EXPERIMENTOS PARA UM CURSO DE FÍSICA DO ENSINO MÉDIO SOB A ÓPTICA DOS PCN'S: PROJETO PILOTO DE UM CURSO DE ATUALIZAÇÃO DE PROFESSORES DE FÍSICA

## EXPERIMENTOS PARA UM CURSO DE FÍSICA DO ENSINO MÉDIO SOB A ÓPTICA DOS PCN'S: PROJETO PILOTO DE UM CURSO DE ATUALIZAÇÃO DE PROFESSORES DE FÍSICA.

Maria del Carmen Hermida Martinez Ruiz a [carmen@eciencia.usp.br] Roseli de Deus Lopes b [roseli@eciencia.usp.br]

a Estação Ciência - Pro Reitoria de Cultura e Extensão - Universidade de São Paulo b Estação Ciência - Pro Reitoria de Cultura e Extensão e Laboratório de Sistemas Integráveis da Escola Politécnica - Universidade de São Paulo.

## RESUMO

O presente trabalhlho relata a execução e avaliação de um projeto piloto de um curso de experimentos para a disciplina de Física do Ensino Médio sob a óptica dos Parâmetros Curriculares Nacionais. O projeto foi desenvolvido com base em materiais disponíveis na Experimentoteca da Estação Ciência da Universidade de São Paulo tendo como público alvo professores de escolas estaduduais da Diriretoria de Ensino de Jundiaí - - SP -que ministram aulas de Física. A carga horária de 36 horas foi distribuída em seis encontros em que, utilizando uma abordagem experimental e interdisciplinar, se buscou uma maior familiaridade com experimentos e interpretações de fenômenos da física, sua relação com o cotidiano do aluno e , ao mesmo tempo, o incentivo ao desenvolvimento de experimentos empregando materiais de baixo custo para serem utilizados em sala de aula com o objetivo de motivar e promover a discussão e apreensão pelos alulunos dos conceitos envolvidos. Os conteúdos foram organizados seguindo as orientações dos PCN's e a abordagem foi pautada pelas respostas a questionários prévios realizados junto aos professores e retro-avaliada por questionários apresentados após cada encontro. As respostas a esses questionários confirmaram, de um lado, a necessidade de oferecer atividades experimentais aos alunos e, do outro, a carência de cursos para professores orientando a elaboração dessas atividades. Apontam, ainda, que os experimentos devem empregar material de baixo custo que possa ser trazido pelos alunos e que possam ser facilmente reproduzidos por eles. Há grande demanda de acessibilidade a kits experimentais e, sobretudo, a materiais de apoio para o professor.

## ININTRODUÇÃO

A Estação Ciência, Centro de Difusão Científica, Tecnológica e Cultural da Pró Reitoria de Cultura e Extensão da Universidade de São Paulo, tem como objetivos promover a cultura científica, estabelecendo uma ponte entre universidade e público em geral, despertando interesse pela ciência e oferecendo oportunidades de conhecer e analisar fenômenos, teorias e pesquisas científicasas. As atividades da EC envolvem exposições interativas e experimentos, cursos de extensão para o público em geral e de atualização para professores, exibições de filmes e vídeos, implantação de projetos de inovação educacional em escolas, eventos para contínua divulgação de temas científicos e culturais, desenvolvimento de animações científicas para difusão na Internet e empréstimos de materiais para exposições e aulas, atividade esta desenvolvida pela Experimentoteca. De maneira semelhante a uma bibliote ca, a Experimentoteca empresta kits a professores de instituições cadastradas. Os kits contém experimentos, demonstrações ou jogos interativos que abrangem as áreas de Ciências (Ensino Fundamental), Biologia, Química,

Matemática e Física (Ensino Médio e Fundamental) que podem ser usados fora de salas de laboratório específicas, na própria sala de aula inclusive, facilitando o acesso aos materiais a um público extenso.

