Experimentos Impactantes de Ciência e sua importância para a divulgação científica

## Experimentos Impactantes de Ciência e sua importância para a divulgação científica

Jonny Nelson Teixeira , Mikiya Muramatsu Instituto Federal de São Paulo - campus Itapetininga. (jonny@if.usp.br) Instituto de Física da USP (mmuramat@if.usp.br)

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## Resumo

As ações de divulgação científica são atualmente imprescindíveis para o enriquecimento tanto da educação formal quanto não formal, por apresentarem características próprias que atraem as pessoas pelas exposições apresentadas. No entanto, os principais elementos dentro destas ações são sem sombra de dúvidas os experimentos que compõem as exposições.

Cada um deles tem uma característica diferente, podendo apresentar um potencial interativo, ou até mesmo surpreendendo os visitantes por emitirem sons, por serem bonitos ou por causarem alguma sensação no visitante. Neste caso, estes tipos de experimentos mexem com as emoções dos visitantes, que provavelmente guardarão na lembrança o funcionamento causado pela interação.

- O objetivo deste estudo é discutir as principais carcterísticas destes tipos de experimentos, para posteriormente fazer um levantamento das funções principais deles dentro de uma exposição qualquer.

Palavras-chave: Divulgação científica, ensino de ciência, experimento impactante, educação não formal.

## Abstract

The actions of scientific popularization are actually essential for enrichment of both formal and non formal education, because they have characteristics that attract people to the exhibitions. However, the main elements within these actions are undoubtedly the exhibits which compose the exhibitions.

Each of ones have a different characteristic, presenting an interactive potential, or even surprising the visitors emitting sounds, because they are beautiful or cause any sensation in the visitor. In this case, these kinds of exhibits stir their emotions, which probably remember themselves of the functioning caused by interaction.

The aim of this study um to discuss the main characteristics of these types of experiments, and later to survey their principal functions within any exposure.

Keywords: Scientific popularization, Science teaching, shocking experiment, non formal education.

## Introdução

Analisando a educação formal e não formal, o papel da experimentação se sobressai como um dos mais importantes tanto para a aprendizagem significativa de conceitos quanto para uma divulgação efetiva da ciência, seja em centros e museus de ciência ou em ações de divulgação científica itinerante (Teixeira, 2010; Lacerda et al, 2011; Lima et al, 2008). Esta última, no entanto, traz um diferencial na promoção e aumento dos níveis de letramento e cultura científica, pois é pensada exatamente para atingir uma parcela da população que não tem fácil acesso a centros e museus de ciência, por estarem localizados principalmente em grandes centros populacionais ou em locais próximos a centros de excelência, como as universidades.

Dentro destes projetos o objeto de divulgação científica, que geralmente é um experimento demonstrativo, é o grande 'chamariz' da exposição, sendo um destaque importante para a missão destes espaços, esteja ela focada no aprendizado significativo de conceitos, na mudança de comportamento da população que assiste e participa da exposição ou simplesmente divulgar e popularizar assuntos ligados à ciência sejam eles recentes ou históricos.

Tendo um foco mais voltado para as exposições itinerantes de ciência, o que se espera deste tipo de exposição? Quais os impactos posteriores esperados? Qual o comportameto esperado após a interação com a exposição? São questões importantes que constam no planejamento de qualquer pesquisador que pretende trabalhar com divulgação científica, seja ela em local fixo ou itinerante, e que demandam pesquisas de público e de comportamento, principalmente para que se tenha um parâmetro de eficácia das ações.

Seja qual for a questão que se queira estudar, um tipo de experimento presente nestas exposições se sobressaem aos outros por algumas características principais, no sentido de atrair o visitante àquela determinada área da exposição. Estes experimentos são denominados neste trabalho de 'impactantes', pois têm um papel interessante nem qualquer exposição que trabalha com objetos de divulgação. Estes experimentos têm várias funções dentro de qualquer local ou ação que trabalha com educação não formal, das quais destacamos as principais, que são a motivação e a atratividade dos visitantes.

