigar e entender como
os fenômenos naturais ocorrem através das práticas; e a Contextualização
Sociocultural, que relaciona os conceitos físicos compreendidos nos experimentos e
experimentações com a história da humanidade, o desenvolvimento tecnológico e as
diferentes culturas. Verificarmos com análise criteriosa das práticas realizadas em
laboratórios estruturados, com materiais de baixo custo e até em nosso cotidiano
que, de modo geral, que as categorias menos privilegiadas no Exame foram as que
introduziram a Física no contexto histórico, que utilizaram fórmulas para fazer
cálculos matemáticos e que proporcionavam a abordagem do conteúdo de forma
interdisciplinar. Buscando orientar os docentes sobre a importância do uso de
experimentos e experimentações nas aulas de Física, especialmente em nível
médio, elaboramos um produto educacional, que sintetiza as atividades
experimentais de Física aplicadas no exame, evidenciando os conteúdos e as
dimensões de análise mais exploradas.
Palavras-chave: Novo ENEM. Experimentos e experimentações. Competências e
habilidades PCNEM.
ABSTRACT
This research aims to guide teachers and other ones who are involved in questions
about experiments and experimentations that relate some pertinente conceptions to
Physics in the tests of the “Novo Exame Nacional do Ensino Médio” – “Novo ENEM”
(New National High School Examinantion), fron its restructurations from 2009 to
2016. The exam, created in 1998 to evaluate the performance of students from high
school since 2009, has acquired new uses, such as selecting students for
government educational programs and Federal Higher Education Institutions arround
the country, for example. With emphasis on the teaching of Physics, curricular
componente inserted in the evaluations of the area of knowledge Nature Sciences
and their Technologies, we analyze and classify the experimental practices of
Physics in the “Novo ENEM” based on the skills and abilities of the “Parâmetros
Curriculares Nacionais para o Ensino Médio” – PCNEM (Curricular Parameters for
High School) separeted into three dimensions of analysis: Representation and
Communication, which represent the different forms of languages applied to empirical
activities; Research and Understanding, that advocates investigating and
understanding how natural phenomena occurs through of the practices; and the
Sociocultural Contextualization, which relates the physical concepts included in the
experiments and experimentations with the history of humanity, the technological
development and the different cultures. We analysied care fuly some practices
accomplished in structured laboratories, using low cost material and even in our daily
life, in general, those categories were less privileged in the Exam than those which
were introduced the Physics in the historical context, whigh has used formulas to
mathematical calculation and that provided the approach of content in na
interdisciplinary way. In order to guide teachers about the importance of using
experiments and experimentations in physics classes, especially about high school,
we elaborated an educational guide that will synthesize the experimental activities of
Physics applied in the exam, evidencing the contents and the most explored
dimensions of analysis.
Keywords: New National High School Examination (Novo ENEM). Experiments and
experimentations. Skills and abilities PCNEM.
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 - Organograma de categorias e subcategorias de análise ................................. 43
LISTA DE QUADROS
QUADRO 1 - Competências de Física nos PCNEM............................................................. 48
QUADRO 2 - Identificação das provas do Novo ENEM ....................................................... 51
QUADRO 3 - Conteúdos específicos por objetos de conhecimento da Física ..................... 52
QUADRO 4 - Categorias e subcategorias de análise ........................................................... 53
LISTA DE GRÁFICOS
GRÁFICO 1- Porcentagem de questões de Física nas provas analisadas .............. 80
GRÁFICO 2 - Relação percentual dos objetos de conhecimento presentes nos experimentos/experimentações ................................................................................. 81
GRÁFICO 3 - Experimentos/experimentações por competência e habilidade .......... 82
GRÁFICO 4 - Experimentos/experimentações por competência e habilidade .......... 83
GRÁFICO 5 - Experimentos/experimentações por competência e habilidade .......... 84
GRÁFICO 6 - Percentual de experimentos e experimentações por dimensão de Análise ...................................................................................................................... 85
LISTA DE SIGLAS
ANDIFES Associação Nacional dos Dirigentes das Instituições Federais de
Ensino Superior
CNE Conselho Nacional de Educação
DCNEM Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino Médio
ENCEEJA Exame Nacional para a Certificação de Competências de Jovens e
dultos
ENEM Exame Nacional do Ensino Médio
IFES Institutos Federais de Ensino Superior
INEP Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira
MEC Ministério da Educação
OCEM Orientações Curriculares para o Ensino Médio
PCN Parâmetros Curriculares Nacionais
PNLD Programa Nacional do Livro Didático do Ensino Médio
PNLEM Programa Nacional do Livro Didático de Ensino Médio
PROUNI Programa Universidade para Todos
PPL Pessoas Privadas de Liberdade
SISU Sistema de Seleção Unificada
TCT Teoria Clássica dos Testes
TRI Teoria de Resposta ao Item
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 23 1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................................................ 27 1.1 O Novo ENEM ............................................................................................................... 27 1.2 Experimento e a experimentação no ensino de Física .............................................. 35 1.3 Ensino de Física nos documentos oficiais ................................................................ 44 2 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS ......................................................................... 51 3 RESULTADOS E DISCUSSÕES ...................................................................................... 77 4 CONSIDERAÇÕES FINAIS .............................................................................................. 87
REFERÊNCIAS ............................................................................................................... 91 APÊNDICE A - Produto educacional ............................................................................. 97
23
INTRODUÇÃO
Observa-se que nas escolas públicas do estado do Espírito Santo não há
laboratórios contendo experimentos relacionados ao conteúdo de física. Sendo
assim, para demonstrar os conceitos e fundamentos teóricos, é fundamental usar
experimentos de baixo custo feitos pelos próprios alunos e/ou vídeo-aulas
exemplificando os experimentos mais avançados. Pois, de acordo com a Lei de
Diretrizes e Bases da Educação (LDB), Lei n° 9394/1996, no Art. 22, a educação
básica, que contempla a Educação Infantil, o Ensino Fundamental e o Ensino Médio,
tem por finalidade “desenvolver o educando, assegurar-lhe a formação comum
indispensável para o exercício da cidadania e fornecer-lhe meios para progredir no
trabalho e em estudos posteriores”. (BRASIL, 1996).
Entendendo que a atividade experimental é relevante ao ensino-
aprendizagem de Física, esta pesquisa consiste na análise sobre os experimentos e
as experimentações nas questões de Física do Novo Exame Nacional do Ensino
Médio (Novo ENEM), a fim de situar os professores de Física sobre a necessidade
do ensino experimental em suas aulas em prol de uma aprendizagem significativa e
de uma preparação adequada para o ENEM.
Neste contexto, propõe-se uma pesquisa focada no Ensino Médio,
particularmente no ensino de Física, pois acredita-se que aulas com experimentos e
experimentações, são importantes melhorar o processo de ensino-aprendizagem.
Objetiva-se analisar no Novo ENEM (de 2009 a 2016) as questões de Física que
abordam experimentos e experimentações na perspectiva da classificação proposta
por Barros (2009) sobre os experimentos de Física nas coleções do Programa
Nacional do Livro Didático de Ensino Médio de 2007 (PNLEM 2007).
Para Barros (2009, p. 23), para um melhor aprendizado em sala de aula, “o
ensino da Física deve possibilitar ao aluno o desenvolvimento de habilidades e
competências na sua vida”. Estas habilidades e competências estão referenciadas
nos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCNEM) (BRASIL,
1999) e nos PCN+ (BRASIL, 2002).
24
Especificamente, pretende-se:
a) selecionar as questões de Física do Novo ENEM que mostrem algum
caráter experimental;
b) compreender nos experimentos e experimentações os objetos de
conhecimento (conteúdos) e as habilidades e competências abordadas
nestas questões;
c) analisar a natureza dos experimentos e experimentações de Física
presentes no Novo ENEM, a fim de classificá-las usando como base a
classificação de Barros (2009);
d) Compor, como produto educacional, um guia de orientação para os
professores sobre os experimentos e experimentações envolvidos nas
questões do Novo ENEM (2009 a 2016).
A seguir, descreve-se a estrutura da presente dissertação, a ser apresentada
após a presente introdução.
No capítulo 1, apresenta-se a Fundamentação Teórica, dividida em três
partes. Na primeira parte, aborda-se o Novo ENEM, incluindo os objetos de
conhecimento da disciplina de Física a serem cobrados nos exames e a sua matriz
de referência que contemplam as habilidades e competências de acordo com o
edital ENEM/2016. Na segunda parte, são abordados os experimentos e
experimentações e a sua importância no ensino de Física fundamentada em
levantamento do estado da arte sobre o tema em foco. Na terceira, apresenta-se a
classificação proposta por Barros (2009), fazendo, conjuntamente, uma breve
contextualização sobre os PCNEM (BRASIL, 1999) e os PCN+ (BRASIL, 2002) e as
dimensões desta classificação focalizadas na pesquisa.
No capítulo 2, são analisadas e classificadas as questões do Novo ENEM
usando como base a classificação mencionada e, em seguida, discute-se a proposta
de um produto educacional, o qual constará integralmente no Apêndice A.
As análises e os resultados da pesquisa estão descritos no capítulo 3, tendo
em vista os aspectos relacionados e a partir da metodologia adotada na dissertação.
Por fim, nas Considerações Finais, descritas no capítulo 4, apresenta-se uma
breve discussão sobre os resultados alcançados e reflete-se sobre a relevância do
25
tema proposto. Pretende-se que o professor amplie sua visão sobre o ENEM, em
particular em relação a experimentos e/ou experimentações de Física nele contidos.
Tais aspectos encontram-se materializados no produto educacional deste trabalho.
27
1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
1.1 O Novo ENEM
O ENEM é um instrumento de avaliação criado em 1998 após a aprovação da
LDB/1996 (Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional, de 20 de dezembro de
1996, a Lei n° 9394). O Exame tem:
como referência a LDB, os Parâmetros Curriculares nacionais (PCN), a Reforma do Ensino Médio, bem como os textos que sustentam sua organização curricular em Áreas de conhecimento, e, ainda, as Matrizes Curriculares de Referências para o Saeb. (BRASIL, 2002b, p.6).
Esse exame é aplicado pelo Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas
Educacionais Anísio Teixeira (INEP), órgão do Ministério da Educação (MEC) que
visa avaliar os estudantes concluintes do Ensino Médio:
É um exame individual e de caráter voluntário, oferecido anualmente aos concluintes e egressos do Ensino Médio, com o objetivo principal de possibilitar uma referência para auto-avaliação, a partir das competências e habilidades que o estruturam. Além disso, ele serve como modalidade alternativa ou complementar aos processos de seleção para o acesso ao ensino superior e ao mercado de trabalho. Realizado anualmente, ele se constitui um valioso instrumento de avaliação, fornecendo uma imagem realista e sempre atualizada da educação no Brasil. (INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO TEIXEIRA, 2005, p.7).
Esta avaliação compunha um planejamento governamental que visava à
Reforma do Ensino Médio e à política nacional de avaliação sistemática da
educação. Dessa forma, o Exame aplicado anualmente aos concluintes da educação
básica tem como principal objetivo medir o desempenho destes alunos, verificando
as suas competências básicas ao pleno desenvolvimento de sua cidadania.
Para tanto, o MEC institui o ENEM, cujos objetivos estão descritos na portaria
nº 438, publicada em 28 de maio de 1998, no Artigo 1º.
I – conferir ao cidadão parâmetro para auto-avaliação, com vistas à continuidade de sua formação e à sua inserção no mercado de trabalho; II – criar referência nacional para os egressos de qualquer das modalidades do ensino médio; III – fornecer subsídios às diferentes modalidades de acesso à educação superior; IV – constituir-se em modalidade de acesso a cursos profissionalizantes
28
pós-médio. (BRASIL, 1998, p.5).
Inicialmente, o Exame estruturava-se em uma matriz de referência de cinco
competências e vinte e uma habilidades, contando com sessenta e três questões
interdisciplinares de múltipla escolha e uma redação. Cada habilidade era medida
três vezes em três questões de diferentes graus de dificuldade, 20% de questões
fáceis, 40% de questões médias e 40% de questões difíceis. A nota da prova era
calculada pelo percentual de acerto das questões de múltipla escolha, que valia 100
pontos, e mais 100 pontos atribuídos na redação.
Aseguir, constam as 5 (cinco) competências a serem avaliadas pelo ENEM:
I Dominar a norma culta da língua portuguesa e fazer uso da linguagem matemática, artística e científica. II Construir e aplicar conceitos das várias áreas do conhecimento para a compreensão de fenômenos naturais, de processos histórico-geográficos, da produção tecnológica e das manifestações artísticas. III Selecionar, organizar, relacionar, interpretar dados e informações representados de diferentes formas, para tomar decisões e enfrentar situações-problema. IV Relacionar informações, representadas em diferentes formas, e conhecimentos disponíveis em situações concretas, para construir argumentação consistente. V Recorrer aos conhecimentos desenvolvidos na escola para elaboração de propostas de intervenção solidária na realidade, respeitando os direitos humanos e considerando a diversidade sociocultural. (BRASIL, 2001, p.74).
Continuamente, constam as 21 habilidades a serem também avaliadas pelo
ENEM:
1 Dada a descrição discursiva ou por ilustração de um experimento ou fenômeno, de natureza científica, tecnológica ou social, identificar variáveis relevantes e selecionar os instrumentos necessários para sua realização ou interpretação. 2 Em um gráfico cartesiano de variável socioeconômica ou técnico- científica, identificar e analisar valores das variáveis, intervalos de crescimento ou decréscimo e taxas de variação. 3 Dada uma distribuição estatística de variável social, econômica, física, química ou biológica, traduzir e interpretar as informações disponíveis ou reorganizá-las, objetivando interpolações ou extrapolações. 4 Dada uma situação-problema, apresentada em uma linguagem de determinada área de conhecimento, relacioná-la com sua formulação em outras linguagens e vice-versa. 5 A partir da leitura de textos literários consagrados e de informações sobre concepções artísticas, estabelecer relações entre eles e seu contexto histórico, social, político ou cultural, inferindo as escolhas dos temas, gêneros discursivos e recursos expressivos dos autores. 6 Com base em um texto, analisar as funções da linguagem, identificar marcas de variantes lingüísticas de natureza sociocultural, regional de registro ou de estilo e explorar as relações entre as linguagens coloquial e
29
formal. 7 Identificar e caracterizar a conservação e as transformações de energia em diferentes processos de sua geração e uso social e comparar diferentes recursos e opções energéticas. 8 Analisar criticamente, de forma qualitativa ou quantitativa, as implicações ambientais, sociais e econômicas dos processos de utilização dos recursos naturais, materiais ou energéticos. 9 Compreender o significado e a importância da água e de seu ciclo para a manutenção da vida, em sua relação com condições socioambientais, sabendo quantificar variações de temperatura e mudanças de fase em processos naturais e de intervenção humana. 10 Utilizar e interpretar diferentes escalas de tempo para situar e descrever transformações na atmosfera, biosfera, hidrosfera e litosfera, origem e evolução da vida, variações populacionais e modificações no espaço geográfico. 11 Diante da diversidade da vida, analisar, do ponto de vista biológico, físico ou químico, padrões comuns nas estruturas e nos processos que garantem a continuidade e a evolução dos seres vivos. 12 Analisar fatores socioeconômicos e ambientais associados ao desenvolvimento, às condições de vida e saúde de populações humanas, por meio da interpretação de diferentes indicadores. 13 Compreender o caráter sistêmico do planeta e reconhecer a importância da biodiversidade para preservação da vida, relacionando condições do meio e intervenção humana. 14 Diante da diversidade de formas geométricas planas e espaciais, presentes na natureza ou imaginadas, caracterizá-las por meio de propriedades, relacionar seus elementos, calcular comprimentos, áreas ou volumes e utilizar o conhecimento geométrico para leitura, compreensão e ação sobre a realidade. 15 Reconhecer o caráter aleatório de fenômenos naturais ou não e utilizar em situações-problema processos de contagem, representação de freqüência relativa, construção de espaços amostrais, distribuição e cálculo de probabilidades. 16 Analisar, de forma qualitativa ou quantitativa, situações-problema referentes a perturbações ambientais, identificando fonte, transporte e destino dos poluentes, reconhecendo suas transformações, prever efeitos nos ecossistemas e sistema produtivo e propor formas de intervenção para reduzir e controlar os efeitos da poluição ambiental. 17 Na obtenção e produção de materiais e insumos energéticos, identificar etapas, calcular rendimentos, taxas e índices e analisar implicações sociais, econômicas e ambientais. 18 Valorizar a diversidade dos patrimônios etno culturais e artísticos, identificando-a em suas manifestações e representações em diferentes sociedades, épocas e lugares. 19 Confrontar interpretações diversas de situações ou fatos de natureza histórico geográfica, técnico-científica, artístico-cultural ou do cotidiano, comparando diferentes pontos de vista, identificando os pressupostos de cada interpretação e analisando a validade dos argumentos utilizados. 20 Comparar processos de formação socioeconômica, relacionando-os com seu contexto histórico e geográfico. 21 Dado um conjunto de informações sobre uma realidade histórico- geográfica, contextualizar e ordenar os eventos registrados, compreendendo a importância dos fatores sociais, econômicos, políticos ou culturais. (BRASIL, 2001, p.74).
O ENEM pretendia, portanto, avaliar o desenvolvimento das mencionadas
competências e habilidades nos alunos tanto para sua vida acadêmica como em sua
interação com o mundo do trabalho e no exercício de sua cidadania. Dessa forma,
30
as questões eram estruturadas no formato situação-problema relacionadas com a
vida dos discentes, além de serem contextualizadas e interdisciplinares, englobando
as habilidades a serem avaliadas.
O Título IV da LDB, ao abordar a organização da educação nacional,
esclarece, no Artigo 9°, a responsabilidade da União para com a realização dos
exames que avaliam o rendimento dos ensinos fundamental, médio e superior.
Uma formação geral de qualidade, com vistas à atuação independente do
sujeito na vida social, para este dar continuidade à vida acadêmica e/ou para sua
inserção no mercado de trabalho, deve ser realizada com o domínio de conteúdos
aprendidos durante a formação na Educação Básica, a fim de associá-los para
serem usados no enfrentamento de problemas em sua realidade social. Então, “a
realização anual do ENEM junto aos alunos que completaram ou estão completando
a escolaridade básica poderá fornecer uma imagem realista e sempre atualizada da
educação no Brasil”. (BRASIL, 2002b, p.6).
No ano de 2009, o MEC propôs uma reformulação desse instrumento
avaliativo, o qual passou a ser denominado “Novo ENEM”. O exame foi inspirado na
matriz de referência do Exame Nacional para a Certificação de Competências de
Jovens e Adultos (ENCEEJA) e estrutura-se em áreas de conhecimento. O
instrumento de avaliação, que antes apenas avaliava o desempenho dos estudantes
no término da Educação Básica, transformou-se paulatinamente em um exame de
ingresso no Ensino Superior.
O MEC considera a importância da unificação do processo:
A alternativa à descentralização dos processos seria, então, a unificação da seleção às vagas das IFES por meio de uma única prova. A racionalização da disputa por essas vagas, de forma a democratizar a participação nos processos de seleção para as vagas em diferentes regiões do país, é uma responsabilidade social tanto do Ministério da Educação quanto das instituições de ensino superior, em especial as IFES. Da mesma forma, a influência dos vestibulares tradicionais nos conteúdos ministrados no ensino médio também deve ser objeto de reflexão. (BRASIL, 2009a, p.2).
O Comitê de Governança do Novo ENEM, pelas representações da
Associação Nacional dos Dirigentes das Instituições Federais de Ensino Superior
(ANDIFES) e do MEC, reunidas em 13 de maio de 2009, aprovou a Matriz de
Referência para o ENEM 2009. Este documento relata as mudanças no exame,
entre as quais se destacam os objetos de conhecimento, que nada mais são do que
31
os conteúdos do componente curricular organizados pelas áreas de conhecimento, a
saber:
a) linguagens, códigos e suas tecnologias (incluindo redação); b) ciências humanas e suas tecnologias; c) ciências da natureza e suas tecnologias; e d) matemática e suas tecnologias. Cada grupo de testes será composto por 45 itens de múltipla escolha, aplicados em dois, constituindo assim, um conjunto de 180 itens. A redação deverá ser feita em língua portuguesa e estruturada na forma de texto em prosa do tipo dissertativo-argumentativo, a partir de um tema de ordem social, científica, cultural ou política. (ANDRIOLA, 2011, p.115).
Assim, no Novo ENEM, ainda permanecem questões de múltipla escolha,
porém com quarenta e cinco questões estruturadas nas quatro áreas de
conhecimento, perfazendo 180 questões e uma redação.
Inspirado no sistema de seleção vinculado ao Programa Universidade para
Todos (PROUNI), implantado com sucesso em 2005, o MEC desenvolveu o Sistema
de Seleção Unificada (SISU), que começou a operar em janeiro de 2010 para
atender aos estudantes que haviam feito o ENEM 2009. As Instituições Federais de
Ensino Superior (IFES) puderam usar o Novo ENEM em quatro modalidades:
“deliberação entre fase única, com o SISU, informatizado/online; como primeira fase;
como combinado com o vestibular da instituição ou como fase única para as vagas
remanescentes do vestibular”. (ANDRIOLA, 2011, p.116).
O Novo ENEM foi delineado com os seguintes objetivos:
I - oferecer uma referência para que cada cidadão possa proceder à sua auto-avaliação com vistas às suas escolhas futuras, tanto em relação ao mundo do trabalho quanto em relação à continuidade de estudos; II - estruturar uma avaliação ao final da educação básica que sirva como modalidade alternativa ou complementar aos processos de seleção nos diferentes setores do mundo do trabalho; III - estruturar uma avaliação ao final da educação básica que sirva como modalidade alternativa ou complementar aos exames de acesso aos cursos profissionalizantes, pós-médios e à Educação Superior; IV - possibilitar a participação e criar condições de acesso a programas governamentais; V - promover a certificação de jovens e adultos no nível de conclusão do
ensino médio nos termos do artigo 38, §§ 1o- e 2
o- da Lei n
o- 9.394/96 - Lei
de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDB); VI - promover avaliação do desempenho acadêmico das escolas de ensino médio, de forma que cada unidade escolar receba o resultado global; VII - promover avaliação do desempenho acadêmico dos estudantes ingressantes nas Instituições de Educação Superior. (BRASIL, 2009b, p.56).
32
Sendo assim, em 2009, o Artigo 1° da portaria 438/1998, que institui o ENEM,
foi alterado pela portaria n° 462, de 27 de maio de 2009, acrescentando dois incisos
ao artigo:
V - promover a certificação no nível de conclusão do ensino médio, de acordo com a legislação vigente. VI - avaliar o desempenho escolar do ensino médio e o desempenho acadêmico dos ingressantes nos cursos de graduação. (BRASIL, 2009c, p.54).
Portanto, o ENEM, que inicialmente se tratava de uma autoavaliação, foi se
tornando um importante exame de seleção de estudantes para o ingresso aos
cursos superiores, primeiro com o PROUNI, ainda no antigo formato e, depois, com
o SISU por meio do Novo ENEM.
Também vale destacar que, entre as finalidades acrescentadas no Novo
ENEM, está a certificação no nível de conclusão do Ensino Médio, antes realizado
pelo ENCCEJA, para aqueles estudantes de no mínimo 18 anos completos até a
data do primeiro dia de prova. Para conseguir a certificação, era necessária a nota
mínima de 450 pontos em cada uma das áreas de conhecimento do exame e a nota
mínima de 500 pontos na redação.
A certificação no nível de conclusão do Ensino Médio foi revogada no Art.10
pela portaria n° 468 de 3 de abril de 2017, ou seja, o Novo ENEM aplicado a partir
de 2017 deixa de ter como uma de suas finalidades a referida certificação. Tal fato
fundamentou o retorno da aplicação do ENCCEJA para fins de certificação do
Ensino Médio, a partir de 20171. (INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E
PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO TEIXEIRA, 2017).
O Novo ENEM tem como plano governamental medir a qualidade do ensino,
ser referência nacional para a evolução dos currículos do Ensino Médio, estabelecer
parâmetros para a autoavaliação do educando e para a continuidade de sua
formação, bem como a sua inserção no mercado de trabalho. A Matriz de Referência
do Novo ENEM aplicada a partir de 2009 difere do modelo anterior de Matriz,
embora tenham sido mantidas as cinco competências gerais, com nova designação,
conforme será aplicado a seguir.
1 O ENCCEJA para fins de certificação do Ensino Médio será aplicado em 8/10/2017 e em outras
datas para candidatos no exterior e pessoas privadas de liberdade (PPL). O Exame estrutura-se em uma redação e 120 questões de múltipla escolha, com 4 alternativas, 30 questões por área de conhecimento, fundamentadas em Matrizes de Referência específicas. Detalhes em: inep.gov.br.
33
De fato, o conhecimento processual para compreender o mundo, de
solucionar problemas e, com cidadania, ser ético, foram destacados no ENEM nas
cinco competências que norteiam as questões da avaliação. Essas competências,
que buscam no candidato habilidades cognitivas para pensar, aprender e lembrar,
foram mantidas no Novo ENEM com a denominação de Eixos Cognitivos. A matriz
de referência do Novo ENEM passa a contar, entretanto, com competências
exclusivas por área de conhecimento e um total de 120 habilidades, apresentadas a
seguir, para a área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias (que constam no
Anexo A).
A Física é um componente curricular da área de Ciências da Natureza e suas
Tecnologias e os seus conteúdos avaliados na prova são denominados como
objetos de conhecimento, (apresentados no Anexo B).
Um modelo comum para medir a proficiência de um estudante em qualquer
área de conhecimento é a avaliação chamada de Teoria Clássica dos Testes (TCT).
