O LÚDICO COMO POSSIBILIDADE DE APROXIMAÇÃO DOS CONCEITOS DA FÍSICA NA EDUCAÇÃO INFANTIL

Raquel dos Santos Rickes1​​ & Mauro​​ Cristian​​ Garcia Rickes2​​ 

1,2IFSul-Pelotas/CAVG, Pelotas, Brasil ​​​​ 

raquelsds@gmail.com

maurocgrr@gmail.com

RESUMO

Esse trabalho teve como principal objetivo investigar se os alunos da pré-escola são capazes de assimilar o conceito de conservação de energia mecânica sendo estimulados de forma lúdica, pois é nessa fase da vida que as crianças demonstram um maior interesse em explorar e descobrir o mundo ao seu redor. O desenvolvimento da pesquisa se deu em seis fases. Primeiramente foi realizado um estudo para delimitar o conteúdo da física a ser abordado. Após este estudo foram elaboradas atividades recreativas que possibilitassem uma abordagem lúdica do conceito físico proposto. A segunda fase teve como objetivo construir os experimentos envolvendo o conceito físico escolhido na primeira fase. A terceira​​ fase foi desenvolver o Instrumento de Coleta de Dados. A quarta fase teve como objetivo realizar a atividade com os alunos. O objetivo da quinta fase foi aplicar o instrumento de coleta de dados e a última fase foi avaliar através de observações e questionamentos o entendimento que os alunos tiveram em relação às atividades propostas. Os resultados sugerem fortemente que quando as crianças são estimuladas de forma lúdica é possível que elas entendam um conceito físico​​ tal como o de conservação de energia mecânica.

Palavras Chave: lúdico, física, pré-escola.

1. INTRODUÇÃO

 Ao longo dos tempos muito se tem discutido sobre as várias metodologias de ensino de ciências. ​​​​ Na área da física, por exemplo, discute-se a importância do uso de atividades experimentais, ou experimentos de laboratórios como auxílio fundamental no entendimento dos conceitos que levam à compreensão do mundo e dos fenômenos físicos que nele ocorrem. Segundo Cavalcanti (1995, p.18), “ esse tipo de abordagem desperta nas crianças um caráter investigativo e, conseqüentemente a vontade de buscar novos conhecimentos”.

A presente pesquisa buscou investigar se os alunos da Pré-escola​​ têm os pré-requisitos para assimilar um conceito físico através do uso de atividades lúdicas como mediadoras do ensino. Segundo os Parâmetros Curriculares para a Educação Infantil (PCNs, p. 63), um dos objetivos para essa faixa etária é que as crianças sejam capazes de:

[...] utilizar as diferentes linguagens (corporal, musical, plástica, oral e escrita) ajustadas às diferentes intenções e situações de comunicação, de forma a compreender e ser compreendido, expressar suas ideias, sentimentos, necessidades e desejos e avançar no seu processo de construção de significados, enriquecendo cada vez mais sua capacidade expressiva.

Logo, o significado do termo Lúdico, que tem origem do latim ludos e está relacionado com jogos e brincadeiras, ¹vem corroborar com o objetivo deste trabalho, uma vez que as crianças foram levadas a pensar através do uso de diferentes linguagens.

Segundo Campos (2003, p.20), “a Educação Infantil é a fase das descobertas onde não devem faltar estímulos e as atividades lúdicas auxiliam na aprendizagem aproximando os alunos dos conhecimentos científicos de forma divertida”.

Neste contexto podemos considerar que as crianças podem ser​​ levadas desde cedo a reconhecer os conteúdos de ciências, uma vez que tais conceitos são de extrema importância para formar uma base de conhecimentos e para a formação de indivíduos conscientes do mundo em que vivem. Para confirmar esta consideração temos​​ o exemplo a seguir citado por Moreira (1998, p.56):

[...], por exemplo, existem roupas "quentes" e roupas “frias”, e a criança assim as reconhece e nomeia. Quando a criança terá a oportunidade de refletir sobre os pontos de vista da ciência a respeito do que é calor e temperatura?​​ 

As atividades devem ser pensadas de tal forma que as crianças consigam ampliar sua capacidade conceitual, que através dessas atividades as crianças possam refletir e questionar sobre as coisas que acontecem a sua volta,formando assim o conhecimento científico.

 Embora o ensino de física não esteja previsto nos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs) para alunos da Pré- escola, a importância da inserção do ensino de física desde a Pré-escola, se justifica porque segundo Campos (2010, p.60) “é nessa fase da vida que as crianças demonstram um maior interesse em explorar e descobrir tudo que as cerca”.

Outro fator relevante para inserção de tais conhecimentos nesta etapa escolar, segundo Carvalho 1998, é que o contato com tais conteúdos nessa faixa etária facilitará a compreensão dos mesmos nas etapas escolares posteriores, uma vez que os alunos já estarão familiarizados com os mesmos.

Neste sentido, Santos (2010, p.102) diz que:

As atividades lúdicas proporcionam uma aprendizagem descontraída e ao mesmo tempo proveitosa, sendo que a educação através do lúdico propõe-se a uma nova postura existencial, cujo modelo é um novo sistema de aprendizagem inspirado numa concepção de educação para além de apenas ensinar.

Nesse contexto, é importante que os professores consigam ganhar a atenção dos alunos, encontrando formas de resgatar a curiosidade deles. As atividades propostas em sala de aula precisam ser tão interessantes quantas aquelas que as crianças estão acostumadas desde bem pequenas fora de escola.

