DESMISTIFICANDO A FÍSICA ATRAVÉS DE EXPERIMENTOS LÚDICOS NA REGIÃO DO NOROESTE FLUMINENSE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO

## DESMISTIFICANDO A FÍSICA ATRAVÉS DE EXPERIMENTOS LÚDICOS NA REGIÃO DO NOROESTE FLUMINENSE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO

## Luciano Gomes de Medeiros Junior 1

1 Instituto do Noroeste Fluminense de Educação Superior da UFF - INFES-UFF/Departamento de Educação Matemática/luciano@infes.uff

## Resumo

Não é fácil ensinar Ciências, sobretudo Física, na rede pública de ensino, sobre tudo em regiões mais carentes e afastadas dos grandes centros urbanos. Na disciplina de Física, por exemplo, os professores têm apenas dois tempos semanais para cumprir uma ementa grande e complexa que na maioria dos casos é mal assimilada pelos alunos. Um dos fatores que certamente contribuem para esse quadro é o fato da maioria das escolas não possuírem laboratórios, o que poderia ser um estímulo a mais nas aulas de Física e facilitar na aprendizagem de alguns conceitos mais complexos. Em regiões onde não existem museus, centros de ciências ou até mesmo centros culturais, esse quadro é ainda pior, pois além da falta de laboratórios, os professores não conseguem agendar visitas extracurriculares com seus alunos, tão importantes para despertar curiosidades e emoções que vão além da sala de aula. Buscamos com esse trabalho divulgar da Física na região do Noroeste Fluminense, levando às escolas experimentos lúdicos e divertidos e apresentandoos de forma bem prazerosa, onde em muitos casos os próprios alunos formulam suas conclusões acerca de fenômenos observados em determinados experimentos. Esse projeto versa a construção de uma exposição de experimentos de Física, confeccionados com materiais recicláveis, de baixo custo e de equipamentos mais sofisticados, adquiridos de uma empresa especializada em experimentos lúdicos. Estamos consolidando um espaço dentro do nosso Campus para esse fim, que será aberto para visitações atendendo professores interessados em desenvolver trabalhos com seus alunos. Outro aspecto importante desse trabalho é o fato de divulgarmos o curso de Licenciatura em Física que começou em 2011 e é oferecido pela Universidade Federal Fluminense, UFF, em Santo Antônio de Pádua, onde a maioria dos professores de Física é formada em Matemática.

Palavras-chave : Ensino de Física, experimentos, exposição

## Introdução

O estudo das Ciências - Física, Química e Biologia - vem a cada dia despertando menos interesse dos alunos, principalmente dos que estudam em escolas públicas de regiões carentes. Na Física existem vários fatores que contribuem para esse quadro, tais como: professores desestimulados, alunos que chegam ao Ensino Médio sem o conteúdo básico de Matemática, carga horária reduzida e a falta de laboratórios didáticos nas escolas. Um laboratório de Física, por exemplo, é de suma importância, pois os alunos observariam na prática alguns conceitos que estariam aprendendo em sala de aula, o que despertaria maior interesse pela disciplina (NOGUEIRA D'ÁVILA, 1999). A demonstração de pequenos experimentos de Física, feitos com materiais de sucatas ou de baixo custo, onde situações do seu dia-a-dia poderiam ser observadas, relacionaria melhor a teoria aprendida em sala de aula com situações do cotidiano. Para se compreender a

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20 a 25 de janeiro de 2013

teoria, de fato, não devemos decorá-la e sim vivenciá-la em situações que levem a reflexões (FREIRE, 1996). Com isso, baseando-se num 'Ensino Construtivista' (PIAGET, 1973), os alunos tirariam suas próprias conclusões, em decorrência da bagagem de vida que já trazem para a sala de aula, e o papel do professor seria o de um 'lapidador', transformando o censo comum dos alunos em concepções científicas inteligíveis (BECKER, 2004).

Em alguns casos a falta de laboratórios didáticos nas escolas é amenizada com visitas dos alunos a museus ou centros de ciências, que podem ser tratados como meios de educação não formais (SANTOS, 2011). De acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais PCN's (BRASIL, PCN+, p. 83):

- '...isso nos coloca diante de um enorme dilema, qual seja, como ensinar uma ciência que consideramos importante para a formação da cidadania, quando os jovens, futuros cidadãos, não a apreciam e nem a consideram relevante...'