Este estudo tem por objetivo principal discutir estas funções à luz das observações feitas em dois projetos de divulgação científica itinerante, onde foram escolhidos mediante a categorização dos experimentos impactantes, alguns objetos e os comportamentos dos visitantes perante eles, antes, durante e após a interação.

## Os projetos

Os dois pojetos de divulgação escolhidos foram criados dentro de instituições de ensino superior, a Universidade de São Paulo e o Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo, no campus de Itapetininga, onde existe um cursso de Licenciatura em Física, iniciado em 2010.

- O projeto 'Arte & Ciência no Parque' iniciou seus trabalhos no Instituto de Física da USP em 2007, sob a coordenação do professor Mikiya Muramatsu, e tem como missão divulgar a ciência para pessoas que possivelmente nunca iriam a um

museu ou centro de ciência, por desconhecimento ou distância desses locais. Trabalham no projeto cerca de vinte e três estudantes, alunos de graduação e pósgraduação, além do coordenador e mais dois docentes da USP. Em seu acervo constam experimentos de Física, Matemática e Biologia, que são distribuídos em mesas nos locais, onde os visitantes são convidados a interagir, muitas vezes através de desafios propostos pelos monitores.

Já o projeto 'FISBRINK: aprenda Física brincando' deu início aos seus trabalhos no início do ano de 2011, na cidade de Itapetininga, sob a coordenação do professor Jonny Nelson Teixeira, tendo a mesma missão, levar a ciência a locais que provavelmente as pessoas, estejam elas na educação formal ou não, nunca teriam a possibilidade de visitar um museu ou centro de ciência fixo, pois na região não existem tais locais.

Itapetininga é uma cidade no sudeste de São Paulo, com uma população de aproximadamente 150.000 habitantes, se tornando um polo em uma macrorregião que engloba outras cidades menores, como Tatuí, Alambari, Sarapuí, Capão Bonito, Itapeva e outras. O centro de ciência mais próximo dessas cidades fica na capital de São Paulo ou em Campinas, dificultando imensamente a visita da população, o que justifica a ação do projeto tanto em Itapetininga como nas cidades próximas.

Neste projeto vários experimentos de Física e Lógica fazem parte do acervo e são espalhados também em mesas, divididos por área de conhecimento da Física, como mecânica, ondas, som e desafios, que reúnem, assim como o projeto Arte & Ciência no Parque, objetos de desafio lógico-matemáticos, como a Torre de Hanói, os pregos equilibristas e o Tangran.

## Metodologia

Os dois projetos têm por objetivo principal estimular a interação dos visitantes com os experimentos, de modo que o conceito científico que permeia o fenômeno seja trabalhado de uma maneira lúdica. Entre os experimentos demonstrados se encontram alguns que se sobressaem por sua beleza ou por chamar mais atenção que os outros, os quais foram chamados de impactantes ou surpreendentes. Alguns destes experimentos foram escolhidos para esse estudo por apresentarem espontaneamente um impacto inicial no visitante, ou seja, nas observações as atitudes e expressões faciais e corporais foram mapeadas e classificadas de modo que a surpresa dos visitantes ao interagir com os experimentos fosse facilmente notada.

Para isso foram analisadas filmagens e fotografias tiradas no momento das interações, nas quais foram procurados padrões faciais e de expressão corporal que fossem indicadoras de susto ou surpresa, causadas pelos experimentos nos visitantes.

Ao observar a interação dos visitantes com os experimentos, identificamos algumas expressões características de susto ou de surpresa. O estudo destas características começou em 1872, com um trabalho de Charles Darwin com as expressões faciais em macacos (Darwin, 1872). Em um trabalho mais recente, no centenário desse trabalho de Darwin, Paul Ekman escreveu uma revisão desse compêndio (Ekman, 1973), que apresentava um levantamento dos trabalhos feitos neste centenário referentes a expressões faciais.