Ao acervo do projeto original do CDCC (Centro de Divulgação Científica e Cultural) da USP de São Carlos com 51 kits , foram somados 35 exemplares do kit de Ótica (IFUSP e IF -SC/USP)e ,em 2006, 53 novos kits do CDCC, denominados Ensino Médio e 30 maletas de demonstração do projeto Ciência ao Vivo. Novas maletas de demonstração com temas ainda não contemplados em Física, Astronomia, Biologia, Geociências e Matemática deverão em breve estar sendo incorporadas. Funcionários e/ou estagiários orientam sobre a utilização dos kits, fazem a conferência dos materiais na retirada e no momento da devolução, a reposição de materiais, incluindo os roteiros de atividades, disponibilizados junto com os kits e recolhem dados e sugestões sobre sua utilização. Na Experimentoteca da EC o professor é o responsável pela retirada e pela devolução dos kits.

Durante o ano letivo de 2007, a Experimentoteca fez 354 empréstimos a 60 professores, atendendo 14 741 alunos em 60 escolas. . O número de empréstimos no primeiro semestre escolar em 2008, aponta um aumento significativo dos empréstimos, explicado pelo aumento do número de experimentos/temas disponibilizados e pela adoção da Secretaria Estadual de Educação de textos com experimentos para professores.

Em agosto de 2006, a Assistente Técnico Pedagógica de Física da Diretoria de Ensino de Jundiaí - São Paulo, procurou ou a Experimentoteca da Estação Ciência buscando atividades experimentais que pudessem ser propostas a a professores da disciplina para serem m levadas à sala de aula. Parte considerável de seus professores tinham outras formações, principalmente Matemática, fazendo com que o conteúdo apresentado aos alunos ficasse restrito à Matemática da Física e ao quadro negro e giz. Partindo da capacitação dos professores para utilização dos kits disponíveis na Experimentoteca a da EC, o projeto piloto buscou incluir r a possibilidade de desenvolvimento de material alternativo de fácil acesso e reprodutibililidade pelos alunos, , a integração com as outras disciplinas do currículo e a contntextualização dos experimentos

## O DESENVOLVIMENTO DO PROJETO

Os experimentos foram agrupados s segundo as propostas curriculares dos PCN's (movimento: variação e conservação; calor, ambiente e usos da energia; som, imagem e informação; equipamentos elétricos e telecomunicações; matéria e radiação; universo, terra e vida). Para cobrir todo o programa foram planejados seis encontros de seis horas cada um, distribuídos em seis semanas entre os meses de outubro e novembro, buscando dias diferentes para evitar que as mesmas turmas ficassem sem o professor efetivo. Foram disponibilizadas quarenta vagas para ra a Diretoria de Ensino de Jundiaí, que assumiu a divulgação, as inscrições para o curso e o transporte dos professores.

As expectativas dos professores foram levantadas em questionário preliminar. Ao final de cada encontro, um questionário avaliou as atividades desenvolvidas, , abriu espaço para novas propostas e permitiu adequação ao ritmo e interesses do grupo.

A programação contemplou os seguintes temas:

Data: 09/10 - 1º. encontro

Movimento: variação e conservação

- -movimento uniforme; movimentnto uniformemente variado; movimento circular
- -quantidade de movimento; trabalho e energia;conservação de energia

Data: 18/10 – 2º. encontro

## Calor, ambiente e usos da energia

- -termologia; calor; termodinâmica; conversão de trabalho em energia

## Data: 24/10 - 3º. encontro

Som, imagem e informação

- -óptica geométrica (espelhos e lentes); óptica física (cores, interferência, difração, holografia); som; TV, rádio, CD, receptores.

## Data: 08/11 - 4º. encontro

Equipamentos elétricos e e telecomunicações

- -eletricidade; eletromagnetismo; motores e geradores; telefone; eletrônica e informática; satélites; redes

Matéria e radiação (I) - 5º. encontro

- -partículas elementares; átomos; laser

## Data 21/11 - 6º. encontro

Matéria e radiação (II)

- -radiação: fenômeno, aplicações; energia nuclear e radiatividade

Universo, terra e vida

- -astrofísica; cosmologia; origem do universo; astronomia

## Dia 3/12 - encontro extra

Visita ao Show da Física e ao Laboratório de Demonstraç ões do IFUSP.