Nas visitas a esses centros, como atividades extraclasses, os alunos são estimulados a pensarem sobre o que observaram, sem o compromisso de assimilar determinado conteúdo de uma aula tradicional. Esse aprendizado é voluntário, onde os alunos são seduzidos por essas experiências de aprendizagem. As pessoas aprendem Ciência a partir de algumas de suas experiências em museus, assistindo a filmes e participando de atividades comunitárias.

Portanto, as atividades elaboradas num centro de ciências têm como objetivo despertar o interesse de todos pela Ciência e consequentemente pela Tecnologia.

- '... entende-se ser imprescindível a construção de uma sociedade crítica e reflexiva em relação ao desenvolvimento científico-tecnológico, a fim de que este não apareça mais como uma força misteriosa e repreensiva, acessível apenas a uma pequena parcela da população.' (CARAMELLO, 2010)

É nesse contexto que observamos a relevância de tal projeto, pois a região do Noroeste Fluminense do estado do Rio de Janeiro carece muito de espaços destinados a acolher exposições, ainda mais se tratando de exposições em Ciência e Tecnologia. Sabemos que a escola desempenha um papel importante na formação do indivíduo, porém os alunos necessitam de motivação e estímulos que vão além de uma sala de aula. Já existem muitos estudos sobre o impacto de uma exposição de Física em regiões carentes (PEREIRA, 2010), e é isso o que queremos propor com os experimentos sugeridos, ensinando Física de forma bem prazerosa, a fim de despertar nos alunos o interesse pela Física e consequentemente pela Ciência e Tecnologia.

Os experimentos foram escolhidos e confeccionados baseando-se em alguns temas do Ensino Médio propostos pelos Parâmetros Curriculares Nacionais, PCN's e que são adotados nas escolas públicas do estado do Rio de Janeiro. De acordo com os PCN's (BRASIL, PCN+, p. 84):

- 'É indispensável que a experimentação esteja sempre presente ao longo de todo o processo de desenvolvimento das competências em Física, privilegiando-se o fazer, manusear, operar, agir, em diferentes formas e níveis. É dessa forma que se pode garantir a construção do conhecimento pelo próprio aluno, desenvolvendo sua curiosidade e o hábito de sempre indagar, evitando a aquisição do conhecimento científico como uma verdade estabelecida e inquestionável.'

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## Justificativas

A ideia de se fazer esse trabalho começou em outubro de 2010 durante a Semana Nacional de Ciência e Tecnologia, SNC&T, onde oferecemos uma exposição de Física feita com experimentos de baixo custo para os alunos das redes pública e privada que visitaram nossa 'Tenda da Física' localizada no Teatro Municipal da Cidade de Santo Antônio de Pádua, interior do estado do Rio de Janeiro e foi aí que percebemos uma grande carência dos mesmos com relação às formas lúdicas e cotidianas de alguns conceitos da Física. Em 2011, conseguimos recursos financeiros da FAPERJ, órgão de fomento para a pesquisa no estado do Rio de Janeiro, que nos possibilitou a comprar alguns experimentos e a adquirir materiais para oferecer oficinas aos professores da rede pública de Ensino.

Começamos então a pensar numa exposição de Física, num primeiro momento itinerante, em Santo Antônio de Pádua município do Noroeste Fluminense, para tentar desmistificar uma Ciência tão fascinante e ao mesmo tempo complexa que é a Física. Queremos inserir nos jovens o fascínio pela Física, através de experimentos simples e divertidos e mostrar-lhes que a Física está presente em seu cotidiano. A importância de se ter uma exposição de Física com materiais lúdicos e divertidos é que podemos considerá-la como um meio de educação não formal, onde os alunos podem visualizar, tocar e aprender fazendo, suprindo a carência das escolas em relação à falta de laboratórios, equipamentos, etc. Outro aspecto importante desse trabalho é que estamos divulgando nosso curso de Licenciatura em Física para estimular os alunos do Ensino Médio a fazerem vestibular para Física e ingressarem em nosso curso de graduação, visto que no município de Santo Antônio de Pádua a maioria dos professores que lecionam Física é formada em Matemática. Por fim, queremos ensinar aos professores que lecionam Física na rede pública local a confeccionarem experimentos simples e lúdicos, feitos de sucatas e de materiais de baixo custo, para servirem ferramentas de contextualização em suas aulas.

