Ensino de Física, Educação Artística, e Design de Experimentos Simples

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## Ensino de Física, Educação Artística, e Design de Experimentos Simples

Marivaldo Wagner [marivaldow@yahoo.com.br] a

Renilton Costa [renilton@df.ufcg.edu.br] b João Tertuliano [joao@df.ufcg.edu.br] b

## Resumo

Neste painel apresentamos nosso trabalho de extensão universitária em escolas públicas de Ensino Básico em Campina Grande - PB, e no Pré-vestibular Solidário da UFCG. Buscamos usar conhecimentos de três áreas - Ensino de Ciências, Educação Artística, e Design de Produtos - para elaborar a proposta de atuação duas frentes: a reprodução artesanal de experimentos simples disponíveis na literatura, criando novos experimentos quando surgem idéias ou a necessidade nos instiga a procurá-las, e a negociação permanente com professores para inserir estes experimentos em demonstrações recreativas nos pátios das escolas - agregando cultura ao lazer-, e em sessões de trabalho experimental em aulas contíguas. Observamos que a sobrecarga de trabalho dos professores os tornam avessos a mudanças, alheios ou ariscos ao uso de experimentos. A negociação com eles envolve a seleção dos experimentos entre os que apresentamos e aqueles já disponíveis nas escolas, e a forma de inserção das sessões experimentais nos seus cursos. Eles têm usado alguns parâmetros para avaliar a viabilidade desta inserção, como o número de aulas por mês dedicadas às sessões experimentais, a forma de transformar em nota a avaliação do trabalho experimental, geralmente feito por grupos de 3 a 5 alunos, e a disponibilidade de guias de experimento auto-contidos. Neste resumo, inicialmente são apresentadas as vivências como aprendizes de Física em escolas de Ensino Médio e na Universidade dos autores do Painel, em seguida mostram-se recortes das áreas de conhecimento que dão suporte ao trabalho em curso, fazse um relato das etapas do trabalho realizadas, discute-se os resultados obtidos e as perspectivas abertas neste caminhar.

## Três vivências como aprendizes de Física

Marivaldo teve forte empatia com a Física no Ensino Médio, apesar dos desafios, dúvidas, e incompreensões desde o início. Perplexo com tantas fórmulas e exercícios, resolveu então se dedicar mais, pediu auxílio ao professor e foi bem recebido. Utilizando desenhos como ferramenta de ensino, o professor o fez gostar da Física, um aprendizado que julgava impossível. O colégio em que estudava não possuía laboratório. Aprovado no vestibular para Desenho Industrial da UFCG, começou a freqüentar laboratórios, aprendeu a manusear madeira, vidro, metais, plásticos, fotografia, e desenvolveu suas aptidões d e desenhista em pranchetas eletrônicas como o CorelDraw. Cursando a disciplina Física para Design, foi instado a construir aparatos em grupos de alunos, a estudar o comportamento, destes aparatos, às vezes bizarro, a interrogar e a buscar descrições no âmbito da Física para estes comportamentos. Ele considera isso o grande fator que o estimulou a trabalhar como bolsista de extensão no LIPE.

Renilton confessa ter brincado à vontade na escola particular onde cursou o Ensino Fundamental. Ao começar o Ensino Médio em uma escola pública conceituada, sentiu-se cobrado. Esta pressão o fez melhorar o desempenho em quase todas as matérias, mas Física, apenas a Cinemática apresentada no 1º ano não lhe despertou interesse algum. Tampouco se interessou pela Termodinâmica do 2º, nem pela Eletrostática e os Circuitos Elétricos do 3º ano. Aluno, esforçado, professor particular de matemática de colegas, conseguiu vaga no Bacharelado em Física da UFCG. Embora animado nas primeiras aulas de Física Geral I, foi logo percebendo que havia lacunas em

sua formação, sentindo forte desânimo e desejo de mudar-se para a Matemática, onde era bem sucedido. Superou as dificuldades estudando em grupo. Nas disciplinas específicas do Bacharelado em Física, ele encontrou poucos alunos por turma, laboratórios didáticos e de pesquisa equipados, professores qualificados e atenciosos. Enfim, começou a perceber o que estava por trás da Física e atualmente admite ter encontrado maneiras compreendê-la melhor. Hoje, vê a Física como um conjunto de modelos teóricos e arranjos experimentais arquitetados para obter determinados resultados. Tornou-se um dos melhores alunos do Bacharelado, e é bolsista de Iniciação Científica há dois anos. Antes disso foi bolsista de extensão, e desde o ano passado começou a lecionar como voluntário no Pré-vestibular Solidário da UFCG.