Para corroborar com essa ideia​​ Benetti (1995, p. 31) diz que:​​ 

[...] não podemos mais pensar como se fazia antigamente, que bastava sair da escola com o diploma que, profissionalmente, estava resolvido o nosso problema. Agora quem não estudar continuamente vai a médio prazo​​ perder seu emprego ou ser colocado à margem do trabalho. E, infelizmente, precisamos de​​ cada vez mais educação, porque a quantidade de avanços tecnológicos, hoje em dia é fantástica. Nada dura muito tempo. O conhecimento está se renovando muito rapidamente

Segundo os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs, p.64), “o ensino de Ciências deve utilizar diversos métodos, inclusive jogos, porque um estudo baseado somente nos livros não é suficiente para formação dos estudantes”.

Neste contexto, buscou-se investigar se os alunos da Educação Infantil são capazes de assimilar um conceito de física sendo estimulados de forma lúdica.

2. REFERENCIAL TEÓRICO

Estudos de Santos (2002, p. 34), mostram que “em todos os tempos a ludicidade​​ é uma atividade intrínseca do ser humano, é uma forma de expressão e linguagem e não pode ser vista apenas como diversão”. A Escola por sua vez pode aproveitar este tempo para unir brincadeira e aprendizado.

Segundo Vygotsky​​ (l988, p. 79):

[...] o brincar tem um papel fundamental no desenvolvimento do pensamento das crianças, é através das brincadeiras que as crianças procuram incorporar o significado das coisas. O desenvolvimento intelectual das crianças ocorre a partir das interações sociais, levando em consideração o contexto social, histórico e cultural em que ocorrem.

Vygotsky​​ (1988, p.85) diz que “ao brincar as crianças representam situações já vividas em seu meio sociocultural, ou seja, suas representações são lembranças, e não somente​​ pura imaginação”.

Em conformidade com esta ideia​​ Leontiev​​ (1998, p.99) escreveu que: “não é a imaginação que determina a ação, mas são as condições da ação que tornam necessária a imaginação e dão origem a ela”.​​ 

Vygotsky​​ (1988, p. 108) diz ainda que: “para aprender as crianças desenvolvem primeiro suas funções superiores se apropriando de signos e instrumentos, através da interação entre elas e um sujeito mais capaz”.

O aprendizado inicia no que o autor chama de Zona de Desenvolvimento Proximal, que são os processos mentais que estão em construção na criança, ou que ainda não estão bem elaborados, é uma fase de transformação do período em que a criança ainda precisa de ajuda de alguém para fazer as coisas, até o momento em que fará sozinha.

Nessa perspectiva, segundo o Referencial Curricular Nacional da Educação Infantil (BRASIL, 1998, p. 30, v.01):

O professor é mediador entre as crianças e os objetos de conhecimento, organizando e propiciando espaços e situações de aprendizagens que articulem os recursos e capacidades afetivas, emocionais, sociais e cognitivas de cada criança aos seus conhecimentos prévios e aos conteúdos referentes aos diferentes campos de conhecimento humano. Na instituição de educação infantil o professor constitui-se, portanto, no parceiro mais experiente, por excelência, cuja função é propiciar e garantir um ambiente rico, prazeroso, saudável e não discriminatório de experiências educativas e sociais variadas.

Logo em seguida, o aprendizado se completa na Zona de Desenvolvimento Real, que é tudo aquilo que a criança já sabe que é capaz de realizar sozinha sem o auxílio de um adulto ou de uma criança mais experiente. Nesse sentido usar brincadeiras no início da escolarização é um excelente recurso, pois favorece os processos em formação.

Sobre este aspecto Vygotsky​​ (1998, p.112) cita:​​ 

O brinquedo cria na criança uma zona de desenvolvimento proximal, determinado através da solução de problemas sob a orientação de um adulto ou em colaboração com companheiros mais capazes e o nível de desenvolvimento real, que se costuma determinar através da solução independente de problemas.

Oliveira (1995, p.57) reforça essa idéia dizendo que “a Zona de Desenvolvimento Proximal é um domínio psicológico em constante transformação”. Refere-se ao caminho de amadurecimento das funções dos indivíduos, ou seja, ações que no início a criança desempenha com a ajuda de alguém, depois de um tempo ela passam a fazer sozinhas.

Em seu livro Ciências no Ensino Fundamental: o conhecimento físico​​ Carvalho (1998, p.171), aponta que:

​​ A partir do uso de experimentos as crianças conseguem elaborar discussões entre elas e seus professores, compreenderem conceitos, elaborar explicações e relacionar situações experimentais com situações cotidianas.

Os estudos de Carvalho foram feitos somente no Ensino Fundamental porque a autora considera que é nesta etapa escolar que as crianças se encontram pela primeira vez com estudos de conceitos científicos. No entanto pretendemos aliar seus conhecimentos com as teorias de outros autores como Sousa (1996, p.89) que defende que:

​​ A Educação Infantil é uma fase importante no desenvolvimento da criança, porque é durante esta fase que as bases do ser humano começam a ser estruturadas, visto que são estimulados e iniciados os processos de formação e integração das várias áreas do desenvolvimento.

Sendo assim, iniciar a pensar sobre Ciências nesta etapa escolar aproxima as crianças dos conceitos dessa disciplina de maneira gradual, fazendo com que esses conteúdos deixem de ser considerados de difícil compreensão no decorrer dos anos seguintes de escolarização.

De acordo com essa ideia​​ Cerisara​​ (2002, p.45), diz que “o lúdico auxilia na formação de conceitos intuitivos e ajuda na transformação e na formação de​​ ideias”. As atividades lúdicas auxiliam na compreensão de conceitos, a descobrirem suas potencialidades, a se relacionarem, torna mais fáceis a solução de problemas e contribuem para o entendimento da linguagem.

