``Investigando e Explicando os Raios X" - Atividades investigativas sobre os Raios X com alunos do Ensino Médio

## " Investigando e Explicando os Raios X" X" -Atividades investigativas sobre os Raios X com m alunos do Ensino Médio 1

a

Pietrocola, Maurício [mpietro@usp.br] Sousa, Wellington B. a [modernaif@ig.com.br] Ueta, Nobukob b [nobuko.ueta@dfn.if.usp.br] a Faculdade de Educação da USP b Instituto de Física da USP

## Resumo

Relatamos as experiências feitas com atividades de caráter investigativo o e que trouxeram como conteúdo físico o uso dos raios X. Nossa intenção é a de apresentar estas atividades, descrevendo-as e ao mesmo tempo, ressaltando aspectos que para os professores que fizeram uso destas atividades, foram determinantes para os bons resultados encontrados. Procuramos assim, apontar para possíveis materiais que possam servir para realizar uma mudança comportamental dos alunos durante as aulas, tirando-os da passividade e da simples recepepção da informação, onde eles possam participar mais ativamente do seu próprio processo de construção da aprendizagem.

Os resultados obtidos durante a realização das as atividades servem agora de apoio na elaboração e reelaboração de seqüências didáticas cujos conteúdos façam parte da realidade dos s alunos . Alertamos ainda a para a importância dos professores desenvolverem atividades e materiais com mais qualidade, reforçando a necessidade de uma postura reflexiva 2 para o professor enquanto mediador de conhecimentos, além m da atualização dos currículos atuais de Física na Escola

Média, procurando fazer a Transposição Didática3 a3 das teorias modernas e contemporâneas para o ambiente escolar .

## As motivações que deram origem ao trabalho de pesquisa sobre as atividade s investigativas com os R Raios X

Este trabalho teve origem na elaboração de um curso de Física de Partículas para alunos do Ensino Médio servindo como uma forma de atualizar os currículos os de Física da Escola Média, bem como a de trazer aspectos da Física Moderna e Contemporânea para discussões em nossas salas de aula.

Este trabalho foi inicialmente realizado por um mestrando4 o4 que organizou um curso de Física de Partículas procurando em susua estrutura, utilizar-r-se de textos e atividades onde o caráter investigativo estivesse presente, de forma que os alunos pudessem vivenciar um ambiente desafiador, possibilitando uma ligação de suas práticas vivenciais o que estimularia mais as discussões, valorizando a interação professor-aluno e tornando-as mais dialógicas, permitindo assim que o processo de ensino-aprendizagem se tornasse mais significativo.

A idéia do curso seria a de trazer novos elementos para discussão no ambiente da sala de aula, fazazendo com que ele se tornasse um local de construção do conhecimento e de socialização do mesmo, sendo para isso usados textos e atividades que pudessem ressaltar aspectos de uma Física pouco vivenciada por nossos estudantes e professores da rede nas atuais salas de aula do Ensino Médio.

Desta forma , seis professores da rede pública de ensino e integrantes dodo grupo do Laboratório de Pesquisa em Ensino de Física a (Lapef) ) da Faculdade de Educação da USP , foram convidados pelo mestrando a aplicarem o curso em

suas respectivas unidades escolares . A proposta lhes foi apresentada e após um estudo prévio do material e de orientações quanto ao trabalho que seria feito, dodois professores prontificaram-s-se a ministrar o curso, sendo que um deles teria as suas aulas registradas para uma futura análise e das atividades e do curso como um todo .

Inicialmente o curso foi aplicado pelos professores Josias Paiva na E.E. João Evangelista Costa a e pelo professor Wellington Batista de Sousa na E.E. Miguel Munhoz Filho, escolas essas situadas na periferia da zona sul de São Paulo o e que já foram escolas participantes de outros projetos difundidos pelo grupo do Lapef da Faculdade de Educação da USP, projetos estes relacionados a atualização curricular 5 5 no ensino de Física e que tiveram recursos financiados pela FAPESP .