João estudou em escolas básicas de décadas atrás, nas quais professores dedicados faziam-se respeitar, ajudados pela disciplina vigente. Havia regras claras e pouco espaço para reflexões e dúvidas. Com aptidão para matemática, no ensino médio acreditou que sabia Física enquanto obtinha boas notas sem grande esforço. Foi aprovado no vestibular para o Curso de Engenharia Elétrica em duas conceituadas instituições, UFPe e UPe, optou por esta última. Durante o curso frustrou-se com a destruição dos laboratórios e da biblioteca do Curso por três grandes enchentes havidas em Recife nos anos 70. Durante a graduação começou a trabalhar como programador de computadores, área na qual lhe concedeu a vaga de professor na UFPB, campus de Campina Grande, atual UFCG, e de onde transferiu-se para o Departamento de Física. Obteve afastamentos remunerados para cursar Mestrado em Ensino de Física, e Doutorado em Física (Experimental) no Instituto de Física da USP, e atualmente coordena o LIPE - Laboratório de Instrumentação para Ensino do Departamento de Física do CCT/UFCG, leciona Física Geral para engenheirandos, bacharelandos, e licenciandos, e Física para Design.

## Fundamentação da Proposta

O objetivo maior deste trabalho é a atualização de professores de Ensino 'Básico -Fundamental e Médio - para inserção de experimentos de Física - artesanais e industrializados -nos seus cursos. O ensino escolar de Física nas aulas de Ciências do 3º e 4º ciclos do Ensino Fundamental são balizadas pelos temas 'Terra e Vida' e 'Tecnologia e Sociedade'. Estes temas levam ao estudo do ar e da água, dos movimentos de pequenos objetos sobre a Terra, desta em torno do Sol, da relação com as estrelas e com o Universo. Nestes ciclos tem-se também aulas de Educação Artística, a qual

pode ser um instrumento efetivo, eficaz e eficiente para desenvolver a expressão criadora de cada aluno, a qual caracteriza-se pela originalidade de pensamento e ação; sensibilidade em relação ao que está ao nosso alcance todo dia, a todo instante; organização para reunir elementos e idéias que irão formar novos valores, éticos e estéticos e científicos; síntese , resumindo dados essenciais de formas, de idéias e conteúdos; redefinição e reorganização , utilizando materiais e idéias em outras combinações; fluência , procurando imaginar várias opções com rapidez para melhor escolha; flexibilidade , modificando rapidamente as iniciativas e opções, adaptando-se a novas situações de acordo com os limites e circunstâncias 1

Um dos objetivos do ensino de ciências é também o desenvolvimento da expressão criadora dos aprendizes, com as características acima citadas. Propomos que este desenvolvimento comece a partir do repertório de experimentos artesanais simples disponíveis, muitos dos quais foram criados há dezenas de anos, e alguns são clássicos que ultrapassam séculos de existência.

Dos experimentos originais, alguns materiais e produtos são pouco usados atualmente, como os carretéis de maquina de escrever, ou de difícil acesso como ampolas de injeção, hoje controladas pela saúde publica. Sugestões para substituição destes componentes, e propostas de novos experimentos sempre estão surgindo. A contribuição de designers (desenhistas industriais) na reprodução destes experimentos e na criação de novos. Ela se dá inicialmente na pesquisa de materiais virgens ou obtidos a partir de produtos descartáveis como plásticos, metais, madeiras, vidro, canetas, carretéis de fio dental, e embalagens diversas. A facilidade de reprodução desses experimentos com ferramentas domésticas, a robustez, a confiabilidade, e o acabamento dos mesmos são fatores importantes para despertar o interesse dos alunos para construí-los e usá-los.

Entre outros experimentos artesanais de nosso acervo, podemos citar:

- - objetos em equilíbrio ou balançando: bolas no chão liso plano ou inclinado, num piso esburacado ou cheio de montinhos, gangorras, e pedras penduradas em molas ou elásticos, entre outros;
- -luzes de várias fontes como o Sol, a Lua, lâmpadas ou pontas de cigarro acesas, entre outras, percebidas a olho nú, câmaras fotográficas domésticas, microscópios, telescópios, entre outros instrumentos;-
- - pares de objetos com " eletricidade " adquirida por atrito, como canudos plástico e lenços de papel, sacos plásticos e meias de nylon, entre outros.