Para contemplar todos estes temas e com o objetivo de proporcionar maior familiaridade com experimentos e interpretações dos fenômenos físicos e, ainda, incentivar o desenvolvimento de experimentos alternativos que motivem os alunos à discussão e apreensão de conceitos, combinarammse kits da Experimentoteca do o CDCC, maletas do Ciência ao Vivo, materiais de oficinas apresentadas na Estação Ciência, experiências propostas em livros didáticos e revistas de educação. As diferentes características s pedagógicas dos kits e maletas (questões abertas, atividades dirigidas, demonstrações) contribuíram para oferecer uma maior diversidade de estratégias. Assim, os professores, divididos em grupos, puderam , ao mesmo tempo , vivenciaiar as experiências dos alunos discutindo e interpretando resultados e o de mediadores ao apresentar aos colegas umuma proposta ou um experimento. Em cada encontro, os professores receberam material de apoio com orientações sobre a utilização dos kits e maletas de demonstração e elaboração de experimentos das oficinas.

Uma das s resistências apontadas pelos professores à realização de atividades experimentais é o receio da experiência a não dar certo. Sob este prismama, a discussão em grupo das possíveis razões para valores discrepantes e limitações dos experimentos acabou sendo extremamente valiosa, por permitir discutir validade de aproximações asassumidas nos modelos adotados na Física do Ensino Médio.

A tabela 1 reúne os kits de Física disponíveis na Experimentoteca do Ensino Fundamental e na Experimentoteca do Ensino Médio. A tabela 2, as maletas de demonstração do projeto Ciência ao Vivo.

Além das atividades com os kits, foram feitas visitas ao espaço expositivo da EC, buscando identificar nas exposições s experimentos e conceitos liga dos s à Física. Um encontro extra permitiu uma visita ao IFUSP para conhecer o Show da Física e a "e"exploração" dos experimentos do Laboratório de Demonstrações.

## ANÁLISE DAS RESPOSTAS AS DOS PROFESSORES AOS QUESTIONÁRIOS

Os questionários apontam a aprovação da a realização do curso como proposta de oferecer

atividades experimentais que motivem os alunos e as expectativas convergem para o desenvolvimento de experimentos com materiais de baixo custo, acessíveis ao aluno e ao professor. A diversidade de materiais e estratégias foi considerada positiva, embora alguns tenham manifestado preocupação o pelo pouco tempo disponível e proposto que e diferentes grupos testassem experimentos diversos e , posteriormente, socializassem os resultados encontrarados. Em todos os questionánários há a demanda de ter mais próximos os materiais dos kits, " na Diretoria de Ensino", segundo os professores. O emempréstimo direto dodos kits às Diretorias de Ensino e a a replicação do material pelas diretorias foram propostas. Um aspecto importante cumprido do pelos kits foi o de inspirar o desenvolvimento de experimentos com materiais alternativos. A integração dos participantes e a troca de experiêiências também aparecem m com freqüência nas respostas. A seguir estão transcritas algumas dessas respostas.

## As respostas aos questionários

## Expectativas dos professores:

- -nos sejam apresentadas algumas experiências para serem construídídas com material de baixo custo para serem executadas em sala de aula com o material trazido pelos alunos;
- -manuseio de experiências, aulalas práticas e não teóricas, xerox de como montar experiências e confecção de materiais para uso em sala de aula;
- -construir e distribuir manuais técnicos de construção de brinquedos e equipamentos físicos de domínio público;
- -aulas práticas, socializações entre os grupos. Material para todos os participantes (xerox);
- -todos os encontros sejam dinâmicos e voltados para a realidade da sasala de aula, ou seja, experiências com o material que o professor possa encontrar em casa, mercados ou lojas de eletroeletrônicos,
- sugiro que todos os anos deva ter curso assim pelo menos uma vez no mês durante o ano todo;
- -a manipulação dos kits pelos grupos d de professores para a associação com a teoria;