Em cada escola fofoi selecionada a uma turma da 3ª série do Ensino Médio , período noturno, que serviu como referência para aplicação inicial e piloto do curso de Física de Partículas. Estas turmas passaram então a fazer r parte de um programa de atualização dos currículos de Física a cujo título dado ao projeto foi "A Transposição das Teorias Modernas e Contemporâneas para a sala de aula: Física de Partículas". O curso foi então apresentado às turmas em um primeiro instante, procurando enfatizar-s-se a sua importância, seus objetivos , as atividades a serem realizadas inicialmente, procurando desta forma estabelecer um contrato pedagógico com as turmas.

Descreveremos a seguir, as atividades investigativas sobre os raios X e a sua realização, apontando os aspectos e relatos dos professores que as realizaram e que segundo eles, contribuíram para o seu êxito. As atividades, discussões e sistematização do conteúdo físico trabalhado, ocorreram em duas aulas cada uma com 45 minutos de duração.

## Descrição das Atividades e Momentos

## Descrição da 1ª AtAtividade

Em um primeiro momento foram entregues aos alunos algumas radiografias, de preferência utilizaram-se aquelas que eles trouxeram e que foram pedidas em um momento anterior a aula a de apres entação do curso. o. Em seguida, o professor pediu aos alunos que observassem as radiografias e que registrassem em seus cadernos aquilo que os chamasse a atenção. Os alunos examinararam as radiografias e destacaram algumas características como forma, nitidez , partes do corpo a que pertenciam , e quando possível, a identificação de algum tipo de anomalia, fraturas o ou outros detalhes que lhes chamassem a atenção .

A partir disso, foi feita uma primeira discussão em um grupo com aproximadamente 5 alunos. Em seguida foram levantadas, pelo professor, algumas questões que buscaram nortear a discussão, t tais como:

- ¸ Qual a radiografia que mais chamou a atenção? Por quê?
- ¸ Por que existem regiões mais claras e mais escuras?
- ¸ Por que algumas radiografias apresentam nitidez melhor?
- ¸ Como são produzidas as radiografias?

Essas questões serviram como motivação para iniciar a discussão sobre os raios X e as radiografias, tendo um grande retorno dos alunos, que discutiram e expuseram suas opiniões e sensações sobre as radiografias, apesar de muitas vezes não saberem como s são produzidos os raios X e geradas as radiografias.

Para formalizar toda a discussão feita com os alunos, foi entregue a eles um texto intitulado "Vendo através da pele: a descoberta dos raios X" para que eles pudessem ler a respeito do assunto e respondessem a algumas questões que se encontravam ao final do texto.

A seguir temos nas figuras 1, 2, 3 e 4, os momentos apresentados nesta primeira atividade investigativa realizada pelos alunos, ou seja, o estudo das radiografias.

figura 1

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figura 2figura 3

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figura 4

## Aspectos e relatos: Atividade com as radiografias

Essa é a atividade que inicia o curso de Física de Partículas e ela busca atrair a atenção e a curiosidade dos alunos . Assim, procurou-u-se iniciar com uma atividade que estivesse bem próxima da realidade dos estudantes e que pudesse de alguma forma, estar r ligada ao seu cotidiano, buscando encaminhar o curso através de uma análise fenomenológica, que é tão peculiar a Física de Partículas.

Para os professores que aplicaram o curso, ficaram claros e ressaltados os seguintes aspectos por eles relatados e aqui descritos:

- ¸ "A atividade favoreceu o envolvimento na aula, pois percebemos que para alunos que se encontram na 3ª série do Ensino Médio, grande parte deles já tinham tirado ao menos uma radiografia em algum momento da sua vida";
- ¸ "A A discussão tornou -se mais produtiva e envolvente principalmente quando eles utilizam as próprias radiografias que trouxeram. Isso valoriza o

trabalho deles e aumenta o envolvimento com a atividade, estimulando-os a participarem da aula";

- ¸ "Os alunos manifestaram grande curiosidade ao perceberem que estavam tentando fazer o que os "médicos" fazem ao olharem uma radiografia que é identificar "traços" que destoam do normal";
- ¸ "Além disso, os alunos utilizaram -se de hipóteses para explicar as imagens que aparecem nas radiografias, bem como, questionamentos quanto a natureza dos raios X, sua geração, etc.".