Esse teste avalia o aluno pelo número de acertos em relação ao número de
questões (itens) da prova. Esse modelo é direto e efetivo, pois são exames que
buscam um domínio de conhecimento do aluno sobre determinado assunto, levando
em conta a quantidade de acertos na prova (escore simples). De acordo com o
INEP, “os itens são analisados através de parâmetros denominados de
discriminação e de dificuldade, que dependem fundamentalmente do grau de
dificuldade do teste, como também depende o escore do aluno, e do grupo de
respondentes”. (INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS
EDUCACIONAIS ANÍSIO TEIXEIRA, 2012a, p.2).
O MEC, prevendo dificuldades em analisar de forma mais concreta a
proficiência dos alunos, efetivou como base para o cálculo das questões objetivas do
Novo ENEM a Teoria de Resposta ao Item (TRI), conceituada como:
A TRI é um conjunto de modelos que relacionam a probabilidade de um aluno apresentar uma determinada resposta a um item, com sua proficiência e características (parâmetros) do item. O modelo utilizado no ENEM é o modelo logístico de três parâmetros que, além dos parâmetros de discriminação e de dificuldade, também faz uso de um parâmetro para controlar o acerto casual. Este último parâmetro tem um papel bastante importante nas avaliações com itens de múltipla escolha, caso do ENEM. (INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO TEIXEIRA, 2012a, p.3).
34
Portanto, a medida da proficiência do participante não depende
necessariamente da quantidade de acertos dos itens, mais sim, como estes itens
foram respondidos no Exame. Através de um banco de itens, são estabelecidos
graus de dificuldade para cada questão, o que significa que participantes que
tenham acertado a mesma quantidade de itens podem ter notas diferentes. Segundo
o INEP, esse fato é razoável porque:
[...] avaliações onde o acerto casual é possível, caso do ENEM, a medida de proficiência da TRI leva em conta não só o número de acertos, mas também o padrão de respostas do aluno. Em outras palavras, dois alunos com o mesmo escore podem receber da TRI diferentes valores de proficiência. Receberá maior proficiência aquele aluno que apresentar respostas aos itens de forma mais coerente com o construto que está sendo medido. (INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO TEIXEIRA, 2012a, p.4).
O Novo ENEM é uma avaliação de larga escala por se tratar de um Exame
aplicado a grande número de participantes. Através da análise dos dados
estatísticos calculados pela proficiência dos estudantes, pode-se obter dados que
permitem melhorias nas políticas educacionais. Para Gonçalves Junior e Barroso
(2014, p. 1402-2), “tudo isso faz com que o ENEM forneça indicadores relevantes
sobre a qualidade da educação básica brasileira”. Os conteúdos a serem ensinados
aos educandos pelos professores seguem uma sequência lógica pelo plano de
ensino com ênfase nos objetos de conhecimento.
Portanto, é preciso que os conteúdos de Física a serem ministrados em sala
de aula estejam respaldados nos livros didáticos e nas questões abordadas nos
vestibulares, em especial no Novo ENEM. De acordo com as Orientações
Curriculares para o Ensino Médio (OCEM), “é importante que os métodos de ensino
sejam modificados, capacitando o aluno a responder a perguntas e a procurar as
informações necessárias, para utilizá-las nos contextos em que forem solicitadas”.
(BRASIL, 2006, p.45-46).
Porém, a quantidade de objetos de conhecimento no ensino de Física é muito
extensa. Para Hernandes (2012), “uma possível redução na lista de conteúdos
citados na Matriz do novo exame poderá se aproximar mais de um ensino por
competências” (HERNANDES, 2012, p.34). De fato, a maioria das escolas públicas
do país pratica na grade curricular apenas duas ou três aulas semanais de Física, o
que se considera, insuficiente para a aplicação consistente dos objetos de
35
conhecimento abordados no Novo ENEM.
1.2 Experimento e a experimentação no ensino de Física
Observa-se uma carência no ensino de Física em agregar à teoria com a
prática, o que corrobora para que este componente curricular do Ensino Médio seja
considerado pelos alunos como uma disciplina difícil e complicada de aprender. De
acordo com Araújo e Abid (2003), os obstáculos da educação geral, incluindo o
ensino de Física, não é uma contrariedade atual. Os conteúdos de Física que
envolvem os fenômenos e conceitos ensinados na teoria, de modo geral, não têm
atraído significativamente os alunos. Entende-se que a divagação teórica da
disciplina tem dificultado a compreensão da Física, ocasionando o desinteresse por
essa ciência.
Sendo assim, torna-se necessário que o professor de Física promova
mudanças em sua metodologia de ensino, objetivando o melhor aprendizado de
seus alunos. Destaca-se, como alternativa, inserir o uso de experimento e
experimentação nas aulas de Física, temática abordada nesta dissertação.
Na busca pelo conhecimento obtido pela prática, observação e estudos
concretos, evidencia-se a atividade experimental como uma ferramenta pedagógica
importante para o ensino de Física. Araújo e Abid (2003) destacam que:
De modo convergente a esse âmbito de preocupações, o uso de atividades experimentais como estratégia de ensino de Física tem sido apontado por professores e alunos como, uma das maneiras mais frutíferas de se minimizar as dificuldades de se aprender e de se ensinar Física de modo significativo e consistente. (ARAÚJO; ABID, 2003, p. 176).
As atividades experimentais aplicadas ao ensino de Física envolvem
experimentos e/ou experimentações, conceitos a serem explicitados. Ao investigar a
definição dessas práticas experimentais, verifica-se que, para o ensino das Ciências
Naturais, existem particularidades entre estes pensamentos.
Conforme Cachapuz, Praia e Jorge (2004), na educação o experimento
representa uma atividade experimental demonstrativa e comprobatória para abordar
conceitos que o educando não assimila, ainda que para a Física tais saberes
estejam consolidados. O aluno serve-se, então, de um aparato experimental, de
procedimentos; utilizando uma lei para, alterando as amostras, observar os
36
fenômenos. Para Séré, Coelho e Nunes (2002):
Há outro tipo de abordagem onde a lei não é questionada, ela é conhecida e utilizada para calcular um parâmetro, analogamente ao que é feito em um laboratório de metrologia ou de testes. No ensino podem ser mencionados alguns exemplos, como comparar métodos experimentais ou determinar a velocidade do som no ar. (SÉRÉ; COELHO; NUNES, 2002, p. 31).
No ensino de Física, a experimentação tem um papel muito importante, com o
objetivo de incentivar a obtenção de competência e interpretação dos fenômenos
demonstrados, “[...] atributo que comunga com a idéia de uma experimentação
investigativa, problematizadora e questionadora da realidade do estudante [...]”
(LIMA; TEIXEIRA, 2005, p. 6), o que resulta na oportunidade de compor novas
compreensões das práticas sobre o tema social em que seus conhecimentos, suas
experimentações, similarmente o permitem intervir.
Dado isso, Batista, Fusinato e Blini (2009) destacam o trabalho do docente
como orientador e mediador das experimentações, com as quais o professor se
incumbe de despertarnos alunos a indagação sobre os assuntos abordados,
analisando a maneira como eles se comportam, direcionando, mostrando
informações relevantes despercebidas pelos estudantes para o prosseguimento das
tarefas. Segundo os autores:
[...] a experimentação no ensino de Física não resume todo o processo investigativo no qual o aluno está envolvido na formação e desenvolvimento de conceitos científicos. Há de se considerar também que o processo de aprendizagem dos conhecimentos científicos é bastante complexo e envolve múltiplas dimensões, exigindo que o trabalho investigativo do aluno assuma várias formas que possibilitem o desencadeamento de distintas ações cognitivas, tais como: manipulação de materiais, questionamento, direito ao tateamento e ao erro, observação, expressão e comunicação, verificação das hipóteses levantadas. Podemos dizer que esse também é um trabalho de análise e de síntese, sem esquecer a imaginação e o encantamento inerentes às atividades investigativas. (BATISTA; FUSINATO; BLINI, 2009, p. 45).
As atividades experimentais são apreciadas como um modo didático no
contexto das práticas educacionais, proporcionando um ensino de Física mais
cativante e significativo para percepção dos alunos. Os PCN+ destacam:
É indispensável que a experimentação esteja sempre presente ao longo de todo o processo de desenvolvimento das competências em Física, privilegiando-se o fazer, manusear, operar, agir, em diferentes formas e níveis. É dessa forma que se pode garantir a construção do conhecimento
37
pelo próprio aluno, desenvolvendo sua curiosidade e o hábito de sempre indagar, evitando a aquisição do conhecimento científico como uma verdade estabelecida e inquestionável. (BRASIL, 2002, p.84).
Em conformidade com Reis Junior e Silva (2013), a prática de experimentos e
experimentações dentro ou fora da escola é uma ferramenta favorável ao ensino de
Física, uma vez que é por meio dela que surge a troca de conhecimentos, a
comunicação e as interações coletivas, que jamais se limitam a relação docente-
discente, essas práticas preparadas ajudam o educando a entender os fenômenos
naturais e sistemas tecnológicos.
Logo, o professor é o sujeito qualificado para mostrar e direcionar a realização
dessas práticas experimentais, uma vez que, além de expor e fundamentar a teoria,
tende a conduzir os aprendizes à investigação para o desenvolvimento do ensino de
Ciências, ocasionando como resultado a obtenção de conhecimento de forma
progressiva.
Sendo assim, a experimentação é uma atividade que deve ser conservada
pelos docentes, pois, mais que demonstrar a natureza empírica da Física, integra-se
como útil no desenvolvimento das habilidades e competências, devendo ser bem
acolhida no meio acadêmico. Os PCN+ (BRASIL, 2002) apontam que:
Experimentar pode significar observar situações e fenômenos a seu alcance, em casa, na rua ou na escola, desmontar objetos tecnológicos, tais como chuveiros, liquidificadores, construir aparelhos e outros objetos simples, como projetores ou dispositivos óptico-mecânicos. Pode também envolver desafios, estimando, quantificando ou buscando soluções para problemas reais. (BRASIL, 2002, p. 84).
Diversos estudos indicam a relevância atribuída pelos professores às práticas
experimentais no meio didático, reconhecendo que o auxílio do método ajuda no
ensino da Física, transformando a disciplina em algo um pouco mais significante e
atrativo. Para Borges (2002), esse destaque não transparece na realidade, pois
diversas escolas possuem livros didáticos que sugerem práticas experimentais, além
dos kits para experimento de laboratório; porém, a maioria dos educadores não os
utiliza. Os motivos dessa divergência são os mais diversos, partindo da falta de
práticas elaboradas para o uso, ausência de recursos para a obtenção de peças e
ferramentas de reposição, pouco tempo de planejamento disponível para o professor
preparar as práticas, laboratório em estado de má conservação e/ou fechado
(BORGES, 2002).
38
Verifica-se uma discrepância do professor em confundir as práticas
experimentais com o uso essencial de laboratório aparelhado para a execução de
experimentos. As práticas podem e devem ser feitas em variados lugares da escola
ou fora dela, com ou sem a presença de equipamentos tecnologicamente
avançados. Borges (2002) debate a função do uso de práticas experimentais no
ensino de Ciências e alega que o laboratório acadêmico tem sido utilizado
ambiguamente pela maior parte dos docentes. A idéia é transformar as aulas
práticas substituindo, sobretudo, a manipulação dos equipamentos e efetuação de
medidas pelos estudantes por diversas práticas diferenciadas que se assemelham
mais à ciência investigativa.
Como destacam os PCN+ (BRASIL, 2002):
Isso [o sentido da experimentação] inclui retomar o papel da experimentação, atribuindo-lhe uma maior abrangência para além das situações convencionais de experimentação em laboratório. As abordagens mais tradicionais precisariam, portanto, ser revistas, evitando-se “experiências” que se reduzem à execução de uma lista de procedimentos previamente fixados, cujo sentido nem sempre fica claro para o aluno. É tão possível trabalhar com materiais de baixo custo, tais como pedaços de fio, pequenas lâmpadas e pilhas, quanto com kits mais sofisticados, que incluem multímetros ou osciloscópios. A questão a ser preservada, menos do que os materiais disponíveis, é, novamente, que competências estarão sendo promovidas com as atividades desenvolvidas. (BRASIL, 2002, p. 84).
Na preparaçãodo exercício respaldado em práticas que envolvem
experimentos e experimentações, o professor estabelece na sua programação a
definição da ciência que será abordada e analisada com os alunos. Para Oliveira
(2010), entende-se que é indispensável o conhecimento destacado, afim de que os
educandos reconheçam no ensino de Física qualquer coisa que se relacione com a
sua realidade, proporcionando estima e compreensão dos conceitos que estruturam
a ciência, além disso, possibilitando despertá-los a respeito de sua atribuição na
sociedade e até motivá-los a tomar ações críticas perante os impasses sociais e
ecossistêmicos de hoje. Dessa maneira, as atividades devem ser desenvolvidas de
acordo com os propósitos planejados pelo professor, mas, ao preparar-se, é
recomendado refletir sobre a atuação dos alunos, a qual oportuniza o entendimento
significativo dos conceitos físicos assimilados.
Desejando nesta dissertação auxiliar o docente a refletir sobre várias
maneiras de se trabalhar as práticas experimentais, abordam-se alternativas de
aulas experimentais no ensino de Física. Para Arruda e Laburú (1998), o
39
experimento tem papel de associar a teoria à realidade dos educandos, sendo que a
aplicação da atividade experimental pode ser elaborada em três níveis. O primeiro
nível é sobre o aspecto demonstrativo; o segundo nível, diz respeito à atividade de
laboratório habitual, através do uso de equipamentos prontos e roteiros
preestabelecidos; e o terceiro nível, com a elaboração, inclusive pelos alunos, do
aparato experimental para a comprovação da hipótese na prática. Na presença de
variadas práticas experimentais apontadas por muitos autores, as quais podem ser
trabalhadas de diversas formas, evidenciando a carência de veicular a teoria à
prática na aprendizagem das ciências naturais.
O desenvolvimento do ensino de Física no ambiente escolar está relacionado
diretamente com a inclusão de atividades experimentais, de tal maneira que os
ambientes laboratoriais têm como função específica auxiliar o aluno em seu
conhecimento científico. Conforme Barros (2009), “vários enfoques são dados aos
laboratórios, uns com maior participação dos alunos, outros do professor; uns com
atividades demonstrativas, outros de verificação ou investigação.” (BARROS, 2009,
p. 27).
Alves Filho (2000) aborda determinados tipos de laboratórios, propondo de
que modo o professor deve aplicar experimentos e experimentações em suas aulas.
Um deles é o laboratório de demonstrações, que trata de uma prática que dispõe de
um número razoável de objetos e/ou aparato experimental que tenha um
funcionamento complexo, ou seja, o qual necessite a presença de um professor
capacitado para a execução do experimento. Assim, “ao aluno, coube a atribuição de
mero espectador, acompanhando passivamente a realização da prática
experimental.” (ALVES FILHO, 2000, p. 64). Em tese, o docente apresenta a prática
antes de explicar o conteúdo, com o objetivo de mostrar primeiramente o fenômeno,
acreditando que o aluno se interesse mais pelo tema, com o papel determinado de
“complementar conteúdos abordados em aulas, facilitar a compreensão, tornar o
conteúdo agradável e interessante, auxiliar o aluno a desenvolver habilidades de
observação e reflexão e apresentar fenômenos físicos.” (ALVES FILHO apud REIS,
2014, p. 24).
Tem-se também o Laboratório tradicional ou convencional. Alves Filho (2000),
explica que neste caso os alunos conduzem a atividade, mas apesar de serem
operantes, têm pouca autonomia, pois são limitados pelo roteiro programado e
ordenado. A existência das variantes constatadas no experimento, o que se deve
40
aferir nele e como calcular os parâmetros, nada é da alçada do aluno, porque a
prática segue um roteiro ou guia empírico. Destaca-se como essência o relatório
experimental, direcionado com a finalidade de recolhimento de dados, construção de
gráficos, verificação de conclusões e observações sobre discrepâncias
experimentais.
Outro laboratório descrito por Alves Filho (2000) é o divergente, um projeto
cuja atividade ramifica-se do laboratório tradicional, sem, no entanto, incorporar a
sua inflexibilidade organizacional. A apuração da habitual validação das hipóteses
analisadas com a rigidez do laboratório tradicional não é o destaque do divergente.
Seu processo de execução concede ao aluno manusear os procedimentos físicos
praticáveis para solução de questões das quais os resultados não foram pré-
produzidos, incluindo a capacidade de definir sobre o programa e o método
experimental a ser trabalhado. Esse tipo de laboratório é sustentado por dois
momentos ou fases distintas: no primeiro momento, os alunos descrevem a prática,
suas metodologias, o funcionamento dos aparelhos e as técnicas de medida, o que
ajuda o estudante a reconhecer os equipamentos e fazer ensaio experimental no
meio laboratorial. No segundo momento, o aluno opta pela prática, seus objetos e
teorias que possivelmente quer provar, bem como as medidas que serão obtidas.
Sendo assim, ‘essa liberdade, além de dar condições do estudante vivenciar mais
intensamente o “método experimental”, o faz desenvolver a auto-condução na
experimentação.’ (ALVES FILHO, 2000, p.72).
Compreende-se que é preciso que os experimentos e experimentações
concedam aos educandos a assimilação tanto qualitativa, quanto quantitativa dos
conceitos apresentados e o entendimento do funcionamento dos aparatos
experimentais para a obtenção de dados que potencializem a investigação da teoria
sobre eventos estudados. Contudo, Borges (2002) afirma que, além dos laboratórios
de ciências serem caros, aprenderem o conteúdo usando a prática através dos
equipamentos concebidos apenas no laboratório faz com que o aprendizado pela
experiência não ocorra em sala de aula. Segundo os autores:
A questão que se coloca é: o laboratório pode ter um papel mais relevante para a aprendizagem escolar? Se pode, de que maneira ele deve ser organizado? A resposta para a primeira questão é sem dúvida afirmativa: o laboratório pode, e deve ter um papel mais relevante para a aprendizagem de ciências. O fato de estarmos insatisfeitos com a qualidade da aprendizagem, não só de ciências, sugere que todo o sistema escolar deve
41
ser continuamente repensado. Com raras exceções, não se cogita a extinção da escola, por causa de suas dificuldades. Da mesma forma, o que precisamos é encontrar novas maneiras de usar as atividades prático-experimentais mais criativa e eficientemente e com propósitos bem definidos, mesmo sabendo que isso apenas não é solução para os problemas relacionados com a aprendizagem de ciências. (BORGES, 2002, p. 15–16).
Na possibilidade de encontrar diferentes modelos experimentais para se
utilizar no ensino de Física, com finalidades estabelecidas e que não necessite de
um laboratório fixo, professores, sobretudo do Ensino Médio, têm adotado de
maneira mais abrangente os experimentos e as experimentações com materiais de
baixo custo, cujo interesse é mostrar aos educandos os conceitos físicos de maneira
mais acessível. Os objetos para o experimento de baixo custo podem ser facilmente
encontrados no comércio, ou até em casa. Como são de fácil manuseio, podem ser
aplicados em classe, sem o uso do ambiente laboratorial, podendo servir muitas
vezes como prática definitiva para explicar determinado fenômeno. Tissander citado
por Laburú, Silva e Barros (2008) destaca que:
Os experimentos didáticos denominados de “baixo custo” vêm, há tempos, sendo uma linha de desenvolvimento de aparelhos e experimentos didáticos muito empregada no ensino de Física. O prefácio de uma obra do século XIX diz que, após dez anos da publicação no jornal Natureza, em Paris, da primeira notícia sob o título de Física sem aparelhos, estava-se longe de suspeitar o interesse que a idéia de fazer experiências de Física, não com aparelhos especiais, mas por meio de objetos de uso comum, que todo mundo tem ao alcance das mãos, ou de fácil aquisição, iria despertar. (TISSANDER apud LABURÚ; SILVA; BARROS, 2008, p. 169).
Oposto ao que professores e alunos imaginam sobre a disponibilidade dos
objetos de serem manipulados para a elaboração de experimentos e
experimentações, não é preciso o uso de instrumentos difíceis de ser encontrados
no dia a dia. Existem inúmeros websites, que apresentam diversos vídeos que
explicam a realização de atividades experimentais manipulando apenas aparato de
baixo custo, isto é, através de objetos comuns, que fazem parte do nosso cotidiano.
Evidencia-se o quanto é relevante que o discente agregue a teoria com a
prática no ensino de Física, bem como permita que o desenvolvimento tecnológico
seja capaz de conduzi-lo a uma educação de descobrimento de novas tecnologias.
Segundo Gonçalves e Marques (2006), o benefício de fazer um experimento ou
experimentação é analisar os conceitos teóricos presentes e ilustrar esta prática na
vida do educando, adaptando de uma forma que associe o pensamento científico
42
com o contexto em que está introduzido. O professor deve se dedicar plenamente à
sua didática, ainda que enfrente consideráveis dificuldades que por ventura
apareçam, contrariando seu habitual e “imutável” modo de ensino, possibilitando que
o professor crie, renove suas práticas experimentais.
Dentre os materiais de ensino usados pelos nossos alunos, temos o livro
didático, elemento que tem capacidade educacional de ajudar o discente no
desenvolvimento do aprendizado dos conteúdos do currículo e que serão
posteriormente trabalhados pelo docente. No ensino público, o livro didático é
oferecido, gratuitamente, pelas redes de ensino aos alunos matriculados.
Amaral (2006) considera sua importância, afirmando que:
O livro didático não é o único recurso utilizado, mas continua sendo o mais importante, para a grande maioria dos professores. Nessa condição, comumente ainda é usado como manual completo, ou seja, como fonte de textos, ilustrações e atividades, desenvolvidos quase que na íntegra e na seqüência original. (AMARAL, 2006, p.115).
Dessa forma, o MEC, respaldado em editais do Programa Nacional do Livro
Didático do Ensino Médio (PNLD), tem a função de analisar e aprovar os livros
didáticos, ofertados às escolas. No ensino de Física, os experimentos e
experimentações são bastante significativos para o programa. Ao selecionar, as
obras concorrentes são avaliadas em vários fatores característicos.
Para o livro de Física do aluno do Ensino Médio, o PNLD 2015 investigou se a
obra:
[...]
apresentou arranjos experimentais ou experimentos didáticos realizáveis em ambientes escolares típicos, previamente testados e com periculosidade controlada, ressaltando a necessidade de alerta acerca dos cuidados específicos para cada procedimento;
trouxe uma visão de experimentação afinada com uma perspectiva investigativa, mediante a qual os jovens são levados a pensar a ciência como um campo de construção de conhecimento, onde se articulam, permanentemente, teoria e observação, pensamento e linguagem. Nesse sentido, seria absolutamente necessário que a obra, em todo o seu conteúdo, fosse permeada pela apresentação contextualizada de situações-problema que fomentassem a compreensão de fenômenos naturais, bem como a construção de argumentos; [...]. (BRASIL, 2014, p.16).
Visto que, para o Manual do Professor, o PNLD 2015 avalia se a obra:
[...]
em relação à experimentação, trouxe alerta bem claro sobre a eventual periculosidade dos procedimentos propostos, bem como ofereceu
43
alternativas na escolha dos materiais, evitando, porém, detalhamentos que pudessem impedir a criatividade e a autonomia do professor; [...]. (BRASIL, 2014, p. 18).
Portanto, o livro didático tem a função de abordar práticas experimentais, pois
existem critérios que devem ser respeitados pelas editoras, caso não queiram ser
excluídas do processo, com relação às atividades em questão. Além, do auxílio de
estudo dos objetos de conhecimento cobrados nas provas do Novo ENEM, as quais
tendem a proporcionar de maneira praticável experimentos e experimentações que,
de certa forma, conduzem o estudante ao entendimento das teorias ensinadas nas
aulas expositivas.
Nesta pesquisa, observam-se os experimentos e experimentações nas
questões de Física do Novo ENEM (2009 – 2016), segundo a classificação de
Barros (2009), apresentada na Figura 1:
Figura 1 - Organograma de categorias e subcategorias de análise
Fonte: Barros (2009, p. 73).
44
As categorias de Barros (2009), pautadas nos PCNEM (BRASIL, 1999) e
PCN+ (BRASIL, 2002), serão detalhadas e exemplificadas no Capítulo 2, que trata
dos procedimentos metodológicos.
1.3 Ensino de Física nos documentos oficiais
As Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (DCNEM/1998) e os
Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCNEM/1999) foram
criados para dar apoio aos professores no preparo de uma educação voltada aos
alunos que desejam dar continuidade em seus estudos e também aplicar estes
ensinos em seu cotidiano social e profissional.
As DCNEM foram atualizadas em 2012 (BRASIL, 2013) e tratam das
estruturas, das concepções e das metodologias da Educação no Ensino Médio,
ajudando a escola na coordenação, análise e aperfeiçoamento de ações das
práticas pedagógicas. As DCNEM/1998 nascem a partir da LDB/1996, que descreve
ser de responsabilidade da União para a educação básica:
[...] estabelecer, em colaboração com os Estados, o Distrito Federal e os Municípios, competências e diretrizes para a educação infantil, o ensino fundamental e o ensino médio, que nortearão os currículos e seus conteúdos mínimos, de modo a assegurar formação básica comum. (BRASIL, 1996, p. 2).
As Diretrizes, elaboradas pelo Conselho Nacional de Educação (CNE), são
normas para o Ensino Médio que orientam o planejamento curricular e os sistemas
de ensino escolar e que visam assegurar, em teoria, os conteúdos básicos
trabalhados com todos os discentes, proporcionando a equivalência do ensino em
todas as regiões do Brasil.
Visto que as DCNEM apresentam uma proposta pedagógica que procura
adequar os conteúdos ensinados pelos docentes aos alunos, de acordo com as
características e o ambiente sócioeconômico destes, “será portanto na proposta
pedagógica e na qualidade do protagonismo docente que a interdisciplinaridade e
contextualização ganharão significado prático, [...]”. (BRASIL, 1998b, p.59). Porém,
para os alunos compreenderem, é necessário que os professores e demais
profissionais do ambiente escolar restabeleçam seus saberes, para que
reconsiderem suas ações a respeito ‘do que’ e ‘de que modo’ se pode preparar os
45
alunos para tal realidade.