## Objetivos

Nosso objetivo é o de criar uma exposição permanente de experimentos de Física no Noroeste Fluminense e para isso levamos, num primeiro momento, às escolas da região alguns experimentos de Física bem simples e divertidos, a fim de mostrar para os alunos como a Física faz parte do cotidiano em que estão inseridos e mostrar aos professores da região que com poucos recursos podemos ter alunos mais interessados em aprender Física. Vale ressaltar que no 1° semestre de 2011 iniciou-se um curso de Graduação em Licenciatura em Física no Instituto do Noroeste Fluminense de Educação Superior, INFES, da Universidade Federal Fluminense, UFF, em Santo Antônio de Pádua e que esse projeto serve também como estágio para os alunos da graduação, pois os mesmos foram treinados para servirem de monitores e explicadores e tiveram um papel fundamental, pois foram incumbidos de traduzir a linguagem científica em linguagem cotidiana, dando face humana à Ciência, no caso os conceitos de Física. Com certeza, esses alunos da Graduação ao se tornarem professores terão aprendido a devida importância dos experimentos de Física em suas aulas.

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## Objetivos específicos

- i) Divulgar, através dessa exposição, a Ciência e a Tecnologia no Noroeste Fluminense;
- ii) Oferecer atividades dirigidas tanto ao público escolar quanto à sociedade, desmistificando a Física e ampliando a interação entre a sociedade e a Universidade;
- iii) Mostrar para o público como a Física faz parte do cotidiano em que estão inseridos;
- iv) Treinar alunos da Licenciatura em Física para serem monitores, mostrando-os desde já a importância dos experimentos no Ensino de Física;
- v) Mostrar aos professores de Matemática, que lecionam Física, como pequenos experimentos confeccionados com materiais de baixo custo ou de sucata podem enriquecer e muito suas aulas, despertando a curiosidade dos alunos para determinados fenômenos e conceitos.

## Atividades desenvolvidas

Num primeiro momento levamos para as escolas da região do Noroeste Fluminense do estado do Rio de Janeiro, experimentos feitos com materiais de baixo custo e sucatas bem divertidos e lúdicos, para atrair a atenção dos alunos e fazê-los pensar na Física como sendo uma disciplina bem mais agradável do que a que eles veem em sala de aula. Conseguimos atender em três meses oito escolas de Ensinos Médio e Fundamental. Foram elas: 1) C. E. Dr. Leonel Homem da Costa, 2) C. E. Temístocles de Almeida, 3) E. E. Profa. Sarah Faria Braz, 4) C. E. Deodato Linhares, 5) Colégio de Pádua, 6) E. E. Dep. Salim Simão, 7) C. E. Barão de Teffé e 8) Centro Educacional Professor Ruy Azevedo - CEPRA. A figura 1 mostra a ficha de avaliação que oferecemos aos alunos e professores das escolas visitadas, com as seguintes questões:

Figura 01: ficha de avaliação

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Contabilizamos que 66% dos alunos acharam a exposição 'ÓTIMA' e 34% acharam a mesma 'BOA', isso mostra que os alunos gostaram bastante da exposição e alguns deles se interessaram até em saber um pouco mais sobre o curso de Física do INFES/UFF, demonstrando grande interesse em fazer Física na Universidade. Observamos, durante as apresentações dos experimentos, que os alunos que acharam a exposição 'ÓTIMA' foram aqueles que conseguiram entender e fazer relações com a teoria que aprenderam em suas aulas, ou seja, foram aqueles que de certa forma já tinham 'ouvido falar' do fenômeno relacionado ao experimento em questão. Isso mostra o quanto é importante a introdução de pequenos experimentos na contextualização de alguns conceitos da Física. A figura 2 ilustra bem como os alunos gostaram e se interessaram pelos experimentos.

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Figura 02: (a) Alunos da escola E. E. Profa. Sarah Faria Braz. (b) Alunos da escola CEPRA

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Analisando as fichas constatamos que os alunos do 1° Ano gostaram mais do experimento 'Termoscópio' que mostra a dilatação térmica quando se coloca a mão numa lâmpada com água em seu interior, talvez por ser o mais divertido dos experimentos. Gostaram bastante também do experimento 'Foguete de garrafa pet' que se desloca num varal quando álcool borrifado por um tubo de desodorante é queimado em seu interior, eles logo associaram o movimento da garrafa à Terceira Lei de Newton: Ação e Reação. Se interessaram muito também pelo experimento 'Ampulheta de água' que mostra bem a força centrífuga atuando na água e todos se lembraram das centrífugas nas máquinas de lavar roupas. O experimento 'Coordenação motora', que é um circuito elétrico feito de cobre onde os alunos são desafiados a testarem sua coordenação motora passando uma argola de uma ponta à outra do circuito, também fez sucesso com os alunos do 1° Ano, o que foi muito bom para já irem se familiarizando com as noções de corrente elétrica e circuito elétrico. O experimento 'Cordas vibrantes' deixou os alunos com uma boa noção de ondas e algumas de suas aplicações. O experimento 'Buzina' fez os mesmos se depararem pela primeira vez com dois conceitos: o 'eletroímã' e as 'ondas sonoras' e chamou a atenção dos alunos pela sua simplicidade e aplicabilidade, muitos falaram que iriam reproduzir tal experimento em casa. O experimento 'Túnel infinito' também chamou a atenção dos alunos e alguns se lembraram de novelas e filmes que já utilizaram a técnica de associação de dois espelhos planos para obterem várias imagens de um único objeto ou um único ator.