Ekman & Friesen (1978) realizaram uma pesquisa que levantou algumas características principais de expressões faciais humanas, indicando um código facial semelhante na maioria das expressões faciais humanas, chamado de facial action coding system (FACS) , que analisou minuciosamente 5000 expressões faciais humanas em fotografias, que possibilitou principalmente o reconhecimento de expressões faciais mais comuns, como nojo, surpresa, medo, susto e outras.

No presente estudo apenas expressões que indicam sensações de surpresa e susto foram consideradas, através de observações diretas, fotos e filmagens. Estas expressões observadas, segundo o relatório de padrões da FACS, têm como características principais a configuração da boca entreaberta e levantamento de sobrancelhas, acompanhada na maioria das vezes de sorriso, para surpresa, e levantamento súbito de sobrancelhas, por vezes dentes cerrados ou boca entreaberta, geralmente seguida de expressão corporal que denota o distanciamento do objeto, ou até mesmo gritos no ato da interação.

Durante a interação dos grupos foram observadas as expressões facias e corporais dos visitantes enquanto eles assistiam e interagiam com os experimentos expostos, procurando sinais de que indicassem surpresa ou susto. Estes tipos de reações puderam indicar o nível e o tipo de impacto inicial que cada um dos experimentos pudesse ter, e para que pudéssemos assim relacionar esse impacto com o tipo de interação que o experimento oferece aos visitantes. É importante ressaltar que a análise das expressões faciais e corporais foram utilizadas apenas para identificar os experimentos surpreendentes dentre os objetos das exposições.

Nas interações também foram observados os comportamentos dos visitantes antes, durante e depois da interação em cada uma das mesas onde os experimentos estariam dispostos. Antes da entrada de cada um dos grupos que participaram das exposições a atenção dos visitantes destes determinados grupos com relação a cada uma das regiões da exposição foi analisada, relacionando para cada grupo os olhares, comentários e expressões faciais dos indivíduos de cada um dos grupos. Em outras palavras o entusiasmo inicial dos visitantes foi considerado, no sentido de iniciar uma observação mais minuciosa do comportamento desses grupos com os experimentos que eles observaram e comentaram durante sua entrada na exposição.

Neste comportamento foram observados indicadores de interesse inicial, com a finalidade de saber na exposição como a livre escolha de outros experimentos da mesa, o número de questões sobre o funcionamento dos experimentos e a livre participação nas interações com os monitores foram fatores importantes para indicar não apenas o interesse na exposição, mas também o nível de motivação do visitante, uma das principais funções destes experimentos, que pode auxiliar no aprendizado de conceitos e no aumento dos níveis de letramento científico dos interatores.

## Experimentos impactantes e suas categorias de impacto

Experimentos sempre são um motivador poderoso quando se trata de ciências. A beleza de fenômenos intriga pessoas, não importa a escolaridade e o grau de cultura, desde que seja um fenômeno claro, ou seja, que seja simples de observar e que tenha uma forma de surpreender.

É exatamente essa surpresa que impacta o visitante antes e durante a interação e que principalmente o faz lembrar-se da exposição depois da visita. Os motivos pelos quais os experimentos em questão surpreendem são vários, e nesta parte do estudo indicamos as suas principais características. Segundo Perry (1992), os experimentos colocados em centros e museus de ciência devem ter algumas características principais, que vão desde a atração da curiosidade até a sensação de competência ao interagir com eles.

Valente e Marandino (2003) indicam que exposições científicas devem mobilizar participação, emoção e estética, ou seja, devem além de ser bonito visualmente, ser interativo, o que incentiva a participação, e devem amocionar o visitante, seja com sua beleza ou com outras características. A suspresa causada nos visitantes ao interagir com alguns experimentos são a parte inicial da emoção causada por eles.

