Projeto FísicArte: a intersecção Física e Arte na Alfabetização Científica para o Ensino Médio.

## PROJETO FÍSICARTE: A INTERSECÇÃO FÍSICA E ARTE NA ALFABETIZAÇÃO CIENTÍFICA PARA O ENSINO MÉDIO

## Elaine Bettini de Souza , Willian Henrique da Silva Pereira 1 2

1 UNESP (São José do Rio Preto), ebettini.unesp@gmail.com

2 UNESP (São José do Rio Preto), willianjb2007@gmail.com

## Resumo

Com o intuito de aprimorar o processo de ensino e aprendizagem, germinar e fortalecer os vínculos entre os estudantes e a ciência e entre os estudantes e o professor, através da utilização de uma linguagem artística, mais próxima a do cotidiano em que os alunos estão inseridos, na direção de amenizar alguns obstáculos epistemológicos com alunos que, comumente, não se sentem motivados a estudar (em especial a estudar Física), o projeto pretende abordar os temas presentes nos currículos regulares do ensino médio, de acordo com o caderno de Ciências da Natureza da Secretaria de Educação do Estado de São Paulo (SÃO PAULO,2012), com uma perspectiva diferente, reforçando e ampliando o conhecimento do conteúdo apresentado em sala de aula. Não seria possível tratar de todos os tópicos da Física em apenas um ciclo do projeto, por isso foi necessário fazer escolhas levando em conta os processos e fenômenos físicos mais relevantes no mundo contemporâneo e a realidade estrutural escolar da maioria das instituições públicas. Nesse sentido, para este primeiro ciclo, foram selecionadas oito intervenções respectivas aos seguintes temas: Contextualização histórica da ciência e arte modernas; Método científico; Equilíbrio e movimento; Universo, Terra e vida; Calor e ambiente; Som e imagem; Equipamentos elétricos e usos de energia; Matéria e radiação. As atividades mencionadas neste trabalho são exemplos de abordagens possíveis, pois um dos fundamentos do projeto didático FísicArte é selecionar e personalizar atividades para cada contexto escolar observado. Intercalando o desenvolvimento de aulas expositivas e experimentais de Física à luz da arte, ora atuando como novo objeto de estudo, ora como recurso didático, ora como linguagem e meio de comunicação.

Palavras-chave : Alfabetização Científica, Interdisciplinaridade, Física e Arte.

## Introdução

"Quando reconhecemos nosso lugar na imensidão de anos-luz e no transcorrer das eras, quando compreendemos a complexidade, a beleza e a sutileza da vida, então o sentimento sublime, misto de júbilo e humildade é certamente espiritual. Como também são espirituais as nossas emoções diante da grande arte, música ou literatura, ou de atos de coragem altruísta exemplar como os de Mahatma Gandhi ou Martin Luther King." (SAGAN,1995).

Além do despertar de emoções semelhantes, a Física e a Arte nutrem uma relação bem mais estreita do que costumamos imaginar. As artes foram consideradas como ciências da representação da natureza e mantinham intercomunicação com outras áreas científicas, até meados do século XVII (ROCHA, 2002). Desde então, ciência e arte, cada uma com sua linguagem, vêm construindo as referências que a humanidade tem da sua própria história. Quando, por exemplo, a relatividade superou a ideia de tempo único, transformações estilísticas também ocorriam nas artes plásticas, anarquizando a ideia de perspectiva, enquanto na literatura, a decadência dos enredos lineares e das narrativas únicas se instalava, conforme Mook apud \_Diéguez (2001).

A intersecção Física e Arte constitui também um objeto de motivação, um instrumento capaz de despertar o prazer e a alegria dos estudantes, se utilizada como estratégia educativa no intuito de difundir a familiaridade com conhecimentos científicos básicos tão necessários a formação de indivíduos e cidadãos.