O objetivo dessa atividade era na verdade levar ao aluno a compreensão do processo de produção dos raios X, das radiografias e das diferenças entre as tonalidades presentes nelas, como conseqüência da absorção de diferentes materiais de densidades distintas. Para isso procuramos fazer com que o aluno entendesse e a natureza dos raios X, como ocorreu a sua descoberta e suas conseqüências para o meio científico, bem como instigá-los a buscar mais informações sobre a natureza da estrutura da matéria para compreender melhor os raios X.

Diante disso, a atividade atingiu seus objetivos e como atividade inicial de abertura de um curso sobre Física de Partículas, serviu como um excelente estímulo para que os estudantes se envolvessem e participassem mais ativamente de sua própria construção do conhecimento, afinal fizeram observações, levantaram hipóteses, realizaram discussões em grupos e socializaram seus conhecimentos .

## Descrição da 2ª Atividade

Foi entregue aos alunos um papel fotográfico e pedido para que eles colocassem sobre o mesmo, objetos opacos, translúcidos ou transparentes de qualquer forma, objetos que eles tivessem na sala de aula como régua, borracha, chave, lápis, caneta, celular, a própria mão, entre outros.

Depois de ter permanecido por aproximadamente 5 minutos com os objetos sobre o papel e próximo de uma fonte de luz, os objetos foram retirados e os

alunos puderam perceber r as marcas deixadas sobre o papel fotográfico pelos objetos que sobre ele se encontravam . A partir disso, duas questões foram propostas pelo professor para iniciar a discussão:

- ¸ Seria possível distinguir bem as formas dos objetos?
- ¸ Nas marcas deixadas pelas formas no papel fotográfico, existitiria diferença quanto à nitidez (tonalidade)? Como explicar essa diferença?

A seguir temos nas figuras 1, 2, 3 e 4, os momentos apresentados nesta segunda a atividade investigativa realizada pelos alunos, ou u seja, o estudo do papel fotográfico .

figura 5

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figura 6figura 7

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figura 8

## Aspectos e relatos: Atividade com o papel fotográfico

EsEsta segunda atividade ocorreu logo após a 1ª atividade com as radiografias e depois de os alunos já conhecerem um pouco mais sobre o processo de produção dos raios X e a história de sua descoberta.

Essa atividade com o papel fotográfico tinha como objetivo fazer uma analogia com a produção de radiografias, tendo a fonte de luz que sensibiliza o papel, análoga a fonte de raios X e o papel fotográfico, que é sensível a luz, análogo a radiografia. Desta forma, procurou-se fazer com que os alunos visualizasassem e materializ assem a discussão feita na pririmeira parte, tentando levá -los a compreender melhor os principais aspectos da produção dos raios X e das radiografias.

Além disso, a atividade teve como objetivo principal o de apresentar o processo dos raios X, como ocorre a produção de chapas radiográficas, buscando salientar os principais aspectos referentes aos raios X, como produção, detecção e absorção em alguns materiais, não deixando de lado o aspecto histórico. Isso contribuirá mais tarde para que os alunos possam a partir das discussões realizadas com o estudo dos raios X, realizem e compreendam a mudança na concepção de átomo, a evolução do modelo atômico e o desenvolvimento de novas áreas na Física.

- O desenvolvimento da atividade foi feito de forma aberta e dinâmica, deixando os alunos bem à vontade para que investigassem e discutissem os resultados observados nos papéis fotográficos, gerando um grande interesse e entusiasmo entre eles em trabalhar um objeto tão próximo (por estar presente no cotidiano) , mas ao mesmo, o, t tão distante de ser compreendido aparentemente .

Desta forma, esta atividade também teve êxito o e atingiu seus objetivos, afinal encontramos um grande envolvimento por parte dos alunos, o estabelecimento de um dialogismo grande entre professor-aluno e aluno-o-aluno, além de promover o reaparecimento da problemática dos raios X, sua geração, formação de imagens nas radiografias, e a analogia com a luz e o papel fotográfico que uma vez exposto a esses "raios" se sensibiliza, fornecendo a imagem (contorno) do objeto que se encontrava a sua frente.

