introducto

Há tempos o ensino de física nas escolas públicas brasileiras tem sido alvo de diversas pesquisas, sejam elas vinculadas a proposito de inovagoes curriculares e de insergao de novos conteúdos, como física moderna e contemporánea no ensino (Pietrocola, 2017), sejam na busca por discutir sobre o ensino e sobre a aprendizagem em física (Carvalho e Sasseron, 2018), entre outras abordagens. Ocorre que, para além da insergao de conteúdos e da proposigao de novos métodos de ensino no currículo, a participagao ativa dos alunos em agoes colaborativas se coloca como central nos processos educacionais, em especial no desenvolvimento de competencias e habilidades para a aprendizagem em física. Importa ainda a aproximagao entre o que se estuda em sala de aula em relagao com o contexto vivencial dos alunos, congregando aspectos de contextualizagao do ensino e de interdisciplinaridade. Propiciar momentos de inte- ragao e dialogicidade entre os alunos, a partir da resolugao de determinado problema cotidiano, apresenta-se, entao, como um caminho promissor para o engajamento dos estudantes para o ensino da física. Tais aspectos dialogam com os constructos teóricos da Aprendizagem Baseada em Problemas (PBL, do ingles Problem Based Learning).

O PBL configura-se em uma abordagem educacional em que o problema, geralmente contextualizado com o coti diano, é o ponto de partida do processo de aprendizagem (^{Graaff e Kolmos, 2003}) e que, busca promover o desenvol vimento da autonomia e do protagonismo dos alunos. Esta abordagem também se sustenta na ideia de um ensino colaborativo, engajamento ativo, aprendizagem interdisciplinar e melhoria da qualidade da educagao, por meio da enfase na resolugao de problemas (Tan, 2003). Como apontam Sá e Queiroz (2010), uma das variantes do PBL é o chamado método de estudo de caso, em que a proposigao do problema se figura como o caso em questao, a ser resolvido colaborativamente pelos alunos, sob a mediagao de um professor. Como apontam Queiroz e Cabral (2016),

... o método [de estudo de caso] é centrado no aluno como sujeito ativo no processo de ensino e aprendizagem. A aproxi magao dos alunos com problemas reais é um dos pilares do PBL, de modo que venham a adquirir conhecimento científico e tecnológico sobre a temática em questao e a desenvolver o pensamento crítico e a habilidade de resolver problemas [...] também caracteriza o PBL a realizagao de atividades em grupos pequenos de alunos e a atuagao dos professores como guias ou facilitadores do processo ... (Queiroz e Cabral, 2016, p. 12)

Assim, o referido método envolve o uso de casos investigativos que possibilitam aos alunos investigarem proble mas, levantarem hipóteses, proporem solugoes, desenvolverem habilidades de trabalho em grupo e de comunicagao (Sá e Queiroz, 2007) e, relacionarem conceitos científicos entre si. Um caso investigativo envolve, em geral, questoes sociocientíficas, as quais possibilitam aos alunos perceberem, discutirem e compreenderem os diferentes fatores re lacionados as questoes científicas na sociedade, em particular em seu cotidiano (Gomes e Amaral, 2017). Destaca-se ainda, que grande parte dos relatos da implementagao dos casos apresentados na literatura o descrevem como sendo utilizado em grupos, fato que também colabora com a habilidade do aluno de trabalhar em equipe. Além disso, o emprego do referido método tem potencial para que os alunos aprimorem suas habilidades de comunicagao e de argumentagao.

Para a elaboragao de um bom caso investigativo é preciso contemplar alguns elementos fundamentais, preconiza dos na literatura, como: breve e estar adequado a capacidade de leitura da faixa etária em que se trabalha; contar uma história, a qual deve incluir personagens e diálogos; instigar os alunos a curiosidade e motivá-los a resolve-lo; ser aberto, ou seja, nao apresentar um fim em si mesmo (Herreid, 1998; Herreid, 2007; Queiroz e Cabral, 2016; Cabral, Souza e Queiroz, 2017). É justamente esta última característica que sustenta o trabalho reflexivo, argumentativo e de investigagao dos alunos sobre o caso, ou seja, a busca por solucionar o problema em questao.