Neste caso, os visitantes podem ser surpreendidos de diversas formas. Visualmente um vsitante que entra em um ambiente de educação não formal, como um centro de ciência, possivelmente já tem um primeiro impacto, ao vislumbrar experimentos e objetos geralmente já no saguão principal desses locais, ou mesmo fora desses locais, como é o caso da Estação Ciência, do espaço Catavento ou do Parque CIENTEC, em São Paulo. Em exposições itinerantes esse impacto inicial acontece principalmente observando-se os locais que estas ações são realizadas, caso de praças, parques ou ruas, geralmente espaços destinados à educação informal. Ao avistar tendas, mesas e outros objetos utilizados para realizar a exibição os visitantes já se questionam sobre o objetivo daqueles objetos, aguçando a curiosidade, até alguns acabarem se aproximando e, neste momento, são convidados a interagir.

Alguns objetos surpreendem inicialmente por sua beleza ou por sua própria natureza ou tamanho, como é o caso de esqueletos de dinossauro ou de dinossauros animatrônicos, até mesmo por animais vivos ou empalhados, como répteis, peixes, aracnídeos e insetos, quando analisamos centros de ciência quaisquer.

No entanto estes objetos de demonstração estão presentes principalmente em centos ou museus de Ciência fechados ou na parte externa desses locais. Uma das características dos equipamentos expostos em projetos de divulgação científica itinerantes é serem fáces de transportar de um local para outro, impossibilitando alguns tipos de experimentos ou materiais de exposição, como animais, por exemplo, fazendo com que o impacto viual seja atingido após a interação, como é o caso de imagens reais formadas por espelhos côncavos (objeto chamado Mirage, que forma a imagem real de um porquinho no ar, mais conhecido pelo porquinho do que pelo espelho) ou as figuras de Chladni (figuras formadas em placas atritadas com um arco de violino).

Outra forma de chamar a atenção do visitante é através de sons emitidos por experimentos. Alguns experimentos desse tipo, como a Bobina de Tesla, por exemplo, também estão presentes em centros de Ciência fechados, por causa do tamanho e da necessidade de uma tomada para ligar esses tipos de equipamentos. Os objetos presentes em locais de divulgação científica itinerante que causam esse tipo de supresa podem estar ligados a instrumentos musicais, como flautas ou xilofones.

Porém estes objetos são comuns, a não ser pelos materiais utilizados na sua confecção.

Dois experimentos que causam esse tipo de surpresa são novamente as figuras de Chladni, já que ao passar o arco do violino pelas chapas elas emitem um som característico e a Harpa de Taças, instrumento muscal feito com taças de vidro que, quando atritadas com a ponta dos dedos emitem um som e podem ser afinadas.

Outro tipo de impacto observado acontece quando o visitante interage manipulando o experimento em si, e tem uma snsação táctil, que pode ser desde um pequeno choque (ou grande, dependendo do objeto), até sensações causadas por pequenas vibrações, caso de experimentos como os geradores de van de Graff ou as mesmas taças, quando os visitantes são convidados pelo mediador a tocar nas paredes externas, com o objetivo de fazê-lo sentir a vibração.

Sintetizando estas características dos experimentos que causam surpresas em quem interage, podemos apresentar algumas características importantes, que chama nossa atenção por estarem ligadas com ações sensoriais:

- · Visual: que acontece quando o vistante se surpreende com a beleza de alguns experimentos ou fenômenos contemplados sem a interação, que neste caso se torna uma subcategoria desta principal, o contemplativo, ou quando o visitante tem que interagir para que observe o efeito visual, que categorizamos como interativo.
- · Auditivo: que também pode ser contemplativo , quando o som é emitido naturalmente por objetos, como esculturas sonoras ou ruídos emitidos por experimentos em funcionamento, ou interativo , quando o visitante tem que manipular o objeto para que este emita um som.
- · Táctil: que ocorre quando há sensações de choque ou vibração, por exemplo, decorrentes de uma interação com algum experimento.