Ao escrever sobre a importância da brincadeira na escola Macedo (2003, p.20) diz que “a mesma é uma experiência fundamental​​ que facilita a aquisição dos conhecimentos e a elaboração das respostas por meio de um trabalho lúdico, simbólico e operatórios integrados”.​​ 

Também neste aspecto Santos (2002, p.28) diz:

[...] o desenvolvimento do aspecto lúdico facilita a aprendizagem,​​ o desenvolvimento pessoal, social e cultural, colabora para uma boa saúde mental, prepara para um estado interior fértil, facilita os processos de socialização, comunicação, expressão e construção de conhecimento.

Para corroborar com essa ideia​​ Carvalho (1992, p. 28), diz que “o ensino desenvolvido de forma lúdica é revelador e denota um caráter afetivo ao longo do desenvolvimento da inteligência nas crianças”.

Vygotsky​​ (1998, p. 113) ainda afirma que “A essência do brinquedo é a criação de uma nova relação entre o campo do significado e o campo da percepção visual, ou seja, entre situações no pensamento e situações reais”. Essa é à base das brincadeiras. Quando as crianças fazem essas relações de forma espontânea, elas demonstram que estão se desenvolvendo.

Nesse sentido Leontiev​​ (1998, p. 75) afirma que:​​ 

[...] o brinquedo é a atividade principal da criança, aquela em conexão com a qual ocorrem as mais significativas mudanças no desenvolvimento psíquico do sujeito e na qual se desenvolvem os processos psicológicos que preparam o caminho da transição da criança em direção a um novo e mais elevado nível de desenvolvimento.

Antes de iniciarmos o trabalho propriamente dito, é fundamental que o leitor compreenda alguns conceitos físicos relevantes que serão tratados ao longo do mesmo, tais como o conceito de energia cinética, energia potencial gravitacional, energia potencial elástica e energia mecânica.

A energia cinética de uma partícula, simbolizada pela letra k​​ é aquela energia que está associada à sua velocidade, ou seja,

 Onde m​​ é a massa da partícula e​​ v​​ é a sua velocidade instantânea. ​​​​ Ao usarmos a massa em kg e a velocidade em m/s obteremos a energia, no sistema internacional, como Joule (J). ​​ ​​ ​​​​ Já a energia potencial de uma partícula, simbolizada pela letra U​​ não está associada à sua velocidade, mas sim a sua posição em relação a um sistema de coordenadas. ​​​​ Segundo​​ Halliday​​ e Walker (2009, p.100 – 120), “existem várias formas de energia potencial”, mas neste trabalho trataremos apenas de duas: energia potencial gravitacional e energia potencial elástica, porque apenas estas estão relacionadas com a energia mecânica que definiremos logo a seguir.

Imaginamos a seguinte situação: uma partícula é deixada cair livremente de certa altura em relação ao solo como mostra o diagrama abaixo.

 Aplicando o teorema trabalho-energia e levando em conta que somente o peso realiza trabalho na situação acima temos:

Mas, como podemos ver pela Figura, , então,

Vimos que do lado direito da equação surge uma quantidade que tem unidade de energia e que é diretamente proporcional à sua posição. ​​​​ A esta quantidade atribuímos o nome de energia potencial gravitacional (), ou seja,

Onde h​​ é a diferença de nível ou altura. ​​​​ Sua unidade me medida no SI também é Joule. Podemos ainda dizer que:

Temos ainda outro tipo de energia denominada de energia elástica. ​​​​ Como o próprio nome sugere, esta é uma forma de energia potencial que provem de uma mola ou algo semelhante a uma. ​​​​ Para fins de teoria poderíamos trabalhar com qualquer mola, no entanto isso dificultaria muito nossos cálculos e então vamos nos deter apenas naquelas molas que obedecem à lei de Hooke. ​​​​ Segunda esta lei a força elástica que age na partícula segue uma equação de primeiro grau dada por:

 Assim,

Mas em ​​ a força também é zero, então,

 Ou seja, a energia potencial elástica de uma partícula pode ser calculada através da seguinte equação:

Como podemos observar, do lado direito da equação acima temos uma quantidade de energia que depende da constante de uma mola da posição da partícula em relação a sua elongação. ​​​​ A esta quantidade atribuímos o nome de Energia Potencial Elástica, ou seja,​​ 

 Também podemos dizer que:

 Ou então de uma forma mais geral que:

A soma entre as energias cinética e potencial de uma partícula é conhecida na literatura como sendo a energia mecânica que a partícula possui, ou seja,

A energia mecânica de um sistema pode ou não se conservar de acordo com as forças que estão agindo sobre ele, ou seja, se as forças forem todas conservativas a energia mecânica de um sistema se conserva.

O presente trabalho não tem como objetivo ensinar os conceitos acima apresentados para as crianças da Pré-escola, mas sim testar de forma lúdica se eles conseguem compreender algumas questões que são pré-requisitos para tal compreensão.

