Resolução de Problemas em Física

Recentemente, encontrei um texto muito interessante do Pesquisador Luiz Orlando de Quadro Peduzzi sobre as principais dificuldades em resolver problemas de física. Embora soubesse que esse assunto permeia a mente de estudantes e professores, não havia imaginado que existe uma grande quantidade de pesquisas e teses sobre o assunto.

Busco aqui listar essas etapas, sugerindo a leitura do texto de forma integral a fim de auxiliar àqueles que buscam resolver de forma eficaz um problema de física ou exatas, como um todo.

Segundo Peduzzi, após discorrer sobre diversas propostas de resolução de problemas de pesquisadores da área, concluiu que existem sutilezas nos modelos de resolução de problemas que não são sistematizados.  Por exemplo, observar um bom solucionador (um expert, que pode ser um professor ou aluno que consegue acertar a maioria das questões) a fim de extrair seu método parece uma boa estratégia. Entrtanto, existem fases e processos que não estão explícitos na resolução de um problema, pois estão inconscientes na mente do solucionador. Assim, o número de variáveis numa resolução é muito grande e expectativas, intuições e vontade são deixadas de lado na análise de como abordar um exercício.

O Pesquisador identificou, assim, diversas variáveis e mostrou um organograma ilustrativo do motivo do insucesso dos estudantes na resolução de exercícios (Fig. 1 abaixo), proposto por Kramers-Pals e Pilot (referências no texto de Peduzzi, no link ao final do post):

ResolucaodeProblemas

Peduzzi explica: O modelo de Kramers-Pals e Pilot (Fig. 1), de aplicabilidade em diversas áreas do conhecimento, segundo os seus autores, é bastante ilustrativo e sugestivo para os propósitos do presente trabalho. Nele, as dificuldades mais freqüentemente encontradas por estudantes com pouca experiência na resolução de problemas são elencadas em função de quatro etapas bem distintas existentes no processo de resolução de um problema: análise do problema, planejamento do processo de solução, execução de operações de rotina e conferência da resposta e interpretação do resultado.

Além de deixar patente o mau posicionamento do novato frente a uma situação-problema, este modelo também evidencia as limitações, e mesmo a ineficácia, da aprendizagem por imitação do novato pelo expert , ou do estudante pelo professor, em tarefas de resolução de problemas.

Ocorre que durante o processo de solução de um problema pelo especialista muitos dos passos por ele seguidos não se fazem perceptíveis ao observador atento, pois são tomados mentalmente e de uma forma bastante abreviada. Usualmente, a única parte passível de um acompanhamento mais detalhado é a que se refere a execução das operações de rotina (fase 3, na Fig.1), isto é, os cálculos principais do problema. page9image5264
  • “Na fase 1, a parte escrita limita-se freqüentemente ao rabisco de alguns dados.
  • Na fase2, o loop 2b-2c não é em geral comentado, porque a maioria dos problemas são meras rotinas* para o professor (exercícios).
  • A conferência dos resultados, tão usual ao especialista, também é feita mentalmente.
  • Como, então, podem os estudantes aprender a fazerem uma cuidadosa análise do problema, a planejarem os passos relativos a solução e a avaliarem os resultados se eles não vêem o professor fazendo isso?” 

* Nota minha (Juliano): Rotina são aqueles passos que o solucionador possui após ter realizado diversos exercícios parecidos, ter estudado a teoria por completo ou padrões estabelecidos mentalmente para solucionar um problema.

Diante disso e de seu estudo, Peduzzi propôs 12 etapas para a resolução de exercícios. Para um melhor aprofundamento de cada etapa, indico a leitura do item V. Comentários sobre a estratégia apresentada na seção anterior, do texto de Peduzzi. As etapas são as seguintes:

  1. Ler o enunciado do problema com atenção, buscando à sua compreensão;
  2. Representar a situação-problema por desenhos, gráficos ou diagramas para melhor visualizá-la;
  3. Listar os dados (expressando as grandezas envolvidas em notação simbólica);
  4. Listar a(s) grandeza(s) incógnita(s) (expressando-a(s) em notação simbólica);
  5. Verificar se as unidades das grandezas envolvidas fazem parte de um mesmo sistema de unidades; em caso negativo, estar atento para as transformações necessárias;
  6. Analisar qualitativamente a situação problema, elaborando as hipóteses necessárias;
  7. Quantificar a situação-problema, escrevendo uma equação de definição, lei ou princípio em que esteja envolvida a grandeza incógnita e que seja adequada ao problema;
  8. Situar e orientar o sistema de referência de forma a facilitar a resolução do problema;
  9. Desenvolver o problema literalmente, fazendo as substituições numéricas apenas ao seu final ou ao final de cada etapa;
  10. Analisar criticamente o resultado encontrado;
  11. Registrar, por escrito, as partes ou pontos chave no processo de resolução do problema;
  12. Considerar o problema como ponto de partida para o estudo de novas situações-problema.

No trabalho abaixo, busco ilustrar um problema resolvido dessa maneira, entretanto, as etapas subjetivas não podem ser narradas:

IFGW, UNICAMP – FL701 – Juliano Bento – Exercício de Resolução

FONTES: