Aprendendo física, química e matemática com simulações

Física e química são duas matérias que para a maioria dos alunos do Ensino Médio causam, literalmente, arrepios. Um dos motivos relacionados a esta dificuldade dos estudantes em relação as duas disciplinas refere-se ao fato de que há uma ligação estreita de ambas, particularmente da Física, com a matemática e, infelizmente, como comprovam os dados de exames nacionais e internacionais, a formação na área, no Brasil, deixa muito a desejar.

Outro aspecto que colabora para resultados abaixo da média em matemática, física e química refere-se a forma como as disciplinas são ensinadas. Há ainda uma ênfase muito grande em teoria e fórmulas, com a prevalência da memorização e não um trabalho focado na real compreensão dos fenômenos, de modo contextualizado, ou seja, aproximando da realidade dos alunos, com exemplos do mundo real.

É reduzido o trabalho em laboratórios e projetos, o que também não colabora no sentido de gerar maior interesse e motivação entre os estudantes. As disciplinas deveriam oferecer pelo menos 20% do seu tempo em aulas nos laboratórios e mais um percentual de igual monta trabalhando com projetos para que as ciências exatas, assim como em ciências biológicas, tenham maior impacto, plausibilidade, motivação e melhores resultados no ensino nacional. Há, é fato, uma carência no que tange a recursos, em especial quanto a laboratórios de ciências, nas escolas brasileiras. Outro aspecto marcante que corrobora esta situação é a formação docente, muito centrada em teorias e pouco afeita a didática e ações de caráter prático como base para a aprendizagem. Isso não é um problema exclusivo das licenciaturas em ciências exatas ou biológicas, também se percebe nas formações em humanidades e sociais.

O advento das novas tecnologias de informação e comunicação, no entanto, está oferecendo oportunidades diferenciadas para quem quer ensinar e aprender.

Para os professores de matemática, física e química, há simulações, games, animações e videoaulas que podem ser recursos adicionais as suas aulas – antes, durante ou depois das mesmas.

No caso das simulações, foco deste artigo, por exemplo, temos na internet os recursos oferecidos pela Universidade do Colorado através do Phet, traduzidas para o português e disponíveis em https://phet.colorado.edu/pt_BR , projeto criado por Carl Wieman, vencedor do Prêmio Nobel, iniciativa que está disponível online desde 2002 e que é referência na área.

Não basta, no entanto, saber que as simulações estão disponíveis. É preciso entrar na página. Verificar o que existe em termos de conteúdo. Realizar paralelos com a grade curricular. Programar-se para utilizar tais recursos. Criar planejamentos de aulas em que as simulações estejam presentes e sejam ferramentas úteis, interessantes e capazes de despertar para os estudantes real estímulo para o estudo da física, química e matemática.

É possível, por exemplo, pautar uma temática a ser trabalhada em aula com uma planificação de sala de aula invertida (Flipped Classroom), ou seja, indicando aos alunos o acesso a uma determinada simulação alguns dias antes de trabalhar a temática a ela relacionada em sala de aula. Neste caso, é preciso que pré-requisitos para a compreensão de tal conteúdo já tenham sido explicados e trabalhados previamente e que, de antemão, o docente da área oriente os alunos quanto a algumas observações e anotações a serem feitas em relação ao que irão ver na simulação. Seria recomendável também que alguns exercícios associados ao assunto da simulação fossem passados para resolução antes da aula sobre o tema. Começar a aula com uma simulação também pode ser uma experiência favorável.

Em qualquer dos casos ou opções a serem planejadas pelo professor é preciso contextualizar o que está sendo simulado. Se, por exemplo, a simulação apresenta o funcionamento de um motor a combustão, o balanceamento de equações químicas, capacitores ou a escala de pH, o que irá realmente fazer com que os estudantes se interessem é saber de que forma aquilo se relaciona a sua vida. Por isso a contextualização é tão importante e necessária para qualquer área do conhecimento.

Outra alternativa interessante é usar as simulações em aulas de reforço ou plantões no contraturno. Algumas escolas oferecem este tipo de suporte aos estudos para seus alunos com os próprios professores das disciplinas, plantonistas ou ainda com alunos que tem facilidade nas disciplinas e atuam como monitores. Programar horários de apoio semanais para química, física e matemática com foco nas matérias estudadas naquela semana podem resultar em melhoria considerável do rendimento, em especial se os alunos puderem ter acesso as simulações em aula e depois rever tudo em computadores, tablets ou smartphones.

Seja qual for a situação, no entanto, é imprescindível que os alunos façam registros do que observaram, comparem dados, expliquem com suas próprias palavras o que com eles foi trabalhado nas aulas e que, depois de tudo isso, sejam a eles disponibilizadas séries de exercícios relacionadas as temáticas de física, química e matemática estudadas.

Projetos complementares são também muito úteis para consolidar de vez os saberes trabalhados. Ir além das telas dos computadores, smartphones e tablets, com a composição de experimentos em laboratórios ou maquetes e simulações no mundo real são valiosas e devem compor o planejamento em ciências. Intercâmbio com físicos, químicos e matemáticos que atuam em universidades para ajudar a compor os saberes por meio de palestras, explicações sobre conceitos e experimentos são valiosíssimas e ajudam a estreitar muito a relação dos alunos do ensino médio com estas áreas do conhecimento.

O interesse e estímulo pelo conhecimento tem que ser, cada vez mais, semeado de forma a gerar perene envolvimento da nova geração com todas as áreas da Ciência. Somente assim será possível trabalhar em prol tanto de melhores resultados em física, química, matemática e outras áreas no ensino básico quanto no surgimento de cientistas e produção relevante nestas áreas no Brasil.