Em síntese, destaca-se que a organização curricular orienta que a escola
elaborar o currículo proposto, o qual consiste num plano básico que norteará os
objetivos do ambiente escolar com os seus educandos, a fim de que se torne o
currículo em ação. Em seguida, com seus fundamentos educacionais, o professor,
com o currículo ensinado, conveterá esta proposta pedagógica em ação educadora
para o desenvolvimento das competências e habilidades dos seus alunos.
Sendo assim, as DCNEM/1998 estabelecem para prática pedagógica que:
Na área das CIÊNCIAS DA NATUREZA E MATEMÁTICA incluem-se as competências relacionadas à apropriação de conhecimentos da física, da química, da biologia e suas interações ou desdobramentos como formas indispensáveis de entender e significar o mundo de modo organizado e racional como também de participar do encantamento que os mistérios da natureza exercem sobre o espírito que aprende a ser curioso, indagar e descobrir. O agrupamento das ciências da natureza tem ainda o objetivo de contribuir para compreensão do significado da ciência e da tecnologia na vida humana e social de modo a gerar protagonismo diante das inúmeras questões políticas e sociais para cujo entendimento e solução as ciências da natureza são uma referência relevante. A presença da matemática nessa área se justifica pelo que de ciência tem a matemática, pela sua afinidade com as ciências da natureza, na medida em que é um dos principais recursos de constituição e expressão dos conhecimentos destas últimas, e finalmente pela importância de integrar a matemática com os conhecimentos que lhe são mais afins. Esta última justificativa é, sem dúvida, mais pedagógica que epistemológica e pretende retirar a matemática do isolamento didático em que tradicionalmente se confina no contexto escolar. (BRASIL, 1998b, p. 61).
Revogadas em 2012, as novas DCNEM estabelecem para o Ensino Médio
alguns pressupostos e fundamentos, tais como o “trabalho” como princípio
educativo, a “pesquisa” como princípio pedagógico, os “direitos humanos” como
princípio norteador e a “sustentabilidade ambiental” como meta ambiental, todos
esses visando a uma educação de qualidade social (BRASIL, 2013). Para esse
panorama, as disciplinas permanecem organizadas por áreas de conhecimento:
Linguagens, Matemática, Ciências na Natureza e Ciências Humanas. Lembrando
que, como citado anteriormente, nas DCNEM/1998, a Matemática e as Ciências da
Natureza eram inclusas numa única área.
Nas DCNEM/2012, da mesma forma que ocorria nas DCNEM/1998, não
existe nenhuma particularidade ou exigência sobre as disciplinas a serem ensinadas
aos alunos nessa etapa. Porém, a Física é chamada pelo documento como
“componente curricular”, assim como as outras matérias, passando a ser abordada
46
em uma ou mais áreas de conhecimento. As novas DCNEM (BRASIL, 2013)
apontam que:
Os componentes curriculares que integram as áreas de conhecimento podem ser tratados ou como disciplinas, sempre de forma integrada, ou como unidades de estudos, módulos, atividades, práticas e projetos contextualizados e interdisciplinares ou diversamente articuladores de saberes, desenvolvimento transversal de temas ou outras formas de organização. (BRASIL, 2013, p. 189).
Portanto, nota-se que a interdisciplinaridade deve tornar-se a base na
organização do Ensino Médio brasileiro, embora não se configure demonstração
prática de sua execução. Ou seja, mesmo que a integração curricular não esteja
nítida no documento e sabendo que a organização curricular passa a ser
sistematizada por áreas de conhecimento, torna-se possível o fim da “disciplina de
Física” no currículo, dando lugar a sua inserção na área “Ciências da Natureza”.
Todavia, os PCNEM são parâmetros criados pelo MEC que integram e
regulam a prática pedagógica. Ainda que não sejam obrigatórios por lei, são
documentos importantíssimos para a educação, pois orientam a comunidade
acadêmica no desenvolvimento da didática das disciplinas e seus objetivos, além do
propósito fundamental de direcionar os professores sobre alguns princípios
importantes referentes a cada componente curricular, como a aprendizagem,
aplicação de atividades e procedimentos para avaliação, cuja finalidade é assegurar
aos discentes o direito de desfrutar de uma educação ideal para o ser cidadão.
Diante da percepção tratada na LDB/1996, especialmente no que diz respeito
ao Ensino Médio como etapa final da Educação Básica, o PCNEM/1999 é um projeto
para essa etapa de ensino que se refere às competências apontadas na Base
Nacional Comum, para que consiga preparar os nossos alunos na progressão das
habilidades e competências do ensino de Física. Para Reis (2014), essa fase de
ensino “possibilita compreender a natureza das informações transmitidas, os
procedimentos e atitudes envolvidos, as habilidades e competências desenvolvidas
e os valores construídos para viver em sociedade.” (REIS, 2014, p. 19). Assim, as
recomendações propostas apontam e estabelecem para o aprendizado no ensino de
Física de especifica importância, não apenas o conhecimento prévio, mas também a
finalidade de gerar uma aprendizagem eficaz.
47
De forma tradicional, no ensino de Física, os conteúdos têm sido aplicados
em definições de ideias vistas como centrais e individualizadas nos ramos da
ciência. Dessa forma, limita-se à Mecânica, à Termologia, à Ótica e ao
Eletromagnetismo, acabando por restringir os fundamentos e a construção da
ciência natural, desconsiderando uma abordagem mais completa dos temas.
Reis (2014) afirma que os PCNEM “organizam o conteúdo do Ensino Médio
por áreas de conhecimento, assim definidas: Linguagens, códigos e suas
Tecnologias, Ciências Humanas e suas Tecnologias e Ciências da Natureza,
Matemática e suas Tecnologias.” (REIS, 2009, p. 20). Os PCNEM representam, de
certa maneira, um estímulo às escolas em elaborar os seus projetos político-
pedagógicos, bem como as definições que orientam o currículo, que deve encontrar-
se em consonância com o projeto escolar. Esse modo de organizar os conteúdos
contribui para a interação entre as matérias e dispõe sobre interdisciplinaridade e
contextualização como suportes construtivos da fundamentação curricular.
Para o ensino de Física, os PCNEM/1999 desejam que os educandos atinjam
as seguintes competências abordadas resumidamente no quadro a seguir:
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Quadro 1 - Competências de Física nos PCNEM COMPETÊNCIA COMPETÊNCIAS GERAIS
Representação e
Comunicação
•Compreender enunciados que envolvam códigos e símbolos físicos. Compreender manuais de instalação e utilização de aparelhos. •Utilizar e compreender tabelas, gráficos e relações matemáticas gráficas para a expressão do saber físico. Ser capaz de discriminar e traduzir as linguagens matemática e discursiva entre si. •Expressar-se corretamente utilizando a linguagem física adequada e elementos de sua representação simbólica. Apresentar de forma clara e objetiva o conhecimento apreendido, através de tal linguagem. •Conhecer fontes de informações e formas de obter informações relevantes, sabendo interpretar notícias científicas. •Elaborar sínteses ou esquemas estruturados dos temas físicos trabalhados.
Investigação
e
Compreensão
•Desenvolver a capacidade de investigação física. Classificar, organizar, sistematizar. Identificar regularidades. Observar, estimar ordens de grandeza, compreender o conceito de medir, fazer hipóteses, testar. •Conhecer e utilizar conceitos físicos. Relacionar grandezas, quantificar, identificar parâmetros relevantes. Compreender e utilizar leis e teorias físicas. •Compreender a Física presente no mundo vivencial e nos equipamentos e procedimentos tecnológicos. Descobrir o “como funciona” de aparelhos. •Construir e investigar situações-problema, identificar a situação física, utilizar modelos físicos, generalizar de uma a outra situação, prever, avaliar, analisar previsões. •Articular o conhecimento físico com conhecimento de outras áreas do saber científico.
Contextualização
Sociocultural
•Reconhecer a Física enquanto construção humana, aspectos de sua história e relações com o contexto cultural, social, político e econômico. •Reconhecer o papel da Física no sistema produtivo, compreendendo a evolução dos meios tecnológicos e sua relação dinâmica com a evolução do conhecimento científico. •Dimensionar a capacidade crescente do homem propiciada pela tecnologia. •Estabelecer relações entre o conhecimento físico e outras formas de expressão da cultura humana. •Ser capaz de emitir juízos de valor em relação a situações sociais que envolvam aspectos físicos e/ou tecnológicos relevantes.
Fonte: Elaborado pelo autor com dados extraídos de BRASIL (1999, p. 29).
Acrescentado aos PCNEM, têm-se os PCN+ (BRASIL, 2002) como os
parâmetros que guiam a ação pedagógica, não mais indagam “o que ensinar de
Física”, para agora focar em “para que ensinar Física”, evidenciando o objetivo em
usar determinado conhecimento na hora de seu ensino. Sendo que o “o que ensinar”
pode tender a fazer com que o tema fique abstrato e longe do real, enquanto se o
professor pega com base o “para que ensinar Física”, deduz-se que há uma
preparação destes alunados para lidar com situações do dia a dia, a fim de que a
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Física não se reduza a um caráter formal, uma ciência somente de memorização de
fórmulas, mas sim, uma Física entrelaçada numa ciência de entendimento
humanista de modo global. (BRASIL, 2002, p. 61).
A organização de conteúdos nos PCN+ pauta-se em Temas Estruturadores e
são dispostos de forma:
1. Movimentos: variações e conservações; 2. Calor, ambiente e usos de energia; 3. Som, imagem e informação; 4. Equipamentos elétricos e telecomunicações; 5. Matéria e radiação; 6. Universo, Terra e vida. (BRASIL, 2002. p.71).
Cada tema estruturador aponta a forma e o contexto que deverá ser
direcionado aos educandos, como o estudo de “Movimentos” que se dirige a
trabalhar com todos os assuntos relacionados à Mecânica; “Calor, ambiente e usos
de energia”, tem como fundamento entender os fenômenos térmicos; já “Som,
imagem e informação”, quer dizer abordar a ótica e as ondas mecânicas;
“Equipamentos elétricos e telecomunicações” relaciona os conceitos sobre
Eletromagnetismo; “Matéria e radiação” engloba toda a Física Moderna; e, por fim,
“Universo, Terra e vida” trabalha (de modo geral) com a investigação da origem e da
evolução do Universo onde habitamos.
No estudo preparatório para as avaliações do ENEM, as escolas têm como
principal recurso o livro didático. Entretanto, Reis (2014), em sua pesquisa sobre o
PNLD 2012, afirma que a organização dos conteúdos de Física nos livros está
distribuída de forma tradicional, não de acordo com os temas estruturadores
propostos nos PCN+, caso esse que se estende às coleções aprovadas no PNLD
2015.
Porém, pelo fato do ENEM ser reconhecido como o principal exame de
admissão dos alunos em instituições de ensino superior e o livro didático servir como
importante ferramenta para os alunos, é possível fazer um bom trabalho preparatório
com os discentes, mesmo que o material não esteja de acordo com os temas
propostos nos PCN+, uma vez que, tendo tal conhecimento, o próprio educador
pode assumir o papel de mediador da construção do saber na medida em que
trabalha na resolução de situações-problema presentes nas avaliações do ENEM
passadas, sugeridas pelo material. Sob essa perspectiva, Silva; Martins e Máximo
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descrevem que:
O fato a ser destacado é a importância que atribuímos e o tempo dedicado à solução de problemas em nossos cursos. Nessa perspectiva, incluem-se as questões do ENEM presentes nos Livros Didáticos (LD), consideradas como recursos a serem utilizadas no Ensino da Física. (SILVA; MARTINS; MÁXIMO, 2017, p. 201).
Esses mesmos livros didáticos utilizam a atividade empírica com o objetivo de
desenvolver a prática para elucidar a teoria, em consonância com os PCN+ que
consideram a experimentação necessária em todas as etapas do ensino de Física.
Entende-se que as atividades práticas potencializam o desenvolvimento das
competências, produzindo saberes que permitam a utilização do conhecimento
científico para solucionar os impasses do mundo real.
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2 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
Baseando-se nos contextos apresentados na fundamentação teórica desta
pesquisa e tendo em vista deferir a finalidade pretendida em questão, detalha-se, a
partir de então, os procedimentos metodológicos aplicados a esta dissertação.
Para dar início ao objeto de pesquisa, do Novo ENEM foram selecionadas
onze provas da área da Ciência da natureza e suas Tecnologias, desde a nova
formulação do referido exame no ano de 2009 até 2016. Vale ressaltar que as
provas direcionadas exclusivamente às Pessoas Privadas de Liberdade (PPL) não
foram analisadas nesta pesquisa.
O Quadro 2 detalha as provas do Novo ENEM exploradas nesta pesquisa:
Quadro 2 - Identificação das provas do Novo ENEM PROVA DO ENEM IDENTIFICAÇÃO
ENEM 2009 – prova que vazou e teve sua aplicação cancelada (caderno de prova sem identificação de cor)
ENEM 2009-V
ENEM 2009 – prova aplicada (caderno de prova cor azul)
ENEM 2009
ENEM 2010 – prova 1ª aplicação (caderno de prova cor azul)
ENEM 2010-1
ENEM 2010 – prova 2ª aplicação (caderno de prova cor azul)
ENEM 2010-2
ENEM 2011 – prova aplicada (caderno de prova cor azul)
ENEM 2011
ENEM 2012 – prova aplicada (caderno de prova cor azul)
ENEM 2012
ENEM 2013 – prova aplicada (caderno de prova cor azul)
ENEM 2013
ENEM 2014 – prova aplicada (caderno de prova cor azul)
ENEM 2014
ENEM 2015 – prova aplicada (caderno de prova cor azul)
ENEM 2015
ENEM 2016 – prova 1ª aplicação (caderno de prova cor azul)
ENEM 2016-1
ENEM 2016 – prova 2ª aplicação (caderno de prova cor azul)
ENEM 2016-2
Fonte: Elaborado pelo autor.
Como citado anteriormente, os componentes curriculares Física, Química e
Biologia formam, em conjunto, a área da Ciência da Natureza e suas Tecnologias.
Desse modo, após a análise dos itens, foram separadas para a classificação
proposta apenas questões, baseadas nos objetos de conhecimento cobrados nas
provas, que abordavam alguma Física.
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Para um melhor entendimento dos conteúdos tratados em cada objeto de
conhecimento da Física do Novo ENEM, elaborou-se uma organização tradicional,
disposta no Quadro 3:
Quadro 3 - Conteúdos específicos por objetos de conhecimento da Física Objetos de conhecimento
da Física Conteúdo específico (CE)
Conhecimentos básicos e fundamentais
1. Grandezas e unidades de Medida; 2. Metodologia de Investigação; 3. Observações e mensurações; 4. Gráficos e vetores; 5. Grandezas escalares e vetoriais;
O movimento, o equilíbrio e a descoberta de leis físicas.
6. Grandezas fundamentais da Mecânica; 7. Movimentos Retilíneos; 8. Queda livre e lançamentos; 9. Movimento circular; 10. As leis de Newton e suas aplicações; 11. Dinâmica nas trajetórias curvas; 12. Conservação e quantidade de movimento; 13. Equilíbrio de um ponto material; 14. Equilíbrio de um corpo extenso; 15. Mecânica dos fluidos;
Energia, trabalho e potência
16. Conceito de energia, trabalho e potência; 17. Conceito de energia potencial e cinética; 18. Trabalho de uma força constante e variável; 19. Conservação da energia mecânica e dissipação de energia;
A mecânica e o funcionamento do Universo
20. História sobre a origem do universo e sua evolução; 21. Lei da Gravitação Universal; 22. Leis de Kepler; 22. Movimento sob ação de campo gravitacional;
Fenômenos elétricos e magnéticos
23. Eletrostática; 22. Eletrodinâmica; 23. Eletromagnetismo;
Oscilações, ondas, óptica e radiação
24. Ondas; 25. Acústica; 26. Ondas eletromagnéticas; 27. Óptica;
O calor e os fenômenos térmicos
28. Termometria; 29. Dilatação térmica; 30. Calorimetria; 31. Transmissão de calor; 32. Comportamento térmico dos gases; 33. As leis da Termodinâmica e as máquinas térmicas; 34. Fenômenos climáticos relacionados ao ciclo da água.
Fonte: Elaborada pelo autor.
Barros (2009), em sua pesquisa para compreender a natureza das práticas
experimentais presentes nas coleções dos livros didáticos do PNLEM 2007, dividiu
as habilidades e competências tratadas nos PCNEM e PCN+ em categorias e
subcategorias.
A representação das categorias de análise foram subdivididas conforme o
Quadro 4:
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Quadro 4 – Categorias e subcategorias de análise Dimensão de
análise Categoria e subcategoria de análise
Representação e
Comunicação
Elaboração de Comunicação (EC)
Articular Símbolos e Códigos (ASC)
Leitura e compreensão
Leitura Textual (LT)
Leitura Textual com Imagem (LTI)
Investigação e Compreensão
Relações, Invariantes, Transformações e Conservações (RITC)
Medidas e Quantificações (MQ)
Modelos Explicativos e Representativos (MER)
Relações Interdisciplinares e Interáreas (RII)
Contextualização
Sociocultural
Contextualização Histórico-Social (CHS)
Relação com a Cultura Tecnológica (RCT)
Relação com outras Formas de Cultura (RFC) Fonte: Adaptado de BARROS (2009, p. 102).
A classificação dos experimentos e/ou experimentações das questões de
Física do Novo ENEM dispõem-se dessas categorias e subcategorias de análise
denotadas de forma sintetizada. Ressaltando que, para uma melhor amostra dos
itens analisados, padroniza-se um código para identificação das questões do Novo
ENEM. Neste, Q quer dizer QUESTÃO; P significa PROVA; para o termo APLICADA
usa-se a letra A, enquanto para o termo APLICAÇÃO é utilizado ap; para a avaliação
cancelada em 2009 por motivo de vazamento, utiliza-se a letra V; e para as provas
identificadas pela COR AZUL, AZ. Cabe esclarecer que todas as avaliações
analisadas tinham a mesma cor (azul), com exceção da prova cancelada em 2009.
1) Representação e Comunicação
A linguagem escrita e a orientação com o intuito de compor diferentes
comunicações em seu vocabulário, por intermédio de representações e símbolos,
são características evidenciadas nessa dimensão de estudo, quando presentes nos
experimentos e experimentações.
Vejamos as categorias e subcategorias desta análise:
Elaboração de Comunicação (EC): compreende experimentos e/ou
experimentações que auxiliam o educando na transmissão de alguma informação
através da elaboração de sínteses ou esquemas estruturados sobre conceitos
físicos aplicados na escola ou em outro ambiente, empregando-se a linguagem
científica de forma correta.
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Para uma melhor compreensão dessa categoria, usam-se os Exemplos 1 e 2:
EXEMPLO 1: Q78P1ªap2010AZ
Duas irmãs que dividem o mesmo quarto de estudos combinaram de comprar duas caixas com tampas para guardarem seus pertences dentro de suas caixas, evitando, assim, a bagunça sobre a mesa de estudos. Uma delas comprou uma metálica, e a outra, uma caixa de madeira de área e espessura lateral diferentes, para facilitar a identificação. Um dia as meninas foram estudar para a prova de Física e, ao se acomodarem na mesa de estudos, guardarem seus celulares ligados dentro de suas caixas. Ao longo desse dia, uma delas recebeu ligações telefônicas, enquanto os amigos da outra tentavam ligar e recebiam a mensagem de que o celular estava fora da área de cobertura ou desligado. Para explicar essa situação, um físico deveria afirmar que o material da caixa, cujo telefone celular não recebeu as ligações é de A) madeira, e o telefone não funcionava porque a madeira não é um bom condutor de eletricidade. B) metal, e o telefone não funcionava devido à blindagem eletrostática que o metal proporcionava. C) metal, e o telefone não funcionava porque o metal refletia todo tipo de radiação que nele incidia. D) metal, e o telefone não funcionava porque a área lateral da caixa de metal era maior. E) madeira, e o telefone não funcionava porque a espessura desta caixa era maior que a espessura da caixa de metal.
Q = Questão; P = Prova; ap = aplicação; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2010a, p.24).
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EXEMPLO 2: Q74PA2012AZ
A característica que permite identificar um planeta no céu é o seu movimento relativo às estrelas fixas. Se observarmos a posição de um planeta por vários dias, verificaremos que sua posição em relação às estrelas fixas se modifica regularmente. A figura destaca o movimento de Marte observado em intervalos de 10 dias, registrado da Terra.
Qual a causa da forma da trajetória do planeta Marte registrada na figura? A) A maior velocidade orbital da Terra faz com que, em certas épocas, ela ultrapasse Marte. B) A presença de outras estrelas faz com que sua trajetória seja desviada por meio da atração gravitacional. C) A órbita de Marte, em torno do Sol, possui uma forma elíptica mais acentuada que a dos demais planetas. D) A atração gravitacional entre a Terra e Marte faz com que este planeta apresente uma órbita irregular em torno do Sol. E) A proximidade de Marte com Júpiter, em algumas épocas do ano, faz com que
a atração gravitacional de Júpiter interfira em seu movimento. Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul
Fonte: INEP (2012b, p.25).
No EXEMPLO 1, a experimentação realizada no cotidiano de duas irmãs
demonstrou o fenômeno da blindagem eletrostática, também conhecido como Gaiola
de Faraday. A caixa de metal, que caracteriza a superfície condutora eletrizada,
apresenta um campo elétrico nulo em seu interior, de forma que as cargas elétricas
se espalham de maneira uniforme na parte externa da caixa, possibilitando uma
blindagem eletrostática no telefone, impossibilitando-o de receber ligações. O trecho
que evidencia a experimentação nessa categoria é: “para explicar essa situação, um
físico deveria afirmar que o material da caixa”, uma vez que necessita de uma
síntese elaborada por um físico para justificar o evento ocorrido, utilizando-se de
uma linguagem científica e adequada ao explicar tal fenômeno.
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Já no EXEMPLO 2, sobre “A mecânica e o funcionamento do universo”, no
trecho “Qual a causa da forma da trajetória do planeta Marte registrada na figura?”
procura-se entender que os planetas descrevem, de acordo com as leis de Kepler,
trajetórias elípticas e que quanto mais distante do Sol, menor é a velocidade orbital
do planeta. Portanto, como a Terra tem velocidade orbital maior por estar mais
próxima do Sol do que Marte, ela “ultrapassa” este planeta em certas épocas,
ocasionando o laço exibido na figura. Sendo assim, para essa questão, viu-se a
necessidade de descrever uma síntese relatando tal observação experimental
abrangendo os conhecimentos físicos, apresentando de forma nítida sua indagação
de modo a fazer declarações físicas consistentes.
Articular Símbolos e Códigos (ASC): a categoria em questão qualifica os
experimentos e/ou experimentações que faz o uso de fórmulas, equações,
códigos e nomenclaturas na resolução do exercício. Observa-se, então, o objetivo
de propiciar ao discente não só o entendimento dos conceitos, mas também a
capacidade de manipular e apreender símbolos e códigos da ciência e tecnologia.
Visando representar a categoria em questão, exemplificam-se as atividades
seguintes:
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EXEMPLO 3: Q59P1ªap2016AZ Por apresentar significativa resistividade elétrica, o grafite pode ser utilizado para simular resistores elétricos em circuitos desenhados no papel, com o uso de lápis e lapiseiras. Dependendo da espessura e do comprimento das linhas desenhadas, é possível determinar a resistência elétrica de cada traçado produzido. No esquema foram utilizados três tipos de lápis diferentes (2H, HB e 6B) para efetuar três traçados distintos.
Munido dessas informações, um estudante pegou uma folha de papel e fez o desenho de um sorvete de casquinha utilizando-se desses traçados. Os valores encontrados nesse experimento, para as resistências elétricas (R), medidas com o auxílio de um ohmímetro ligado nas extremidades das resistências, são mostrados na figura. Verificou-se que os resistores obedeciam a Lei de Ohm.
Na sequência, conectou o ohmímetro nos terminais A e B do desenho e, em seguida, conectou-o nos terminais B e C, anotando as leituras RAB e RBC, respectivamente. Ao estabelecer a razão RAB/RBC qual resultado o estudante obteve? A) 1 B) 4/7 C) 10/27 D) 14/81 E) 4/81
Q = Questão; P = Prova; ap = aplicação; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2016b, p. 21).
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EXEMPLO 4: Q65PA2015AZ Uma garrafa térmica tem como função evitar a troca de calor entre o líquido nela contido e o ambiente, mantendo a temperatura de seu conteúdo constante. Uma forma de orientar os consumidores na compra de uma garrafa térmica seria criar um selo de qualidade, como se faz atualmente para informar o consumo de energia de eletrodomésticos. O selo identificaria cinco categorias e informaria a variação de temperatura do conteúdo da garrafa, depois de decorridas seis horas de seu fechamento, por meio de uma porcentagem do valor inicial da temperatura de equilíbrio do líquido na garrafa. O quadro apresenta as categorias e os intervalos de variação percentual da temperatura.
Para atribuir uma categoria a um modelo de garrafa térmica, são preparadas e misturadas, em uma garrafa, na proporção de um terço de água fria para dois terços de água quente. A garrafa é fechada. Seis horas depois, abre-se a garrafa e mede-se a temperatura da água, obtendo-se 16°C. Qual selo deveria ser posto na garrafa térmica testada? A) A B) B C) C D) D E) E
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2015, p.23).
No experimento (EXEMPLO 3) sobre associação de resistores, o conteúdo é
referente ao objeto de conhecimento “Fenômenos elétricos e magnéticos”. Os
pontos que caracterizam essa categoria são: “utilizamos três tipos de lápis diferentes
(2H, HB e 6B) para efetuar três traçados distintos” e “a razão RA/RB”. Além disso,
deve-se observar que o resultado da razão entre RA e RB necessita das equações da
associação em questão para a sua resolução, como: “Req = R1 + R2+..” e “Req =
R1.R2/R1+R2”.
