A sala de aula de Física (presencial ou a distância) ao se constituir num cenário de experimentação, pode ser considerada um laboratório de atividades experimentais. Para Rosa (2003 apud PEREIRA et al.,2012, p. 681-682) o laboratório de Física pode assumir pelo menos três enfoques:
a) laboratório programado: faz uso de roteiros estruturados de forma a facilitar,
para o aluno, a aprendizagem de conceitos, relações, leis e princípios já estabelecidos;
b) laboratório com ênfase na estrutura do experimento: tem o mesmo objetivo
do programado, mas busca isso por meio da identificação da estrutura do experimento por parte do aluno em um tipo de laboratório não estruturado;
c) laboratório sob enfoque epistemológico: assim como o anterior, trata-se de um
laboratório não estruturado, buscando, por meio do relacionamento de vários aspectos, levar o estudante a identificar a natureza do conhecimento e o modo como ele é produzido. (grifo nosso)
A forma como os roteiros são utilizados podem variar em função do tipo de laboratório que o professor deseja construir em sua sala de aula. Na perspectiva do laboratório programado, os alunos poderão estar sozinhos ou em grupos, interagindo com o experimento, tomando por base um roteiro o qual pode orientar todas as etapas de montagem, execução e inclusive de análise do experimento. Roteiros desse tipo podem ser encontrados na internet a partir de uma variedade de endereços como pode ser verificado no quadro 10.
Quadro 10 – Roteiros experimentais
Site Endereço Eletrônico
Mão na Massa: ABD da Educação
Científica <http://www.cdcc.usp.br/maomassa/experimental.html>
Experimentos de Física para o Ensino Médio e Fundamental com Materiais do dia-a-dia
<http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/>
Experimentoteca <http://www.cdcc.sc.usp.br/experimentoteca/>
Ciências para professores <http://educar.sc.usp.br/ciencias/
Física com ordenador <http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm >
Fonte: Elaborado pelo autor (2016)
Os laboratórios com ênfase na estrutura dos experimentos buscam a aprendizagem de conceitos, relações, leis e princípios já estabelecidos, no entanto, o papel do roteiro não é tão central. Trata-se de uma perspectiva não estruturada do laboratório a partir da qual os sujeitos, com o apoio do professor, poderão ser desafiados a manipular o experimento de uma forma mais aberta e menos engessada. Os roteiros podem ser utilizados nesse tipo de laboratório, no entanto funcionam muito mais como instrumentos de apoio do que como uma sequência de regras a serem seguidas. Os laboratórios sob enfoque epistemológico são também não estruturados, mas sua ênfase não está no experimento em si, mas nos fundamentos históricos e filosóficos que ele traz consigo.
Os enfoques dados aos laboratórios de Física se ampliam quando o cenário é o ensino superior. Salinas et al. (1992 apud HIGA; OLIVEIRA, 2012), organizaram uma síntese dos papéis que esse laboratório pode desempenhar no ensino superior. Essa síntese pode ser visualizada a partir do conteúdo exposto no Quadro 11.
Quadro 11 – Concepções sobre o papel do laboratório no Ensino Superior
(continua)
Atividades práticas
como aprendizagem Modelo de epistemológica Concepção características Objetivos e Mera ilustração da
teoria Transmissão-recepção de conhecimentos já elaborados. Aluno é sujeito passivo, receptor do conhecimento que emana do professor Orientação rígida e dogmática. Critério de verdade: autoridade da teoria, do professor, do livro-texto. Relação com a realidade: Física formal desconectada de seus referentes
empíricos.
Verificar princípios e fatos já aprendidos,
inquestionáveis. Aulas teóricas separadas das aulas práticas. Estratégia de descoberta individual e autônoma Aprendizagem por descoberta. Aluno é indivíduo intuitivamente questionador, capaz de reconstruir o conhecimento de forma individual e autônoma. Conhecimento científico é reduzido à elaboração individual baseada no senso comum, fruto de processo indutivo a partir da observação de fatos.
Atividades não só centradas no aluno, mas também dirigidas por eles.
Quadro 11 – Concepções sobre o papel do laboratório no Ensino Superior
(conclusão)
Treinamento nos
“processos da ciência” Supõe que os métodos da ciência são generalizáveis através de diferentes domínios. Supõe-se a existência de um “método científico” como um algoritmo, do qual é possível se abstrair todo o conteúdo conceitual.
Introduzir os alunos nos “métodos da ciência” (receita estereotipada).
Questionamento de
paradigmas Aprendizagem por mudança conceitual, enfatizando o conflito cognitivo. Trabalho de questionamento de paradigmas. --- Investigações coletivas em torno de situações problema Modelo construtivista de elaboração histórica e genética do conhecimento científico. Filosofia da ciência construtivista; a construção de conhecimento é tentativa de dar resposta a situações problemáticas; método e conteúdo são inseparáveis.
Tratamento coletivo de situações problemáticas abertas, significativas, interessantes e passíveis de serem desenvolvidas, sob orientação do professor. Fonte: HIGA; OLIVEIRA (2012).
Segundo Higa e Oliveira (2012), o laboratório no ensino superior pode ser utilizado para ilustração da teoria; como lugar para descoberta individual e autônoma; espaço de treinamento nos “processos da ciência”; ambiente de questionamento de paradigmas; ou para investigações coletivas em torno de situações problema. Especificamente nos cursos de formação de professores de Física o uso do laboratório deve se voltar para a compreensão dos conceitos físicos e para o desenvolvimento de competências experimentais que favoreçam a sua prática pedagógica.
Esses enfoques e concepções se aplicam tanto aos laboratórios convencionais onde se estuda, se aprende e se produz conhecimento experimental por meio da pesquisa; quanto aos laboratórios virtuais, onde também se estuda, se aprende e se produz conhecimento no campo da Física Teórica por meio da pesquisa. De um ponto de vista didático, a composição dos laboratórios favorece diferentes possibilidades a experimentação no ensino de Física. Acerca dessas questões discutiremos a seguir.