Os alunos do 2° Ano também gostaram do experimento 'Termoscópio' e por uma razão diferente dos alunos do 1° Ano, pois como esse conteúdo é dado no 2° Ano, estes estavam bem familiarizados com o fenômeno que estava ocorrendo. Eles também gostaram do experimento 'Disco de vinil' que é formado por uma bexiga presa no buraco de um pequeno disco de vinil. Quando os alunos enchiam a bola e colocavam o disco para deslizar em cima de uma mesa observavam que o mesmo deslizava mais facilmente, ou seja, que o atrito era quase zero. Eles conseguiram fazer várias comparações com o cotidiano, sem contar que saíram com uma boa noção de força de atrito. O experimento 'Coordenação motora' também chamou a atenção dos alunos, já que vão aprender Eletricidade no 3° Ano e já tinham ouvido falar de alguns conceitos de Eletricidade. O experimento 'Cordas vibrantes' também foi interessante, já que alguns alunos sabiam bem o conceito de ondas, porém nunca tinham visto ondas propagando-se em cordas e nunca tinham associado tal fenômeno com os instrumentos musicais de cordas.

Os alunos do 3° Ano se interessaram mais pelos experimentos que envolviam as Leis de Newton e a Conservação de Energia, a Eletricidade e o Eletromagnetismo, o que era de se esperar, pois são assuntos que caem com

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bastante frequência nas provas de Vestibular e no ENEM. O experimento 'Looping', por exemplo, trata das transformações das energias cinética e potencial e da conservação da energia mecânica. O 'Foguete de garrafa pet', que desliza sobre uma corda de nylon devido à queima de combustível no interior da garrafa, exemplifica muito bem a Terceira Lei de Newton. O experimento 'Cordas vibrantes', que é uma corda vibrando com a ação de um pequeno compressor de aquário, trata do conceito de ondas propagando-se em cordas, mostrando bem os seus 'modos normais de vibração'. O experimento 'buzina' mostra muito bem os conceitos de ondas sonoras e eletroímã e foi muito apreciado pelos alunos.

Os experimentos foram escolhidos baseando-se em alguns conceitos da Física lecionados nos Ensinos Fundamental e Médio nas escolas do Rio de Janeiro e estão listados abaixo.

## i) Da Mecânica: Cinemática, Dinâmica, Hidrostática, Leis de Conservação:

Experimentos: Foguete de garrafa pet, Looping, Cata-vento, Máquina térmica, Disco de vinil, Garrafa obediente, Submarino, Ampulheta de água, Cama de pregos, Água que não cai e Líquidos imiscíveis.

## ii) Da Termologia: Dilatação Térmica, Calor, Termodinâmica:

Experimentos: Termoscópio e Máquina térmica.

iii) Da Óptica: Princípios Da Óptica Geométrica, Espelhos Planos, Lentes:

Experimentos: Câmara escura de Orifício, Túnel infinito, Periscópio e Caleidoscópio.

iv) De Ondas: Ondas, Ondas Sonoras, Cordas Vibrantes:

Experimentos: Cordas vibrantes; Buzina;

v) Da Eletricidade: Corrente Elétrica, Campo Elétrico:

Experimento: Coordenação motora e Buzina.

vi) Do Eletromagnetismo: Campo Magnético, Força Magnética, Eletroímã:

Experimento: Buzina.

Num segundo momento as escolas da região foram convidadas a levarem seus alunos à sala de experimentos que montamos em nosso Campus, em Santo Antônio de Pádua, com experimentos divertidos e lúdicos. Nessa sala, os próprios alunos manusearam alguns experimentos e eles próprios formalizaram as respostas para os fenômenos que estavam observando, ressaltando que sempre na presença dos monitores. A figura 3 mostra alguns dos experimentos adquiridos. A foto foi tirada antes da arrumação da sala e da instalação dos equipamentos.