Importa ainda que, o caso deve ser atual, de interesse do aluno e, ter releváncia pedagógica, o que significa consi derar sua fungao dentro dos processos e práticas pedagógicas, além do conteúdo abordado com os alunos. O caso deve provocar conflitos e levar o aluno a tomar decisoes. Além disso, ele deve permitir generalizagoes, ou seja, que possa ser aplicado em outras situagoes (^{Cabral, Souza e Queiroz, 2017}; Queiroz e Cabral, 2016; Silva, Oliveira e Queiroz, 2011). No contexto brasileiro o estudo de caso vem sendo utilizado em diferentes níveis de escolaridade. No entanto, percebemos um forte movimento vinculado ao seu uso com alunos do nível superior e na área da química. Um exemplo desta percepgao apoia-se no fato de que há quase duas décadas o Grupo de Pesquisa em Ensino de Química da Uni- versidade de Sao Paulo vem se dedicando a produzir, pesquisar e divulgar casos nessa área do conhecimento (Faria e Freitas-Reis, 2016; Queiroz e Cabral, 2016), em especial em cursos universitários. Por outro lado, reforgamos que há um tímido movimento do uso desta abordagem em ámbito da educagao básica brasileira, em particular na compo nente curricular física do Ensino Médio (EM) (Wolff, 2019).

Diante o exposto, tem-se um caminho longo a ser percorrido no que concerne ao uso de casos investigativos no ensino de física no ámbito da Educagao Básica. É justamente contribuindo para a superagao deste gap que se encontra o referido trabalho, direcionado a investigagao das percepgoes de estudantes do 3° ano do EM sobre o trabalho com o método de estudo de caso a partir da resolugao de um caso investigativo com o tema eletricidade - em especial circuitos elétricos. Dentre os diferentes conceitos da física, optamos por trabalhar com este tema uma vez que é um assunto que possibilita a percepdlo e aplicado diretamente no cotidiano dos alunos (GREF, 2015; 2017; 2020). Acres- centa-se que os conceitos relacionados a circuitos elétricos compoem os conteúdos curriculares obrigatórios a serem trabalhados no EM (Mato Grosso do Sul, 2012), em especial no cenário em que esta pesquisa foi desenvolvida. Por fim, a escolha do tema pautou-se também da realidade educacional de uma das autoras deste artigo que há mais de uma década atua como professora de física na rede pública brasileira, e trouxe para a pesquisa suas observares quanto as dificuldades dos alunos em relacionarem esta temática da física em situares do cotidiano.

METODOLOGIA

Para a elaboradlo do caso levou-se em consideradlo os elementos já expostos anteriormente, os quais direcionam a construdao de um bom caso (^{Cabral, Souza e Queiroz, 2017}; Queiroz e Cabral, 2016). O caso construido foi intitulado de "As lampadas da Dona Anita" e envolveu a história de duas alunas do EM que, como atividade extraclasse, precisam utilizar os conceitos estudados na aula de física sobre circuitos elétricos em seu cotidiano. O caso foi trabalhado em duas escolas públicas brasileira contando com a participadlo de 30 (trinta) alunos do 3° ano do EM e uma professora regente de turmas. Para manter o anonimato, adotamos a nomenclatura Aluno seguido de uma numeradlo.