## Aspectos positivos apontados:

- -a realização do curso em si, por lembrarem dos professores de Física;
- -paciência e atenção dos ministradores;
- -a possib ilidade dada aos docentetes de ampliar o ensinamento de Físísica e consequentemente o aumento do interesse do alunado pelas ciências;
- -esses cursos deveriam acontecer mais vezes, pois, enriquecem nosso conhecimento prático;
- -(..)a Física está com grande defasagem. Todas as áreas têm curso o ano inteiro enquanto a Física tem uma vez ao ano;
- -f -foram realizadas experiências muito interessantes para serem realizadas em sala de aula; -
- as diversas interações e trocas de experiências;
- -a boa diversidade de experiências, o material muito bom;
- -o desempenho do grupo na confecção dos kits experimentais e a forma de nos passar conhecimentos de experiências práticas, pois o método facilita o nosso entendimento e do aluno também, fazendo com que o mesmo se interesse mais pela Física e não fique só com teorias e cálculos, mas com a parte experimental;
- -o formato do curso;
- -(…) interessante porque podemos trabalhar na prática com os instrumentos oferecidos, podendo dar uma abordagem melhor r dos conteúdos que trabalhamos;
- -o curso já trouxe algumas novidades que poderei utilizar com os alunos, diversificando ,

## Críticas e sugestões:

- -otimizar o tempo com m experiências e montagem;
- -armazenar o conteúdo do encontro em CD;
- -mais cursos preparatórios;
- -que cada grupo realize um experimento e depois socialize com o restante para que possamos ver e analisar todos os experimentos;
- -o material que a USP disponibiliza, o Estado deveria fornecer para cada diretoria de ensino;
- -que cada diretoria de ensino tivesse seu kit de experiências;
- -não acho interessante ficar resolvendo problemas em grupo sem a prática dos experimentos. É necessário ser mais dinâmimico. Ver mais coisas em um dia de capacitaçãção e apresentar uma finalização , um fechamento para o assunto/tema proposto.

## CONSIDERAÇÕES SOBRE A ATIVIDADE

As respostas dos professores aos questionários s testemunham a importância dada às atividades experimentais em m sala de aula e a necessidade de apoiar os professores em seu planejamento e desenvolvimento. Apontam, ainda, que os experimentos devem empregar material de baixo custo que possa ser trazido pelos alunos e/ou facilmente reproduzidos. Há uma demanda de acessibilidade a kits experimentais e, sobretudo, a materiais de apoio para o professor. Nas entrelinhas alguns registram uma queixa da defasagem da disciplina de Física em relação a outras no tocante a cursos de capacitação dos professores. Os quarenta professores inscritos tiveram freqüência 100%, fato que valida suas observações e incentiva a organização de novos cursos. Nessa organização, além das atividades, precisam ser cuidadosamente estudados a duração e horários, uma vez que para que os professores possam receber certificados de participação deve ser cumprida uma carga mínima em horários que não sejam os horários de aula.

Tabela 1. Relação de kits da Física da Experimentoteca do CDCC.

Tabela 2. Relaçãção das maletas de demonstração do projeto Ciência ao Vivo.

São Paulo, EDUSP, 1998. GASPAR, A. A. -Museus e Centros de Ciêiências -Conceituação e proposta de um referencial teórico - Tese de doutoramento apresentada na Faculdade de Educação da USP., 1998. TOMAZELLO, M.G.C. & SCHIEL, D. O livro da experimentoteca: a: educação para as ciências da natureza através de práticas experirimentais. Piracicaba. VITAE/UNIMEP/USP, 2000. GREF. Leituras de Física - disponível em http://www.if.uso.br/profis/gref\_leituras.html Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCNEM) M) - disponível em portal.mec.gov.br r . Proposta Curricular do Estado de São Paulo - - Física - disponível em www.s.saopaulofazescola.sp.gov.br/