​​ 

3. METODOLOGIA

O presente trabalho foi realizado com base numa pesquisa quali-quantitativa, uma vez que, tem como propósito investigar se é possível que as crianças da Pré-escola​​ entendam​​ ou não um conceito físico através do uso de atividades recreativas, e o uso de um questionário de múltipla escolha, onde essas crianças tiveram como objetivo relacionar algumas imagens de outras crianças realizando atividades também lúdicas ao tema Conservação de Energia Mecânica. ​​​​ 

Todos os sujeitos envolvidos são alunos da mesma turma de uma escola de Educação Infantil do município de Pelotas e têm idades entre 5 e 6​​ anos. Devido à faixa etária dos indivíduos pesquisados, pensou-se em uma atividade lúdica envolvendo sua rotina diária, ou seja, usando materiais que elas já conheçam, tanto durante os experimentos, quanto no instrumento de coleta de dados.​​ 

O desenvolvimento da pesquisa se deu em seis fases. Primeiramente foi realizado um estudo para delimitar o conteúdo da física a ser abordado. Após este estudo foram elaboradas atividades recreativas que possibilitassem uma abordagem lúdica do conceito físico proposto. A segunda fase teve como objetivo construir os experimentos envolvendo o conceito físico escolhido na primeira fase. A terceira fase foi desenvolver o Instrumento de Coleta de Dados. A quarta fase realizar a atividade com os alunos. A quinta fase foi aplicar o instrumento de coleta de dados e a última fase foi avaliar através de observações e questionamentos o processo de aprendizagem.

3.1 A CONSTRUÇÃO DOS EXPERIMENTOS

Para a aplicação deste trabalho foram construídos dois experimentos relacionados ao conceito de Conservação de Energia Mecânica. Os experimentos foram elaborados pela orientanda e desenvolvidos por ela com a ajuda do orientador, tendo como base seus conhecimentos sobre o tema em questão, suas ideias de como abordá-lo de maneira lúdica e a experiência de Carvalho 1998 descrita em seu livro intitulado Ciências no Ensino Fundamental: o conhecimento físico, onde a autora realiza uma experiência semelhante com uma turma do terceiro ano do Ensino Fundamental.

A autora ainda afirma que “o ideal neste tipo de pesquisa é o pesquisador não revelar aos alunos o real propósito dos experimentos, mas sim deixá-los manipular os mesmos e discutir entre eles o que fazer para achar uma solução”.

Em relação a isso Piaget (1975, p.54) diz:

[...] os professores podem guiá-las proporcionando-lhes os materiais apropriados mais o essencial é que, para que uma criança entenda, deve construir ela mesma, deve reinventar. Cada vez que ensinamos algo a uma criança estamos impedindo que ela descubra por si mesma. Por outro lado, aquilo que permitimos que descobrisse por si mesma, permanecerá com ela.

Figura 1- Conservação da Energia Mecânica: transformação da Energia Potencial Gravitacional em Energia Cinética (Fonte: autora)

Tendo em base que o trabalho foi desenvolvido com crianças, os experimentos foram desenvolvidos a partir de materiais e imagens que elas já conhecem, como poderá ser constatado nas Figuras 1, 2 e 3.

O experimento 1, apresentado na Figura 1, consiste numa rampa confeccionada com cano de pvc de 40 mm de diâmetro com 3 orifícios na parte superior que servem para colocar as bolinhas de gude que estão dispostas dentro de um recipiente de cor amarela ao lado do experimento, conforme a imagem abaixo. Tais bolinhas serão usadas para inserir nos orifícios do experimento, com a finalidade de observar seu deslocamento e relacionar esse deslocamento com o tema do trabalho.

O objetivo desse experimento é confirmar, com a participação dos alunos, a afirmação de Carvalho (1998, p.163), onde a autora afirma que:

[...] a distância que a bolinha vai alcançar depende da velocidade com a qual a bolinha sairá do caminho percorrido dentro da rampa, mas essa velocidade está diretamente relacionada com a altura em que a bolinha for solta no trilho, ou seja, quanto mais alta for solta, maior será a velocidade alcançada e conseqüentemente maior também será à distância em que poderá chegar devido ao aumento de sua energia cinética.

Os materiais usados para sua confecção foram cano de PVC de 40 mm igual aos canos usados para fazer os esgotos durante as construções das casas, duas conexões com ângulo de 45º graus, uma conexão com ângulo de 90º, ambas conhecidas pelo nome coloquial de joelhos e uma conexão denominada T. Todas as conexões também são de 40 mm de diâmetro assim como o cano.

Para fazer os cortes foi usada uma ferramenta chamada esmirilhadeira, uma vez que tal ferramenta possibilita um corte mais rápido e preciso. Para fazer os orifícios foi usada outra ferramenta chamada furadeira com uma ponta acoplada no lugar da broca normalmente usada nas furadeiras, tal ferramenta denomina-se serra copo. As serras copo possuem vários diâmetros, para fazer os orifícios deste experimento foi usada a de 30 mm.

Antes da montagem, o cano original comprado media 6 m, mas este foi cortado em seis partes de tamanhos distintos de acordo com a necessidade e sobrou uma parte. As partes do experimento têm as seguintes dimensões: as duas partes iguais da base têm 17 cm cada uma, a parte que sai do centro da base para cima mede 19 cm, a parte horizontal que esta acoplada na horizontal entre as duas conexões antes da rampa mede 10 cm, a rampa onde estão os três orifícios de lançamento das bolinhas mede 30 cm e parte da frente do experimento por onde as bolinhas irão rolar mede 79 cm. ​​​​ 

Esse experimento demonstra a transformação da Energia Potencial Gravitacional em Energia Cinética. Os orifícios de lançamento garantem que as bolinhas sempre serão largadas com a mesma velocidade, ou seja, com velocidade inicial igual a zero.

O experimento 2, apresentado na Figura 2, consiste em outro tipo de rampa confeccionada com cano de pvc de 20 mm de diâmetro, e para manipular este experimento foram usadas esferas metálicas, dispostas dentro de um recipiente de cor verde posicionado ao lado do experimento.