O EXEMPLO 4, por sua vez, aborda uma questão sobre a Calorimetria, a qual
é caracterizada neste item devido aos trechos: “menos de 10%”; “uma de 10°C e
outra a 40°C”; além da equação “Q = m.c.T”, fórmula não mostrada na questão por
se tratar de uma prova.
Desse modo, “Articular Símbolos e Códigos” se aplica às práticas
experimentais que utilizam fórmulas, equações, códigos e nomenclaturas para o
prosseguimento da atividade.
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Leitura e compreensão - Leitura Textual (LT) e Leitura Textual com Imagem
(LTI): nessas subcategorias, encontram-se classificadas as atividades
experimentais que buscam aprimorar no discente a análise e interpretação de
textos.
Para definir as questões sobre Leitura Textual, utilizam-se os EXEMPLOS 5 e
6 a seguir:
EXEMPLO 5: Q63PA2015AZ Uma pessoa abre sua geladeira, verifica o que há dentro e depois fecha a porta dessa geladeira. Em seguida, ela tenta abrir a geladeira novamente, mas só consegue fazer isso depois de exercer uma força mais intensa do que a habitual. A dificuldade extra para reabrir a geladeira ocorre porque o (a) A) volume de ar dentro da geladeira diminuiu. B) motor da geladeira está funcionando com potência máxima. C) força exercida pelo ímã fixado na porta da geladeira aumenta. D) pressão no interior da geladeira está abaixo da pressão externa. E) temperatura no interior da geladeira é inferior ao valor existente antes de ela ser aberta.
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2015, p.22).
EXEMPLO 6: Q58P1ªapl2010AZ Sob pressão normal (ao nível do mar), a água entra em ebulição à temperatura de 100 °C. Tendo por base essa informação, um garoto residente em uma cidade litorânea fez a seguinte experiência: • Colocou uma caneca metálica contendo água no fogareiro do fogão de sua casa. • Quando a água começou a ferver, encostou cuidadosamente a extremidade mais estreita de uma seringa de injeção, desprovida de agulha, na superfície do líquido e, erguendo o êmbolo da seringa, aspirou certa quantidade de água para seu interior, tapando-a em seguida. • Verificando após alguns instantes que a água da seringa havia parado de ferver, ele ergueu o êmbolo da seringa, constatando, intrigado, que a água voltou a ferver após um pequeno deslocamento do êmbolo. Considerando o procedimento anterior, a água volta a ferver porque esse deslocamento A) permite a entrada de calor do ambiente externo para o interior da seringa. B) provoca, por atrito, um aquecimento da água contida na seringa. C) produz um aumento de volume que aumenta o ponto de ebulição da água. D) proporciona uma queda de pressão no interior da seringa que diminui o ponto de ebulição da água. E) possibilita uma diminuição da densidade da água que facilita sua ebulição.
Q = Questão; P = Prova; ap = aplicação; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2010a, p. 16).
O EXEMPLO 5 representa uma experimentação que pode ser desenvolvida
na própria casa do educando e, depois, discutida em sala de aula, relacionando a
pressão do ar no interior de uma geladeira com a pressão do ar no ambiente
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externo; ao passo que, na experimentação de baixo custo (EXEMPLO 6), é preciso
ambiente propício para realizá-la, a fim de demonstrar que a temperatura de
ebulição da água depende da pressão externa a que está sendo exposta. Embora o
local de execução das práticas não seja necessariamente o mesmo, ambas
caracterizam-se pelo fato de ser possível resolvê-las apenas analisando os
conceitos abordados no texto, por meio de uma interpretação.
Nos EXEMPLOS 7 e 8, apresentam-se as atividades sobre leitura e
compreensão de experimentos e experimentações com o auxílio de imagens:
EXEMPLO 7: Q82PA2015AZ Em um experimento, um professor levou para a sala de aula um saco de arroz, um pedaço de madeira triangular e uma barra de ferro cilíndrica e homogênea. Ele propôs que fizessem a medição da massa da barra utilizando esses objetos. Para isso, os alunos fizeram marcações na barra, dividindo-a em oito partes iguais, e em seguida apoiaram-na sobre a base triangular, com o saco de arroz pendurado em uma de suas extremidades, até atingir a situação de equilíbrio.
Nessa situação, qual foi a massa da barra obtida pelos alunos? A) 3,00 kg B) 3,75 kg C) 5,00 kg D) 6,00 kg E)15,00 kg
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2015, p. 28).
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EXEMPLO 8: Q65P2ªapl2010AZ Um brinquedo chamado ludião consiste em um pequeno frasco de vidro, parcialmente preenchido com água, que é emborcado (virado com a boca para baixo) dentro de uma garrafa PET cheia de água e tampada. Nessa situação, o frasco fica na parte superior da garrafa, conforme mostra a FIGURA 1.
Quando a garrafa é pressionada, o frasco se desloca para baixo, como mostrado na FIGURA 2.
Ao apertar a garrafa, o movimento de descida do frasco ocorre porque A) diminui a força para baixo que a água aplica no frasco. B) aumenta a pressão na parte pressionada da garrafa. C) aumenta a quantidade de água que fica dentro do frasco. D) diminui a força de resistência da água sobre o frasco. E) diminui a pressão que a água aplica na base do frasco.
Q = Questão; P = Prova; ap = aplicação; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2010b, p. 20).
Sendo assim, os experimentos e as experimentações que, mesmo com texto
redigido, aparecem acompanhados de imagens (tabelas, gráficos, figuras, fotos,
etc.) simplificam a compreensão da questão, como observou-se nos EXEMPLOS 7 e
8.
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2) Investigação e Compreensão
As competências estimuladas nessa dimensão, a serem observadas nos
experimentos e experimentações, são: determinar associação dos fenômenos
examinados e os conceitos considerados, esclarecer eventos e solucionar questões
aplicando conceitos físicos e formalizar hipóteses sobre tais fenômenos,
favorecendo, portanto, a compreensão através da observação, a descrição e
formação de interpretações relativas. Restringe-se essa dimensão em quatro
categorias:
Relações, Invariantes, Transformações e Conservações (RITC): dessa
categoria são todos os experimentos e/ou experimentações evidenciadas pelas
relações entre diferentes grandezas, a presença de invariantes que limitam os
processos naturais e a verificação de transformações e conservações em práticas
que asseguram a formalização hipóteses em mais de uma situação sobre mesma
condição. Para melhor compreensão desta categoria, são apresentados os
exemplos 9, 10 e 11:
EXEMPLO 9: Q52P1ªap2010AZ Com o objetivo de se testar a eficiência de fornos de micro-ondas, planejou-se o aquecimento em 10°C de amostras de diferentes substâncias, cada uma com determinada massa, em cinco fornos de marcas distintas. Nesse teste, cada forno operou à potência máxima. O forno mais eficiente foi aquele que A) forneceu a maior quantidade de energia às amostras. B) cedeu energia à amostra de maior massa em mais tempo. C) forneceu a maior quantidade de energia em menos tempo. D) cedeu energia à amostra de menor calor específico mais lentamente. E) forneceu a menor quantidade de energia às amostras em menos tempo.
Q = Questão; P = Prova; ap = aplicação; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2010a, p. 14).
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Exemplo 10: Q77PA2011AZ Para medir o tempo de reação de uma pessoa, pode-se realizar a seguinte experiência: I. Mantenha uma régua (com cerca de 30 cm) suspensa verticalmente, segurando-a pela extremidade superior, de modo que o zero da régua esteja situado na extremidade inferior. II. A pessoa deve colocar os dedos de sua mão, em forma de pinça, próximos do zero da régua, sem tocá-la. III. Sem aviso prévio, a pessoa que estiver segurando a régua deve soltá-la. A outra pessoa deve procurar segurá-la o mais rapidamente possível e observar a posição onde conseguiu segurar a régua, isto e, a distância que ela percorre durante a queda. O quadro seguinte mostra a posição em que três pessoas conseguiram segurar a régua e os respectivos tempos de reação.
A distância percorrida pela régua aumenta mais rapidamente que o tempo de reação porque a A) energia mecânica da régua aumenta, o que a faz cair mais rápido. B) resistência do ar aumenta, o que faz a régua cair com menor velocidade. C) aceleração de queda da régua varia, o que provoca um movimento acelerado. D) força peso da régua tem valor constante, o que gera um movimento acelerado. E) velocidade da régua é constante, o que provoca uma passagem linear de tempo.
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2011, p.25).
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EXEMPLO 11: Q77P1ªap2016AZ O trilho de ar é um dispositivo utilizado em laboratórios de física para analisar movimentos em que corpos de prova (carrinhos) podem se mover com atrito desprezível. A figura ilustra um trilho horizontal com dois carrinhos (1 e 2) em que se realiza um experimento para obter a massa do carrinho 2. No instante em que o carrinho 1, de massa 150,0 g, passa a se mover com velocidade escalar constante, o carrinho 2 está em repouso. No momento em que o carrinho 1 se choca com o carrinho 2, ambos passam a se movimentar juntos com velocidade escalar constante. Os sensores eletrônicos distribuídos ao longo do trilho determinam as posições e registram os instantes associados à passagem de cada carrinho, gerando os dados do quadro.
Com base nos dados experimentais, o valor da massa do carrinho 2 é igual a A) 50,0 g. B) 250,0 g. C) 300,0 g. D) 450,0 g. E) 600,0 g.
Q = Questão; P = Prova; ap = aplicação; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2016b, p. 27).
Na experimentação do EXEMPLO 9, tem-se a relação entre as grandezas
potência, energia e tempo que devem ser consideradas para a possível resolução do
item. A parte que evidencia a categoria está na frase: “O forno mais eficiente foi
aquele que forneceu a maior quantidade de energia em menos tempo”. Assim, o
estudante terá de recordar o conceito de que a potência é definida como razão entre
a energia transferida e o tempo gasto.
Visto que no EXEMPLO 10 se retrata um experimento sobre o movimento de
queda livre da régua, do qual desprezando a resistência do ar a força resultante
aplicada sobre o objeto torna-se o seu peso, sua colocação nesta categoria se
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explicita na resposta “força peso da régua tem valor constante, o que gera um
movimento acelerado”, ou seja, esse movimento possuirá aceleração constante e a
equação do Movimento Uniformemente Variado adaptado à Queda Livre (S=g.t2/2),
permitindo que se possa prever esse fenômeno natural em razão da invariante
aceleração da gravidade.
Para completar, no EXEMPLO 11 usa-se um experimento de laboratório para
demonstrar o cálculo de massa do carrinho 2 considerando que há conservação de
quantidade de movimento no momento da colisão (Qfinal = Qinicial), podendo classificar
essa prática no trecho: “o trilho de ar é um dispositivo utilizado em laboratórios de
Física para analisar movimentos em que corpos de prova (carrinhos) podem se
mover com atrito desprezível”, evidenciando os itens que possibilitam a
padronização de hipóteses sobre situações em igual circunstâncias.
Medidas e Quantificação (MQ): nessa categoria, considera-se o uso de
instrumentos de medição para a realização dos experimentos e/ou
experimentações, com o intuito de estudar a matemática e seus cálculos,
aperfeiçoando a prática de manusear dispositivos de aferição, dando ao indivíduo
competência de mensurar grandezas.
À procura de experimentos e experimentações que atestem essa categoria,
expõem-se os EXEMPLOS 12 e 13:
EXEMPLO 12: Q73PA2011AZ Em um experimento realizado para determinar a densidade da água de um lago, foram utilizados alguns materiais conforme ilustrado: um dinamômetro D com graduação de 0 N a 50 N e um cubo maciço e homogêneo de 10 cm de aresta e 3 kg de massa. Inicialmente, foi conferida a calibração do dinamômetro, constatando-se a leitura de 30 N quando o cubo era preso ao dinamômetro e suspenso no ar. Ao mergulhar o cubo na água do lago, até que metade do seu volume ficasse submersa, foi registrada a leitura de 24 N no dinamômetro.
Considerando que a aceleração da gravidade local e de 10 m/s2, a densidade de agua do lago, em g/cm3, e A) 0,6. B) 1,2. C) 1,5. D) 2,4. E) 4,8.
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2011, p. 24).
66
Esse experimento retratado, tem por objetivo calcular a densidade da água de
um lago e observa-se o uso de um instrumento de medição indispensável para a
realização da atividade. Os trechos que definem a categoria presente nessa questão
são: “um dinamômetro D com graduação de 0 N a 50 N” e “constatando-se a leitura
de 30 N quando o cubo era preso ao dinamômetro e suspenso no ar”.
EXEMPLO 13: Q68P1ªapl2010AZ A energia elétrica consumida nas residências é medida, em quilowatt/hora, por meio de um relógio medidor de consumo. Nesse relógio, da direita para a esquerda, tem-se o ponteiro da unidade, da dezena, da centena e do milhar. Se um ponteiro estiver entre dois números, considera-se o último número ultrapassado pelo ponteiro. Suponha que as medidas indicadas nos esquemas seguintes tenham sido feitas em uma cidade em que o preço do quilowatt/hora fosse de R$ 0,20.
O valor a ser pago pelo consumo de energia elétrica registrado seria de A) R$ 41,80. B) R$ 42,00. C) R$ 43,00. D) R$ 43,80. E) R$ 44,00.
Q = Questão; P = Prova; ap = aplicação; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2010a, p. 20).
Nessa atividade prática (EXEMPLO 13), verifica-se o uso do “relógio medidor
de consumo”, usado pelas concessionárias de energia para o cálculo da “conta de
energia”. O conteúdo presente no estudo sobre Eletrodinâmica oportuniza que o
docente, ao expor esse tema e através dessa experimentação, proponha ao
educando realizar tais medições em ambientes do seu cotidiano, afim de
compreender como a Física está presente em nosso dia a dia e pode contribuir para
67
que o cidadão entenda a importância de se fazer a economia de energia elétrica.
Modelos Explicativos e Representativos (MER): os experimentos e/ou
experimentações que abrangem esta categoria permitem ao educando identificar,
aplicar, explicar e apresentar modelos explicativos para fenômenos naturais e/ou
tecnológicos.
As atividades empíricas dos EXEMPLOS 14 e 15 representam essa categoria:
EXEMPLO 14: Q48PA2013AZ Em um experimento, foram utilizadas duas garrafas PET, uma pintada de branco e a outra de preto, acopladas cada uma a um termômetro. No ponto médio da distância entre as garrafas, foi mantida acesa, durante alguns minutos, uma lâmpada incandescente. Em seguida, a lâmpada foi desligada. Durante o experimento, foram monitoradas as temperaturas das garrafas: a) enquanto a lâmpada permaneceu acesa e b) após a lâmpada ser desligada e atingirem equilíbrio térmico com o ambiente.
A taxa de variação da temperatura da garrafa preta, em comparação à da branca, durante todo experimento, foi A) igual no aquecimento e igual no resfriamento. B) maior no aquecimento e igual no resfriamento. C) menor no aquecimento e igual no resfriamento. D) maior no aquecimento e menor no resfriamento. E) maior no aquecimento e maior no resfriamento.
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2013, p. 16).
68
EXEMPLO 15: Q84PA2011AZ Ao diminuir o tamanho de um orifício atravessado por um feixe de luz, passa menos luz por intervalo de tempo, e próximo da situação de completo fechamento do orifício, verifica-se que a luz apresenta um comportamento como o ilustrado nas figuras. Sabe-se que o som, dentro de suas particularidades, também pode se comportar dessa forma.
Em qual das situações a seguir está representado o fenômeno descrito no texto? A) Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas. B) Ao gritar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve a repetição do seu próprio grito. C) Ao encostar o ouvido no chão, um homem percebe o som de uma locomotiva antes de ouvi-lo pelo ar. D) Ao ouvir uma ambulância se aproximando, uma pessoa percebe o som mais agudo do que quando aquela se afasta. E) Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora de ópera faz com que uma taça de cristal se despedace.
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2011, p. 27).
No EXEMPLO 14, o experimento propõe um modelo para reconhecer, através
da propagação do calor, a taxa de variação de temperatura nas garrafas com cores
distintas. Os excertos que possibilitam o enquadramento nesta categoria são: “A
taxa de variação da temperatura da garrafa preta, em comparação à da branca,
durante todo o experimento, foi” e “maior no aquecimento e maior no resfriamento”.
Da mesma forma, no experimento do EXEMPLO 15, os trechos que
evidenciam esta prática são: “a luz apresenta um comportamento como o ilustrado
69
nas figuras” e “sabe-se que o som, dentro de suas particularidades, também pode se
comportar dessa forma”. Sendo assim, o avaliado é orientado a identificar o
fenômeno ondulatório difração da luz para relacioná-lo à difração de uma onda
sonora, utilizando como modelo para reconhecê-lo nas diferentes situações descritas
nas resoluções.
Relações Interdisciplinares e Interáreas (RII): são experimentos e/ou
experimentações que demonstram uma determinada vinculação dos conceitos
físicos com conceitos de outra área de conhecimento, possibilitando ao discente
identificar, investigar e descobrira individualidade de cada ciência, obtendo-se
assim a compreensão multidisciplinar dos conceitos abordados, destacando a
interdisciplinaridade dos componentes curriculares.
Para uma melhor compreensão dessa categoria, usam-se os Exemplos 16 e
17:
Exemplo 16: Q62PA2014AZ Um sistema de pistão contendo um gás é mostrado na figura. Sobre a extremidade superior do êmbolo, que pode movimentar-se livremente sem atrito, encontra-se um objeto. Através de uma chapa de aquecimento é possível fornecer calor ao gás e, com auxílio de um manômetro, medir sua pressão. A partir de diferentes valores de calor fornecido, considerando o sistema como hermético, o objeto elevou-se em valores Δh, como mostrado no gráfico. Foram estudadas, separadamente, quantidades equimolares de dois diferentes gases, denominados M e V.
A diferença no comportamento dos gases no experimento ocorre do fato de o gás M, em relação ao V, apresentar A) maior pressão de vapor. B) menor massa molecular. C) maior compressibilidade. D) menor energia de ativação. E) menor capacidade calorífica.
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2014, p. 21).
70
EXEMPLO 17: Q28PV2009 Além de ser capaz de gerar eletricidade, a energia solar é usada para muitas outras finalidades. A figura a seguir mostra o uso da energia solar para dessalinizar a água. Nela, um tanque contendo água salgada é coberto por um plástico transparente e tem a sua parte central abaixada pelo peso de uma pedra, sob a qual se coloca um recipiente (copo). A água evaporada se condensa no plástico e escorre até o ponto mais baixo, caindo dentro do copo.
Nesse processo, a energia solar cedida à água salgada (A) fica retida na água doce que cai no copo, tornando-a, assim, altamente energizada. (B) fica armazenada na forma de energia potencial gravitacional contida na água doce. (C) é usada para provocar a reação química que transforma a água salgada em água doce. (D) é cedida ao ambiente externo através do plástico, onde ocorre a condensação do vapor. (E) é reemitida como calor para fora do tanque, no processo de evaporação de água salgada.
Q = Questão; P = Prova; V = Vazou; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2009a, p. 9).
A questão experimental do EXEMPLO 16 em análise, traz no trecho
“quantidades equimolares de dois diferentes gases” e em sua possível resolução
para a questão usa-se a “Equação de Clapeyron”, denominada “P.V = n.R.T”,
conteúdos específicos da Química em seu objeto de conhecimento “Transformações
químicas”. Já no experimento de baixo custo do EXEMPLO 17, além de estar
presente no objeto de conhecimento da Física “O calor e os fenômenos térmicos”,
também está ligado à Química no objeto de conhecimento “Materiais, suas
propriedades e usos”. Portanto, os anunciados destacam-se pela evidência da
atividade experimental estar ligada com outra área de conhecimento ou componente
curricular, além da Física.
71
3) Contextualização Sociocultural
Os experimentos e as experimentações que apresentam de forma consistente
a correlação da Física com algum tema histórico e de idealização humana,
interpretando-a como componente constituinte da cultura contemporânea e/ou
associando-a com a modernização progressiva em nosso dia a dia, contemplam
essa categoria de análise. Vejamos, então, para essa dimensão, as três categorias:
Contexto Histórico-Social (CHS): Viabiliza ao aluno compreender os
experimentos e/ou experimentações do ensino de Física incorporados a um
contexto histórico-social, dado que se deve caracterizar pelo conceito e relevância
da atividade empírica realizada em determinada época, além dos prováveis
obstáculos que o pesquisador confrontou em seu tempo para descobrir o
fenômeno ou inventar tal tecnologia, englobando sua importância histórica para o
desenvolvimento da ciência.
Nessa categoria se enquadram-se as práticas experimentais que
proporcionam uma situação da Física no meio de um contexto histórico-social e que
possibilitem ao avaliado caracterizar a importância e o significado do experimento
realizado naquela época, como apresentado nos EXEMPLOS 18 e 19:
EXEMPLO 18: Q67PA2014AZ Para entender os movimentos dos corpos, Galileu discutiu o movimento de uma esfera de metal em dois planos inclinados sem atritos e com a possibilidade de se alterarem os ângulos de inclinação, conforme mostra a figura. Na descrição do experimento, quando a esfera de metal é abandonada para descer um plano inclinado de um determinado nível, ela sempre atinge, no plano ascendente, no máximo, um nível igual àquele em que foi abandonada.
Se o ângulo de inclinação do plano de subida for reduzido a zero, a esfera A) manterá sua velocidade constante, pois o impulso resultante sobre ela será nulo. B) manterá sua velocidade constante, pois o impulso da descida continuará a empurrá-la. C) diminuirá gradativamente a sua velocidade, pois não haverá mais impulso para empurrá-la. D) diminuirá gradativamente a sua velocidade, pois o impulso resultante será contrário ao seu movimento. E) aumentará gradativamente a sua velocidade, pois não haverá nenhum impulso contrário ao seu movimento.
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2014, p. 24).
72
A questão relata um experimento (EXEMPLO 18) do físico italiano Galileu
Galilei (1564-1642) que procura explicar o comportamento do movimento de uma
esfera de metal em dois planos sem atrito. Uma importante observação sobre esse
item é a análise da questão, que implica destacar o conceito sobre Inércia
estabelecido por outro ilustre físico, o inglês Isaac Newton (1643-1727), ponto-chave
para resolução da mesma.
EXEMPLO 19: Q72PA2014AZ O funcionamento dos geradores de usinas elétricas baseia-se no fenômeno da indução eletromagnética, descoberto por Michael Faraday no século XIX. Pode-se observar esse fenômeno ao se movimentar um ímã e uma espira em sentidos opostos com módulo da velocidade igual a v, induzindo uma corrente elétrica de intensidade i, como ilustrado na figura.
A fim de se obter uma corrente com o mesmo sentido da apresentada na figura, utilizando os mesmos materiais, outra possibilidade é mover a espira para a A) a esquerda e o ímã para a direita com polaridade invertida. B) direita e o ímã para a esquerda com polaridade invertida. C) esquerda e o ímã para a esquerda com mesma polaridade. D) direita e manter o ímã em repouso com polaridade invertida.
E) esquerda e manter o ímã em repouso com mesma polaridade. Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul
Fonte: INEP (2014, p. 26).
Nessa experimentação (EXEMPLO 19) sobre o fenômeno da indução
magnética, que é o princípio do funcionamento não só dos geradores elétricos de
uma usina, mas também de transformadores, dínamos, alternadores, indutores,
solenoides e, até mesmo, motores elétricos, percebe-se a importância dessa
73
descoberta no século XIX para os dias de hoje.
Relação com a Cultura Tecnológica (RCT): essa categoria abrange os
experimentos e/ou experimentações de Física que dispõem de instrumentos
tecnológicos de uso prático (celular, computador, microondas, etc.),
proporcionando ao discente um conhecimento proficiente à vida e ao trabalho.
Para uma melhor compreensão dessa categoria de análise, usam-se os
exemplos 20 e 21:
EXEMPLO 20: Q86P1ªap2016AZ Um experimento para comprovar a natureza ondulatória da radiação de micro-ondas foi realizado da seguinte forma: anotou-se a frequência de operação de um forno de micro-ondas e, em seguida, retirou-se sua plataforma giratória. No seu lugar, colocou-se uma travessa refratária com uma camada grossa de manteiga. Depois disso, o forno foi ligado por alguns segundos. Ao se retirar a travessa refratária do forno, observou-se que havia três pontos de manteiga derretida alinhados sobre toda a travessa. Parte da onda estacionária gerada no interior do forno é ilustrada na figura.
De acordo com a figura, que posições correspondem a dois pontos consecutivos da manteiga derretida? A) I e III B) I e V C) II e III D) II e IV E) II e V
Q = Questão; P = Prova; ap = aplicação; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2016b, p. 30).
EXEMPLO 21: Q56PA2011AZ O manual de funcionamento de um captador de guitarra elétrica apresenta o seguinte texto: Esse captador comum consiste de uma bobina, fios condutores enrolados em torno de um imã permanente. O campo magnético do imã induz o ordenamento dos polos magnéticos na corda da guitarra, que está próxima a ele. Assim, quando a corda é tocada, as oscilações produzem variações, com o mesmo padrão, no fluxo magnético que atravessa a bobina. Isso induz uma corrente elétrica na bobina, que é transmitida até o amplificador e, daí, para o alto-falante. Um guitarrista trocou as cordas originais de sua guitarra, que eram feitas de aço, por outras feitas de náilon. Com o uso dessas cordas, o amplificador ligado ao instrumento não emitia mais som, porque a corda de náilon: A) isola a passagem de corrente elétrica da bobina para o alto-falante. B) varia seu comprimento mais intensamente do que ocorre com o aço. C) apresenta uma magnetização desprezível sob a ação do imã permanente. D) induz correntes elétricas na bobina mais intensas que a capacidade do captador. E) oscila com uma frequência menor do que a que pode ser percebida pelo captador.
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2011, p. 18).
74
O experimento com o microondas (EXEMPLO 20) mostra como podemos
relacionar a tecnologia presente no cotidiano das pessoas com os conceitos sobre
ondas eletromagnéticas ensinados em sala de aula. Ao classificar o EXEMPLO 21
como experimentação relacionada a avanços tecnológicos, observa-se como é
possível explicar a aplicação tecnológica do Eletromagnetismo e os seus fenômenos
utilizando-se dessa prática. Em suma, essa categoria possibilita ao educando
entender como a Física está inserida tecnologicamente em nosso dia a dia.