## Resultados

Nesta observação pudemos notar que experimentos como a taça e as figuras de Chladni causaram reações de surpresa nos visitantes por emitirem sons e por vibrarem nas pontas dos dedos, no caso das taças, ou por formarem as figuras diferentes, no caso das figuras de Chladni. Outros ainda surpreendem pela beleza dos experimentos, como as sombras coloridas e o 'porquinho', ou por se tratarem de experimentos que desafiam os visitantes, como os pregos equilibristas, conjunto de 15 pregos que devem ser equilibrados em um único na vertical.

Outros objetos de demonstração causaram sustos, como o experimento de fusão de imagens em vidros semi espelhados, conhecido como 'monga' ou em uma pequena bobina de tesla. Nestes experimentos as expressões corporais ao pular ou fugir dos equipamentos foi decisiva para identificar o tipo de impacto.

Foi observado também que o comportamento dos visitantes após a interação com estes equipamentos, no geral, mostrou indícios de interesse nos outros experimentos menos impactantes, ou menos interativos. O número de questionamentos feitos por eles aumentou relacionando com a sua atuação quando os

experimentos impactantes não eram apresentados no início das apresentações, assim como a quantidade de interações com os equipamentos.

Experimentos como as figuras de Chladni e a Harpa de Taças, por exemplo, que emitem sons característicos, atraem mais a atenção de quem está entrando em contato com a exposição. No entanto, assim como em Koran et al (1984), os visitantes são extremamente mais atraídos por experimentos manipulativos que por outros que são mais contemplativos.

Com estes resultados prévios podemos perceber que os experimentos surpreendentes podem assumir um papel importante nos espaços de divulgação científica, sejam eles itinerantes ou fixos: o aumento da motivação dos visitantes. Os indicadores que mostram este aumento estão presentes no comportamento dos visitantes depois da interação, como é o caso da persistência no ato da interação, ou seja, alguns visitantes acabam voltando àqueles objetos que mais os atraíram. Outro indicador é a escolha dos visitantes em continuar a interagir com objetos de uma mesa que contém estes tipos de experimentos do que em outras, cujos aparatos são menos chamativos ou surpreendentes.

## Conclusão

É importante frisar que grande parte dessas características são principalmente estímulos causados pelos experimentos expostos nos projetos e nos centros e museus de Ciência. Estes estímulos, assim como nos trabalhos de Laburú (2006), são importantes não apenas para a educação não formal, mas principalmente para a educação formal, o que pode motivar os alunos a gostar e refletir sobre os assuntos ligados à ciência.

Experimentos impactantes, em geral, são os primeiros a serem trabalhados nas exposições, o que acontece muitas vezes intuitivamente, dependendo dos monitores. Em contato com alguns deles nesta pesquisa, muitos indicam que a exposição começa principalmente pelos aparelhos ou equipamentos que eles acham mais divertidos ou mais atrativos, auxiliando o trabalho de mediação.

Assim, como conclusão preliminar é possível indicar que:

- 1. Os experimentos surpreendentes têm importantes funções de atração e motivação dos visitantes, antes, durante e depois das interações.
- 2. Os estudos indicam que a interação dos visitantes com outros experimentos pode ser melhor se a exposição for iniciada com os experimentos surpreendentes.
- 3. Exposições podem trazer mais de um experimento surpreendente por área ou por mesa de exposição, desde que se tenha mais tempo para interação, uma vez que quando o experimento tem certo grau de impacto inicial, o tempo de interação é maior.

Assim como a interação e os experimentos que surpreendem os visitantes são importantes para as ações de divulgação científica, um dos objetivos desse tipo de ação, a aprendizagem, pode ser potencializada com estes objetos. Já que algumas funções principais deste tipo de ação estão ligadas principalmente ao estímulo à curiosidade dos visitantes, em uma ação de educação formal os experimentos podem

potencializar a motivação dos alunos em sala de aula, auxiliando assim o trabalho do professor, tema que pode se tornar uma pesquisa posterior

## Referências

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