Figura 2 - Conservação da Energia Mecânica: transformação de Energia Potencial ​​ ​​ ​​ ​​ ​​​​ Elástica em Energia Cinética (Fonte: autora).

O objetivo desse experimento é confirmar, com a ajuda dos alunos, se a afirmação de Carvalho, 1998, de que a distância que a esfera irá alcançar depende da velocidade com a qual a mesma sairá do caminho percorrido dentro da rampa, sendo que essa velocidade está diretamente relacionada com a tensão aplicada na mola para impulsionar a esfera solta no trilho, ou seja, quanto maior for a tensão aplicada na mola, maior será a velocidade alcançada e conseqüentemente maior também será à distância em que a esfera poderá chegar.

Os materiais usados para sua confecção foram cano de PVC de 20 mm igual aos canos usados para fazer as ligações de água durante as construções das casas. Também foram usadas quatro conexões denominadas T, e uma tampa, ambas com 20 mm de diâmetro assim como o cano.

Os​​ cortes foram feitos com uma ferramenta chamada esmerilhadeira, assim como no experimento 1. Os quatro orifícios da parte superior de experimento que são idênticos, bem como o orifício da tampa traseira, que não aparece na imagem acima foram feitos com furadeira, mas desta vez foi usada uma broca para parede, usada nas furadeiras, de 10 mm de diâmetro. Somente o orifício que está posicionado distante de 23 cm da ponta traseira do experimento, que é diferente dos demais, foi feito de maneira artesanal, unindo dois furos feitos com a furadeira, que foram feitos um bem ao lado do outro e ajustados com o auxílio de uma lixa de cano para dar o formato irregular diferente dos demais. Vale ressaltar que é somente neste orifício que as esferas cabem os demais é somente para observação do deslocamento da esfera.

Assim como o cano original comprado para o experimento 1, este também media 6m, e foi cortado em sete partes de tamanhos distintos de acordo com a necessidade, sobrando uma parte. As partes do experimento têm​​ as seguintes dimensões: as quatro partes iguais da base têm 13 cm cada uma, a parte que sai do centro da base traseira para cima mede 10 cm, a parte que sai do centro da base dianteira para cima mede 15 cm, a parte horizontal mede 1,30 m e a mola interna​​ que não aparece na imagem mede 10 cm de comprimento por 20 mm de diâmetro.

Esse experimento demonstra a transformação da Energia Potencial Elástica em Energia Cinética. No interior da parte traseira do experimento foi montada uma mola que está presa a uma​​ cordinha. Para que a mola não saia de dentro do experimento ao ser manipulado, foi acoplada na parte traseira do experimento uma tampa com um orifício no centro pelo qual passa a cordinha que está presa na mola.​​ 

A cordinha serve para puxar a mola. Para manipular o experimento é necessário introduzir a esfera no orifício maior da parte horizontal superior, e quando isso for feito a esfera não sairá na ponta do experimento de maneira espontânea. Ela irá se deslocar para a parte traseira de experimento, que como podemos constatar ao observar, é mais baixo na parte de trás, e conseqüentemente a esfera ficará encostada na mola. Logo, para que o deslocamento da esfera ocorra dentro de experimento a fim de sair na ponta é necessário que se aplique certa tensão na​​ mola, comprimindo a mesma e depois soltando.​​ 

Após a construção dos experimentos, foi elaborado o instrumento de coleta de dados conforme imagem da figura 3 abaixo. O instrumento foi elaborado com base nos estudos de Carvalho (1998, pg. 171), onde a autora defende que “o ideal nesse tipo de abordagem é tentar verificar se os alunos conseguem relacionar o conceito abordado nos experimentos com algumas brincadeiras dos seus cotidianos”.

Tal instrumento consiste em um questionário impresso com seis (6) imagens de crianças brincando e uma pergunta inicial. Os alunos devem relacionar, dentre as figuras, quais estão associadas com o conceito trabalhado.

Figura 3- Instrumento de Coleta de Dados (Fonte: http://novotempo.com/ntkids/desenhos-para-colorir-criancas)

Dentre as seis imagens impressas, três delas estão relacionadas ao tema abordado pelos experimentos e as outras três não. Respectivamente de cima para baixo na folha a primeira imagem, da primeira linha está relacionada com o experimento número um, a segunda imagem não está relacionada com nenhum experimento. Na segunda linha, a primeira imagem não está relacionada com nenhum experimento, já a segunda imagem desta linha está relacionada com o experimento número dois. Por fim, na última linha, a primeira imagem está relacionada com o experimento número um e a última imagem não está relacionada com nenhum experimento. Como nessa fase os alunos, na sua maioria, não são alfabetizados, a pergunta descrita no questionário foi feita de forma oral.

Segundo Carvalho (1998, p.171), “é importante pedir aos alunos para relatarem onde em seu dia-dia eles encontram situações semelhantes à da atividade”.

Seguindo esta linha de pensamento, Piaget (1978, p.54) também diz que:

[...] é nessa etapa, quando os alunos conseguem exemplificar uma situação cotidiana parecida com a dos experimentos que eles atingiram o objetivo inicial que era exatamente fazer relações entre o mundo da escola e o mundo real.

Para garantir que o instrumento de coleta de dados não seja tendencioso, as imagens relacionadas com o tema Conservação de Energia Mecânica foram alternadas com aquelas imagens que não estão relacionadas ao mesmo.