Guiando as adoes de pesquisa desenvolvidas, delinearam juntamente com a professora regente da turma uma sequencia didática (SD), em que foram definidas etapas de desenvolvimento, temas e atividades e, cronograma e datas de execudlo (Tabela I). Destaca-se que a SD foi construída em um trabalho colaborativo, partindo da experiencia do cente da professora regente e das experiencias em investigadlo dos pesquisadores. A referida sequencia envolveu atividades que contemplaram a apresentadlo teórica da temática aos alunos, a apresentadlo em detalhes do caso investigativo, a discusslo entre os alunos na busca em resolver o problema, a consolidadlo e socializadlo do conheci- mento proveniente da implementadlo do método de estudo de caso e, o registro escrito de suas percepdoes sobre a proposta de trabalho. As atividades foram desenvolvidas em 2018, requerendo 10 aulas no contexto escolar e 25 dias de trabalho em ambiente domiciliar.

TABELA I. Etapas e atividades desenvolvidas na Sequencia Didática para o trabalho com o caso "As lampadas da Dona Anita". Fonte: Adaptado de Souza (2019).

Etapas

Atividades

Duragao*/local

Introdugao da te mática

Aulas teóricas ministradas pela professora da disciplina sobre circuito elétrico

3 horas-aula/sala de aula

Apresentagao do caso investigativo

Leitura do caso investigativo por parte dos alunos (agao individual)

2 horas-aula/sala de aula

Confrontando o problema

Identificadlo do problema por parte dos alunos (agao individual)

Identificagao dos conceitos físicos abordados no caso por parte dos alunos (agio individual)

Levantamento de hipóteses para a solugao do caso por parte dos alunos (agio in dividual)

Resolvendo o problema

Confecgao do diário do caso da resolugao do caso investigativo na rede social (agio em grupo)

Elaboragao da solugao do problema (agao em grupo)

15 dias/ambiente domiciliar

Apresentagao de forma oral e escrita da resolugao do caso (agao em grupo)

2 horas-aula/sala de aula

Consolidando e so cializando o co-

nhecimento

Elaboragao, por parte dos alunos, de maquetes com a representagao da resolugao do caso (agao em grupo)

10 dias/ambiente domiciliar

Exposigao das maquetes na escola (agao em grupo)

2 horas-aula/sala de aula

Registro por escrito

Feedback dos alunos quanto ao uso do caso investigativo (agao individual)

1 hora-aula/sala de aula

Para analisarmos as percepdoes dos alunos sobre vivenciarem o método de estudo de caso na temática circuito elétrico, landamos mlo da última atividade por eles elaborada que envolvia "Feedback dos alunos quanto ao uso do caso investigativo". Na referida atividade os alunos, de forma individual, apresentaram suas colocadles a partir da

Cada hora- aula equivale a 50 minutos. orientadlo de que deveriam fazer um relato de como foi o processo de estudar conceitos de física usando a atividade do caso científico "As lampadas de Dona Anita".

Em posse dos relatos dos alunos, utilizamos as construyes teóricas da metodologia de análise de conteúdo (Mo raes, 1999) para tratar e analisar os dados. Segundo ^{Moraes (1999}), "essa análise, conduzindo a descrigoes sistemáti cas, qualitativas ou quantitativas, ajuda a reinterpretar as mensagens e a atingir uma compreensao de seus significados num nível que vai além de uma leitura comum" (Moraes, 1999, p. 2). Assim, o referido tratamento deu-se pela preparagao das informadoes, leitura, análise e agrupamento de unidades de análise para o entendimento do fe nómeno, categorizadlo das referidas unidades envolvendo a classificagao a partir de elementos comuns entre os dados e análise e interpretadlo dos dados com base em inferencias e discussoes pautadas na literatura.

RESULTADOS E DISCUSSOES

Os resultados serlo apresentados em duas segoes, a primeira "O caso investigativo" tem natureza descritiva e versa sobre a apresentadlo e características do caso elaborado. A segunda "Percepgoes dos alunos em trabalharem com caso investigativo no ensino de física", centra-se em uma natureza analítica em que slo reveladas as categorias que possibilitam entender o fenómeno de estudo, trazendo as percepgoes dos alunos sobre o uso do caso investigativo.

