UMA SEQUÊNCIA DIDÁTICA SOBRE A ÓTICA GEOMÉTRICA, PROPOSTA NO CONTEXTO DO PIBID, TENDO A HISTÓRIA DA CIÊNCIA COMO TEMA ESTRUTURADOR

## UMA SEQUÊNCIA DIDÁTICA SOBRE A ÓTICA GEOMÉTRICA, PROPOSTA NO CONTEXTO DO PIBID, TENDO A HISTÓRIA DA CIÊNCIA COMO TEMA ESTRUTURADOR

## Bruna Rodrigues Cadan 1 , Winston Gomes Schmiedecke 2

1 IFSP - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo/Licencianda em Física,

bcadan@gmail.com

2 IFSP - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo/Departamento de Física,

winston.fisica@gmail.com

## Resumo

Dentre as diversas práticas que permeiam a escola atual e caracterizam o processo de ensino-aprendizagem, merece destaque a longevidade das aulas e momentos didáticos que ainda se sustentam apenas sobre os pilares do chamado 'ensino tradicional'. Criticado por documentos oficiais e pesquisadores da área de Ensino de Ciências, esse pode ser um dos fatores que reforçam o insucesso e os ainda elevados índices de evasão que caracterizam nossa Escola Básica. Como consequência, diferentes estratégias e abordagens didáticas mostram-se cada vez mais necessárias às praticas docentes que visam à diversificação dos recursos disponíveis para a formação dos futuros professores e, quiçá, atualização/complementação das práticas dos profissionais que adentram às salas de aula há algum tempo. Tendo como principal objetivo a articulação efetiva entre a formação do professor de Física e critérios e características próprias da História da Ciência (HC), de maneira a inserir e, principalmente, instrumentalizar os futuros docentes para essa aproximação com a HC, este trabalho apresenta uma proposta de sequencia didática, abordando a Ótica Geométrica, desenvolvida em uma disciplina do curso de licenciatura em Física do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) por uma aluna bolsista do PIBID. Apoiada no trabalho com a HC, essa disciplina procura apresentar aos licenciandos o conhecimento científico como resultado de uma construção humana inserida em um contexto histórico, social, econômico e político, oferecendo uma dimensão cultural mais ampla para o ensino da Física.

Palavras-chave : Formação de Professores - História da Ciência - PIBID - Sequências Didáticas - Ótica Geométrica

## Introdução

Ainda que seja motivo de atenção e destaque dentre pesquisadores das áreas de História da Ciência (HC) e Ensino de Ciências (EC) (Gil-Pérez, 1993; Matthews, 1995; Peduzzi, 2001; Martins, 2006; Forato et al ., 2011, Höttecke e Silva, 2011, entre outros), principalmente nas últimas duas décadas, a aproximação entre essas duas áreas tem se mostrado pouco eficaz quando se leva em consideração sua efetiva chegada nas salas de aula da nossa Escola Básica.

Dentre os principais obstáculos que se interpõe entre a teorização e a almejada prática pedagógica de fato alicerçada por conteúdos e características próprias da História e da Filosofia da Ciência (HFC) identificados por Martins (2007), destacamos: (1) a pouca disponibilidade de material didático de qualidade, ainda que nos últimos anos a tendência tenha sido de significativo aumento da oferta; (2) uma demasiada preocupação das escolas em preparar seus alunos para as provas de vestibular, nas quais conteúdos de HFC são ausentes; (3) a dificuldade e a resistência do aluno do Ensino Médio (EM em perceber a relevância da HFC em seu aprendizado, reforçada pelo descarte deliberado desse corpo de conhecimentos nas provas dos vestibulares; (4) a relutância dos docentes de Física em perceberem que o fracasso de iniciativas do uso da HFC em sala de aula

também está relacionada com os próprios professores e não somente a questões externas (livro, vestibulares, alunos etc.); e (5) as disciplinas que trabalham HFC nos cursos de formação de professores sem efetividade, levando-se em consideração que raros são os recém formados que incorporam as ações desenvolvidas nesses cursos em suas práticas pedagógicas.