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Figura 03: Alguns dos experimentos adquiridos

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Concomitantemente às exposições, oferecemos aos professores da rede pública de ensino uma oficina, onde os mesmos aprenderam a confeccionar experimentos de Física feitos de sucatas e materiais de baixo custo. Tais experimentos foram escolhidos em conversas informais que tivemos com professores e coordenadores das escolas visitadas, e eles também nos relataram os conteúdos que os alunos mais apresentavam dificuldades em aprender. A figura 04 mostra alguns momentos registrados durante as oficinas com os professores.

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Figura 04: Professores confeccionando experimentos durante a oficina

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A oficina teve uma duração total de 16 horas e ocorreu em dois horários: terça-feira no turno da noite e quarta-feira no turno da tarde, escolhidos de acordo com a disponibilidade dos professores interessados em fazer o curso. Conseguimos atender sete professores da rede pública, todos formados em Matemática ou Biologia e que lecionam Física nas escolas da região, daí a grande importância desse trabalho, pois nenhum professor tinha formação em Física. Todos os experimentos foram doados às respectivas escolas dos professores que participaram da oficina e estes, com certeza, servirão como ferramenta importante na contextualização de alguns conceitos da Física em suas aulas, tornando-as mais interessantes e estimulantes. A figura 05 mostra alguns dos experimentos confeccionados pelos professores.

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Figura 05: (a) experimentos 'Looping' e 'Coordenação motora'. (b) experimentos 'Cordas vibrantes' e 'Termoscópio'

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## Conclusão

O interessante desse projeto foi levar aos alunos e também aos professores, que estão em regiões bem afastadas dos grandes centros urbanos, alternativas

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baratas de como tornar suas aulas mais prazerosas e dinâmicas. Os alunos gostaram bastante de observar os fenômenos diante dos seus olhos e os professores puderam perceber que é possível atrair a atenção dos alunos para uma disciplina difícil e complexa como é a Física. Um aspecto importante que observamos é que os alunos que já tinham visto a matéria relacionada ao experimento que lhe era apresentado assimilavam melhor a explicação e alguns deles chegavam até a dizer 'agora estou entendendo' o referido conceito. Isso mostra a importância dos experimentos de Física lúdicos e divertidos na contextualização de alguns conceitos, facilitando sua assimilação. Outro fato importante que ocorreu nesse trabalho foi o interesse dos alunos, principalmente do Ensino Médio, pelo curso de Física, perguntando sobre as formas de ingresso e mercado de trabalho. Para uma região tão carente de professores de Física, onde os professores de Matemática são os que lecionam Física nas escolas do Ensino Médio, isso teve grande impacto no que diz respeito à divulgação do nosso curso de Licenciatura em Física.

É incontestável a importância de se ter lugares que abriguem meios de educação não formais, sejam eles centros de Ciências, museus, etc., onde os alunos podem visualizar, tocar e aprender fazendo, suprindo a carência das escolas em relação à falta de laboratórios, equipamentos, etc. A exposição de Física com materiais lúdicos e divertidos que montamos servirá para esse fim, pelo menos para o Ensino de Física, além de substanciar um processo de interiorização da Ciência e Tecnologia e aumentar a receptividade dos jovens para a Semana Nacional de Ciência &amp; Tecnologia (SNC&amp;T).

## Referências

NOGUEIRA D'ÁVILA, A. R. L. Utilização de materiais de baixo custo no Ensino de Física . Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Ciências. São Paulo, 1999. (Monografia de Especialista em Ensino de Ciências e Matemática).

FREIRE, P. Pedagogia da Autonomia: Saberes necessários à prática educativa . São Paulo: Paz e Terra (Coleção Leitura), 1996.

PIAGET, J. Estudos sociológicos . Rio de Janeiro: Forense, 1973.

BECKER, F. O que é construtivismo? São Paulo: FDE, 1994, n. 20, p. 87-93.

SANTOS, E. de A. et al. Contribuições das casas de ciências e tecnologias para a aprendizagem e motivação dos estudantes para a disciplina física . In: XIX SIMPÓSIO NACIONAL DE ENSINO DE FÍSICA, 2011, Manaus.

BRASIL, Secretaria de Educação Fundamental. Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais: Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília, 1998.

CARAMELLO, G. W. et al. Articulação Centro de Pesquisa - Escola Básica: contribuições para a alfabetização científica e tecnológica. Revista Brasileira de Ensino de Física , v. 32, n. 3, p. 3301, 2010.

PEREIRA, G. R.; SILVA, R. C. Avaliação de uma exposição científica itinerante em uma região carente do Rio de Janeiro: um estudo de caso. Revista Brasileira de Ensino de Física , v. 32, n. 3, p. 3601, 2010.

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