UTILIZAÇÃO DE INSTRUMENTOS ÓPTICOS COMO FERRAMENTAS DIDÁTICAS NO ENSINO DE FÍSICA: A CONSTRUÇÃO DE UM PROJETOR DE SLIDES DE BAIXO CUSTO

## UTILIZAÇÃO DE INSTRUMENTOS ÓPTICOS COMO FERRAMENTAS DIDÁTICAS NO ENSINO DE FÍSICA: A CONSTRUÇÃO DE UM PROJETOR DE SLIDES DE BAIXO CUSTO

Aline M. F. Magalhães , Lígia de F. Moreira , José E. R. Dantas 1 1 2,3

## Resumo

As reformas da educação básica brasileira mostram a fundamental importância de se pautar o ensino no cotidiano dos estudantes, estando o ensino de Física incluso. Tornase urgente superar o ensino livresco e fora da realidade que há tempos desmotiva principalmente os alunos de ensino médio para as ciências em geral e a Física em particular, sendo a Óptica Geométrica um campo bastante rico em possibilidades de elaboração de experimentos simples, além de suas aplicações cotidianas que despertam o interesse de crianças, jovens e adultos. O presente trabalho tem por finalidade sugerir uma proposta de ensino voltada para a utilização de um arranjo experimental que reproduz um instrumento óptico de grande utilidade encontrado no comércio, cujo funcionamento é baseado na associação de lentes. Um projetor de slides de baixo custo foi construído, sendo detalhado o material utilizado para este fim e os seus procedimentos de montagem, visando uma melhoria no processo de ensino-aprendizagem em Física e despertar nos estudantes o interesse nesse campo do saber.

Palavras-chave : Projetor, instrumentos ópticos, experimentos de baixo custo

## Introdução

Nas últimas três décadas, a educação básica brasileira vem sofrendo profundas mudanças. Mais recentemente, de acordo com Ricardo (2003), as mudanças propostas pelo MEC enfatizam que o cidadão deve ser preparado, ao fim do ensino básico, não única e exclusivamente para ingressar no Ensino Superior, mas também ser conduzido a desenvolver sua autonomia intelectual através de um pensamento crítico de acordo com os avanços do mundo em que vivemos e fazer suas próprias escolhas, como ingressar no Ensino Profissionalizante e seguir carreira tecnológica, por exemplo.

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No entanto, ao levar em consideração estas melhorias propostas para o Ensino de Física através dos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCN e PCN+) e compará-las com a metodologia normalmente desenvolvida nas escolas, constata-se um grande abismo entre ambas, que se dá devido a inúmeras dificuldades, tais como pouco material didático compatível com as ideias sugeridas pelos PCN, falta de interesse por parte de escolas e professores em discutir e procurar compreender a fundo as propostas para as novas práticas em sala de aula, a falta de apoio da escola para a reformulação dos projetos políticopedagógicos, dentre outras.

Um grande desafio para os professores de Física de escolas públicas e particulares é mostrar para seus alunos que o aprendizado referente a esta disciplina leva à compreensão do mundo e faz sentido mesmo fora do ambiente escolar, não se restringindo apenas à memorização de leis, conceitos e fórmulas prontas aparentemente desconexas dos fenômenos observados em nossa vida cotidiana, normalmente consideradas satisfatórias para serem aplicadas na resolução de exercícios, nas avaliações escolares e nos tradicionais exames do vestibular.

O objetivo deste estudo é apresentar uma proposta de ensino baseada em uma abordagem mais prática do conteúdo de lentes, um tópico essencial no estudo da Óptica Geométrica no Ensino Médio, principalmente levando em consideração suas aplicações em nossa vida cotidiana.

De um modo geral, é comum encontrar pessoas fazendo uso de determinados instrumentos ópticos nas mais variadas situações do dia-a-dia, como por exemplo, observando de longe determinada situação com um binóculo, utilizando uma câmera fotográfica para registrar um momento especial, estudando um pequeno inseto ou tentando ler um texto com a letra muito pequena utilizando uma lupa ou lente de aumento, usando óculos para corrigir algum problema de visão, dentre outras coisas. Entretanto, nem todos fazem ideia de que a aparente mágica visualizada através destes instrumentos é na realidade uma combinação entre espelhos, entre lentes, ou de ambos, assunto este que normalmente não é mencionado nas escolas, o estudo de Óptica Geométrica no Ensino Médio fica restrito a construção de imagens em lentes e espelhos isoladamente, exploradas somente através de desenhos feitos no papel e no quadro.