Relação com outras Formas de Cultura (RFC): os experimentos e/ou
experimentações classificados nessa categoria são percebidos por elencar os
conceitos da Física sob uma perspectiva cultural, como relacionar os conceitos
físicos com a arte, música, dança, teatro, museu etc.; utiliza-se o exemplo 22 para
demonstrar:
EXEMPLO 22: Q86PA2015AZ Ao ouvir uma flauta e um piano emitindo a mesma nota musical, consegue-se diferenciar esses instrumentos um do outro. Essa diferenciação se deve principalmente ao(a) A) intensidade sonora do som de cada instrumento musical. B) potência sonora do som emitido pelos diferentes instrumentos musicais. C) diferente velocidade de propagação do som emitido por cada instrumento musical. D) timbre do som, que faz com que os formatos das ondas de cada instrumento sejam diferentes. E) altura do som, que possui diferentes frequências para diferentes instrumentos musicais.
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2015, p. 30).
Essa análise, ainda que tenha sido observada como a classificação de menor
número, oportuniza de forma clara o desenvolvimento de uma prática experimental.
Por estar relacionada com a música, como exposto no trecho “Ao ouvir uma flauta e
um piano emitindo a mesma nota”, essa experimentação relaciona o contexto
cultural com a Física para demonstrar o fenômeno do Timbre sonoro.
Esta dissertação busca averiguar se os experimentos e as experimentações
de Física do Novo ENEM proporcionam ao discente compreender os eventos físicos,
as manifestações que as relacionam e os processos naturais, posicionando-o de
modo que se integre e entenda o seu papel na ciência natural. Dessa forma, ao ser
avaliado pretende-se demonstrar se houve de alguma maneira a aprendizagem do
indivíduo ao longo de sua vida, seja em ambiente escolar ou fora dele, nas
75
diferentes formas de expressão e formação.
Aproveitando a ênfase desta análise, compõe-se em conjunto da pesquisa, na
íntegra do Apêndice, o produto educacional direcionado aos professores de Física
do Ensino Médio, o qual busca através de considerações e orientações, norteá-los,
demonstrando que o emprego das práticas experimentais no ensino de Física
representa uma enorme importância no progresso de um aprendizado significativo
para o educando, evidenciando que os experimentos e as experimentações se
enquadram nas habilidades e competências tratadas nos PCNEM e PCN+ e
dimensionadas por Barros (2009).
77
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES
O Novo ENEM aplica anualmente 45 questões da área de Ciência da
Natureza e suas Tecnologias em cada avaliação, sendo 15 questões de Física
presentes em cada prova, aproximadamente, uma vez que se verifica que este
número de questões do componente curricular em questão pode variar de ano a
ano.
A primeira avaliação, identificada como ENEM 2009-V, foi considerada nesta
pesquisa, apesar de ter sido cancelada por razões de vazamento. Há nesta
avaliação 17 questões que necessitam de conceitos físicos para a sua resolução,
sendo duas questões classificadas como práticas experimentais. Uma questão
consiste em um teste para análise de controle de qualidade usando-se os conceitos
da Hidrostática e que pode ser facilmente reproduzido em sala de aula através da
construção de um “densímetro caseiro”, e outra como experimento de baixo custo
sobre “O calor e os fenômenos térmicos”, cujos materiais utilizados para sua
realização podem ser visualmente descobertos na própria leitura da questão. Após o
vazamento, ainda em 2009, o INEP aplicou uma nova avaliação (ENEM 2009) com
15 itens de Física, sem nenhuma atividade empírica constatada.
No ano de 2010, houve duas aplicações da avaliação. O ENEM 2010-1,
trouxe cinco atividades práticas entre as 15 questões de Física. A maioria das
questões poderia ser realizada com facilidade em sala de aula e outras se
viabilizaram com a utilização de outros espaços do ambiente escolar, como a
questão Q68p1ªap2010AZ, por exemplo, que necessita do “relógio medidor de
consumo”. Nesse caso, a própria escola seria objeto dessa prática, permitindo a
abordagem de temas como conceito de Potência, Equação de Clapeyron, Consumo
de Energia Elétrica e Potencial Elétrico, trabalhados em sala.
Entretanto, no ENEM 2010-2, foram encontrados apenas dois itens que
apresentaram características experimentais entre as 15 questões de Física
presentes no instrumento avaliativo. Um exemplo pertinente é a questão
Q65P2ªap2010AZ que demonstra o “Ludião”, um brinquedo experimental que
explica o conceito de Hidrostática usando apenas garrafa de plástico e um frasco de
vidro.
Em 2011, o ENEM trouxe 14 questões de Física, sendo que seis delas
abordaram experimentos e experimentações, tendo identificado temas como
78
Movimento Circular, Eletromagnetismo, Circuitos Elétricos com pilhas, uso de
dinamômetro para cálculo de densidade, Queda Livre e Fenômenos Ondulatórios da
difração, estes representados tanto em ondas eletromagnéticas quanto em ondas
mecânicas.
No ano seguinte, o ENEM 2012 apresentou seis itens com atividades
empíricas das 15 questões trabalhadas na avaliação. Nessas, encontrou-se como
prática a conversão de energia elástica em energia cinética usando-se aparatos de
baixo custo, análise das ondas na superfície da água e numa lâmpada
incandescente, o entendimento da montagem de um circuito elétrico, bem como o
uso do conceito físico de empuxo para criar uma espécie de balança caseira,
fazendo na prática a observação do universo para entender o seu funcionamento.
Quatro práticas experimentais foram evidenciadas entre as 16 questões que
apontaram algum conceito da Física no ENEM 2013. Uma experimentação que
diferencia as velocidades lineares e angulares na qual se usa uma serra de fita, dois
experimentos de baixo custo utilizando-se de garrafas plásticas para demonstrar
fenômenos distintos, como a transmissão de calor e a Lei de Stevin, e um circuito
simples para explicar campo elétrico.
Na prova ENEM 2014, em 14 itens de Física, sete apresentaram caráter
experimental. Resumidamente, temos montagem de um circuito simples,
experimento de Termodinâmica que necessitaria de um laboratório sofisticado para
realizá-lo, testes de controle em lentes fotocromáticas, uso da refração luminosa
utilizando-se um laser e, também, experimentos de baixo custo sobre indução
eletromagnética, quantidade de movimento e Leis de Newton.
No ENEM 2015, foram classificadas três práticas simples das 15 questões de
Física analisadas. Uma questão versa sobre o objeto de conhecimento da Física
“Oscilações, ondas, óptica e radiação”. A prova abordou também uma prática
relacionada à Termodinâmica que pode ser feita na geladeira de casa e discutida em
sala de aula o verificado, além do estudo da Calorimetria com o uso de garrafas
térmicas, a montagem de um circuito elétrico simples e o cálculo da massa de uma
barra de ferro utilizando apenas um pedaço de madeira triangular e um saco de
arroz, assim totalizando sete experiências em toda a avaliação.
Uma prova que contou com experimentos mais sofisticados foi o ENEM
2016-1, o qual apresentou experimentos sobre o Efeito Doppler utilizando detector
de ondas, além da medida de intensidade de ondas sonoras e uso do aparato
79
(chamado “trilho de ar”) para obter a massa de um dos carrinhos usados no
experimento. Além dessas práticas consideradas complexas, nesta avaliação
também estão presentes algumas simplificadas, como montagem de circuitos
elétricos simples, ondas de radiação detectadas apenas com o microondas e um
pouco de manteiga, bem como experimentos de baixo custo com materiais do
cotidiano do aluno, tais como bandejas de plástico e alumínio para comprovar a
transmissão do calor nos diferentes materiais e o uso de grafites para trabalhar com
associação de resistores. Em suma, nesta prova encontraram-se 15 itens
relacionados à Física, sendo oito delas apresentaram alguma característica
experimental.
Por fim, em razão da ocupação de algumas escolas por alunos em
manifestação, ocorrida inclusive no dia da prova do ENEM 2016-1, o INEP aplicou
uma segunda avaliação – o ENEM 2016-2. Nesta, de um total de 15 questões,
destacam-se duas de caráter experimental, uma sobre a polarização de ondas e
outra sobre a queda livre de duas motos, ambas podendo ser facilmente retratadas
em sala de aula ao substituir os objetos da análise por folha de papel, a fim de bem
explicar o fenômeno.
Em consonância com o exposto, na análise das 11 provas da área Ciências
da Natureza e suas Tecnologias de 2009 a 2016, 166 questões abordavam algum
conteúdo estudado na Física, entre as quais 49 delas apresentaram alguma prática
empírica.
Assim, como o foco desse estudo se dirige às práticas experimentais
relacionadas ao ensino de Física, podemos observar no Gráfico 1 a discrepância de
percentual entre as questões dessa área de conhecimento que abordam ou não
atividades práticas em seu conteúdo:
80
Gráfico 1- Porcentagem de questões de Física nas provas analisadas
70%
30%Questões de Físicaque não apresentamcaracterísticasexperimentais
Questões deexperimento/experimentação deFísica
Fonte: Dados da pesquisa
Mesmo não sendo em maior percentual, ao verificar essa considerável
quantidade de questões de Física no Novo ENEM com atividades empíricas, julgou-
se relevante investigar tais experimentos e/ou experimentações numa análise de
competências e habilidades como proposta por Barros (2009), ressaltando o fato de
que a análise em questão foi fundamentada nos PCNEM e PCN+.
Dessa forma, no ensino de Física do Ensino Médio, é fundamental que o
docente introduza em seu plano de aula as experiências que comprovem,
demonstrem ou, até mesmo, induzam o aluno a pesquisar os conceitos físicos
apreendidos em sala de aula, de forma a contribuir para melhorar o aprendizado do
mesmo.
No Gráfico 2, apresenta-se uma estimativa da distribuição dos objetos de
conhecimento, assim como são tratados os conteúdos no Novo ENEM:
81
Gráfico 2 - Relação percentual dos objetos de conhecimento presentes nos experimentos/experimentações
2%
32%
4%
2%
22%
24%
14%
Conhecimentos básicos efundamentais
O movimento, o equilíbrio ea descoberta de leis físicas
Energia, trabalho epotência
A Mecânica e ofuncionamento do universo
Fenômenos elétricos emagnéticos
Oscilações, ondas, óptica eradiação
O calor e os fenômenostérmicos
Fonte: Dados da pesquisa
Através dessa análise de dados para verificar os conteúdos (objetos de
conhecimento) cobrados no Novo ENEM, percebe-se a predisposição em privilegiar
três áreas específicas da Física: O movimento, o equilíbrio e a descoberta de leis
físicas (32%); Oscilações, ondas, óptica e radiação (24%); e os Fenômenos elétricos
magnéticos (22%).
Observa-se, ainda, que os objetos de conhecimento menos dispostos sejam
os Conhecimentos básicos e fundamentais (2%) e a Mecânica e o funcionamento do
universo (2%). Este resultado mostra como o Novo ENEM trata os conteúdos de
Física de maneira desigual quanto à ilustração de atividades experimentais.
Examinando as habilidades e competências descritas nos PCNEM e PCN+,
divididas e dimensionadas por Barros (2009) em Representação de Comunicação,
Investigação e Compreensão e Contextualização Sociocultural, fundamenta-se esta
pesquisa usando essa mesma classificação nos experimentos e experimentações do
Novo ENEM (de 2009 a 2016).
82
Primeiramente, expõem-se os resultados da classificação da pesquisa em
cada dimensão. A verificação sobre as práticas experimentais do Novo ENEM
demonstrou os seguintes resultados obtidos e representados nos Gráficos 3 a 5, que
constam a seguir:
Gráfico 3 – Experimentos/experimentações por competência e habilidade
7
24
15
34
Representação e Comunicação
EC - Elaboração de Comunicação
ASC - Articular Símbolos e Códigos
LT - Leitura Textual
LTI - Leitura Textual com Imagem
Fonte: Resultados da pesquisa
Observado o Gráfico 3, sobre a dimensão Representação e Comunicação,
apura-se que o Novo ENEM opta por utilizar atividades experimentais com imagens
para uma melhor interpretação dos textos usados nas provas, consolidando 69% (34
em 49) de todas as questões. Entende-se que o exame pressupõe que fazer leitura
e interpretação de texto com fotos, esquemas, etc., ajuda o educando a desenvolver
a análise do experimento/experimentação proposto, possibilitando a melhor
compreensão do fenômeno.
Em outra perspectiva, atenta-se também para os itens que utilizam símbolos
físicos e/ou matemáticos, os quais representam 49% (24 em 49) das questões.
Sendo assim, além do entendimento da concepção da prática experimental, tem-se
a finalidade de avaliar se o aluno tem a capacidade de utilizar e entender os
símbolos e códigos para uma possível resolução do questionamento que lhe é
83
proposto.
Gráfico 4 – Experimentos/experimentações por competência e habilidade
28
10
34
5
Investigação e Compreensão
RITC - Relações, Invariantes, Transformações eConservações
MQ - Medidas e Quantificações
MER - Modelos Explicativos e Representativos
RII - Relações Interdisciplinares e Interáreas
Fonte: Resultados da pesquisa
Estudado o Gráfico 4 da dimensão Investigação e Compreensão, verifica-se
que, com 69 % (34 de 49 itens), a frequência de aparição mais abrangente se dá
aos Modelos Explicativos e Representativos. Sendo assim, entende-se que, para o
exame, é importante apresentar ao aluno uma questão em que ele reconheça,
utilize, interprete e proponha, de acordo com os seus conhecimentos, para a
realização da prova, os padrões explicativos para os fenômenos e/ou sistemas
naturais ou tecnológicos.
Porém, representando aproximadamente 10% (5 de 49), estão em menor
número as práticas experimentais que trazem fenômenos físicos que se relacionam
com outras áreas da Ciência, ou seja, o Novo ENEM demonstra baixa relação
interdisciplinar na elaboração das questões.
84
Gráfico 5 – Experimentos/experimentações por competência e habilidade
5
20
2
Contextualização Sociocultural
CHS - Contextualização Histórico-Social
RCT - Relação com a Cultura Tecnológica
RFC - Relação com outras Formas de Cultura
Fonte: Resultados da pesquisa
Dados do Gráfico 5, da última dimensão de análise que aborda a
Contextualização Sociocultural, avalia-se como menos destacadas no Exame as
questões de Física do Novo ENEM, que abordam características de atividade
experimental num contexto histórico e de construção humana associadas às
tecnologias presentes em meio habitual.
Dentre as 49 questões analisadas envolvendo experimentos e
experimentações, apenas 25 foram constatadas nessa dimensão, das quais 20 itens
(80%) trazem dispositivos e equipamentos tecnológicos presentes em nosso meio
cultural. Numa mesma análise, nota-se que tanto as questões relacionadas com
práticas realizadas por cientistas que viveram em períodos antigos, com 20% (5
itens), como aquelas relacionadas com outras formas de cultura, 8% (2 itens), são
ainda menos privilegiadas.
Em suma, o Gráfico 6 mostra o percentual de experimentos e
experimentações por dimensão de análise:
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Gráfico 6 - Percentual de experimentos e experimentações por dimensão de Análise
100%
51%
100%
Representação e
Comunicação
Investigação e
Compreensão
Contextualização
Sociocultural
Fonte: Resultados da pesquisa.
Os resultados alcançados nesta pesquisa constatam que, numa mesma
atividade empírica, pode-se classificar até mais do que uma dimensão e categoria
por vez; e, mesmo de forma fracionada, as provas analisadas preconizam
experimentos e experimentações que demonstram as competências e habilidades
do PCNEM e norteadas no PCN+.
O resultado geral das dimensões de análise levanta e esclarece informações
importantes sobre a referente pesquisa. Em primeiro lugar, destaca-se a categoria
Leitura e Compreensão, na qual todos os experimentos e experimentações foram
classificados, ficando divididos em práticas de Leitura Textual com Imagem (LTI) e
aquelas que têm somente Leitura Textual (LT), razão esta que permite descrever
que 100% das experiências estão caracterizadas na dimensão de análise
Representação e Comunicação.
Visto que, para o PCNEM (BRASIL, 1999) a categoria Investigação e
Compreensão tem uma característica mais específica da área da Ciência da
Natureza, ela também se apresentou em todas as práticas experimentais.
Por fim, a dimensão de análise Contextualização Sociocultural, mesmo tendo
como categoria atividades relacionadas com a cultura contemporânea, visto que se
usa com ênfase “área da Ciência da Natureza e suas Tecnologias”, verificou-se na
pesquisa que apenas 51% das práticas foram contemplados nessa dimensão de
classificação do Novo ENEM. Sendo assim, interpreta-se que os autores das
questões têm dificuldades em elaborar itens relacionados a conhecimentos
tecnológicos, e ainda menos quando se procura associá-los ao contexto histórico da
Física e/ou com outras formas de cultura.
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4 CONSIDERAÇÕES FINAIS
A Física contribui para a evolução da tecnologia e o desenvolvimento da
Ciência, uma vez que apresenta significativas colaborações que influenciam na
política, na economia e no contexto social. Por outro lado, o ensino de Física no
Ensino Médio não tem agradado aos alunos que a consideram um conteúdo difícil,
cheio de fórmulas, com dados sem sentido e pouco relevantes. Entende-se como
primordial que os professores relacionem os conteúdos de Física com saberes
vivenciados pelos educandos no seu cotidiano, para que estes compreendam que a
Física está presente na vida de todos e deve ser explorada.
Como reforço para o professor, os documentos PCNEM e PCN+ recomendam
e normalizam acerca dos temas do ensino da Física que devem ser apresentados e
compreendidos pelos alunos em todo o Ensino Médio, cabendo ao docente integrá-
los ao seu planejamento de ensino para que se inicie uma nova e mais eficaz
formação de cidadãos.
Outro recurso importante, indispensável e, por vezes, até único para o estudo
dos alunos, são os livros didáticos (LD). Do ponto de vista das atividades empíricas,
os LD têm contribuído progressivamente para a compreensão e exploração dos
conceitos físicos demonstrados em aula. Assim, é essencial que, ao ensinar Física
utilizando-se desse instrumento de aprendizagem, sejam verificadas importantes
contribuições para a sua didática, cujo objetivo seja desenvolver a compreensão dos
educandos.
Portanto, é determinante refletir que o experimento e a experimentação
proporcionam ao aluno eventos investigativos, que ultrapassam as práticas
concebidas como “receitas de bolo”, as quais cumprem apenas a função de
comprovação do fenômeno físico, sem ligação com algum contexto social ou
cultural.
A investigação mostra que, independentemente se o experimento for de baixo
custo ou realizado em laboratório tradicional, o ensino de práticas experimentais
requer uma função pedagógica em si. Acredita-se que o professor de Física, ao
procurar desenvolver o seu plano de aula, tem tipicamente desenvolvido a inserção
de conceitos, leis e fórmulas, de maneira inadequada ao aprendizado do educando.
Entende-se que o professor de Física não deve utilizar apenas o “fazer
experiência planejadas”, mas sim “planejar experiências”, de modo que o discente
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saiba evoluir na definição dos conceitos, na descoberta e investigação das leis e na
descrição dos princípios básicos ocorridos.
O entendimento e dimensionamento dos conceitos físicos que estão
presentes na vida de cada cidadão têm se agravado no decorrer do tempo.
Trabalhar com atividades empíricas é defender um método de suma importância no
desvendar da maioria dos fenômenos físicos existentes. Essa metodologia deve
auxiliar o professor no indagar das situações de causas físicas naturais que ocorrem
na sociedade.
Em relação aos objetos de conhecimento da Física, verifica-se que as
questões de Física Clássica se encontram constantemente presentes nas questões
do exame, como nos antigos exames de seleção organizados sistematicamente por
cada instituição. Porém, identifica-se nas atividades empíricas de Física do Novo
ENEM um alinhamento com as dimensões de análise dos PCNEM e PCN+.
Mesmo não sendo objeto central de pesquisa desta dissertação, investigou-se
quais itens, dentre os caracterizados como experimentos/experimentações, eram
apenas questões conceituais e quantos deles apresentavam necessidade de cálculo
para a sua resolução. Para tal, concluiu-se que das 11 provas do Novo ENEM, 77%
dos itens cobravam apenas a interpretação de conceitos físicos.
Pode-se dizer, portanto, que no ensino de Física do Ensino Médio é
interessante que o docente priorize, sem deixar de lado as fórmulas físicas e os
cálculos matemáticos, o desenvolvimento dos conceitos e discuta com seus alunos
sobre os fenômenos naturais presentes, de preferência lançando mão de atividades
práticas para comprová-los, a fim de que seus alunos percebam o que pode ou não
acontecer em diferentes situações.
Argumenta-se também, que foram encontrados dois itens com características
experimentais que relacionam mais de um objeto de conhecimento da Física,
definindo que na maioria dos itens analisados foi classificada em apenas um dos
objetos de conhecimento do componente curricular. Destaca-se ainda que não foi
examinado nesta pesquisa o conteúdo “Física Moderna”, pois o mesmo, desde a
primeira publicação do edital até a última prova analisada (2016), não faz parte dos
objetos de conhecimento de Física contemplados no exame. Não obstante, parte
deste tema consta da matriz de referência da Química, através do objeto de
conhecimento “Transformações químicas e energia”.
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Os experimentos e experimentações aplicadas ao ensino de Física
estabelecem-se como um importante recurso didático no processo de crescimento
de competências e habilidades, visto que o conhecimento assimilado através da
resolução de problemas e expressões matemáticas tem se mostrado limitado e
insuficiente para a eficácia do processo ensino-aprendizagem.
Levando em conta o exposto, destaca-se que as provas do Novo ENEM
analisadas (de 2009 a 2016), em especial os experimentos e as experimentações
examinadas, concordam com as habilidades e competências propostas nos PCNEM
e detalhadas nos PCN+. Por isso, cabe aos professores buscarem nestes
documentos referências para bem preparar seus alunos para o exame.
Em consonância com os dados apresentados até aqui, é nítido que,
independentemente da forma como se analisa e classifica qualquer tema, ao
transpor o assunto pode-se ocorrer a imparcialidade, em que indivíduos podem estar
sujeitos a diferentes vertentes. A referente análise e classificação buscam, assim,
apresentar ao professor um suporte adicional no estudo direcionado a práticas
experimentais de Física abordadas no Novo ENEM.
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REFERÊNCIAS
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97
APÊNDICE A - Produto educacional
EXPERIMENTOS E EXPERIMENTAÇÕES NAS QUESTÕES DE FÍSICA DO NOVO
ENEM: GUIA DE ORIENTAÇÃO PARA PROFESSORES
99
1 APRESENTAÇÃO
Este guia de orientação para docentes do nível médio trata dos experimentos
e experimentações de Física abordadas nas provas do Novo Exame Nacional de
Ensino Médio (Novo ENEM), do ano de 2009 a 2016. Destaca-se que não foram
consideradas as provas aplicadas, exclusivamente, às Pessoas Privadas de
Liberdade (PPL).
Os Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCNEM)
(BRASIL, 1999) e os Parâmetros Complementares (PCN+) (BRASIL, 2002),
fundamentaram Barros (2009) na elaboração de categorias de análise de
experimentos, representada mais adiante na figura 1. As dimensões de análise
consideradas Representação e Comunicação, Investigação e Compreensão e
Contextualização Sociocultural, a fim de classificar os experimentos nos Livros
didáticos recomendados pelo Programa Nacional do Livro Didático do Ensino Médio
em 2007 (PNLEM/2007). Nesta pesquisa, apresentada como guia, aplicou-se a
mesma metodologia sobre as atividades empíricas verificadas no Novo ENEM.
Este produto educacional descreve uma breve contextualização sobre o Novo
ENEM, os experimentos e as experimentações e os PCNEM e os PCN+, elencada à
proposta de Barros (2009). Em seguida, exemplificam-se as categorias de análise,
apresentando questões características à sua classificação e, por fim, conclui-se com
os principais dados desta pesquisa documental, como porcentagem de questões de
Física nas provas analisadas e a relação percentual dos objetos de conhecimento
presentes nos experimentos/experimentações.
Pretende-se que este guia possa auxiliar o professor em sua docência ao
introduzir práticas experimentais no seu plano de ensino, buscando aperfeiçoar sua
ação em aulas de Física transformadoras, elencadas no desenvolvimento das
habilidades e competências, viabilizando aos alunos atingir bons resultados na
realização do Novo ENEM.
101
2 CONTEXTUALIZAÇÃO
2.1 O Novo ENEM
Em 1998 surgiu no Brasil o ENEM, um exame aplicado pelo Instituto Nacional
de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira (INEP), órgão do Ministério da
Educação (MEC) que visava avaliar os estudantes concludentes do Ensino Médio.
O Exame tem como referencia:
[...] a LDB, os Parâmetros Curriculares nacionais (PCN), a Reforma do Ensino Médio, bem como os textos que sustentam sua organização curricular em Áreas de conhecimento, e, ainda, as Matrizes Curriculares de Referências para o Saeb. (BRASIL, 2002b, p.6).
No ano de 2009, o MEC propôs uma reformulação desse instrumento
avaliativo, o qual passou a ser denominado “Novo ENEM”. O Comitê de Governança
do Novo ENEM aprovou a Matriz de Referência para o ENEM 2009, este documento
relata as mudanças no exame, entre as quais se destacam os objetos de
conhecimento, que nada mais são do que os conteúdos do componente curricular
organizados pelas áreas de conhecimento, a saber:
a) linguagens, códigos e suas tecnologias (incluindo redação); b) ciências humanas e suas tecnologias; c) ciências da natureza e suas tecnologias; e d) matemática e suas tecnologias. Cada grupo de testes será composto por 45 itens de múltipla escolha, aplicados em dois, constituindo assim, um conjunto de 180 itens. A redação deverá ser feita em língua portuguesa e estruturada na forma de texto em prosa do tipo dissertativo-argumentativo, a partir de um tema de ordem social, científica, cultural ou política. (ANDRIOLA, 2011, p.115).