4 DESENVOLVIMENTO E DISCUSSÃO

Tendo por base as etapas já discriminadas no item anterior, numa breve conversa com a professora da turma, constatamos que o conceito de Conservação da Energia Mecânica seria uma boa escolha para o desenvolvimento do trabalho, já que esse conceito se encontra presente em boa parte das brincadeiras infantis que a professora desenvolve com a turma e que são adequadas para essa faixa etária.

Dentro deste conteúdo temos a intenção de descobrir se as crianças conseguem estabelecer uma relação entre altura e velocidade com a Energia Potencial e Cinética, respectivamente, além de perceberem que na maioria dos casos uma se transforma na outra.

É importante salientar que tanto o experimento 1, quanto o experimento 2 não foram apenas demonstrados para os alunos,todos​​ eles manipularam os dois experimentos. Portanto, toda e qualquer conclusão a respeito dos resultados foi construída de forma coletiva e consensual.

4.1 REALIZANDO A ATIVIDADE​​ 

Ao chegarmos à sala de aula, com autorização da escola e da professora, num primeiro momento foram apresentados aos alunos os experimentos, cujo termo usado para eles foram brinquedos. ​​​​ Empolgados, imediatamente, começaram as sugestões de como cada “brinquedo” funcionaria.

Sob nossa orientação, os alunos começaram a interagir com o primeiro experimento apresentado na figura 1 do item anterior. ​​​​ Após alguns minutos de observação um deles comentou: “- acho que as bolinhas são para colocar nos buracos”. A partir desse momento então os alunos já tinham se dado por conta como manipular o “brinquedo”. Para complementar outro aluno diz: “- se colocar no buraco mais alto ela vai sair lá na ponta com mais velocidade”.

Nesse momento então eles já haviam compreendido que quanto mais alto as bolinhas fossem soltas, maior a velocidade com que elas saíam da haste principal e conseqüentemente maior à distância por elas atingida, como podemos constatar nas imagens da figura 4 a seguir:

Figura 4 - Alunos interagindo com o experimento 1

Dos 18 alunos envolvidos apenas um não compreendeu o objetivo do experimento e continuou a colocar a bolinha no orifício inferior esperando que ela alcançasse a maior distância, como podemos ver na última imagem da direita. Após essa manifestação, todos os demais ainda continuavam em concordância com a ideia inicial descoberta por eles mesmos de que a bolinha era para ser solta no primeiro orifício de cima para baixo para alcançar a maior distância.

Logo após, passamos para o segundo experimento apresentado na figura 2 do item anterior. ​​ ​​​​ Este causou uma discussão um pouco mais demorada, pois os alunos demoraram em perceber que na parte traseira do mesmo havia uma cordinha acoplada a uma mola. Antes de observarem este detalhe, pensavam que a esfera deveria ser colocada na ponta do experimento, onde na verdade, deveria ser a saída. ​​​​ Durante a discussão alguns diziam: “- acho que tem que botar a bolinha lá na ponta”. Outros diziam: “- mas se colocar lá na ponta não sai em lugar nenhum, é fechado aqui atrás”. Logo outro dizia: “-acho que tem que colocar naquele buraco ali em cima, mas não sei como tirar”. Até que em um dado momento alguém viu a cordinha e disse: “-mas tem uma cordinha aqui, pra que será?”, então outro diz: “- puxa aí pra ver o que acontece.”

Nesse momento um dos alunos puxa a cordinha, mas não aplica a tensão adequada na mola e a esfera apenas se desloca dentro do experimento, mas não sai na ponta. Logo as discussões aumentam e eles dizem: “- puxa mais forte, puxa mais rápido, estica mais a cordinha, solta mais rápida, puxa e solta rápido.”

E assim, quando um dos alunos executou a última hipótese de puxar a cordinha e soltar rapidamente, a esfera saltou na ponta do experimento e eles finalmente descobriram com o “brinquedo” funcionava. Nesse momento, numa iniciativa própria, eles foram ajustando a tensão na mola para observar o quão longe cada um dos ajustes conseguia lançar as esferas. ​​​​ A seguir estão algumas imagens da interação dos alunos com o experimento 2.​​ 

Figura 5 - Alunos​​ interagindo com o experimento 2

Como podemos observar tanto o experimento 1, quanto o 2 está fixado no chão com fita crepe de maneira improvisada, visto que os pedaços de fita foram cortados de maneira aleatória. Isto foi necessário no momento de as crianças manusearem os experimentos por que o piso de madeira não ofereceu nenhuma aderência aos experimentos. Então, para que o deslocamento de ambos, que não era esperado, não interferisse na realização das atividades tivemos que improvisar um modo de fixação dos mesmos ao chão.

Após todos realizarem suas tentativas de lançamento tanto das bolinhas de gude no experimento 1, como das esferas metálicas no experimento 2, tais experimentos foram recolhidos conforme sugere Carvalho (1998, p.165), “para não desviar​​ a atenção dos alunos no momento de discutir sobre o trabalho”, e se iniciou uma discussão a respeito do que eles haviam observado.​​ 

Durante a discussão os alunos foram indagados pela pesquisadora com a intenção de verificar se suas respostas se aproximam ou não dos resultados previstos para tais atividades de acordo com os estudos de Carvalho (1998, p.161) onde a autora diz que:

[...] o propósito de tais atividades é que as crianças consigam estabelecer uma relação entre altura e velocidade que é a base para o entendimento das transformações das energias potencial em cinética e potencial elástica em cinética.