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Para contribuir com a melhoria do ensino de Física no Ensino Médio, um projetor de slides de baixo custo foi construído, como parte de um trabalho de conclusão de curso de Licenciatura em Física da UFRJ (Magalhães, 2011).

Esta proposta vem reforçada pelo desenvolvimento de arranjos experimentais muito úteis que podem ser confeccionados em casa ou na escola empregando materiais de fácil aquisição no comércio e de baixo custo, com capacidade de reproduzir de maneira simples e didática o funcionamento de alguns instrumentos ópticos conhecidos, de maneira a aprofundar o aprendizado dos alunos através da observação dos fenômenos físicos envolvidos.

Este trabalho foi realizado sob os referencias teóricos de Vigotsky (Martins, s/d) e Ausubel (Moreira,1999), sendo dividido em duas partes: a descrição dos materiais selecionados e a montagem do projetor, feitas em detalhes com diversas ilustrações.

## Material Utilizado

Para a confecção do projetor foram selecionados materiais de fácil aquisição no comércio e em sua maioria de baixo custo. A seguir foram detalhados os materiais utilizados, podendo haver substituições por similares caso haja necessidade:

- ™ 1 pedaço de madeira de 40 cm x 13 cm (base do projetor);
- ™ 2 pedaços de madeira de 13 cm x 13 cm (1 suporte da lâmpada e 1 suporte do slide);
- ™ 4 pedaços de compensado ou MDF (5 mm de espessura) nas medidas 10 cm x 10 cm (para encaixar as lentes de lupa);
- ™ 1 pedaço de madeira de 10 cm x 5 cm x 2 cm (base para apoio das lentes);
- ™ 4 pés de madeira para o projetor de slides ficar mais alto;
- ™ 4 lentes de lupa de 60 mm de diâmetro, sendo uma com distância focal diferente;
- ™ 1 lâmpada do tipo dicróica com receptáculo;
- ™ 3 metros de fio paralelo de 0,75mm de espessura;
- ™ 1 interruptor para abajur;
- ™ 1 tomada tipo macho;

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- ™ Cola de madeira;
- ™ Lixa de madeira;
- ™ Alicate de corte;
- ™ 2 parafusos de ¼' (6,35 mm), com as respectivas porcas tipo borboleta;
- ™ 1 parafuso de 1/8' com respectiva porca comum para fixar o receptáculo;
- ™ 2 roletes de ferro cada um com 11 cm de comprimento (8 mm de medida interna x 12,7 mm de medida externa);
- ™ 2 pedaços de vergalhão de 5 cm de comprimento e 7 mm de diâmetro;
- ™ 1 pedaço de vergalhão de 4 cm de comprimento na medida 3/16' (4,76 mm) e outro de 2 cm de comprimento;
- ™ Serra copo de medida 2.1/8' (54 mm) de diâmetro;
- ™ Furadeira e conjunto de brocas;
- ™ Um pedaço pequeno de tubolite;
- ™ Fita durex e tirinhas de humor impressas em papel de transparência.

## Procedimentos para a montagem

1º) Com a furadeira e a broca de 5/16' faça vários furos ao longo do comprimento da base do projetor (madeira de 40 cm x 13 cm) , desde seu centro até uma das extremidades, de modo a criar uma fenda de aproximadamente 13 cm de comprimento ( Figura 1 );

Figura 1: Fenda na base do projetor.

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2º) Com a broca de 3/16', faça vários furos ao longo do comprimento do suporte da lâmpada (madeira de 13 cm x 13 cm), desde seu centro até uma das

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extremidades, de modo a criar uma fenda de aproximadamente 3 cm de comprimento ( Figura 2 );

Figura 2: Fenda no suporte da lâmpada.

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3º) Utilizando cola de madeira, cole a base do projetor, os pés e o suporte da lâmpada. Em seguida, prenda o receptáculo com o parafuso de 1/8' e a respectiva porca ( Figura 3 );

Figura 3: Base do projetor, pés, suporte da lâmpada e receptáculo.

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4º) Com a broca de 5/16', faça vários furos até formar um quadrado de 3 cm x 3 cm no centro do outro pedaço de madeira de 13 cm x 13 cm. Corte 2 cm de cada lateral, deixando um pedaço de 2 cm x 1 cm de cada lado na parte inferior da madeira e fure cada um com a broca de 7 mm, encaixando os vergalhões de 5 cm de comprimento x 7mm de diâmetro (suportes dos roletes) com certa pressão. No topo da estrutura faça um furo com a broca de 3/16' e encaixe o vergalhão de 3/16' (4,76 mm) de diâmetro e 2 cm de comprimento. Fure a base da estrutura com a broca de ¼'. e encaixe o parafuso de mesma medida com a respectiva porca borboleta ( Figura 4 );

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Figura 4: Suporte para deslizar o slide.