A Física é um componente curricular da área de Ciências da Natureza e suas
Tecnologias e os seus conteúdos avaliados na prova são denominados como
objetos de conhecimento, apresentados a seguir:
Conhecimentos básicos e fundamentais - Noções de ordem de grandeza. Notação Científica. Sistema Internacional de Unidades. Metodologia de investigação: a procura de regularidades e de sinais na interpretação física do mundo. Observações e mensurações: representação de grandezas físicas como grandezas mensuráveis. Ferramentas básicas: gráficos e vetores. Conceituação de grandezas vetoriais e escalares. Operações básicas com vetores. O movimento, o equilíbrio e a descoberta de leis físicas - Grandezas fundamentais da mecânica: tempo, espaço, velocidade e aceleração.
102
Relação histórica entre força e movimento. Descrições do movimento e sua interpretação: quantificação do movimento e sua descrição matemática e gráfica. Casos especiais de movimentos e suas regularidades observáveis. Conceito de inércia. Noção de sistemas de referência inerciais e não inerciais. Noção dinâmica de massa e quantidade de movimento (momento linear). Força e variação da quantidade de movimento. Leis de Newton. Centro de massa e a idéia de ponto material. Conceito de forças externas e internas. Lei da conservação da quantidade de movimento (momento linear) e teorema do impulso. Momento de uma força (torque). Condições de equilíbrio estático de ponto material e de corpos rígidos. Força de atrito, força peso, força normal de contato e tração. Diagramas de forças. Identificação das forças que atuam nos movimentos circulares. Noção de força centrípeta e sua quantificação. A hidrostática: aspectos históricos e variáveis relevantes. Empuxo. Princípios de Pascal, Arquimedes e Stevin: condições de flutuação, relação entre diferença de nível e pressão hidrostática. Energia, trabalho e potência - Conceituação de trabalho, energia e potência. Conceito de energia potencial e de energia cinética. Conservação de energia mecânica e dissipação de energia. Trabalho da força gravitacional e energia potencial gravitacional. Forças conservativas e dissipativas. A Mecânica e o funcionamento do universo - Força peso. Aceleração gravitacional. Lei da Gravitação Universal. Leis de Kepler. Movimentos de corpos celestes. Influência na Terra: marés e variações climáticas. Concepções históricas sobre a origem do universo e sua evolução. Fenômenos elétricos e magnéticos - Carga elétrica e corrente elétrica. Lei de Coulomb. Campo elétrico e potencial elétrico. Linhas de campo. Superfícies equipotenciais. Poder das pontas. Blindagem. Capacitores. Efeito Joule. Lei de Ohm. Resistência elétrica e resistividade. Relações entre grandezas elétricas: tensão, corrente, potência e energia. Circuitos elétricos simples. Correntes contínua e alternada. Medidores elétricos. Representação gráfica de circuitos. Símbolos convencionais. Potência e consumo de energia em dispositivos elétricos. Campo magnético. Imãs permanentes. Linhas de campo magnético. Campo magnético terrestre. Oscilações, ondas, óptica e radiação - Feixes e frentes de ondas. Reflexão e refração. Óptica geométrica: lentes e espelhos. Formação de imagens. Instrumentos ópticos simples. Fenômenos ondulatórios. Pulsos e ondas. Período, frequência, ciclo. Propagação: relação entre velocidade, frequência e comprimento de onda. Ondas em diferentes meios de propagação. O calor e os fenômenos térmicos - Conceitos de calor e de temperatura. Escalas termométricas. Transferência de calor e equilíbrio térmico. Capacidade calorífica e calor específico. Condução do calor. Dilatação térmica. Mudanças de estado físico e calor latente de transformação. Comportamento de Gases ideais. Máquinas térmicas. Ciclo de Carnot. Leis da Termodinâmica. Aplicações e fenômenos térmicos de uso cotidiano. Compreensão de fenômenos climáticos relacionados ao ciclo da água. (INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO TEIXEIRA, 2016a, p. 51).
Portanto, é preciso que os conteúdos de Física a serem ministrados em sala
de aula estejam respaldados nos livros didáticos e nas questões abordadas nos
vestibulares, em especial no Novo ENEM.
Porém, a quantidade de objetos de conhecimento no ensino de Física é muito
extensa. A maioria das escolas públicas do país pratica na grade curricular apenas
103
duas ou três aulas semanais de Física, o que se considera, insuficiente para a
aplicação consistente dos objetos de conhecimento abordados no Novo ENEM.
2.2 Os experimentos e as experimentações
Observa-se uma carência no ensino de Física em agregar à teoria com a
prática, o que corrobora para que este componente curricular do Ensino Médio seja
considerado pelos alunos como uma disciplina difícil e complicada de aprender. De
acordo com Araújo e Abid (2003), os obstáculos da educação geral, incluindo o
ensino de Física, não é uma contrariedade atual. Os conteúdos de Física que
envolvem os fenômenos e conceitos ensinados na teoria, de modo geral, não têm
atraído significativamente os alunos. Entende-se que a divagação teórica da
disciplina tem dificultado a compreensão da Física, ocasionando o desinteresse por
essa ciência.
Sendo assim, torna-se necessário que o professor de Física promova
mudanças em sua metodologia de ensino, objetivando o melhor aprendizado de
seus alunos. Destaca-se, como alternativa, inserir o uso de experimento e
experimentação nas aulas de Física, temática abordado neste produto educacional.
As atividades experimentais aplicadas ao ensino de Física envolvem
experimentos e/ou experimentações, conceitos a serem explicitados. Ao investigar a
definição dessas práticas experimentais, verifica-se que, para o ensino das Ciências
Naturais, existem particularidades entre estes pensamentos.
Conforme Cachapuz, Praia e Jorge (2004), na educação o experimento
representa uma atividade experimental demonstrativa e comprobatória para abordar
conceitos que o educando não assimila, ainda que para a Física tais saberes
estejam consolidados. O aluno serve-se, então, de um aparato experimental, de
procedimentos; utilizando uma lei para, alterando as amostras, observar os
fenômenos. Para Séré, Coelho e Nunes (2002):
Há outro tipo de abordagem onde a lei não é questionada, ela é conhecida e utilizada para calcular um parâmetro, analogamente ao que é feito em um laboratório de metrologia ou de testes. No ensino podem ser mencionados alguns exemplos, como comparar métodos experimentais ou determinar a velocidade do som no ar. (SÉRÉ; COELHO; NUNES, 2002, p. 31).
104
No ensino de Física a experimentação tem um papel muito importante, com o
objetivo de incentivar a obtenção de competência e interpretação dos fenômenos
demonstrados, “[...] atributo que comunga com a idéia de uma experimentação
investigativa, problematizadora e questionadora da realidade do estudante [...]”
(LIMA; TEIXEIRA, 2005, p. 6), o que resulta na oportunidade de compor novas
compreensões das práticas sobre o tema social em que seus conhecimentos, suas
experimentações, similarmente o permitem intervir.
Logo, o professor é o sujeito qualificado para mostrar e direcionar a realização
dessas práticas experimentais, uma vez que, além de expor e fundamentar a teoria,
tende a conduzir os aprendizes à investigação para o desenvolvimento do ensino de
Ciências, ocasionando como resultado a obtenção de conhecimento de forma
progressiva.
Verifica-se uma discrepância do professor em confundir as práticas
experimentais com o uso essencial de laboratório aparelhado para a execução de
experimentos. As práticas podem e devem ser feitas em variados lugares da escola
ou fora dela, com ou sem a presença de equipamentos tecnologicamente
avançados. A idéia é transformar as aulas práticas substituindo, sobretudo, a
manipulação dos equipamentos e efetuação de medidas pelos estudantes por
diversas práticas diferenciadas que se assemelham mais à ciência investigativa.
Na possibilidade de encontrar diferentes modelos experimentais para se
utilizar no ensino de Física, com finalidades estabelecidas e que não necessite de
um laboratório fixo, professores, sobretudo do Ensino Médio, têm adotado de
maneira mais abrangente os experimentos e as experimentações com materiais de
baixo custo, cujo interesse é mostrar aos educandos os conceitos físicos de maneira
mais acessível. Os objetos para o experimento de baixo custo podem ser facilmente
encontrados no comércio, ou até em casa. Como são de fácil manuseio, podem ser
aplicados em classe, sem o uso do ambiente laboratorial, podendo servir muitas
vezes como prática definitiva para explicar determinado fenômeno.
Evidencia-se o quanto é relevante que o discente agregue a teoria com a
prática no ensino de Física, bem como permita que o desenvolvimento tecnológico
seja capaz de conduzi-lo a uma educação de descobrimento de novas tecnologias.
Dentre os materiais de ensino usados pelos nossos alunos, temos o livro
didático, elemento que tem capacidade educacional de ajudar o discente no
desenvolvimento do aprendizado dos conteúdos do currículo e que serão
105
posteriormente trabalhados pelo docente. No ensino público, o livro didático é
oferecido, gratuitamente, pelas redes de ensino aos alunos matriculados.
Dessa forma, o MEC, respaldado em editais do Programa Nacional do Livro
Didático do Ensino Médio (PNLD), tem a função de analisar e aprovar os livros
didáticos, ofertados às escolas. No ensino de Física, os experimentos e
experimentações são bastante significativos para o programa.
Portanto, o livro didático tem a função de abordar práticas experimentais, pois
existem critérios que devem ser respeitados pelas editoras, caso não queiram ser
excluídas do processo, com relação às atividades em questão. Além, do auxílio de
estudo dos objetos de conhecimento cobrados nas provas do Novo ENEM, as quais
tendem a proporcionar de maneira praticável experimentos e experimentações que,
de certa forma, conduzem o estudante ao entendimento das teorias ensinadas nas
aulas expositivas.
2.3 PCNEM e PCN+
Os PCNEM são parâmetros criados pelo MEC que integram e regulam a
prática pedagógica. Ainda que não sejam obrigatórios por lei, são documentos
importantíssimos para a educação, pois orientam a comunidade acadêmica no
desenvolvimento da didática das disciplinas e seus objetivos, além do propósito
fundamental de direcionar os professores sobre alguns princípios importantes
referentes a cada componente curricular, como a aprendizagem, aplicação de
atividades e procedimentos para avaliação, cuja finalidade é assegurar aos
discentes o direito de desfrutar de uma educação ideal para o ser cidadão.
Diante da percepção tratada na LDB/1996, especialmente no que diz respeito
ao Ensino Médio como etapa final da Educação Básica, o PCNEM/1999 é um projeto
para essa etapa de ensino que se refere às competências apontadas na Base
Nacional Comum, para que consiga preparar os nossos alunos na progressão das
habilidades e competências do ensino de Física.
As atividades experimentais são apreciadas como um modo didático no
contexto das práticas educacionais, proporcionando um ensino de Física mais
cativante e significativo para percepção dos alunos. Os PCN+ destacam:
106
É indispensável que a experimentação esteja sempre presente ao longo de todo o processo de desenvolvimento das competências em Física, privilegiando-se o fazer, manusear, operar, agir, em diferentes formas e níveis. É dessa forma que se pode garantir a construção do conhecimento pelo próprio aluno, desenvolvendo sua curiosidade e o hábito de sempre indagar, evitando a aquisição do conhecimento científico como uma verdade estabelecida e inquestionável. (BRASIL, 2002, p.84).
Sendo assim, a experimentação é uma atividade que deve ser conservada
pelos docentes, pois, mais que demonstrar a natureza empírica da Física, integra-se
como útil no desenvolvimento das habilidades e competências, devendo ser bem
acolhida no meio acadêmico. Os PCN+ (BRASIL, 2002) apontam que:
Experimentar pode significar observar situações e fenômenos a seu alcance, em casa, na rua ou na escola, desmontar objetos tecnológicos, tais como chuveiros, liquidificadores, construir aparelhos e outros objetos simples, como projetores ou dispositivos óptico-mecânicos. Pode também envolver desafios, estimando, quantificando ou buscando soluções para problemas reais. (BRASIL, 2002, p. 84).
Como destacam os PCN+ (BRASIL, 2002):
Isso [o sentido da experimentação] inclui retomar o papel da experimentação, atribuindo-lhe uma maior abrangência para além das situações convencionais de experimentação em laboratório. As abordagens mais tradicionais precisariam, portanto, ser revistas, evitando-se “experiências” que se reduzem à execução de uma lista de procedimentos previamente fixados, cujo sentido nem sempre fica claro para o aluno. É tão possível trabalhar com materiais de baixo custo, tais como pedaços de fio, pequenas lâmpadas e pilhas, quanto com kits mais sofisticados, que incluem multímetros ou osciloscópios. A questão a ser preservada, menos do que os materiais disponíveis, é, novamente, que competências estarão sendo promovidas com as atividades desenvolvidas. (BRASIL, 2002, p. 84).
Nesta pesquisa, observam-se os experimentos e experimentações nas
questões de Física do Novo ENEM (2009 – 2016), segundo a classificação de
Barros (2009), apresentada na Figura 1:
107
Figura 1 - Organograma de categorias e subcategorias de análise
Fonte: Barros (2009, p. 73)
As categorias de Barros (2009), pautadas nos PCNEM (BRASIL, 1999) e
PCN+ (BRASIL, 2002), serão detalhadas e exemplificadas no Capítulo 3, que trata
da análise e classificação dos experimentos e experimentações das provas do Novo
ENEM. Deve-se ressaltar que, o objeto deste guia é nortear professores de Física do
Ensino Médio sobre a relevância da inclusão de práticas empíricas nas aulas de
Física.
109
3 ANÁLISE E CLASSIFICAÇÃO DOS EXPERIMENTOS E EXPERIMENTAÇÕES
DAS PROVAS DO NOVO ENEM
Para dar início ao objeto de pesquisa, do Novo ENEM foram selecionadas
onze provas da área da Ciência da natureza e suas Tecnologias, desde a nova
formulação do referido exame no ano de 2009 até 2016.
O Quadro 1 detalha as provas do Novo ENEM exploradas nesta pesquisa:
Quadro 1 - Identificação das provas do Novo ENEM PROVA DO ENEM IDENTIFICAÇÃO
ENEM 2009 – prova que vazou e teve sua aplicação cancelada (caderno de prova sem identificação de cor)
ENEM 2009-V
ENEM 2009 – prova aplicada (caderno de prova cor azul)
ENEM 2009
ENEM 2010 – prova 1ª aplicação (caderno de prova cor azul)
ENEM 2010-1
ENEM 2010 – prova 2ª aplicação (caderno de prova cor azul)
ENEM 2010-2
ENEM 2011 – prova aplicada (caderno de prova cor azul)
ENEM 2011
ENEM 2012 – prova aplicada (caderno de prova cor azul)
ENEM 2012
ENEM 2013 – prova aplicada (caderno de prova cor azul)
ENEM 2013
ENEM 2014 – prova aplicada (caderno de prova cor azul)
ENEM 2014
ENEM 2015 – prova aplicada (caderno de prova cor azul)
ENEM 2015
ENEM 2016 – prova 1ª aplicação (caderno de prova cor azul)
ENEM 2016-1
ENEM 2016 – prova 2ª aplicação (caderno de prova cor azul)
ENEM 2016-2
Fonte: Elaborado pelo autor.
Em consonância com o exposto, na análise das 11 provas da área Ciências
da Natureza e suas Tecnologias de 2009 a 2016, 166 questões abordavam algum
conteúdo estudado na Física, entre as quais 49 delas apresentaram alguma prática
empírica.
Assim, como o foco desse estudo se dirige às práticas experimentais
relacionadas ao ensino de Física, podemos observar no Gráfico 1 a discrepância de
percentual entre as questões dessa área de conhecimento que abordam ou não
atividades práticas em seu conteúdo:
110
Gráfico 1 - Porcentagem de questões de Física nas provas analisadas
70%
30%Questões de Físicaque não apresentamcaracterísticasexperimentais
Questões deexperimento/experimentação deFísica
Fonte: Dados da pesquisa
Mesmo não sendo em maior percentual, ao verificar essa considerável
quantidade de questões de Física no Novo ENEM com atividades empíricas, julgou-
se relevante investigar tais experimentos e/ou experimentações numa análise de
competências e habilidades como proposta por Barros (2009), ressaltando o fato de
que a análise em questão foi fundamentada nos PCNEM e PCN+.
No Gráfico 2, apresenta-se uma estimativa da distribuição dos objetos de
conhecimento, assim como são tratados os conteúdos no Novo ENEM:
111
Gráfico 2 - Relação percentual dos objetos de conhecimento presentes nos experimentos/experimentações
2%
32%
4%
2%
22%
24%
14%
Conhecimentos básicos efundamentais
O movimento, o equilíbrio ea descoberta de leis físicas
Energia, trabalho epotência
A Mecânica e ofuncionamento do universo
Fenômenos elétricos emagnéticos
Oscilações, ondas, óptica eradiação
O calor e os fenômenostérmicos
Fonte: Dados da pesquisa
Através dessa análise de dados para verificar os conteúdos (objetos de
conhecimento) cobrados no Novo ENEM, percebe-se a predisposição em privilegiar
três áreas específicas da Física: o movimento, o equilíbrio e a descoberta de leis
físicas (32%); Oscilações, ondas, óptica e radiação (24%); e os Fenômenos Elétricos
Magnéticos (22%).
Observa-se, ainda, que os objetos de conhecimento menos dispostos sejam
os Conhecimentos básicos e fundamentais (2%) e a Mecânica e o funcionamento do
Universo (2%). Este resultado mostra como o Novo ENEM trata os conteúdos de
Física de maneira desigual quanto à ilustração de atividades experimentais.
O guia busca averiguar se os experimentos e as experimentações de Física
do Novo ENEM proporcionam ao discente compreender os eventos físicos, as
manifestações que as relacionam e os processos naturais, posicionando-o de modo
que se integre e entenda o seu papel na ciência natural. Dessa forma, ao ser
avaliado pretende-se demonstrar se houve de alguma maneira a aprendizagem do
indivíduo ao longo de sua vida, seja em ambiente escolar ou fora dele, nas
112
diferentes formas de expressão e formação.
A classificação dos experimentos e/ou experimentações das questões de
Física do Novo ENEM dispõem-se dessas categorias e subcategorias de análise
denotadas de forma sintetizada. Ressaltando que, para uma melhor amostra dos
itens analisados, padroniza-se um código para identificação das questões do Novo
ENEM. Neste, Q quer dizer QUESTÃO; P significa PROVA; para o termo APLICADA
usa-se a letra A, enquanto para o termo APLICAÇÃO é utilizado ap; para a avaliação
cancelada em 2009 por motivo de vazamento, utiliza-se a letra V; e para as provas
identificadas pela COR AZUL, AZ. Cabe esclarecer que todas as avaliações
analisadas tinham a mesma cor (azul), com exceção da prova cancelada em 2009.
1) Representação e Comunicação
A linguagem escrita e a orientação com o intuito de compor diferentes
comunicações em seu vocabulário, por intermédio de representações e símbolos,
são características evidenciadas nessa dimensão de estudo, quando presentes nos
experimentos e experimentações.
Vejamos as categorias e subcategorias desta análise:
Elaboração de Comunicação (EC): compreende experimentos e/ou
experimentações que auxiliam o educando na transmissão de alguma informação
através da elaboração de sínteses ou esquemas estruturados sobre conceitos
físicos aplicados na escola ou em outro ambiente, empregando-se a linguagem
científica de forma correta.
Para uma melhor compreensão dessa categoria, usam-se os Exemplos 1 e 2:
113
EXEMPLO 1: Q78P1ªap2010AZ Duas irmãs que dividem o mesmo quarto de estudos combinaram de comprar duas caixas com tampas para guardarem seus pertences dentro de suas caixas, evitando, assim, a bagunça sobre a mesa de estudos. Uma delas comprou uma metálica, e a outra, uma caixa de madeira de área e espessura lateral diferentes, para facilitar a identificação. Um dia as meninas foram estudar para a prova de Física e, ao se acomodarem na mesa de estudos, guardarem seus celulares ligados dentro de suas caixas. Ao longo desse dia, uma delas recebeu ligações telefônicas, enquanto os amigos da outra tentavam ligar e recebiam a mensagem de que o celular estava fora da área de cobertura ou desligado. Para explicar essa situação, um físico deveria afirmar que o material da caixa, cujo telefone celular não recebeu as ligações é de A) madeira, e o telefone não funcionava porque a madeira não é um bom condutor de eletricidade. B) metal, e o telefone não funcionava devido à blindagem eletrostática que o metal proporcionava. C) metal, e o telefone não funcionava porque o metal refletia todo tipo de radiação que nele incidia. D) metal, e o telefone não funcionava porque a área lateral da caixa de metal era maior. E) madeira, e o telefone não funcionava porque a espessura desta caixa era maior que a espessura da caixa de metal.
Q = Questão; P = Prova; ap = aplicação; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2010a, p.24).
EXEMPLO 2: Q74PA2012AZ A característica que permite identificar um planeta no céu é o seu movimento relativo às estrelas fixas. Se observarmos a posição de um planeta por vários dias, verificaremos que sua posição em relação às estrelas fixas se modifica regularmente. A figura destaca o movimento de Marte observado em intervalos de 10 dias, registrado da Terra.
Qual a causa da forma da trajetória do planeta Marte registrada na figura? A) A maior velocidade orbital da Terra faz com que, em certas épocas, ela ultrapasse Marte. B) A presença de outras estrelas faz com que sua trajetória seja desviada por meio da atração gravitacional. C) A órbita de Marte, em torno do Sol, possui uma forma elíptica mais acentuada que a dos demais planetas. D) A atração gravitacional entre a Terra e Marte faz com que este planeta apresente uma órbita irregular em torno do Sol.
E) A proximidade de Marte com Júpiter, em algumas épocas do ano, faz com que a atração gravitacional de Júpiter interfira em seu movimento.
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2012b, p.25).
114
No EXEMPLO 1, a experimentação realizada no cotidiano de duas irmãs
demonstrou o fenômeno da blindagem eletrostática, também conhecido como Gaiola
de Faraday. A caixa de metal, que caracteriza a superfície condutora eletrizada,
apresenta um campo elétrico nulo em seu interior, de forma que as cargas elétricas
se espalham de maneira uniforme na parte externa da caixa, possibilitando uma
blindagem eletrostática no telefone, impossibilitando-o de receber ligações. O trecho
que evidencia a experimentação nessa categoria é: “para explicar essa situação, um
físico deveria afirmar que o material da caixa”, uma vez que necessita de uma
síntese elaborada por um físico para justificar o evento ocorrido, utilizando-se de
uma linguagem científica e adequada ao explicar tal fenômeno.
Já no EXEMPLO 2, sobre “A mecânica e o funcionamento do universo”, no
trecho “Qual a causa da forma da trajetória do planeta Marte registrada na figura?”
procura-se entender que os planetas descrevem, de acordo com as leis de Kepler,
trajetórias elípticas e que quanto mais distante do Sol, menor é a velocidade orbital
do planeta. Portanto, como a Terra tem velocidade orbital maior por estar mais
próxima do Sol do que Marte, ela “ultrapassa” este planeta em certas épocas,
ocasionando o laço exibido na figura. Sendo assim, para essa questão, viu-se a
necessidade de descrever uma síntese relatando tal observação experimental
abrangendo os conhecimentos físicos, apresentando de forma nítida sua indagação
de modo a fazer declarações físicas consistentes.
Articular Símbolos e Códigos (ASC): a categoria em questão qualifica os
experimentos e/ou experimentações que faz o uso de fórmulas, equações,
códigos e nomenclaturas na resolução do exercício. Observa-se, então, o objetivo
de propiciar ao discente não só o entendimento dos conceitos, mas também a
capacidade de manipular e apreender símbolos e códigos da ciência e tecnologia.
Visando representar a categoria em questão, exemplificam-se as atividades
seguintes:
115
EXEMPLO 3: Q59P1ªap2016AZ
Por apresentar significativa resistividade elétrica, o grafite pode ser utilizado para simular resistores elétricos em circuitos desenhados no papel, com o uso de lápis e lapiseiras. Dependendo da espessura e do comprimento das linhas desenhadas, é possível determinar a resistência elétrica de cada traçado produzido. No esquema foram utilizados três tipos de lápis diferentes (2H, HB e 6B) para efetuar três traçados distintos.
Munido dessas informações, um estudante pegou uma folha de papel e fez o desenho de um sorvete de casquinha utilizando-se desses traçados. Os valores encontrados nesse experimento, para as resistências elétricas (R), medidas com o auxílio de um ohmímetro ligado nas extremidades das resistências, são mostrados na figura. Verificou-se que os resistores obedeciam a Lei de Ohm.
Na sequência, conectou o ohmímetro nos terminais A e B do desenho e, em seguida, conectou-o nos terminais B e C, anotando as leituras RAB e RBC, respectivamente. Ao estabelecer a razão RAB/RBC qual resultado o estudante obteve?
A) 1 B) 4/7 C) 10/27 D) 14/81 E) 4/81
Q = Questão; P = Prova; ap = aplicação; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2016b, p. 21).
116
EXEMPLO 4: Q65PA2015AZ
Uma garrafa térmica tem como função evitar a troca de calor entre o líquido nela contido e o ambiente, mantendo a temperatura de seu conteúdo constante. Uma forma de orientar os consumidores na compra de uma garrafa térmica seria criar um selo de qualidade, como se faz atualmente para informar o consumo de energia de eletrodomésticos. O selo identificaria cinco categorias e informaria a variação de temperatura do conteúdo da garrafa, depois de decorridas seis horas de seu fechamento, por meio de uma porcentagem do valor inicial da temperatura de equilíbrio do líquido na garrafa. O quadro apresenta as categorias e os intervalos de variação percentual da temperatura.
