Uma proposta metodológica para a inserção de elementos de estatística como organizadores prévios em conceitos básicos de termodinâmica

Abstract

O ensino de Termodinâmica, dentre os demais conteúdos do currículo da disciplina de Física, ao mesmo tempo apresenta-se como interessante, no aspecto de despertar a curiosidade e o interesse do aluno e desafiador, sobre o ponto de vista do processo de Ensino – Aprendizagem, sobretudo, em se tratando de Ensino Médio. A matéria, por apresentar notável aplicabilidade em situações próprias de nosso cotidiano, desperta naturalmente o interesse daqueles que tem a oportunidade de conhecê-la. No entanto, a rotina comumente estabelecida em sala de aula acaba por mitigar o interesse dos estudantes pela Ciência, ao passo que lhes são oferecidos, em grande parte das situações, apenas a resolução de problemas de aplicações diretas de fórmulas como metodologia de ensino. No presente trabalho propomos uma sequência didática cujo objetivo é possibilitar a aplicação de uma proposta metodológica, dentro da perspectiva da Teoria da Aprendizagem Significativa, para a inserção de elementos de estatística como organizadores prévios em conceitos básicos de Termodinâmica. A proposta consiste de três etapas: em um primeiro momento serão expostos aspectos históricos da evolução dos conceitos termodinâmicos, o método indutivo e a sua aplicação enquanto metodologia científica, e em sequência, conceitos básicos de estatística. A segunda etapa é essencialmente composta de três atividades experimentais onde são introduzidos de forma prática, conceitos elementares de estatística quais sejam, o lançamento de moedas onde se verifica a frequência de incidência de resultados “cara” ou “coroa” comparando estes resultados ao definido teoricamente; o lançamento de dados não viciados onde serão computados o resultado da soma das faces de dois dados lançados; e o caminho aleatório em duas dimensões onde, através de elementos definidos aleatoriamente, têm-se a confecção de um random walk – 2D e os resultados são utilizados para definirmos grandezas estatísticas como amplitude, desvio padrão e variância. Na sequência, a terceira etapa traz a utilização de simuladores em Java cujo objetivo é expandir os conceitos suscitados na segunda etapa. Por fim, propõe-se vincular os conceitos apresentados nas atividades anteriores às grandezas termodinâmicas conforme o conteúdo majoritariamente proposto no currículo de Física aplicado ao Ensino Médio.