Para dar início a discussão fizemos para os alunos a seguinte pergunta em relação ao experimento 1:“ -Na primeira brincadeira, como vocês fizeram para que a bolinha fosse mais longe? Por quê?” A resposta para a primeira pergunta foi unânime em afirmar que para a bolinha ir mais longe ela precisava ser colocada no orifício superior do “brinquedo” e para nossa grata surpresa a explicação para a segunda pergunta foi ainda mais significativa, pois uma aluno de 5 anos responde que para a bolinha ir mais longe precisa ter maior velocidade. ​​​​ Ele ainda complementa sua resposta dizendo que se ela for colocada no ponto mais baixo ela vai deixar o tubo de pvc mais lentamente e ser for solta do ponto mais alto vai deixar o tubo com maior velocidade e vai alcançar uma distância maior.

Após a afirmação desse aluno os demais foram questionados pela pesquisadora se todos concordavam com ele e todos disseram sim. Um fato curioso ocorreu quando aquele aluno que no início do experimento não entendia o porquê da bolinha ter que ser solta do ponto mais alto para alcançar a maior distância disse: “- eu me enganei, porque quando coloquei a minha no buraco mais baixinho ela ficou pertinho lá na ponta. Tem que ser no mais alto mesmo!”

Em seguida, fizemos para os alunos a seguinte pergunta em relação ao experimento 2: “-No segundo “brinquedo”, como vocês fizeram para a esfera ser lançada mais longe? Por quê? De forma espontânea os alunos foram respondendo que no início pensavam que era pra colocar a esfera na extremidade errada, mas que agora já tinham percebido que não era assim que funcionava o “brinquedo”. ​​​​ Em seus relatos todos concordaram que para que a esfera fosse lançada a uma distância maior a mola deveria ser puxada com mais força.

No fim da discussão a pesquisadora fez uma observação dizendo à turma que o que estava acontecendo tanto num experimento quanto no outro é que os objetos possuíam uma energia chamada de energia mecânica que era composta por outras energias que dependiam da deformação na mola e da altura. ​​​​ Como essa energia não poderia desaparecer ela ficava se transformando de uma para outra.

Logo após termos ouvido todas as explicações dos alunos sobre suas hipóteses e conclusões em relação aos dois experimentos, anunciamos que nosso próximo passo seria responder um exercício de marcar que estava relacionado com o tema estudado.

Para tanto entregamos uma folha de ofício para cada um, composta pela pergunta inicial, que foi feita de forma oral pela pesquisadora, e seis imagens de brincadeiras diferentes, sendo que três dessas ilustrações estão relacionadas com o conceito de Conservação de Energia Mecânicas, e outras três não estão relacionadas com o conceito.

Logo, ao verem as ilustrações os alunos perceberam que se tratava de brincadeiras que eles conheciam. Então, pedimos para que eles marcassem com um X aquelas brincadeiras que na opinião de cada um estavam relacionadas com a Conservação da Energia Mecânica.

Na figura 6, que segue abaixo está um recorte do exercício marcado pelos alunos.

Nessa fase é importante explicarmos que em nenhum momento dissemos aos alunos quais eram as brincadeiras que estavam retratadas nas imagens, deixamos que essa interpretação fizesse parte da observação de cada um sobre o que estava vendo.

Figura 6 - Teste de assimilação de conceitos feito pelos alunos (Fonte: http://novotempo.com/ntkids/desenhos-para-colorir-criancas)

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Analisando as respostas dos alunos ao teste de assimilação de conceito, os resultados sugerem que os alunos da Educação Infantil são capazes de assimilar um conceito de física sendo estimulados de forma lúdica, pois tiveram uma boa compreensão do conceito de Conservação da Energia Mecânica.

​​ Do total de 18 alunos, nove (9) identificaram as três brincadeiras relacionadas com a Conservação da Energia Mecânica. Dos demais, cinco (5) alunos conseguiram identificar 2 das três brincadeiras, e não marcaram nenhuma que não estava relacionada com o tema abordado. Três (3) alunos conseguiram relacionar apenas 1 brincadeira, mas também não marcaram nenhuma que não estava relacionada ao tema. Por fim, apenas um dos alunos, mesmo conseguindo relacionar 2 brincadeiras com o tema estudado, também marcou uma que não se relacionava com o tema.

Sobre o resultado do teste deste aluno que marcou uma brincadeira que não tinha nenhuma relação com o conceito estudado, é importante salientar que não verificamos se o mesmo marcou uma brincadeira que não estava relacionada com o conceito porque não compreendeu o conceito, ou porque não conseguiu interpretar adequadamente todas as brincadeiras​​ que estavam retratadas nas imagens da folha. Como dissemos anteriormente, não explicamos para eles quais eram as brincadeiras representadas nas imagens, deixando a interpretação das mesmas também por conta deles.

Os dados foram coletados a partir da realização das atividades, e analisados comparando as reações das crianças com estudos já realizados sobre temas semelhantes como de Carvalho (1998, p. 171), onde a autora sugere que “a partir do uso de experimentos as crianças conseguem elaborar discussões entre elas, com os professores, compreender conceitos, dar explicações e relacionar situações experimentais com situações cotidianas”.

Ainda segundo Carvalho (1998, p. 171) o que se espera com atividades como essa:

[...] não é sistematizar os princípios da Conservação de Energia e sim estabelecer uma relação entre altura e velocidade, que é a base para o entendimento posterior dos conceitos e transformações de energia cinética em potencial.

Portanto, o tipo de explicação que as crianças elaboraram para cada experimento e depois marcaram em seus testes práticos sugerem que elas já conseguem fazer essa relação entre altura e velocidade de maneira espontânea, ou seja, os resultados demonstram que as crianças nessa faixa etária são capazes de assimilar um conceito físico sendo estimuladas de forma lúdica.