Para atribuir uma categoria a um modelo de garrafa térmica, são preparadas e misturadas, em uma garrafa, na proporção de um terço de água fria para dois terços de água quente. A garrafa é fechada. Seis horas depois, abre-se a garrafa e mede-se a temperatura da água, obtendo-se 16°C. Qual selo deveria ser posto na garrafa térmica testada? A) A B) B C) C D) D E) E
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2015, p.23).
No experimento (EXEMPLO 3) sobre associação de resistores, o conteúdo é
referente ao objeto de conhecimento “Fenômenos elétricos e magnéticos”. Os
pontos que caracterizam essa categoria são: “utilizamos três tipos de lápis diferentes
(2H, HB e 6B) para efetuar três traçados distintos” e “a razão RA/RB”. Além disso,
deve-se observar que o resultado da razão entre RA e RB necessita das equações da
associação em questão para a sua resolução, como: “Req = R1 + R2+..” e “Req =
R1.R2/R1+R2”.
O EXEMPLO 4, por sua vez, aborda uma questão sobre a Calorimetria, a qual
é caracterizada neste item devido aos trechos: “menos de 10%”; “uma de 10°C e
outra a 40°C”; além da equação “Q = m.c.T”, fórmula não mostrada na questão por
se tratar de uma prova.
Desse modo, “Articular Símbolos e Códigos” se aplica às práticas
experimentais que utilizam fórmulas, equações, códigos e nomenclaturas para o
prosseguimento da atividade.
117
Leitura e compreensão - Leitura Textual (LT) e Leitura Textual com Imagem
(LTI): nessas subcategorias, encontram-se classificadas as atividades
experimentais que buscam aprimorar no discente a análise e interpretação de
textos.
Para definir as questões sobre Leitura Textual, utilizam-se os EXEMPLOS 5 e
6 a seguir:
EXEMPLO 5: Q63PA2015AZ
Uma pessoa abre sua geladeira, verifica o que há dentro e depois fecha a porta dessa geladeira. Em seguida, ela tenta abrir a geladeira novamente, mas só consegue fazer isso depois de exercer uma força mais intensa do que a habitual. A dificuldade extra para reabrir a geladeira ocorre porque o (a) A) volume de ar dentro da geladeira diminuiu. B) motor da geladeira está funcionando com potência máxima. C) força exercida pelo ímã fixado na porta da geladeira aumenta. D) pressão no interior da geladeira está abaixo da pressão externa. E) temperatura no interior da geladeira é inferior ao valor existente antes de ela ser aberta.
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2015, p.22).
EXEMPLO 6: Q58P1ªapl2010AZ
Sob pressão normal (ao nível do mar), a água entra em ebulição à temperatura de 100 °C. Tendo por base essa informação, um garoto residente em uma cidade litorânea fez a seguinte experiência: • Colocou uma caneca metálica contendo água no fogareiro do fogão de sua casa. • Quando a água começou a ferver, encostou cuidadosamente a extremidade mais estreita de uma seringa de injeção, desprovida de agulha, na superfície do líquido e, erguendo o êmbolo da seringa, aspirou certa quantidade de água para seu interior, tapando-a em seguida. • Verificando após alguns instantes que a água da seringa havia parado de ferver, ele ergueu o êmbolo da seringa, constatando, intrigado, que a água voltou a ferver após um pequeno deslocamento do êmbolo. Considerando o procedimento anterior, a água volta a ferver porque esse deslocamento A) permite a entrada de calor do ambiente externo para o interior da seringa. B) provoca, por atrito, um aquecimento da água contida na seringa. C) produz um aumento de volume que aumenta o ponto de ebulição da água. D) proporciona uma queda de pressão no interior da seringa que diminui o ponto de ebulição da água. E) possibilita uma diminuição da densidade da água que facilita sua ebulição.
Q = Questão; P = Prova; ap = aplicação; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2010a, p. 16).
118
O EXEMPLO 5 representa uma experimentação que pode ser desenvolvida
na própria casa do educando e, depois, discutida em sala de aula, relacionando a
pressão do ar no interior de uma geladeira com a pressão do ar no ambiente
externo; ao passo que, na experimentação de baixo custo (EXEMPLO 6), é preciso
ambiente propício para realizá-la, a fim de demonstrar que a temperatura de
ebulição da água depende da pressão externa a que está sendo exposta. Embora o
local de execução das práticas não seja necessariamente o mesmo, ambas
caracterizam-se pelo fato de ser possível resolvê-las apenas analisando os
conceitos abordados no texto, por meio de uma interpretação.
Nos EXEMPLOS 7 e 8, apresentam-se as atividades sobre leitura e
compreensão de experimentos e experimentações com o auxílio de imagens:
EXEMPLO 7: Q82PA2015AZ
Em um experimento, um professor levou para a sala de aula um saco de arroz, um pedaço de madeira triangular e uma barra de ferro cilíndrica e homogênea. Ele propôs que fizessem a medição da massa da barra utilizando esses objetos. Para isso, os alunos fizeram marcações na barra, dividindo-a em oito partes iguais, e em seguida apoiaram-na sobre a base triangular, com o saco de arroz pendurado em uma de suas extremidades, até atingir a situação de equilíbrio.
Nessa situação, qual foi a massa da barra obtida pelos alunos? A) 3,00 kg B) 3,75 kg C) 5,00 kg D) 6,00 kg E)15,00 kg
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2015, p. 28).
119
EXEMPLO 8: Q65P2ªapl2010AZ
Um brinquedo chamado ludião consiste em um pequeno frasco de vidro, parcialmente preenchido com água, que é emborcado (virado com a boca para baixo) dentro de uma garrafa PET cheia de água e tampada. Nessa situação, o frasco fica na parte superior da garrafa, conforme mostra a FIGURA 1.
Quando a garrafa é pressionada, o frasco se desloca para baixo, como mostrado na FIGURA 2.
Ao apertar a garrafa, o movimento de descida do frasco ocorre porque A) diminui a força para baixo que a água aplica no frasco. B) aumenta a pressão na parte pressionada da garrafa. C) aumenta a quantidade de água que fica dentro do frasco. D) diminui a força de resistência da água sobre o frasco. E) diminui a pressão que a água aplica na base do frasco.
Q = Questão; P = Prova; ap = aplicação; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2010b, p. 20).
Sendo assim, os experimentos e as experimentações que, mesmo com texto
redigido, aparecem acompanhados de imagens (tabelas, gráficos, figuras, fotos,
etc.) simplificam a compreensão da questão, como observou-se nos EXEMPLOS 7 e
8.
120
2) Investigação e Compreensão
As competências estimuladas nessa dimensão, a serem observadas nos
experimentos e experimentações, são: determinar associação dos fenômenos
examinados e os conceitos considerados, esclarecer eventos e solucionar questões
aplicando conceitos físicos e formalizar hipóteses sobre tais fenômenos,
favorecendo, portanto, a compreensão através da observação, a descrição e
formação de interpretações relativas. Restringe-se essa dimensão em quatro
categorias:
Relações, Invariantes, Transformações e Conservações (RITC): dessa
categoria são todos os experimentos e/ou experimentações evidenciadas pelas
relações entre diferentes grandezas, a presença de invariantes que limitam os
processos naturais e a verificação de transformações e conservações em práticas
que asseguram a formalização hipóteses em mais de uma situação sobre mesma
condição. Para melhor compreensão desta categoria, são apresentados os
exemplos 9, 10 e 11:
EXEMPLO 9: Q52P1ªap2010AZ
Com o objetivo de se testar a eficiência de fornos de micro-ondas, planejou-se o aquecimento em 10°C de amostras de diferentes substâncias, cada uma com determinada massa, em cinco fornos de marcas distintas. Nesse teste, cada forno operou à potência máxima. O forno mais eficiente foi aquele que A) forneceu a maior quantidade de energia às amostras. B) cedeu energia à amostra de maior massa em mais tempo. C) forneceu a maior quantidade de energia em menos tempo. D) cedeu energia à amostra de menor calor específico mais lentamente. E) forneceu a menor quantidade de energia às amostras em menos tempo.
Q = Questão; P = Prova; ap = aplicação; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2010a, p. 14).
121
Exemplo 10: Q77PA2011AZ
Para medir o tempo de reação de uma pessoa, pode-se realizar a seguinte experiência: I. Mantenha uma régua (com cerca de 30 cm) suspensa verticalmente, segurando-a pela extremidade superior, de modo que o zero da régua esteja situado na extremidade inferior. II. A pessoa deve colocar os dedos de sua mão, em forma de pinça, próximos do zero da régua, sem tocá-la. III. Sem aviso prévio, a pessoa que estiver segurando a régua deve soltá-la. A outra pessoa deve procurar segurá-la o mais rapidamente possível e observar a posição onde conseguiu segurar a régua, isto e, a distância que ela percorre durante a queda. O quadro seguinte mostra a posição em que três pessoas conseguiram segurar a régua e os respectivos tempos de reação.
A distância percorrida pela régua aumenta mais rapidamente que o tempo de reação porque a A) energia mecânica da régua aumenta, o que a faz cair mais rápido. B) resistência do ar aumenta, o que faz a régua cair com menor velocidade. C) aceleração de queda da régua varia, o que provoca um movimento acelerado. D) força peso da régua tem valor constante, o que gera um movimento acelerado. E) velocidade da régua é constante, o que provoca uma passagem linear de tempo.
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2011, p.25).
122
EXEMPLO 11: Q77P1ªap2016AZ
O trilho de ar é um dispositivo utilizado em laboratórios de física para analisar movimentos em que corpos de prova (carrinhos) podem se mover com atrito desprezível. A figura ilustra um trilho horizontal com dois carrinhos (1 e 2) em que se realiza um experimento para obter a massa do carrinho 2. No instante em que o carrinho 1, de massa 150,0 g, passa a se mover com velocidade escalar constante, o carrinho 2 está em repouso. No momento em que o carrinho 1 se choca com o carrinho 2, ambos passam a se movimentar juntos com velocidade escalar constante. Os sensores eletrônicos distribuídos ao longo do trilho determinam as posições e registram os instantes associados à passagem de cada carrinho, gerando os dados do quadro.
Com base nos dados experimentais, o valor da massa do carrinho 2 é igual a A) 50,0 g. B) 250,0 g. C) 300,0 g. D) 450,0 g. E) 600,0 g.
Q = Questão; P = Prova; ap = aplicação; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2016b, p. 27).
Na experimentação do EXEMPLO 9, tem-se a relação entre as grandezas
potência, energia e tempo que devem ser consideradas para a possível resolução do
item. A parte que evidencia a categoria está na frase: “O forno mais eficiente foi
aquele que forneceu a maior quantidade de energia em menos tempo”. Assim, o
estudante terá de recordar o conceito de que a potência é definida como razão entre
a energia transferida e o tempo gasto.
Visto que no EXEMPLO 10 se retrata um experimento sobre o movimento de
queda livre da régua, do qual desprezando a resistência do ar a força resultante
123
aplicada sobre o objeto torna-se o seu peso, sua colocação nesta categoria se
explicita na resposta “força peso da régua tem valor constante, o que gera um
movimento acelerado”, ou seja, esse movimento possuirá aceleração constante e a
equação do Movimento Uniformemente Variado adaptado à Queda Livre (S=g.t2/2),
permitindo que se possa prever esse fenômeno natural em razão da invariante
aceleração da gravidade.
Para completar, no EXEMPLO 11 usa-se um experimento de laboratório para
demonstrar o cálculo de massa do carrinho 2 considerando que há conservação de
quantidade de movimento no momento da colisão (Qfinal = Qinicial), podendo classificar
essa prática no trecho: “o trilho de ar é um dispositivo utilizado em laboratórios de
Física para analisar movimentos em que corpos de prova (carrinhos) podem se
mover com atrito desprezível”, evidenciando os itens que possibilitam a
padronização de hipóteses sobre situações em igual circunstâncias.
Medidas e Quantificação (MQ): nessa categoria, considera-se o uso de
instrumentos de medição para a realização dos experimentos e/ou
experimentações, com o intuito de estudar a matemática e seus cálculos,
aperfeiçoando a prática de manusear dispositivos de aferição, dando ao indivíduo
competência de mensurar grandezas.
À procura de experimentos e experimentações que atestem essa categoria,
expõem-se os EXEMPLOS 12 e 13:
EXEMPLO 12: Q73PA2011AZ Em um experimento realizado para determinar a densidade da água de um lago, foram utilizados alguns materiais conforme ilustrado: um dinamômetro D com graduação de 0 N a 50 N e um cubo maciço e homogêneo de 10 cm de aresta e 3 kg de massa. Inicialmente, foi conferida a calibração do dinamômetro, constatando-se a leitura de 30 N quando o cubo era preso ao dinamômetro e suspenso no ar. Ao mergulhar o cubo na água do lago, até que metade do seu volume ficasse submersa, foi registrada a leitura de 24 N no dinamômetro.
Considerando que a aceleração da gravidade local e de 10 m/s2, a densidade de agua do lago, em g/cm3, e A) 0,6. B) 1,2. C) 1,5. D) 2,4. E) 4,8.
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2011, p. 24).
124
Esse experimento retratado, tem por objetivo calcular a densidade da água de
um lago e observa-se o uso de um instrumento de medição indispensável para a
realização da atividade. Os trechos que definem a categoria presente nessa questão
são: “um dinamômetro D com graduação de 0 N a 50 N” e “constatando-se a leitura
de 30 N quando o cubo era preso ao dinamômetro e suspenso no ar”.
EXEMPLO 13: Q68P1ªapl2010AZ
A energia elétrica consumida nas residências é medida, em quilowatt/hora, por meio de um relógio medidor de consumo. Nesse relógio, da direita para a esquerda, tem-se o ponteiro da unidade, da dezena, da centena e do milhar. Se um ponteiro estiver entre dois números, considera-se o último número ultrapassado pelo ponteiro. Suponha que as medidas indicadas nos esquemas seguintes tenham sido feitas em uma cidade em que o preço do quilowatt/hora fosse de R$ 0,20.
O valor a ser pago pelo consumo de energia elétrica registrado seria de A) R$ 41,80. B) R$ 42,00. C) R$ 43,00. D) R$ 43,80. E) R$ 44,00.
Q = Questão; P = Prova; ap = aplicação; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2010a, p. 20).
Nessa atividade prática (EXEMPLO 13), verifica-se o uso do “relógio medidor
de consumo”, usado pelas concessionárias de energia para o cálculo da “conta de
energia”. O conteúdo presente no estudo sobre Eletrodinâmica oportuniza que o
docente, ao expor esse tema e através dessa experimentação, proponha ao
125
educando realizar tais medições em ambientes do seu cotidiano, afim de
compreender como a Física está presente em nosso dia a dia e pode contribuir para
que o cidadão entenda a importância de se fazer a economia de energia elétrica.
Modelos Explicativos e Representativos (MER): os experimentos e/ou
experimentações que abrangem esta categoria permitem ao educando identificar,
aplicar, explicar e apresentar modelos explicativos para fenômenos naturais e/ou
tecnológicos.
As atividades empíricas dos EXEMPLOS 14 e 15 representam essa categoria:
EXEMPLO 14: Q48PA2013AZ
Em um experimento, foram utilizadas duas garrafas PET, uma pintada de branco e a outra de preto, acopladas cada uma a um termômetro. No ponto médio da distância entre as garrafas, foi mantida acesa, durante alguns minutos, uma lâmpada incandescente. Em seguida, a lâmpada foi desligada. Durante o experimento, foram monitoradas as temperaturas das garrafas: a) enquanto a lâmpada permaneceu acesa e b) após a lâmpada ser desligada e atingirem equilíbrio térmico com o ambiente.
A taxa de variação da temperatura da garrafa preta, em comparação à da branca, durante todo experimento, foi A) igual no aquecimento e igual no resfriamento. B) maior no aquecimento e igual no resfriamento. C) menor no aquecimento e igual no resfriamento. D) maior no aquecimento e menor no resfriamento. E) maior no aquecimento e maior no resfriamento.
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2013, p. 16).
126
EXEMPLO 15: Q84PA2011AZ
Ao diminuir o tamanho de um orifício atravessado por um feixe de luz, passa menos luz por intervalo de tempo, e próximo da situação de completo fechamento do orifício, verifica-se que a luz apresenta um comportamento como o ilustrado nas figuras. Sabe-se que o som, dentro de suas particularidades, também pode se comportar dessa forma.
Em qual das situações a seguir está representado o fenômeno descrito no texto? A) Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas. B) Ao gritar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve a repetição do seu próprio grito. C) Ao encostar o ouvido no chão, um homem percebe o som de uma locomotiva antes de ouvi-lo pelo ar. D) Ao ouvir uma ambulância se aproximando, uma pessoa percebe o som mais agudo do que quando aquela se afasta. E) Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora de ópera faz com que uma taça de cristal se despedace.
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2011, p. 27).
No EXEMPLO 14, o experimento propõe um modelo para reconhecer, através
da propagação do calor, a taxa de variação de temperatura nas garrafas com cores
distintas. Os excertos que possibilitam o enquadramento nesta categoria são: “A
taxa de variação da temperatura da garrafa preta, em comparação à da branca,
durante todo o experimento, foi” e “maior no aquecimento e maior no resfriamento”.
127
Da mesma forma, no experimento do EXEMPLO 15, os trechos que
evidenciam esta prática são: “a luz apresenta um comportamento como o ilustrado
nas figuras” e “sabe-se que o som, dentro de suas particularidades, também pode se
comportar dessa forma”. Sendo assim, o avaliado é orientado a identificar o
fenômeno ondulatório difração da luz para relacioná-lo à difração de uma onda
sonora, utilizando como modelo para reconhecê-lo nas diferentes situações descritas
nas resoluções.
Relações Interdisciplinares e Interáreas (RII): são experimentos e/ou
experimentações que demonstram uma determinada vinculação dos conceitos
físicos com conceitos de outra área de conhecimento, possibilitando ao discente
identificar, investigar e descobrira individualidade de cada ciência, obtendo-se
assim a compreensão multidisciplinar dos conceitos abordados, destacando a
interdisciplinaridade dos componentes curriculares.
Para uma melhor compreensão dessa categoria, usam-se os Exemplos 16 e
17:
Exemplo 16: Q62PA2014AZ
Um sistema de pistão contendo um gás é mostrado na figura. Sobre a extremidade superior do êmbolo, que pode movimentar-se livremente sem atrito, encontra-se um objeto. Através de uma chapa de aquecimento é possível fornecer calor ao gás e, com auxílio de um manômetro, medir sua pressão. A partir de diferentes valores de calor fornecido, considerando o sistema como hermético, o objeto elevou-se em valores Δh, como mostrado no gráfico. Foram estudadas, separadamente, quantidades equimolares de dois diferentes gases, denominados M e V.
A diferença no comportamento dos gases no experimento ocorre do fato de o gás M, em relação ao V, apresentar A) maior pressão de vapor. B) menor massa molecular. C) maior compressibilidade. D) menor energia de ativação. E) menor capacidade calorífica.
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2014, p. 21).
128
EXEMPLO 17: Q28PV2009
Além de ser capaz de gerar eletricidade, a energia solar é usada para muitas outras finalidades. A figura a seguir mostra o uso da energia solar para dessalinizar a água. Nela, um tanque contendo água salgada é coberto por um plástico transparente e tem a sua parte central abaixada pelo peso de uma pedra, sob a qual se coloca um recipiente (copo). A água evaporada se condensa no plástico e escorre até o ponto mais baixo, caindo dentro do copo.
Nesse processo, a energia solar cedida à água salgada (A) fica retida na água doce que cai no copo, tornando-a, assim, altamente energizada. (B) fica armazenada na forma de energia potencial gravitacional contida na água doce. (C) é usada para provocar a reação química que transforma a água salgada em água doce. (D) é cedida ao ambiente externo através do plástico, onde ocorre a condensação do vapor. (E) é reemitida como calor para fora do tanque, no processo de evaporação de água salgada.
Q = Questão; P = Prova; V = Vazou; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2009a, p. 9).
A questão experimental do EXEMPLO 16 em análise, traz no trecho
“quantidades equimolares de dois diferentes gases” e em sua possível resolução
para a questão usa-se a “Equação de Clapeyron”, denominada “P.V = n.R.T”,
conteúdos específicos da Química em seu objeto de conhecimento “Transformações
químicas”. Já no experimento de baixo custo do EXEMPLO 17, além de estar
presente no objeto de conhecimento da Física “O calor e os fenômenos térmicos”,
também está ligado à Química no objeto de conhecimento “Materiais, suas
propriedades e usos”. Portanto, os anunciados destacam-se pela evidência da
atividade experimental estar ligada com outra área de conhecimento ou componente
curricular, além da Física.
129
3) Contextualização Sociocultural
Os experimentos e as experimentações que apresentam de forma consistente
a correlação da Física com algum tema histórico e de idealização humana,
interpretando-a como componente constituinte da cultura contemporânea e/ou
associando-a com a modernização progressiva em nosso dia a dia, contemplam
essa categoria de análise. Vejamos, então, para essa dimensão, as três categorias:
Contexto Histórico-Social (CHS): Viabiliza ao aluno compreender os
experimentos e/ou experimentações do ensino de Física incorporados a um
contexto histórico-social, dado que se deve caracterizar pelo conceito e relevância
da atividade empírica realizada em determinada época, além dos prováveis
obstáculos que o pesquisador confrontou em seu tempo para descobrir o
fenômeno ou inventar tal tecnologia, englobando sua importância histórica para o
desenvolvimento da ciência.
Nessa categoria se enquadram-se as práticas experimentais que
proporcionam uma situação da Física no meio de um contexto histórico-social e que
possibilitem ao avaliado caracterizar a importância e o significado do experimento
realizado naquela época, como apresentado nos EXEMPLOS 18 e 19:
EXEMPLO 18: Q67PA2014AZ Para entender os movimentos dos corpos, Galileu discutiu o movimento de uma esfera de metal em dois planos inclinados sem atritos e com a possibilidade de se alterarem os ângulos de inclinação, conforme mostra a figura. Na descrição do experimento, quando a esfera de metal é abandonada para descer um plano inclinado de um determinado nível, ela sempre atinge, no plano ascendente, no máximo, um nível igual àquele em que foi abandonada.
Se o ângulo de inclinação do plano de subida for reduzido a zero, a esfera A) manterá sua velocidade constante, pois o impulso resultante sobre ela será nulo.
B) manterá sua velocidade constante, pois o impulso da descida continuará a empurrá-la. C) diminuirá gradativamente a sua velocidade, pois não haverá mais impulso para empurrá-la. D) diminuirá gradativamente a sua velocidade, pois o impulso resultante será contrário ao seu movimento. E) aumentará gradativamente a sua velocidade, pois não haverá nenhum impulso contrário ao seu movimento.
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2014, p. 24).
130
A questão relata um experimento (EXEMPLO 18) do físico italiano Galileu
Galilei (1564-1642) que procura explicar o comportamento do movimento de uma
esfera de metal em dois planos sem atrito. Uma importante observação sobre esse
item é a análise da questão, que implica destacar o conceito sobre Inércia
estabelecido por outro ilustre físico, o inglês Isaac Newton (1643-1727), ponto-chave
para resolução da mesma.
EXEMPLO 19: Q72PA2014AZ
O funcionamento dos geradores de usinas elétricas baseia-se no fenômeno da indução eletromagnética, descoberto por Michael Faraday no século XIX. Pode-se observar esse fenômeno ao se movimentar um ímã e uma espira em sentidos opostos com módulo da velocidade igual a v, induzindo uma corrente elétrica de intensidade i, como ilustrado na figura.
A fim de se obter uma corrente com o mesmo sentido da apresentada na figura, utilizando os mesmos materiais, outra possibilidade é mover a espira para a A) a esquerda e o ímã para a direita com polaridade invertida. B) direita e o ímã para a esquerda com polaridade invertida. C) esquerda e o ímã para a esquerda com mesma polaridade. D) direita e manter o ímã em repouso com polaridade invertida.
E) esquerda e manter o ímã em repouso com mesma polaridade. Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul
Fonte: INEP (2014, p. 26).
Nessa experimentação (EXEMPLO 19) sobre o fenômeno da indução
magnética, que é o princípio do funcionamento não só dos geradores elétricos de
uma usina, mas também de transformadores, dínamos, alternadores, indutores,
131
solenoides e, até mesmo, motores elétricos, percebe-se a importância dessa
descoberta no século XIX para os dias de hoje.
Relação com a Cultura Tecnológica (RCT): essa categoria abrange os
experimentos e/ou experimentações de Física que dispõem de instrumentos
tecnológicos de uso prático (celular, computador, microondas, etc.),
proporcionando ao discente um conhecimento proficiente à vida e ao trabalho.
Para uma melhor compreensão dessa categoria de análise, usam-se os
exemplos 20 e 21:
EXEMPLO 20: Q86P1ªap2016AZ
Um experimento para comprovar a natureza ondulatória da radiação de micro-ondas foi realizado da seguinte forma: anotou-se a frequência de operação de um forno de micro-ondas e, em seguida, retirou-se sua plataforma giratória. No seu lugar, colocou-se uma travessa refratária com uma camada grossa de manteiga. Depois disso, o forno foi ligado por alguns segundos. Ao se retirar a travessa refratária do forno, observou-se que havia três pontos de manteiga derretida alinhados sobre toda a travessa. Parte da onda estacionária gerada no interior do forno é ilustrada na figura.
De acordo com a figura, que posições correspondem a dois pontos consecutivos da manteiga derretida? A) I e III B) I e V C) II e III D) II e IV E) II e V
Q = Questão; P = Prova; ap = aplicação; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2016b, p. 30).