A. O caso investigativo

Para a criadlo do caso "As lampadas de Dona Anita" tomamos como base os pressupostos apresentados nos trabalhos de Herreid (1998) e Queiroz e Cabral (2016) para a elaboradlo de um bom caso. Desta forma, contemplou-se as 11 (onze) características indicadas: narra uma história; desperta o interesse pela questlo; é atual; produz empatia para com as personagens; inclui diálogos; é relevante ao leitor; tem utilidade pedagógica; provoca um conflito; forda uma decislo; tem generalizadoes; é curto (Queiroz e Cabral, 2016, p. 13). Frente ao exposto, a seguir apresentamos o caso construído em nossa pesquisa (Figura 1), indicando as características que o definem como um bom caso.

O movimento de construdlo de um bom caso figura-se como central e fundamental para um profícuo trabalho em sala de aula. No caso em questlo, os elementos característicos de um bom caso foram contemplados da seguinte forma:

Narra uma história: o caso envolve uma narrativa sobre a construdlo de um circuito elétrico para um escritório, trazendo como personagens as alunas Mariana e Beatriz, o pai da aluna Mariana, o professor de física Paulo, a mle da Mariana e a Dona Anita.

Desperta o interesse pela questlo: a proposta levanta um desafio e está contemplada no currículo.

Deve ser atual: embora nlo tenha sido identificado no caso a época em que o mesmo se situa, podemos consi- derá-lo como atual, visto que a situadlo colocada traz reladlo com o cotidiano.

Produz empatia para com os personagens centrais: apresenta como protagonistas duas alunas do EM e descreve uma adlo de empatia entre os personagens, face a ajuda em instalar as lampadas para Dona Anita e a ajuda do pai de Mariana.

Inclui diálogos: nota-se a narrativa dialogada entre pai, filha (Mariana) e amiga (Bia).

É relevante ao leitor: a temática discutida envolve conceitos de física presentes no nível do 3° ano do EM, bem como relaciona-se com adoes do cotidiano.

Tem utilidade pedagógica: o caso aborda uma metodologia investigativa de ensino, na qual as alunas terlo que construir hipóteses e testá-las, discutir argumentos com seus pares e propor uma soludlo para o problema, com base em conceitos da física.

Provoca um conflito: apresenta-se quando o caso exibe a necessidade de os alunos resolverem o problema da Dona Anita.

Forda uma decislo: na resoludlo do problema, os alunos serlo direcionados a discusslo de hipóteses, trabalho com conceitos da física e tomarem uma decislo para o caso.

Tem generalizadoes: o caso é passível de generalizadoes, uma vez que apresenta situadoes reais e cotidianas, por exemplo, do trabalho de um eletricista na instaladlo de circuitos elétricos em residencias.

É curto: sobre este aspecto, seguimos as orientadoes de Herreid (1998, p. 164, tradugao nossa),

...é mais fácil prender a atengao de alguém por breves momentos do que por longos. Os casos devem ser longos o suficiente

para apresentar os fatos do caso, mas nao tanto a ponto de entediar o leitor ou tornar a análise tediosa.

As lámpadas da Dona Anita

Narra unía historia

FIGURA 1. Caso científico elaborado envolvendo a temática circuito elétrico.

*Tereré: Bebida a base de erva-mate. Chipa: Um tipo de pao de queijo.

B. Percepfoes dos alunos em trabalharem com caso investigativo no ensino de física

Ao todo foram identificadas nos relatos dos alunos 5 (cinco) categorías que revelam suas percepgoes sobre o trabalho com o método de estudo de caso, frente a temática circuitos elétricos. A seguir, passamos a apresentar e discutir tais categorias. que ao trabalharem com caso investigativo é possível relacionar os conceitos abordados de forma teórica em sala de aula com a prática. Sobre este aspecto, é importante pontuar que teoria e prática sao indissociáveis, ou seja, ao buscar solucionar determinado problema prático tem-se como sustentado aspectos teóricos vinculados a questao.