Ainda segundo Carvalho (1998, p. 168), “tais explicações são uma primeira aproximação do conceito abordado, que será trabalhado de maneira sistemática nas etapas posteriores do ensino”.

Seguindo esta linha de pensamento, Piaget (1978, p. 54) diz que:

[...] quando os alunos conseguem exemplificar uma situação cotidiana parecida com a dos experimentos atingiram o objetivo inicial que era exatamente fazer relações entre o mundo da escola e o mundo real.

Para Vygotsky (1984, p. 108) “o que aprendemos denomina- se internalização e acontece a partir da interação entre os sujeitos”. Esse pressuposto também se mostra relevante, uma vez que as crianças discutiram entre elas suas hipóteses até encontrarem uma solução.

Estudos de Santos (2002, p.34), mostram que “em todos os tempos a ludicidade é uma atividade intrínseca do ser humano, é uma forma de expressão e linguagem e não pode ser vista apenas como diversão”. A Escola por sua vez pode aproveitar este tempo para unir brincadeira e aprendizado.

Em conformidade com esses estudos e através da realização das atividades, podemos constatar que quando as crianças brincam, elas fazem descobertas e aprendem com mais facilidade, conforme​​ demonstraram participando das atividades propostas.

Novamente os estudos realizados por Carvalho (1998, p.24) se mostram relevantes quando ela diz que: ​​ ​​​​ 

[...] se queremos ensinar Ciências, se queremos que nossos alunos aprendam Ciências, construindo eles próprios os conceitos que queremos ensinar, então é preciso que cada aula, em cada atividade, os incentivemos a compreender o que já sabem fazer. A aula de Ciências não pode terminar com a resolução do problema.

Conforme havíamos mencionado anteriormente no referencial teórico, Sousa (1996, p.89) defende que:

A Educação Infantil é uma fase importante no desenvolvimento da criança, porque é durante esta fase​​ que as bases do ser humano começam a ser estruturadas, visto que são estimulados e iniciados os processos de formação e integração das várias áreas do desenvolvimento.

Sendo assim, desde a Educação Infantil os professores têm as oportunidades, e podem aproveitá-las para conciliar suas aprendizagens teóricas com atividades que ajudarão a melhorar a capacidade de seus alunos para adquirirem conhecimento. Para tanto precisam ter um olhar que observa e interpreta como são seus alunos a partir da maneira como brincam, porque é nesse contexto que as crianças demonstram o que já sabem.

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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• BIZZO, Nélio. Ciências: Fácil ou Difícil? Série palavras de professor. São Paulo: Ática, 1998.

• BRASIL. Ministério da Educação e do Desporto. Secretaria de Educação Fundamental. Referencial curricular nacional para a educação infantil/Ministério da Educação e do Desporto, Secretaria de Educação Fundamental. - Brasília: MEC/SEF, 1998, volume: 1 e 2. Disponível em<http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/rcnei_vol1.pdf>. Acesso em 29/11/15. ​​​​ 

• CAMPOS, L. M. L.; BOTOLOTO, T. M.; FELICIO, A. K. C . A produção de jogos didáticos para o ensino de ciências e biologia: uma proposta para favorecer a aprendizagem. Caderno dos Núcleos de Ensino, São Paulo, p. 35-48, 2003.

• CARVALHO, A.M.C. et al. (Org.). Brincadeira e cultura: viajando pelo Brasil que brinca. São Paulo: Casa do Psicólogo, 1992.

• CARVALHO, Ana Maria Pessoa de... [et al.]. ​​​​ Ciências no Ensino Fundamental: o conhecimento físico. São Paulo: Scipione, 1998. – (Pensamento e ação no magistério)

• CAVALCANTI, Zélia. Trabalhando com História e Ciências na pré-escola. Artes Médicas: porto Alegre, 1995.

• CERISARA, A. B. De como o Papai do Céu, o Coelhinho da Páscoa, os anjos e o Papai Noel foram viver juntos no céu. In: KISHIMOTO, TizukoMorchida (Org.). O brincar e suas teorias. São Paulo: Pioneira-Thomson Learning, 2002.

• HALLIDAY D.; RESNICK R. e WALKER J. Fundamentos de Física: mecânica. Volume 2. 8ª edição. Editora LTC, 2009.

• LEONTIEV, A.N. Os princípios psicológicos da brincadeira pré-escolar. In: VIGOTSKI, L.S.; LURIA, A.R.; LEONTIEV, A.N. Linguagem,desenvolvimento e aprendizagem. 6. ed. São Paulo: Edusp, 1998b. p. 119-142. 

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• NOVO TEMPO. Desenhos para colorir. <http://novotempo.com/ntkids/desenhos-para-colorir-criancas>, acessado em 22/02/2018

• OLIVEIRA, Marta Kohl de. Vygotsky: aprendizado e desenvolvimento um processo sócio histórico. 3. ed. São Paulo: Scipione, 1995.

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• ---------------- Fazer e compreender. São Paulo, Edusp, 1978.

• SANTOS, Santa Marli Pires dos. O brincar na escola. Metodologia lúdico-vivencial, coletânea de jogos, brinquedos e dinâmicas. 1. ed. Petrópolis, RJ: Vozes, 2010. ​​​​ 

• _____. O lúdico na formação do educador. 5. ed. Petrópolis, RJ: Vozes, 2002.

• SIGNIFICADO DE LÚDICO. Disponível em <http://www.significados.com.br/ludico>. Acesso em 29/11/15.

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