Em Snyders (1988), reavemos a importância de um olhar mais cuidadoso sobre a necessidade de incitar o prazer de aprender, desenvolvendo o cidadão consciente de sua posição social e liberto, ao mesmo tempo que desenvolve um indivíduo satisfeito e alegre. Em seguida, Vygotsky (1998) afirma que a qualidade dos relacionamentos e as experiências interpessoais são a matéria base de construção da mente humana, determinantes no desenvolvimento do indivíduo. As características da mediação durante a aprendizagem evocam experiências emocionais que facilitam ou dificultam não só o desenvolvimento afetivo e volitivo, mas também o desenvolvimento cognitivo do aluno.

Sobre esse tema, também existem aspectos relevantes em Freire (1996). Nessa obra o autor nos alerta sobre o fato de o aluno não ser um depósito ('vazio') de conhecimento, ao contrário, deve ter sua formação individual respeitada, deve ser sujeito no seu desenvolvimento e na construção do conhecimento, junto ao educador, cuja responsabilidade não deve ser a de transferir conhecimento e sim de ensinar a pensar, de estimular a curiosidade e a reflexão crítica. E ainda nos lembra que o processo de ensino e aprendizagem é uma relação de troca, na qual aquele que ensina também aprende ao ensinar, ao mesmo tempo que aquele que aprende também ensina ao aprender.

Na medida em que passamos a olhar para essa mediação como um movimento fomentador de trocas e debates enriquecedores para todas as partes, podemos também enxergar a necessidade da escuta, da observação e da atenção às vivências e às bagagens culturais individuais. Conforme Libâneo,

[...] é preciso educar o olhar para a observação do aluno com a finalidade de conhecer um pouco mais dele além do que se permite intuir em sala de aula. Por exemplo, observar o comportamento no recreio, se brinca, se socializa com outras crianças, se é introspectivo, tímido ou agitado a maior parte do tempo. Esses traços de comportamento podem revelar aspectos importantes a serem considerados pelo professor. (1991, p. 161)

Quando nos relacionamos com adolescentes, jovens ou adultos, talvez seja interessante observar, por exemplo, o comportamento no relacionamento com os amigos, sua postura e tom de voz, onde e com quem mora, se e com o quê trabalha, se tem filhos, características da sua personalidade e preferências, dentro e fora da escola. Não para emissão de julgamentos, mas para tentar emergir na realidade do indivíduo e estabelecer um diálogo autêntico, bilateral e interativo, onde todos os envolvidos se comuniquem verdadeiramente.

Em Bourdieu apud\_NOGUEIRA e NOGUEIRA (2002), o indivíduo passa a ser caracterizado por uma bagagem herdada socialmente que pode ser colocada a serviço do êxito escolar. Além disso, o autor enfatiza que a comunicação pedagógica exige, para plena compreensão e aproveitamento, que os receptores dominem os códigos utilizados. Explicitando que existe uma linguagem característica a cada contexto social e que a utilização de uma linguagem adequada, ou seja, de acordo com os 'símbolos' conhecidos, influencia positivamente o desenvolvimento do processo de ensino e aprendizagem, mesmo que a inserção gradual de novos 'símbolos' seja um dos objetivos da educação pretendida.

## Objetivos e Obstáculos

Considerando a necessidade de ampliação dos objetivos educacionais para além do conteúdo programático, o projeto visa não apenas a formação do trabalhador qualificado mas também a alfabetização científica e a formação do cidadão consciente de seu contexto social, consciente das suas possibilidades e responsabilidades dentro de uma sociedade científica e tecnológica como a contemporânea; indivíduo capaz de interpretar, expressar e interferir por diferentes meios na realidade que o circunda, desperto para suas potencialidades e limitações; alegre, interessado e satisfeito em evoluir.