Transcrições s de alguns comentários feitos pelos professores do grupo a respeito das atividade s investigativas sobre os raios X

Os professores que participaram da aplicação desta fase inicial do curso de Física de Partículas e que aplicaram as atividades sobre as radiografias e o papel fotográfico, destacaram alguns pontos importantes quanto à realização das atividades:

- ¸ " Todos os alunos participaram ativamente da "análise" das radiografias, procurando ididentificar as questões que eu havia proposto no início da atividade";
- ¸ " Alguns alunos foram além do que identificar objetos presentes nas radiografias. Eles analisaram duas radiografias da parte da cintura de pessoas distintas. Mesmo sem identificação nenhuma nas radiografias, eles concluíram que uma deveria ser de homem e a outra de mulher. Quando questionados porque havia chegado àquela a conclusão, explicaram formulando suas hipóteses";
- ¸ " A atividade foi tranqüila e os alunos mantiveram-s-se atentos nas discussões";
- ¸ " O texto veio bem de encontro ao que faltava para sistematizar toda a observação e questionamento feito aos alunos " .
- ¸ " As questões presentes no texto deram margem para uma nova discussão, não sendo simplesmente algo que eles procurassem no texto e fizessem o recorte -c -cole. Elas serviram para uma maior generalização das discussões e o aparecimento de novos questionamentos que contribuíram para uma dinâmica maior da aula"a";
- ¸ " Achei muito interessante em encontrar uma a fonte de leitura que abordasse e a parte conceitual e a Física do cotidiano".

## Considerações Finais

As atividades apresentadas neste trabalho ainda são preliminares e muita coisa ainda pode e deve ser alterada, corrigida a e refinada a a respeito do tema. Porém , a iniciativa por parte do mestrando em elaborar um curso de Física de Partículas e voltado para os alunos do Ensino Médio, já traz a possibilidade de

fazermos a inserção da Física Moderna e de tópicos da Física Contemporânea para nossas salas de aula.

AlAlguns levantamentos já pupuderam ser comomentados e levaram a algumas conclusões. Apesar de os estudantes estarem entrando em contato com uma parte da Física que aborda aspectos da Física Moderna a e que e geralalmente é pouco conhecido por eles e pelos próprios professores , torna -s -se gratificante para nós professores e ministrantes do curso, percebermos que com a proposta feita e com as atividades aqui relatadas, existe e torna-se possível iniciarmos um contato bastante agradável com temas tão pouco conhecidos por nossos estudantes nas aulas de Física da maioria das escolas de Ensino Médio.

Entender r a sala de aula como um local onde o conhecimento é construído, compartilhado e não somente transmitido o unidirecionalmente, é o que estas atividades investigativas fizeram, pois proporcionaram aos alunos uma participaçação no seu aprendizado, a busca por r respostas às hipóteses que levantaram , a socialização daquilo que descobriram e uma conexão com o mundo e as tecnologias que existem em sua volta . Além disso, proporcionaram aos seus professores aplicadores uma rereflexão quanto as suas práticas, atualização dos conteúdos que eles geralmente trabalham em sala de aula e incentivo ao desenvolvimento de novos materiais de ensino.

## Referências Bibliográráficas

BROCKINGTON, GuGuilherme; PIETROCOLA, MaMaurício . Serão as regras de transposição didática aplicáveis aos conceitos de Física Moderna?. Anais do IX Encontro Nacional de Pesquisa em Ensino de Física. São Paulo: Sociedade Brasileira de Física, 2002 .

CARVALHO, A. M. P.. A pesquisa no ensino, sobre o ensino e sobre a rereflexão dos professores sobre seus ensinos. Educação e Pesquisa, São Paulo, v. 28, n. 2, p. 57-6-67, 2002.

PIETROCOLA, MaMaurício; SIQUEIRA, MaMaxwell . Revisando materiais em Ensino MéMédio sobre o tema Física de PaPartículas ElElementares. In: V ENPEC -Encontro Nacional de Pesquisa em Ensino em Ciências, 2005, Bauru. Anais do V ENPEC, 2005.

SILVA, J. F.; MOZENA, ErErika; AZEVEDO, M. C. P. S.; SOUSA, W. B.; BROCKINGTON, G.; PAIVA, J.; PIETROCOLA, Maurício . Atualização dos currículos de Física no Ensino Médio de escolas estaduais: A transposição de teorias modernas e contemporâneas para a sala de aula. In: XVI Simpósio Nacional de Ensino de Física, 2005, Rio de Janeiro. Atas do XVI Simpósio Nacional de Ensino de Física. Rio de Janeiro: Sociedade Brasileira de Física, 2005 .