EXPERIMENTOS SOBRE A COR: CONFLITOS COM AS CONCEPÇÕES ALTERNATIVAS

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## EXPERIMENTOS SOBRE A COR: CONFLITOS COM AS CONCEPÇÕES ALTERNATIVAS

Sandra Cristina Licerio Melchior [sandralm@hotmail.com] a Jesuína Lopes de Almeida Pacca [jesuina@if.usp.br] b 1

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E.E. Prof. Alcyr de Oliveira Porciúncula b Instituto de Física da Universidade de São Paulo

Um trabalho anterior revelou que o estudo da cor conduz a problemas chaves e conceitos fundamentais da Óptica que devem ser aprendidos e compreendidos no Ensino Médio. Verificamos também, que os estudantes usam modelos alternativos de cor, luz e visão que podem tornar-se barreiras ao aprendizado. Estes fatores nos motivaram a buscar e analisar meios de auxiliar o professor a aproximar os estudantes dos modelos propostos pela ciência. Este trabalho apresenta as atividades experimentais, em que os estudantes confrontam suas idéias e modelos com a realidade, como uma estratégia de ensino capaz minimizar dificuldades de aprendizado e de proporcionar um ensino mais significativo, contextualizado e coerente da Física. Pretendemos promover uma discussão da experimentação que conduza a uma melhor compreensão de suas possibilidades, tendo em vista subsidiar o trabalho de professores e pesquisadores.

## PORQUE ESTUDAR A COR E SEUS FENÔMENOS?

Por saber que as concepções prévias podem tornar-se barreiras ao aprendizado estudamos as concepções de luz e cor de alunos do Ensino Médio em fenômenos ópticos cotidianos (Melchior, 2004). Este trabalho revelou que o estudo teórico e as investigações interdisciplinares necessárias à compreensão da cor conduzem a problemas chaves e tratam de conceitos fundamentais da Óptica Física que devem ser aprendidos e compreendidos no Ensino Médio. Verificamos também, que os estudantes usaram modelos alternativos que violam leis físicas de comportamento da luz; modelos que podem comprometer esta aprendizagem, agindo como barreiras cognitivas. Estes fatores nos motivaram a buscar e analisar materiais e metodologias que pudessem auxiliar o professor a aproximar os estudantes do modelo científico. Sob esta perspectiva, as a tividades experimentais que conflitam com as concepções alternativas surgiram como um meio eficaz de tratar das cores e seus fenômenos em sala de aula 2 . Pretendemos, ao tomar as concepções alternativas como ponto de partida, selecionar atividades que gerem oportunidades necessárias para que os estudantes confrontem suas idéias e modelos com a realidade, levando-os a reconstruir seus modelos de luz, cor e visão, aproximando-os dos modelos aceitos pela ciência.

## MODELOS ALTERNATIVOS E SEUS CONFLITOS COM A CIÊNCIA DA COR 3

Embora seja comum, na Óptica, utilizar a cor como uma metáfora que designa a radiação de comprimento de onda situado na faixa visível do espectro eletromagnético, o conceito de cor é muito mais amplo. Segundo a ciência, a cor vista é dada por uma complexa teia de relações sistêmicas entre suas partes componentes, ou seja, ela é fruto das relações estabelecidas.

Figura 1: Sistema de relações entre estímulo externo e o sistema visual do observador que define a cor. O termo luz designa a radiação eletromagnética da região visível (entre 400 e 700 nm); a sensação é a reação fisiológica imediata a este estímulo externo (luz) e a percepção é uma interpretação subjetiva, dada processo mental de combinação entre sensações diferentes e experiências prévias relacionadas com o estímulo.

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O olho não determina a cor vista, as cores existem somente para o cérebro. A absorção de um fóton qualquer causa o mesmo tipo de resposta fisiológica na parte posterior da retina 4 ; é o cérebro infere o comprimento de onda da luz incidente através das respostas dadas pelos cones da retina e transforma impulsos nervosos em uma interpretação particular. A cor não é definida pelas características do agente perturbador (luz), é a atividade neuronal do indivíduo que permite, ou não, a visualização de fenômenos cromáticos (Maturana &amp; Varella, 1984).

Nosso estudo sobre as concepções de cor mostrou um grande distanciamento entre as concepções que os estudantes utilizam e a ciência da cor. Nossa análise de dados mostra que a falta uma integração entre o conceito de cor e suas componentes (tabela 1 e 2) produz modelos alternativos para os fenômenos cromáticos que estudamos. Estes resultados, aliados a nossa experiência docente, sugerem que e os indivíduos que utilizam estes modelos apresentam dificuldades em compreender fenômenos e conceitos físicos; dificuldades que podem tornar-se barreiras conceituais.

Tabela 1: Modelos alternativos de cor (Melchior, 2004) . 5

Tabela 2: Modelos alternativos para fenômenos cromáticos (Melchior,2004).

Tabela 3: Possíveis barreiras conceituais ao aprendizado da óptica e da cor.