Sem qualquer pretensão de encontrar soluções definitivas para essa realidade, dispomo-nos, no presente trabalho, a oferecer alternativas para atenuar a falta de efetividade destacada no item 5, apresentando mais resultados das ações propostas ao longo de uma disciplina oferecida no sexto semestre da licenciatura em Física do campus São Paulo do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), na forma de uma sequência de ensino-aprendizagem elaborada por uma licencianda desse curso, que é recém ingressante no Programa de Incentivo a Bolsas de Iniciação à Docência (PIBID).

No levantamento feito por Martins (2007) em relação aos conteúdos de Física abordados em nível médio que - no ponto de vista dos licenciandos e, também, dos professores já formados apresentam maior dificuldade para serem trabalhados historicamente, a Ótica Geométrica ocupa, com destaque, o primeiro lugar, seguida pelo Eletromagnetismo.

Conhecedores que somos da presença e das inúmeras aplicações dos fenômenos óticos em nosso cotidiano, aceitamos o desafio pela busca de uma aproximação efetiva entre esse ramo da Física e o histórico que o cerca, a despeito da aludida falta de materiais com essa adequação didática disponíveis no mercado.

O material desenvolvido nesse contexto pretende ser aplicado junto aos alunos do EM de uma escola pública estadual, como parte das ações do PIBID da licencianda mencionada a serem realizadas durante 2º. semestre de 2012.

## Descrição do Trabalho Desenvolvido

O IFSP é uma instituição fortemente caracterizada por formar alunos em áreas técnicas desde a segunda metade do século passado, e que na última década passou a oferecer cursos de licenciatura, dos quais, pelas próprias características do SNEF, somente a licenciatura em física é destacada neste trabalho.

Um dos diferenciais da licenciatura em física do IFSP consiste em preparar seus licenciandos para os desafios e dificuldades do trabalho realizado no âmbito da escola publica enquanto professores, e não unicamente pesquisadores.

Com esse intuito, o curso é estruturado de forma a promover o contato dos licenciandos com diferentes recursos pedagógicos e estratégias de Ensino, instrumentalizando-os nas diferentes possibilidades e vertentes, tais como a experimentação, a HC, as Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC) etc., como reais possibilidades a serem exploradas em suas futuras aulas de física.

Assim sendo, essa proposta de formação visa habilitar os futuros professores para o desenvolvimento de aulas que se contraponham ao estilo chamado 'tradicional', permitindo ao aluno perceber a Física inserida em uma dimensão cultural mais ampla, sempre apta à interlocuções com disciplinas por ele cursadas.

Sendo o foco deste trabalho o uso da HC como estratégia de ensino para aulas de Física a serem ministradas no ensino médio regular, cabe aqui o destaque para uma disciplina desse curso que, em especial, possibilitou o desenvolvimento de propostas de aulas visando tal articulação.

História, Ciência e Cultura (CHC) é uma disciplina ministrada no sexto semestre do curso de licenciatura em física que tem como objetivo compreender o conhecimento científico ao longo do seu desenvolvimento histórico, abarcando elementos da historiografia da HC efetivamente capazes de se constituírem como estratégias para o se ensinar Física na Escola Básica . 1

Visando à identificação dos materiais didáticos mais adequados aos temas escolhidos pelos licenciandos para serem explorados nas sequências didáticas que individualmente deveriam construir, como principal elemento de avaliação nessa disciplina, os alunos apresentaram seminários, em duplas, expondo o resultado de uma pesquisa por eles realizada em cima de artigos publicados em dois periódicos de grande relevância na área de pesquisa em EC: a Revista Brasileira de Ensino de Física (RBEF) e no Caderno Brasileiro de Ensino de Física (CBEF).

A proposta consistia em analisar dois artigos dentro do contexto dos critérios de referência da moderna historiografia da HC, exaustivamente trabalhados ao longo do curso, buscando analisá-los e criticá-los de maneira objetiva e concisa, sendo um artigo destacando aspectos em concordância com aproximação com a HC em referência e o outro artigo apresentando uma abordagem sem alinhamento com os critérios estabelecidos.

- O principal objetivo dessa atividade é a ênfase nas diversas maneiras sob as quais a HC pode utilizada no EC, evidenciando não haver uma única e hegemônica maneira de se escrever e trabalhar com a HC enquanto estratégia para a formação que se deseja promover, deixando claro que quem determina o tipo de HC são os objetivos educacionais daqueles que pretendem utilizá-la.