No Ensino Médio, as descrições iniciais do comportamento dos experimentos feitos pelos alunos, e por leigos em geral, são predominantemente orais, ambíguas e fragmentadas. As inquietações surgidas com as observações levam-nos ás descrições científicas com ajuda do professor. Estas são escritas, e buscam ser precisas e coerentes. Uma descrição mais elaborada deste processo será apresentada noutro trabalho.

## Demonstrações recreativas em Escolas de Ensino Fundamental

Começamos o trabalho em 2003, com alunos do 3º ciclo do Ensino Fundamental em duas escolas públicas municipais, com um aluno bolsista - responsável pela preparação das atividades, e três voluntários para auxiliá-los na condução das mesmas para grupos de 20 a 30 alunos. Estas escolas começaram a implantar o Ensino Fundamental maior em 2003, uma série por ano. As atividades, de demonstrações recreativas de experimentos robustos construídos para este fim, e da reprodução de experimentos simples pelos próprios alunos aconteceram aos sábados pela manhã durante dois meses. Os poucos professores compareceram às jornadas extras de trabalho, além das diretoras da escola, se entusiasmaram com o interesse despertado nas crianças. Encerramos o ano com duas apresentações para o grupo de treze professores de ciências do município, e nos foi acenado a continuação do trabalho em 2004, inviabilizada em parte pela troca dos titulares da Secretaria de Educação neste ano de eleições municipais.

## Inserção de Experimentos em cursos de Física no Ensino Médio

O uso de experimentos requer intenso preparo, o qual inclui a aquisição e coleta de material para os experimentos, a montagem e teste de protótipos, e a elaboração de roteiros para as aulas. A curiosidade despertada nos alunos durante as sessões de trabalho experimental demandam a presença de monitores em apoio ao trabalho do professor. E a correção cuidadosa dos relatos dos grupos de alunos também demanda tempo. Um tempo difícil de encontrar. Em nossa região, é comum encontrar professores com até 17 aulas de 45 minutos por dia, 60 a 70 aulas por semana, num total aproximado de 20 turmas de 50 alunos para preparar, aplicar e corrigir provas.

Trabalhamos com dois alunos bacharelandos na universidade, um em Física e outro em Desenho industrial desde 2003. Em 2004 começamos a trabalhar com duas turmas piloto, uma de 1º e outra de 3º ano, da Escola Estadual de Ensino Médio Elpídio de Almeida, o Colégio da Prata, o maior e mais antigo da cidade, onde se formavam as elites décadas atrás. Nesta escola temos seis alunos voluntários do 2º e do 3º ano, os quais atuam como monitores nas turmas piloto.

Os monitores trabalham quatro horas por semana em nosso laboratório. Eles foram indicados pelos professores que participam do trabalho, e oferecem uma sessão de trabalho experimental durante duas aulas contíguas nas turmas piloto a cada bimestre. Na turma do 1º ano já foram realizados duas sessões, uma com medidas de comprimento em linha reta e sobre círculos e elaboração de gráficos, e outra com experimentos referentes a cinemática, a escola não tem laboratório. Na turma de 3º ano apenas uma sessão com experimentos de Eletrostática foi possível.

No Pré-vestibular Solidário da UFCG trabalhamos desde 2003 planejando e acompanhando o trabalho de seis alunos voluntários, bacharelandos em Física, os quais atendem três das seis turmas, em outras três turmas lecionam alunos de engenharia. O Pré-vestibular adquiriu um kit com 110 experimentos industrializados de mecânica, termodinâmica, ondas, ótica, eletrostática, circuitos elétricos, e magnetismo (Scienco). Os professores voluntários bacharelandos em Física têm mostrado interesse na inserção de experimentos nas quatro aulas contíguas uma vez por semana, tarefa que vem sendo apoiada pelos bolsistas de nosso laboratório.

## Resultados obtidos e perspectivas

Com este trabalho, estamos mostrando aos professores de nossa cidade que é possível inserir experimentos nos cursos de Física no Ensino Médio, em salas de aula comuns com carteiras, lousa e giz. As vivências anteriores dos participantes do painel favoreceram o desenvolvimento dos trabalhos em escolas de ensino básico e no Pré-vestibular. A fundamentação usada no planejamento e no acompanhamento das atividades, com avaliações periódicas em parte explica o grande interesse despertado pelos experimentos nos alunos e nos professores das escolas. Os alunos desejam mais experimentos, os professores são mais cautelosos. Esperamos levar nosso trabalho a mais escolas nos próximos anos, através dos professores d as turmas piloto da escola estadual, e da página de internet do Pré-vestibular, na qual estará disponível o material que estamos produzindo.