Trabalhar com caso investigativo colabora ao processo colaborativo de aprendizagem: ponderales sobre a efe- tividade da metodologia de caso científico para fomentar o trabalho colaborativo.

Trabalhar com caso investigativo colabora na compreensao do conceito científico: ponderales sobre a efetivi- dade da metodologia de caso investigativo a compreensao dos conceitos científicos abordados em sala de aula.

Trabalhar com caso investigativo é uma abordagem de ensino diferenciada: consideragoes dos alunos de que a metodologia de estudo de caso traz a aula um caráter inovador e diferenciado da aula tradicional.

Das categorias delineadas dos dados de pesquisa, a de maior frequencia foi a "Trabalhar com caso investigativo colabora na compreensao do conceito científico", com 10 (dez) ocorrencias. Esta categoria destaca a importancia do caso investigativo para que os alunos possam compreender os conceitos abordados em sala de aula, em que também apontam para a construgao de maquetes com a representado da resolugao do caso (Figura 2). Apontamentos desta categoria podem ser observados em indicagoes como:

Aluno 1: Este processo de estudo foi muito interessante, pois assim foi possível aprender mais sobre circuitos [elétricos]. Indo atrás de solupoes para resolver o caso, e montando a maquete foi percebido o que poderia ser melhorado, assim se vendo na prática o funcionamento de circuitos elétricos.

Aluno 2: Foi uma forma diferente de aprender, dessa forma voce aprende mais fácil, pois voce aprende na prática e, além disso, a aula fica mais divertida.

FIGURA 2. Exemplos de maquetes em funcionamento com a representagao da solugao do problema do caso científico "Os proble mas de Dona Anita".

Outra categoria de análise que se destacou foi a "Trabalhar com caso investigativo é uma abordagem de ensino diferenciada", tendo 9 (nove) ocorrencias. Os alunos apontaram que o caso investigativo em questao possibilitou su perar o ensino tradicional de física, o que em suas visoes é algo arraigado em sala de aula. Tais apontamentos podem ser verificados em falas como as do Aluno 3 e 4:

Aluno 3: Essa atividade foi um bom desenvolvimento para a perspectiva de aprendizagem. Émuito bom ter atividades assim, pois melhora o modo de visualizando de um caso.

Aluno 4: Foi bem bacana tentar resolver o problema das lampadas de dona Anita, foi uma atividade bem-criada para tentar fazer os alunos aprenderem mais.

Embora em menor frequencia, também identificamos consideragoes dos alunos que indicam os motivos pelos quais eles concebem a metodologia de estudo de caso como diferente dos métodos normalmente empregados pelos professores em sala de aula, sendo: "Trabalhar com caso investigativo colabora ao processo colaborativo de aprendi zagem", com 1 (uma) ocorrencia, "Trabalhar com caso investigativo é uma maneira divertida de aprender", com 3 (tres) ocorrencias e, "Utilizar caso investigativo colabora em relacionar a teoria científica com a prática", com 8 (oito) ocorrencias.

Sobre esta última categoria, "Utilizar caso investigativo colabora em relacionar a teoria científica com a prática" observamos nos relatos dos alunos que, para eles, o estudo do caso tornou a aprendizagem mais significativa, ou seja, aproximando os conteúdos trabalhados em sala de aula com seu cotidiano e propiciando sentidos no momento em que se aprende. Ademais, depreende das colocagoes dos alunos fatores como motivagao, entusiasmo e inquietagoes frente a busca por respostas para o caso proposto. Cabe destacar, no entanto que, para alguns alunos o trabalho com o método de estudo de caso possibilitava novos aprendizados e nao ficava somente no aspecto teórico, como pode ser observado nas colocares:

Aluno 5: Foi muito bom porque aprendí com o trabalho sem ser na forma teórica.

Aluno 6: O caso foi interessante por conter um sistema diferente trazendo um maior conhecimento quando for para por na

vida.