Ao final do semestre letivo, período em que todos os textos e demais materiais didáticos versando sobre as diversas temáticas propostas (Neutralidade em Ciência, Gênero em Ciência, Obstáculos para a implementação da HC, Ciência e Poder, HC, Arte e Ciência, entre outros) já haviam sido trabalhados, e suas respectivas sínteses feitas, foi incumbido aos alunos que elaborassem suas próprias sequencias didáticas que, apresentando determinados conteúdos de Física trabalhados no Ensino Médio, necessariamente deveriam apresentar, de forma harmoniosa e efetiva, estratégias relacionadas à HC em sua composição.

Os detalhes de uma dessas sequências didáticas encontram-se apresentados a seguir.

## Resultados obtidos

Esta sequência didática fundamenta-se nos conceitos básicos de Ótica Geométrica (OG), trabalhados a partir de uma contextualização histórica, e visa favorecer o envolvimento do aluno com o fazer científico, tornando-o apto à análise crítica quanto à evolução das ideias e conceitos físicos no decorrer das diversas épocas. As aulas têm uma abordagem diferenciada, não apenas expositiva, mas com a realização de experimentos que proporcionem uma conscientização científica quanto à elaboração de relatórios, pesquisas, sínteses, familiarização com artigos científicos e discussões em grupo.

## Objetivo

Apresentar possibilidades que ampliem os conceitos básicos da OG no EM, ou seja, trabalhar de forma diferenciada, apreendidas no PIBID, proporcionando o estímulo à curiosidade do aluno através de um experimento simples e dinâmico. Utilizar a HC como pano de fundo, de forma a discutir não apenas a Ciência em si, mas, também. sobre ela, a fim de formar um aluno consciente do mundo em que vive.

## Público Alvo

Alunos do EM de uma escola pública estadual, como parte das ações do PIBID.

## Justificativa

O assunto apresentado nesta sequência didática geralmente é abordado de forma sucinta e focado mais em aspectos geométricos e formulações matemáticas. Em geral, não são contemplados os contextos históricos em que surgiram tais proposições, os quais podem ser explorados de modo à produção de significados relevantes para o aluno. Diante dessa concepção, será trabalhado um experimento seguido de propostas de comparações da realidade na qual o aluno está inserido com o episódio histórico em que foram formuladas as respectivas teorias científicas.

Com referência às experiências do PIBID, que nos proporcionam uma formação que busca estender o aprendizado dos conteúdos específicos, podemos nos apropriar de novas formas de ensino-aprendizagem. Diante disso, é necessária uma busca constante de novos conhecimentos que ampliem a prática docente em física.

## Metodologia

Esta sequência didática foi elaborada para ser cumprida em 9 aulas, de 50 minutos cada. Durante esse período, serão trabalhados com os alunos conteúdos do tipo: luz e visão, trajetória e velocidade da luz, reflexão e refração.

Para dar início à apresentação dos conteúdos, será feita uma breve problematização acerca do funcionamento da visão, buscando identificar quais são os conhecimentos prévios dos alunos sobre o assunto, que serão o ponto de partida para uma discussão contemplando tais conhecimentos e tente dirimir possíveis dúvidas. Para isso, será feito o uso de trechos de breves vídeos sobre a visão . Em seguida, uma aula expositiva -que poderá ser feita a partir de recursos audiovisuais ou mesmo esquematização na lousa - sobre trajetória , dualidade e velocidade da luz , abordando conceitos básicos. Mais adiante será apresentada outra aula com os mesmos aspectos, mas discutindo os fenômenos óticos reflexão e refração , com aplicação de exercícios do livro didático adotado.

Depois dessa pequena introdução, que visa à familiarização dos alunos com alguns termos próprios da ÓG, serão realizados dois trabalhos com um mesmo artigo cientíco (SILVA, Cibelle C.; MOURA, Breno A. A natureza da ciência por meio do estudo de episódio históricos: o caso da popularização da óptica newtoniana . Revista Brasileira de Ensino de Física, São Paulo, v.30, n.1, 2008). Esses trabalhos visam à aproximação dos discentes com textos acadêmicos de forte apelo didático.