132
EXEMPLO 21: Q56PA2011AZ
O manual de funcionamento de um captador de guitarra elétrica apresenta o seguinte texto: Esse captador comum consiste de uma bobina, fios condutores enrolados em torno de um imã permanente. O campo magnético do imã induz o ordenamento dos polos magnéticos na corda da guitarra, que está próxima a ele. Assim, quando a corda é tocada, as oscilações produzem variações, com o mesmo padrão, no fluxo magnético que atravessa a bobina. Isso induz uma corrente elétrica na bobina, que é transmitida até o amplificador e, daí, para o alto-falante. Um guitarrista trocou as cordas originais de sua guitarra, que eram feitas de aço, por outras feitas de náilon. Com o uso dessas cordas, o amplificador ligado ao instrumento não emitia mais som, porque a corda de náilon: A) isola a passagem de corrente elétrica da bobina para o alto-falante. B) varia seu comprimento mais intensamente do que ocorre com o aço. C) apresenta uma magnetização desprezível sob a ação do imã permanente. D) induz correntes elétricas na bobina mais intensas que a capacidade do captador. E) oscila com uma frequência menor do que a que pode ser percebida pelo captador.
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2011, p. 18).
O experimento com o microondas (EXEMPLO 20) mostra como podemos
relacionar a tecnologia presente no cotidiano das pessoas com os conceitos sobre
ondas eletromagnéticas ensinados em sala de aula. Ao classificar o EXEMPLO 21
como experimentação relacionada a avanços tecnológicos, observa-se como é
possível explicar a aplicação tecnológica do Eletromagnetismo e os seus fenômenos
utilizando-se dessa prática. Em suma, essa categoria possibilita ao educando
entender como a Física está inserida tecnologicamente em nosso dia a dia.
Relação com outras Formas de Cultura (RFC): os experimentos e/ou
experimentações classificados nessa categoria são percebidos por elencar os
conceitos da Física sob uma perspectiva cultural, como relacionar os conceitos
físicos com a arte, música, dança, teatro, museu etc.; utiliza-se o exemplo 22 para
demonstrar:
133
EXEMPLO 22: Q86PA2015AZ
Ao ouvir uma flauta e um piano emitindo a mesma nota musical, consegue-se diferenciar esses instrumentos um do outro. Essa diferenciação se deve principalmente ao(a) A) intensidade sonora do som de cada instrumento musical. B) potência sonora do som emitido pelos diferentes instrumentos musicais. C) diferente velocidade de propagação do som emitido por cada instrumento musical. D) timbre do som, que faz com que os formatos das ondas de cada instrumento sejam diferentes. E) altura do som, que possui diferentes frequências para diferentes instrumentos musicais.
Q = Questão; P = Prova; A = Aplicada; AZ = Cor azul Fonte: INEP (2015, p. 30).
Essa análise, ainda que tenha sido observada como a classificação de menor
número, oportuniza de forma clara o desenvolvimento de uma prática experimental.
Por estar relacionada com a música, como exposto no trecho “Ao ouvir uma flauta e
um piano emitindo a mesma nota”, essa experimentação relaciona o contexto
cultural com a Física para demonstrar o fenômeno do Timbre sonoro.
Barros (2009), em sua pesquisa para compreender a natureza das práticas
experimentais presentes nas coleções dos livros didáticos do PNLEM 2007, dividiu
as habilidades e competências tratadas nos PCNEM e PCN+ em categorias e
subcategorias.
A representação das categorias de análise foram subdivididas conforme o Quadro
2:
Quadro 2 – Categorias e subcategorias de análise
Dimensão de análise
Categoria e subcategoria de análise
Representação e
Comunicação
Elaboração de Comunicação (EC)
Articular Símbolos e Códigos (ASC)
Leitura e compreensão
Leitura Textual (LT)
Leitura Textual com Imagem (LTI)
Investigação e Compreensão
Relações, Invariantes, Transformações e Conservações (RITC)
Medidas e Quantificações (MQ)
Modelos Explicativos e Representativos (MER)
Relações Interdisciplinares e Interáreas (RII)
Contextualização
Sociocultural
Contextualização Histórico-Social (CHS)
Relação com a Cultura Tecnológica (RCT)
Relação com outras Formas de Cultura (RFC) Fonte: Adaptado de BARROS (2009, p. 102).
134
Primeiramente, expõem-se os resultados da classificação da pesquisa em
cada dimensão. A verificação sobre as práticas experimentais do Novo ENEM
demonstrou os seguintes resultados obtidos e representados nos Gráficos 3 a 5, que
constam a seguir:
Gráfico 3 – Experimentos/experimentações por competência e habilidade
7
24
15
34
Representação e Comunicação
EC - Elaboração de Comunicação
ASC - Articular Símbolos e Códigos
LT - Leitura Textual
LTI - Leitura Textual com Imagem
Fonte: Resultados da pesquisa
Observado o Gráfico 3, sobre a dimensão Representação e Comunicação,
apura-se que o Novo ENEM opta por utilizar atividades experimentais com imagens
para uma melhor interpretação dos textos usados nas provas, consolidando 69% (34
em 49) de todas as questões. Entende-se que o exame pressupõe que fazer leitura
e interpretação de texto com fotos, esquemas, etc., ajuda o educando a desenvolver
a análise do experimento/experimentação proposto, possibilitando a melhor
compreensão do fenômeno.
Em outra perspectiva, atenta-se também para os itens que utilizam símbolos
físicos e/ou matemáticos, os quais representam 49% (24 em 49) das questões.
Sendo assim, além do entendimento da concepção da prática experimental, tem-se
a finalidade de avaliar se o aluno tem a capacidade de utilizar e entender os
símbolos e códigos para uma possível resolução do questionamento que lhe é
135
proposto.
Gráfico 4 – Experimentos/experimentações por competência e habilidade
28
10
34
5
Investigação e Compreensão
RITC - Relações, Invariantes, Transformações eConservações
MQ - Medidas e Quantificações
MER - Modelos Explicativos e Representativos
RII - Relações Interdisciplinares e Interáreas
Fonte: Resultados da pesquisa
Estudado o Gráfico 4 da dimensão Investigação e Compreensão, verifica-se
que, com 69 % (34 de 49 itens), a frequência de aparição mais abrangente se dá
aos Modelos Explicativos e Representativos. Sendo assim, entende-se que, para o
exame, é importante apresentar ao aluno uma questão em que ele reconheça,
utilize, interprete e proponha, de acordo com os seus conhecimentos, para a
realização da prova, os padrões explicativos para os fenômenos e/ou sistemas
naturais ou tecnológicos.
Porém, representando aproximadamente 10% (5 de 49), estão em menor
número as práticas experimentais que trazem fenômenos físicos que se relacionam
com outras áreas da Ciência, ou seja, o Novo ENEM demonstra baixa relação
interdisciplinar na elaboração das questões.
136
Gráfico 5 – Experimentos/experimentações por competência e habilidade
5
20
2
Contextualização Sociocultural
CHS - Contextualização Histórico-Social
RCT - Relação com a Cultura Tecnológica
RFC - Relação com outras Formas de Cultura
Fonte: Resultados da pesquisa
Dados do Gráfico 5, da última dimensão de análise que aborda a
Contextualização Sociocultural, avalia-se como menos destacadas no Exame as
questões de Física do Novo ENEM, que abordam características de atividade
experimental num contexto histórico e de construção humana associadas às
tecnologias presentes em meio habitual.
Dentre as 49 questões analisadas envolvendo experimentos e
experimentações, apenas 25 foram constatadas nessa dimensão, das quais 20 itens
(80%) trazem dispositivos e equipamentos tecnológicos presentes em nosso meio
cultural. Numa mesma análise, nota-se que tanto as questões relacionadas com
práticas realizadas por cientistas que viveram em períodos antigos, com 20% (5
itens), como aquelas relacionadas com outras formas de cultura, 8% (2 itens), são
ainda menos privilegiadas.
Em suma, o Gráfico 6 mostra o percentual de experimentos e
experimentações por dimensão de análise:
137
Gráfico 6 - Percentual de experimentos e experimentações por dimensão de Análise
100%
51%
100%
Representação e
Comunicação
Investigação e
Compreensão
Contextualização
Sociocultural
Fonte: Resultados da pesquisa
Os resultados alcançados nesta pesquisa constatam que, numa mesma
atividade empírica, pode-se classificar até mais do que uma dimensão e categoria
por vez; e, mesmo de forma fracionada, as provas analisadas preconizam
experimentos e experimentações que demonstram as competências e habilidades
do PCNEM e norteadas no PCN+.
O resultado geral das dimensões de análise levanta e esclarece informações
importantes sobre a referente pesquisa. Em primeiro lugar, destaca-se a categoria
Leitura e Compreensão, na qual todos os experimentos e experimentações foram
classificados, ficando divididos em práticas de Leitura Textual com Imagem (LTI) e
aquelas que têm somente Leitura Textual (LT), razão esta que permite descrever
que 100% das experiências estão caracterizadas na dimensão de análise
Representação e Comunicação.
Visto que, para o PCNEM (BRASIL, 1999) a categoria Investigação e
Compreensão tem uma característica mais específica da área da Ciência da
Natureza, ela também se apresentou em todas as práticas experimentais.
Por fim, a dimensão de análise Contextualização Sociocultural, mesmo tendo
como categoria atividades relacionadas com a cultura contemporânea, visto que se
usa com ênfase “área da Ciência da Natureza e suas Tecnologias”, verificou-se na
pesquisa que apenas 51% das práticas foram contemplados nessa dimensão de
classificação do Novo ENEM. Sendo assim, interpreta-se que os autores das
questões têm dificuldades em elaborar itens relacionados a conhecimentos
tecnológicos, e ainda menos quando se procura associá-los ao contexto histórico da
Física e/ou com outras formas de cultura.
139
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Como reforço para o professor, os documentos PCNEM e PCN+ recomendam
e normalizam acerca dos temas do ensino da Física que devem ser apresentados e
compreendidos pelos alunos em todo o Ensino Médio, cabendo ao docente integrá-
los ao seu planejamento de ensino para que se inicie uma nova e mais eficaz
formação de cidadãos.
Outro recurso importante, indispensável e, por vezes, até único para o estudo
dos alunos, são os livros didáticos (LD). Do ponto de vista das atividades empíricas,
os LD têm contribuído progressivamente para a compreensão e exploração dos
conceitos físicos demonstrados em aula. Assim, é essencial que, ao ensinar Física
utilizando-se desse instrumento de aprendizagem, sejam verificadas importantes
contribuições para a sua didática, cujo objetivo seja desenvolver a compreensão dos
educandos.
Portanto, é determinante refletir que o experimento e a experimentação
proporcionam ao aluno eventos investigativos, que ultrapassam as práticas
concebidas como “receitas de bolo”, as quais cumprem apenas a função de
comprovação do fenômeno físico, sem ligação com algum contexto social ou
cultural.
A investigação mostra que, independentemente se o experimento for de baixo
custo ou realizado em laboratório tradicional, o ensino de práticas experimentais
requer uma função pedagógica em si. Acredita-se que o professor de Física, ao
procurar desenvolver o seu plano de aula, tem tipicamente desenvolvido a inserção
de conceitos, leis e fórmulas, de maneira inadequada ao aprendizado do educando.
Entende-se que o professor de Física não deve utilizar apenas o “fazer
experiência planejadas”, mas sim “planejar experiências”, de modo que o discente
saiba evoluir na definição dos conceitos, na descoberta e investigação das leis e na
descrição dos princípios básicos ocorridos.
Os experimentos e experimentações aplicadas ao ensino de Física
estabelecem-se como um importante recurso didático no processo de crescimento
de competências e habilidades, visto que o conhecimento assimilado através da
resolução de problemas e expressões matemáticas tem se mostrado limitado e
insuficiente para a eficácia do processo ensino-aprendizagem.
140
Levando em conta o exposto, destaca-se que as provas do Novo ENEM
analisadas (de 2009 a 2016), em especial os experimentos e as experimentações
examinadas, concordam com as habilidades e competências propostas nos PCNEM
e detalhadas nos PCN+. Por isso, cabe aos professores buscarem nestes
documentos referências para bem preparar seus alunos para o exame.
Em consonância com os dados apresentados até aqui, é nítido que,
independentemente da forma como se analisa e classifica qualquer tema, ao
transpor o assunto pode-se ocorrer a imparcialidade, em que indivíduos podem estar
sujeitos a diferentes vertentes. A referente análise e classificação buscam, assim,
apresentar ao professor um suporte adicional no estudo direcionado a práticas
experimentais de Física abordadas no Novo ENEM.
141
REFERÊNCIAS
ANDRIOLA, Wagner Bandeira. Doze motivos favoráveis á adoção do Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM) pelas instituições federais de ensino superior (IFES). Ensaio: avaliação e políticas públicas em educação, v. 19, n. 70, 2011. Disponível em: <https://goo.gl/kkqS2J>. Acesso em: 15 jun. 2017. BARROS, Pedro Renato Pereira. Atividades experimentais dos livros didáticos de física: um olhar através dos Parâmetros Curriculares Nacionais. 2009. 128 f. Dissertação (Mestrado em Ensino) - Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática: Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2009. Disponível em: <https://goo.gl/8iKbVn>. Acesso em: 2 abr. 2017. BRASIL. Ministério da Educação. Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias: orientações educacionais complementares aos parâmetros curriculares nacionais - PCN+ Ensino Médio. Brasília: MEC, 2002. Disponível em: <https://goo.gl/IvAFH>. Acesso em: 4 abr. 2017. BRASIL. Ministério da Educação. Exame Nacional do Ensino Médio: documento básico. Brasília: MEC, 2002b. Disponível em: <https://goo.gl/rBVjJn>. Acesso em: 5 jun. 2017. BRASIL. Ministério da Educação. Exame Nacional do Ensino Médio 2009: prova de ciências da natureza e suas tecnologias: Brasília: INEP, 2009a. [1º dia, Caderno 1 azul]. Disponível em: <https://goo.gl/zUvDeD>. Acesso em: 3 jan. 2017. BRASIL. Ministério da Educação. Exame Nacional do Ensino Médio 2009: prova de ciências da natureza e suas tecnologias: Brasília: INEP, 2009b. [1º dia, Caderno 1 azul]. Disponível em: <https://goo.gl/fDR4ag>. Acesso em: 3 jan. 2017. BRASIL. Ministério da Educação. Exame Nacional do Ensino Médio 2010: prova de ciências da natureza e suas tecnologias: Brasília: INEP, 2010a. [1º dia, Caderno 1 azul]. Disponível em: <https://goo.gl/ozyAhg>. Acesso em: 3 jan. 2017. BRASIL. Ministério da Educação. Exame Nacional do Ensino Médio 2010: prova de ciências da natureza e suas tecnologias: Brasília: INEP, 2010b. [2ª aplicação, 1º dia, Caderno 1 azul]. Disponível em: <https://goo.gl/QswoDz>. Acesso em: 3 jan. 2017. BRASIL. Ministério da Educação. Exame Nacional do Ensino Médio 2011: prova de ciências da natureza e suas tecnologias: Brasília: INEP, 2011. [1º dia, Caderno 1 azul]. Disponível em: <https://goo.gl/m6Y9s4>. Acesso em: 3 jan. 2017. BRASIL. Ministério da Educação. Exame Nacional do Ensino Médio 2012: prova de ciências da natureza e suas tecnologias: Brasília: INEP, 2012b. [1º dia, Caderno 1 azul]. Disponível em: <https://goo.gl/fNdb21>. Acesso em: 3 jan. 2017. BRASIL. Ministério da Educação. Exame Nacional do Ensino Médio 2013: prova de ciências da natureza e suas tecnologias: Brasília: INEP, 2013. [1º dia, Caderno 1 azul]. Disponível em: <https://goo.gl/sp36Dz>. Acesso em: 3 jan. 2017.
142
BRASIL. Ministério da Educação. Exame Nacional do Ensino Médio 2014: prova de ciências da natureza e suas tecnologias: Brasília: INEP, 2014. [1º dia, Caderno 1 azul]. Disponível em: <https://goo.gl/VK35Xa>. Acesso em: 3 jan. 2017. BRASIL. Ministério da Educação. Exame Nacional do Ensino Médio 2015: prova de ciências da natureza e suas tecnologias: Brasília: INEP, 2015. [1º dia, Caderno 1 azul]. Disponível em: <https://goo.gl/BsafBS>. Acesso em: 3 jan. 2017. BRASIL. Ministério da Educação. Exame Nacional do Ensino Médio 2016: prova de ciências da natureza e suas tecnologias: Brasília: INEP, 2016b. [1º dia, Caderno 1 azul]. Disponível em: <https://goo.gl/1AVgSP>. Acesso em: 3 jan. 2017. BRASIL. Ministério da Educação. Exame Nacional do Ensino Médio 2016: prova de ciências da natureza e suas tecnologias: Brasília: INEP, 2016c. [2ª aplicação, 1º dia, Caderno 1 azul]. Disponível em: <https://goo.gl/qZkZsL>. Acesso em: 3 jan. 2017. BRASIL. Ministério da Educação. Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio – PCNEM: Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília: MEC, 1999. Disponível em: <https://goo.gl/dW2YJ>. Acesso em: 4 abr. 2017. CACHAPUZ, Antônio; PRAIA, João; JORGE, Manuela. Da Educação em Ciências às orientações das ciências: um repensar epistemológico. Revista Ciência & Educação, v.10, n.3, p. 363-381.2004. Disponível em: <https://goo.gl/HHXGuk>. Acesso em: 31 jul. 2017. INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO TEIXEIRA. Edital n° 10, de 10 de abril de 2016: Exame Nacional do Ensino Médio. Brasília: INEP, 2016a. Disponível em: <https://goo.gl/EzX53z>. Acesso em: 16 jun. 2017. LIMA, Kênion Erithon Cavalcante; TEIXEIRA, Francimar Martins. A epistemologia e a história do conceito experimento/experimentação e seu uso em artigos científicos sobre o ensino de Ciências. Apresentação de Trabalho/Comunicação, 2005. Disponível em: <https://goo.gl/ANCXpU>. Acesso em: 31 jul. 2017. SÉRÉ, Marie-Geneviève; COELHO, Suzana Maria; NUNES, António Dias. O papel da experimentação no ensino da física. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 20, n. 1, p. 30-42, 2003. Disponível em: <https://goo.gl/K1ME87>. Acesso em: 31 jul. 2017.
143
ANEXO A - Matriz de Referência de Ciências da Natureza e suas Tecnologias
Competência de área 1 – Compreender as ciências naturais e as tecnologias a
elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos
processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da
humanidade.
H1 – Reconhecer características ou propriedades de fenômenos ondulatórios ou
oscilatórios, relacionando-os a seus usos em diferentes contextos.
H2 – Associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro,
com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico.
H3 – Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso
comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas.
H4 – Avaliar propostas de intervenção no ambiente, considerando a qualidade da
vida humana ou medidas de conservação, recuperação ou utilização sustentável da
biodiversidade.
Competência de área 2 – Identificar a presença e aplicar as tecnologias
associadas às ciências naturais em diferentes contextos.
H5 – Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano.
H6 – Relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização
de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso comum.
H7 – Selecionar testes de controle, parâmetros ou critérios para a comparação de
materiais e produtos, tendo em vista a defesa do consumidor, a saúde do
trabalhador ou a qualidade de vida.
Competência de área 3 – Associar intervenções que resultam em degradação
ou conservação ambiental a processos produtivos e sociais e a instrumentos
ou ações científico-tecnológicos.
H8 – Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou
reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando
processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos.
H9 – Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicos ou do fluxo energia para
a vida, ou da ação de agentes ou fenômenos que podem causar alterações nesses
processos.
H10 – Analisar perturbações ambientais, identificando fontes, transporte e(ou)
destino dos poluentes ou prevendo efeitos em sistemas naturais, produtivos ou
144
sociais.
H11 – Reconhecer benefícios, limitações e aspectos éticos da biotecnologia,
considerando estruturas e processos biológicos envolvidos em produtos
biotecnológicos.
H12 – Avaliar impactos em ambientes naturais decorrentes de atividades sociais ou
econômicas, considerando interesses contraditórios.
Competência de área 4 – Compreender interações entre organismos e
ambiente, em particular aquelas relacionadas à saúde humana, relacionando
conhecimentos científicos, aspectos culturais e características individuais.
H13 – Reconhecer mecanismos de transmissão da vida, prevendo ou explicando a
manifestação de características dos seres vivos.
H14 – Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como
manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade,
entre outros.
H15 – Interpretar modelos e experimentos para explicar fenômenos ou processos
biológicos em qualquer nível de organização dos sistemas biológicos.
H16 – Compreender o papel da evolução na produção de padrões, processos
biológicos ou na organização taxonômica dos seres vivos.
Competência de área 5 – Entender métodos e procedimentos próprios das
ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos.
H17 – Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e
representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto
discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica.
H18 – Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas
ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam. H19 – Avaliar
métodos, processos ou procedimentos das ciências naturais que contribuam para
diagnosticar ou solucionar problemas de ordem social, econômica ou ambiental.
Competência de área 6 – Apropriar-se de conhecimentos da física para, em
situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-
tecnológicas.
H20 – Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias,
objetos ou corpos celestes.
H21 – Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou
tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e (ou) do eletromagnetismo.
145
H22 – Compreender fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e a
matéria em suas manifestações em processos naturais ou tecnológicos, ou em suas
implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais.
H23 – Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em
ambientes específicos, considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou
econômicas.
Competência de área 7 – Apropriar-se de conhecimentos da química para, em
situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-
tecnológicas.
H24 – Utilizar códigos e nomenclatura da química para caracterizar materiais,
substâncias ou transformações químicas.
H25 – Caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos ou
implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais de sua obtenção ou
produção.
H26 – Avaliar implicações sociais, ambientais e/ou econômicas na produção ou no
consumo de recursos energéticos ou minerais, identificando transformações
químicas ou de energia envolvidas nesses processos.
H27 – Avaliar propostas de intervenção no meio ambiente aplicando conhecimentos
químicos, observando riscos ou benefícios.
Competência de área 8 – Apropriar-se de conhecimentos da biologia para, em
situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-
tecnológicas.
H28 – Associar características adaptativas dos organismos com seu modo de vida
ou com seus limites de distribuição em diferentes ambientes, em especial em
ambientes brasileiros.
H29 – Interpretar experimentos ou técnicas que utilizam seres vivos, analisando
implicações para o ambiente, a saúde, a produção de alimentos, matérias primas ou
produtos industriais.
H30 – Avaliar propostas de alcance individual ou coletivo, identificando aquelas que
visam à preservação e a implementação da saúde individual, coletiva ou do
ambiente.
Fonte: BRASIL (2009d, p.8).
147
ANEXO B - Objetos de conhecimento da Física no Novo ENEM
Conhecimentos básicos e fundamentais - Noções de ordem de grandeza.
Notação Científica. Sistema Internacional de Unidades. Metodologia de investigação:
a procura de regularidades e de sinais na interpretação física do mundo.
Observações e mensurações: representação de grandezas físicas como grandezas
mensuráveis. Ferramentas básicas: gráficos e vetores. Conceituação de grandezas
vetoriais e escalares. Operações básicas com vetores.
O movimento, o equilíbrio e a descoberta de leis físicas - Grandezas
fundamentais da mecânica: tempo, espaço, velocidade e aceleração. Relação
histórica entre força e movimento. Descrições do movimento e sua interpretação:
quantificação do movimento e sua descrição matemática e gráfica. Casos especiais
de movimentos e suas regularidades observáveis. Conceito de inércia. Noção de
sistemas de referência inerciais e não inerciais. Noção dinâmica de massa e
quantidade de movimento (momento linear). Força e variação da quantidade de
movimento. Leis de Newton. Centro de massa e a idéia de ponto material. Conceito
de forças externas e internas. Lei da conservação da quantidade de movimento
(momento linear) e teorema do impulso. Momento de uma força (torque). Condições
de equilíbrio estático de ponto material e de corpos rígidos. Força de atrito, força
peso, força normal de contato e tração. Diagramas de forças. Identificação das
forças que atuam nos movimentos circulares. Noção de força centrípeta e sua
quantificação. A hidrostática: aspectos históricos e variáveis relevantes. Empuxo.
Princípios de Pascal, Arquimedes e Stevin: condições de flutuação, relação entre
diferença de nível e pressão hidrostática.
Energia, trabalho e potência - Conceituação de trabalho, energia e potência.
Conceito de energia potencial e de energia cinética. Conservação de energia
mecânica e dissipação de energia. Trabalho da força gravitacional e energia
potencial gravitacional. Forças conservativas e dissipativas.
A Mecânica e o funcionamento do universo - Força peso. Aceleração
gravitacional. Lei da Gravitação Universal. Leis de Kepler. Movimentos de corpos
celestes. Influência na Terra: marés e variações climáticas. Concepções históricas
sobre a origem do universo e sua evolução.
Fenômenos elétricos e magnéticos - Carga elétrica e corrente elétrica. Lei de
Coulomb. Campo elétrico e potencial elétrico. Linhas de campo. Superfícies
148
equipotenciais. Poder das pontas. Blindagem. Capacitores. Efeito Joule. Lei de Ohm.
Resistência elétrica e resistividade. Relações entre grandezas elétricas: tensão,
corrente, potência e energia. Circuitos elétricos simples. Correntes contínua e
alternada. Medidores elétricos. Representação gráfica de circuitos. Símbolos
convencionais. Potência e consumo de energia em dispositivos elétricos. Campo
magnético. Imãs permanentes. Linhas de campo magnético. Campo magnético
terrestre.
Oscilações, ondas, óptica e radiação - Feixes e frentes de ondas. Reflexão e
refração. Óptica geométrica: lentes e espelhos. Formação de imagens. Instrumentos
ópticos simples. Fenômenos ondulatórios. Pulsos e ondas. Período, frequência,
ciclo. Propagação: relação entre velocidade, frequência e comprimento de onda.
Ondas em diferentes meios de propagação.
O calor e os fenômenos térmicos - Conceitos de calor e de temperatura. Escalas
termométricas. Transferência de calor e equilíbrio térmico. Capacidade calorífica e
calor específico. Condução do calor. Dilatação térmica. Mudanças de estado físico e
calor latente de transformação. Comportamento de Gases ideais. Máquinas
térmicas. Ciclo de Carnot. Leis da Termodinâmica. Aplicações e fenômenos térmicos
de uso cotidiano. Compreensão de fenômenos climáticos relacionados ao ciclo da
água.
Fonte: INEP (2016a, p.51).