Vislumbrando a indissociabilidade entre teoría e prática, este é um resultado a ser melhor explorado em sala de aula com os alunos. Contudo, há de se destacar também que, os beneficios do uso de estudo de caso no ensino de física, apontados pelos alunos, aproximam-se dos relatados em trabalhos na literatura (Souza, Rocha e Garcia, 2012; Montanher, 2010; Souza, Cabral e Queiroz, 2018, Cabral, Souza e Queiroz, 2017) que langaram mao dessa metodologia para trabalhar conceitos da área de ciencias na educagao básica e ensino superior, encontrando resultados muito positivos, seja na percepgao dos alunos ou nos processos de ensino e aprendizagem.

O trabalho de Souza, Rocha e Garcia (2012), envolvendo um caso sobre conceitos da Química com alunos do 3° ano do EM, apresenta que, dentre as consideragoes dos alunos em usar um caso encontra-se: o desenvolvimento de habilidades de diferentes ordens, estimulo a curiosidade, busca de solugoes para problemáticas, estimulo a argumen- tagao entre outros. Resultados que se assemelham aos da nossa pesquisa.

Outro trabalho envolvendo alunos do EM foi o apresentado por Montanher (2010), no qual abordou diferentes conceitos da física com alunos do 3° ano. Dentre suas consideragoes, o autor aponta para o fato de que a aprendiza gem baseada em caso é uma metodologia motivadora que colabora no desenvolvimento do "pensamento crítico, trabalho colaborativo, tomada de decisao, elaboragao de hipóteses, capacidade de argumentagao, entre outras" (Montanher, 2010, p. 13). Além de colaborar no processo de aprendizagem dos conceitos físicos.

Em outro trabalho de natureza semelhante (Silva, Oliveira e Queiroz, 2011) os autores relatam as percepgoes de alunos do EM após trabalharem com caso. Dentre elas destacam-se que a maioria dos alunos considerou favorável o uso da metodologia em sala de aula, visto que colabora "ao desenvolvimento da comunicagao escrita, da argumenta- gao e persuasao, da capacidade de trabalhar em grupo e de investigar e solucionar problemas" (Silva, Oliveira e Quei roz, 2011, p. 192). Tais achados corroboram e reforgam os resultados da pesquisa em tela.

CONSIDERALES FINAIS

Para procedermos a elaboragao do caso investigativo "As lampadas da Dona Anita" nos pautamos nas orientagóes preconizadas na literatura. O caso foi implementado por meio de uma SD desenvolvida em seis etapas, sendo: intro- dugao da temática, apresentagao do caso científico, confrontando o problema, resolvendo o problema, consolidando e socializando o conhecimento e registro por escrito, sendo resolvido de forma colaborativa pelos alunos.

A partir das percepgoes dos alunos, quanto as contribuigoes da implementagao do método de estudo de caso em aulas de físicas, destacamos a que o método foi interpretado como uma maneira diferente e divertida de aprender conceitos de física, possibilitando a construgao de um ambiente colaborativo de aprendizagem e, contribuindo com a compreensao do conceito científico. Além disso, consideram o método como uma abordagem de ensino diferenciada das normalmente empregadas nas salas de aulas brasileiras, sendo pautada pelo desenvolvimento da criatividade, da motivagao e de questionamentos no ensino. Esses resultados sao indicativos das potencialidades educacionais do método de estudo de caso no ensino, corroborando as indicagoes da literatura. Por fim, entendemos que este pode ser um caminho promissor para o trabalho com tópicos da física em escolas de educagao básica, a qual tradicional mente é tida por muitos alunos como uma componente curricular de difícil compreensao.

AGRADECIMENTOS

Agradecemos ao programa de Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física (MNPEF), polo Universidade Federal da Grande Dourados (UFGD), vínculo institucional de desenvolvimento desta pesquisa. Agradece-se também a Coor- denagao de Aperfeigoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pelo apoio relativo ao Código de Financiamento 001.