Os textos que serão entregues aos alunos foram sintetizados e reescritos, de maneira a ficarem sob uma linguagem mais acessível e dinâmica. Ainda assim, é intenção que o artigo original esteja disponível para que os alunos tenham acesso. Os alunos deverão analisar e discutir os textos em grupo e relatar as conclusões em uma lauda. Dessa forma, é possível que seja feita uma avaliação sobre o trabalho realizado.

Além desses dois trabalhos com o artigo científico, serão realizados dois

experimentos (um referente à luz, visão e formação de imagens em câmaras escuras e outro referente à reflexão total, com base no que ocorre em uma da fibra óptica).

No encerramento dessas atividades serão feitos questionamentos aos alunos, com discussão em relação aos paradigmas da Ciência discutidos no artigo, trabalhados nos experimentos, vídeos e aulas expositivas, paradigmas esses geralmente apresentados como verdadeiros e inequívocos.

## Cronograma

A título de proporcionarmos uma melhor visualização dos momentos didáticos, relacionamos no quadro 01, aula a aula, as estratégias a serem empregues ao longo dos conteúdos trabalhos.

Quadro 01: Distribuição das estratégias e conteúdos ao longo das aulas

## Considerações Finais

- O trabalho dos conceitos da Física feito por meio de uma rede de conhecimentos ligados aos mais diversos contextos históricos pode estimular a curiosidade do aluno para um saber científico, no qual ele fará pesquisas que trarão novas possibilidades de um ensino aprendizagem mais significativo, estabelecendo relações, comparações e desenvolvendo sua análise crítica frente às novas tecnologias.
- O PIBID almeja a concepção apresentada anteriormente, o qual destaca a importância da escola torna-se um espaço de aprendizagem constante do professor, proporcionando uma formação mais significativa licenciando bolsista.
- Isso é possível devido ao contato que os bolsistas têm com os alunos, da resolução de um exercício até a montagem de algum experimento. Uma vez que existe esse contato direto com os alunos, pode-se conhecer melhor sua forma de pensar, o que torna o processo ensino-aprendizagem mais fácil.

A sequência didática apresentada revela uma possibilidade de um aluno do EM, além de aprender conceitos de física, entender através também que a ciência não é feita apenas por um grupo de pessoas consideradas, com um nível de inteligência totalmente inatingível a 'meros mortais' e, acima de tudo, uma ciência que pode ser compreendida de um fazer científico humanizado.

## Referências

BRASIL. Ministério da Educação. Guia de livros didáticos: PNLD 2012 - Física. Brasília: MEC/SEB, 2011.

FORATO, Thaís C. M., MARTINS, Roberto de A., PIETROCOLA, Maurício. Historiografia e natureza da ciência em sala de aula. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 24 (1): 112-131, 2007.

GIL-PÉREZ, Daniel. Contribuición de la Historia y de la Filosofía de las Ciencias al desarrollo de un modelo de enseñanza/aprendizaje como investigación. Enseñanza de las Ciencias, v. 11, n. 2, p. 197-212, 1993.

HÖTTECKE, Dietmar; SILVA, Cibelle. C. Why Implementing History and Philosophy in School Science Education is a Challenge: An Analysis of Obstacles. Science & Education, n. 20, p. 293-316, 2011.

MARTINS, André F. P. História e filosofia da ciência no ensino: há muitas pedras nesse caminho. Caderno Brasileiro de Ensino de Física 24 (1): 112-131, 2007.

MARTINS, Roberto de A. A história das ciências e seus usos na educação. In: SILVA, Cibelle C. (Org). Estudos de História e Filosofia das Ciências: subsídios para aplicação no ensino. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2006. Introdução.

PEDUZZI, Luiz O. Q. Sobre a utilização didática da história da ciência. In: PIETROCOLA, M. (Org.) Ensino de Física - conteúdo, metodologia e epistemologia numa concepção integradora. Florianópolis: Editora UFSC, 2001.

MATHEWS, Michael R. História, filosofia e ensino de ciências: a tendência atual de reaproximação. Caderno Catarinense de Ensino de Física. Florianópolis, v.12, nº 3, p.164214, dez. 1995.

SCHMIEDECKE, Winston G.; Silva, Michel P. C.; Silva, Wagner M. A História da Ciência na composição de sequências didáticas: possibilidades trabalhadas em um curso de licenciatura em Física. . In: XIX Simpósio Nacional de Ensino de Física - XIX SNEF, Manaus, 2011.