A tomada de consciência, pelo estudante, de suas concepções desempenha um papel importante no processo de ensino-aprendizagem; é dela que surge a motivação e a oportunidade para (re)elaborar ou (re)construir modelos explicativos. Contudo, para que haja um ensino significativo dos conceitos científicos, torna-se necessário que o professor vá além de considerar as concepções espontâneas. A aprendizagem significativa exige uma conduta pedagógica apoiada em uma concepção de aprendizagem, concretizada em atividades didáticas específicas. Nossa hipótese é que uma visão construtivista da educação, expressa por experimentos cromáticos que conflitem com as concepções alternativas de cor, promoverá um ensino mais contextualizado, significativo e cientificamente correto da Óptica Física.

## EXPLORANDO OS CONFLITOS COGNITIVOS 6

Para que ocorra um diálogo pedagógico efetivo é necessário estar atento as formas de pensar dos alunos, respeita-las e traçar estratégias de ensino que permitem a construção da visão científica através da confrontação do poder explicativo de seus modelos com aqueles elaborados pela ciência. Recurso didático eficiente, tanto na exposição de conceitos alternativos quanto na construção de

conceitos, os experimentos podem auxiliar o professor nesta tarefa. Selecionamos 3 experimentos

(figura 1) que surgiram do nosso questionário de cor para este fim.

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## (a) MUDANDO A COR.

Luz monocromática sobre objetos ilustra os processos de interação luz matéria que geram mudanças de cor (Melchior, 2004, p.190).

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(b) SOMBRAS COLORIDAS E

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COR DE CONTRASTE. Fenômenos cromáticos em que a cor é definida pela percepção (Melchior, 2004, p.188).Figura 1: Experimentos cromáticos sugeridos para gerar conflitos cognitivos.

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Em situações didáticas é comum tratar de casos em que uma das componentes da cor é mais evidente. A interação entre a luz e a matéria é o fator que determina a cor vista nos experimentos ilustrados em 1(a) e 1(c). Nos dois casos, o conflito surge entre o real, que mostra que a luz é um fator que determina a cor, e os modelos alternativos nos quais a luz não é necessária para a visão.Também há uma discordância com modelos alternativos em que o objeto adquire a cor da luz, em que cor é uma característica dos pigmentos, propriedade dos objetos ou é dada somente pela sensação/percepção do observador. Ao estimular estes confrontos criamos oportunidades para discutir a propagação da luz e os processos de absorção e reflexão seletiva pelos quais a luz passa antes de atingir o observador e iniciar a percepção da cor.

Existem ainda situações nos quais o papel do observador (através de suas sensações e percepções) se evidencia. O experimento 1(b) mostra que as cores obtidas pela união de luzes coloridas, as cores de contraste e as cores inexistentes não são dadas pela distribuição espectral da luz que atinge o observador; elas são fruto das percepções que o cérebro faz desta luz. Nestes casos estabelece-se um conflito com os modelos alternativos nos quais a cor é uma característica da luz, propriedade dos objetos ou dos pigmentos. A situação real também diverge do modelo alternativo de mistura heterogênea da cor. É uma boa oportunidade para discutir o poder explicativo do modelo integrado de cor, o processo de visão e a natureza da luz e os processos aditivos e subtrativos de reprodução da cor.

O efeito mais provável de um curso de óptica que não considera as concepções espontâneas dos alunos é o reforço de concepções incorretas ou a criação de concepções híbridas que mesclam conceitos espontâneos e científicos. Daí surgiu a necessidade de mudar currículos, materiais e metodologias, de modo que se permita que os alunos re-elaborem suas concepções. Pretendemos buscar novos experimentos e promover uma discussão das possibilidades da experimentação para subsidiar o trabalho de professores e pesquisadores.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: ARAUJO, M. S. T. &amp; ABIB, M. L. V. S (2003); Atividades Experimentais no Ensino de física: diferentes enfoques, diferentes Finalidades. Revista Brasileira de Ensino de Física, Vol. 25, número 2. CHAUVET, F. (1996a); Un instrument pour évaluer um état conceptual: exemple du concept de couleur, Didaskalia, número 8. CCOSA: COMMITTEE ON COLORIMETRY, OPTICAL SOCIETY OF AMERICA (1963); The science of color, New York: Crowell. DRIVER, R.; GUESNE, E., TIBERGHIEN, A. (Ed.) (1985); Children's Ideas in Science. Milton Keynes: Open University Press. LAMB (org.), T.; BOURRIAU, J. (1995); Colour, art and Science, N. York: Cambrige Universit Press. MATURANA, H.; VARELA, F.(1984); A árvore do conhecimento: as bases biológicas do entendimento humano, Campinas: editorial PSY. MELCHIOR, S.C.L. (2004) ; Luz &amp; cor: as formas de pensar a visão e a interação da luz com a matéria, Instituto de Física da USP, (Dissertação, Mestrado). OVERHEIM, R. D.; D. L. WAGNER (1982) ; Light and Color, N. YorK: John Wiley &amp; Sons.