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5º) Com o alicate, corte o plástico das lupas e retire cuidadosamente as lentes. Utilizando a serra copo de 2 1/8' (54 mm), corte um círculo no centro de cada uma das 4 madeiras que servirão para fazer a base das lentes. Depois de cortar o círculo, use a lixa de madeira para desgastá-los, de modo que as lentes possam ser encaixadas com certa pressão ( Figura 5 ).

Figura 5: Base de cada lente.

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6º) Para confeccionar a base de apoio das lentes, faça um furo no centro da madeira de 10 cm x 5 cm x 2 cm com a broca de ¼', sem que atravesse o outro lado, e encaixe o parafuso de mesma medida com a respectiva porca borboleta. Para encaixar as lentes individualmente, faça vários furos com broca de 5mm de maneira a formar uma fenda rasa. Faça 4 fendas ao todo e lixe com lixa de madeira para deixá-las mais lisas. ( Figura 6 );

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Figura 6: Base de apoio para as lentes .

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7º) Com o alicate, molde o pedaço de 4 cm de vergalhão 3/16' (4,76 mm), de modo a parecer com um 'Z'. Na extremidade de um dos roletes cole o vergalhão com um pouco de tubolite para que endureça e não solte ( Figura 7 ). Este vergalhão ficará apoiado em um outro de 2 cm na parte de cima do suporte para deslizar o slide, impedindo que o rolete gire no sentido contrário e desenrole a tirinha.

Figura 7: Roletes para rodar o slide.

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8º) Fixe os roletes nos vergalhões do suporte para deslizar o slide. Na fenda da base do projetor prenda o referido suporte e a base de apoio para as lentes com as quatro lentes encaixadas. Prenda a tirinha nos dois roletes com fita durex, passando o slide de modo que o quadrado da imagem fique situado na direção do quadrado do suporte. Não esqueça de inverter o slide, para que a imagem projetada seja visualizada direita. Com o projetor montado ( Figura 8 ), coloque a lâmpada no receptáculo e ligue-o na tomada. Deslize o conjunto de lentes para ajustar o foco e ver a imagem com nitidez, ampliada em um anteparo ( Figura 9 ).

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Figura 8: Projetor de slides montado

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Figura 9: Imagem ampliada em um anteparo.

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## Considerações Finais

Neste trabalho foi apresentada uma proposta de construção de um projetor de slides de baixo custo objetivando uma melhoria do ensino de Física através do uso de instrumentos ópticos.

Como resultado da construção desse projetor, tornou-se possível fazer uma análise das imagens projetadas em um anteparo e verificar graus de ampliação e nitidez consideráveis, levando em conta a simplicidade das lentes e outros materiais envolvidos e o fato de serem em sua maioria de baixo custo. O interessante é que se torna claro para os estudantes a estreita relação entre o funcionamento deste experimento caseiro e dos modernos projetores de slides utilizados no cotidiano.

É de extrema importância que alunos e professores estejam convencidos de que é perfeitamente possível, utilizando bom senso e um pouco de capricho, montar

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experimentos com materiais que estão ao alcance de todos, de forma que possam ficar semelhantes aos instrumentos ópticos vistos à venda nas lojas.

Normalmente os professores encontram dificuldades em adotar a prática experimental em suas aulas porque não conseguem cumprir os conteúdos programáticos que são exigidos nos vestibulares e ainda fazer experimentos que mostrem a aplicação destes mesmos conteúdos no cotidiano que é familiar ao aluno. Isto, em parte, se deve à reduzida carga horária destinada à disciplina de Física, que geralmente não passa de três tempos semanais de cinquenta minutos cada um, quando chega a isto. Mais importante do que saber como resolver exercícios clássicos, é desejável que o aluno, entre outras competências, adquira a capacidade de desenvolver um raciocínio prático a partir da investigação de uma situaçãoproblema e consiga construir seu conhecimento sabendo que aprender algo efetivamente é bem diferente de somente decorar o que lhe é apresentado para conseguir aprovação.

Enfim, um longo caminho ainda precisa ser percorrido para que as mudanças necessárias para uma revolução nas técnicas de ensino-aprendizagem possam ser estabelecidas no ambiente escolar.

## Referências

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