Ponderando a relevância da mediação do educador não como centralizador do conhecimento, mas como agente fomentador de curiosidade, reflexão crítica e de trocas prazerosas no desenvolvimento do aluno. Contemplando a importância da linguagem e a magnitude da intersecção entre a Física e a Arte, focando na emergência da alfabetização científica em massa e utilizando abordagens que correlacionam os domínios afetivo e cognitivo, o objetivo central do projeto chamado 'FísicArte', é observar a bagagem social dos alunos e desenvolver atividades que os auxiliem no despertar do espírito investigativo, introduzindo o funcionamento do método científico e desenvolvendo potencialidades, em busca de uma formação que habilite os estudantes a traduzir fisicamente o mundo moderno.

A Física ensinada na escola deve, portanto, ser pensada como um elemento básico para a compreensão e a ação no mundo contemporâneo e para a satisfação cultural do cidadão de hoje. No entanto, a escola média tem tido dificuldade em lidar adequadamente com os conhecimentos físicos na perspectiva de uma formação para a cidadania. (SÃO PAULO, 2008, p. 96)

Muitos obstáculos são encontrados nessa direção. Desde a desprovida infraestrutura escolar, indisciplina e pré-formação insuficiente dos alunos para o conteúdo proposto no currículo do Estado; passando pela necessidade de material didático para as atividades desenvolvidas e de um período de tempo maior para reflexão de cada atividade; indo até a emergência dos conflitos sociais internos e externos ao ambiente escolar. Como superá-los na direção de alcançar um processo de ensino e aprendizagem mais pleno, segundo os objetivos descritos acima?

## Desenvolvimento do Estudo

'A ciência descreve as coisas como são. A arte como são sentidas, como se sente que são. ' (PESSOA apud SILVA, 2011)

Entendendo a emergência da necessidade da alfabetização científica na formação de indivíduos culturalmente mais plenos e conscientes da relevância da ciência no desenvolvimento da sociedade, o projeto FísicArte, busca tornar essa realidade acessível a todos contextos escolares, através das seguintes estratégias:

- · Observa que as dificuldades apontam para a oportunidade de utilizar métodos, linguagens e abordagens alternativas, tentando sobrepujar os obstáculos e aspirarum processo de ensino e aprendizagem mais participativo e significativo.
- · Caracteriza o perfil dos alunos por meio de um questionário detalhado, contendo questões distribuídas entre dados pessoais, familiares e as esferas socioeconômicas e culturais, tendo em vista um aprofundamento no seu ambiente e nas suas vivências, almejando acurar a comunicação e os relacionamentos interpessoais. Com as informações coletadas, é possível identificar alguns pontos de

interesse e de vivência em comum entre os alunos, que servirão de base para o desenvolvimento do clico de atividades, como o módulo que propõe este trabalho.

- · Apresenta os temas sob perspectivas simples, por vezes metafóricas e análogas a cenários em que os estudantes se sintam mais confortáveis, contribuindo para a elevação da autoestima e segurança ao participar de atividades em disciplina comumente considerada de maior dificuldade, pela abstração exigida na resolução de problemas, utilizando a linguagem matemática.
- · Desenvolve atividades de baixo custo, respaldadas nas respostas obtidas sobre os questionamentos feitos aos alunos, ensejando a construção participativa do conhecimento, com o aluno sendo autor dessa história na medida em que se reconhece nela, envolve-se e recebe estímulos positivos no percurso.

## Proposta de atividades

Como uma resposta aos obstáculos levantados anteriormente e alicerçada nas estratégias descritas, segue uma síntese de oito possíveis intervenções do primeiro ciclo do projeto FísicArte:

- 1 - Contextualização histórica e problematização da Física e da Arte como caminhos de desenvolvimento humano, bem como o nascimento e a evolução da ciência e da arte modernas, ilustradas com a utilização de fantoches representando alguns dos personagens mais relevantes dentro dessas aventuras cheias de perseguições e grandes desafios. Em seguida, são pesquisadas na internet, junto aos alunos, imagens de alguns desses personagens e de algumas obras; fornecido papel, lápis de cor e canetas coloridas; e solicitado que os utilizem para representar duas personagens e suas respectivas contribuições, dentro dos dois campos de atuação, aproximando-os da narrativa de desenvolvimento da sua própria cultura.
- 2 - Problematização do método científico por meio da seguinte questão: qual o segredo da credibilidade que a ciência possui na sociedade atual? Será solicitado aos alunos que pesquisem para responder à questão colocada. Na aula seguinte o professor organiza o conhecimento, discutindo as respostas obtidas pelos alunos e explicando como o método científico diferencia a ciência de todos os outros tipos de conhecimento. Parafraseando Carl Sagan (1995), através desse mecanismo no qual o debate e as discussões de novas e diversas ideias são estimuladas substantiva e profundamente, porém combinados com o mais rigoroso exame cético, para que uma teoria seja considerada científica tem de provar a sua tese em face de uma crítica determinada e especializada. O professor solicita que os alunos pesquisem modelos científicos, discute e seleciona um, entre os modelos obtidos. A seguir, fornece cola, canetas e papéis coloridos, para que confeccionem um modelo simplificado do método científico selecionado, com as diversas etapas dispostas em sua ordem lógica, que será utilizado nas atividades seguintes.
- 3 - Reflexão sobre os conceitos de equilíbrio, força, variação de tempo e velocidade, por meio da análise do movimento da queda sequenciada de peças de dominós. Baseados nos dados (quantidade de peças, tempo, distância) que forem coletados na derrubada de uma primeira sequência curta (com poucas peças), serão feitas estimativas para outras sequências variadas. Criando hipóteses, fazendo as experimentações devidas e seguindo o método científico até a formulação de conclusões. As conclusões serão comparadas ao conteúdo apresentado em aulas sobre o assunto. O objetivo dessa atividade é aplicar e sistematizar o uso do método científico transposto anteriormente, explorar sua aplicação, seus limites e validade.

- 4 - Confecção de um Sistema Solar em escala (ilustrado na figura 01), intentando esclarecer os estudantes sobre nossas condições cosmológicas e desvendar algumas das crenças arraigadas ao manto da mitologia, aproximando-os das leis que regem a natureza. Incialmente o professor apresenta os planetas do Sistema Solar e suas características, e calcula, junto aos alunos, uma escala possível para representá-los, utilizando notação científica. Em seguida, fornece esferas (de isopor, vidro, plástico ou massa de modelar), barbante, cola, arame, retalhos de tecido, canetas, tintas e papéis coloridos; divide os alunos em grupos e solicita que cada grupo confeccione uma representação do planeta selecionado, de acordo com suas características e medidas calculadas. Promove um debate acerca das dimensões espaciais e temporais do universo. Ao final da atividade apresenta o vídeo 'To Scale: The Solar System - By Alex Gorosh and Wylie Overstreet' , no qual 1 esse sistema solar foi montado considerando também as escalas das distâncias.

Figura 01: Ilustração do Sistema Solar em escala, de Roberto Ziche Fonte: http://sploid.gizmodo.com/stunning-image-of-the-solar-system-to-scale-1654879433

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Os experimentos utilizados nas atividades 5, 6 e 7, foram retirados dos vídeos do canal do Youtube chamado Manual do Mundo , citados como fontes, 2 abaixo das figuras 02, 03 e 04, respectivamente.

- 5 - Para examinar as variações de temperatura, a natureza do calor e suas formas de transferência, será construída uma garrafa térmica caseira , utilizando uma garrafa plástica, jornal e papel alumínio, como na figura 02. Após exposição ao Sol desta garrafa térmica e de outra garrafa plástica comum (cheias de água) por algum tempo, será medida a variação da temperatura de ambas com auxílio de um termômetro. Os resultados serão submetidos à análise conjunta, tornando possível exemplificar formas de transferência de calor e condutividade de materiais.

Figura 02: Construção da garrafa térmica e exposição das garrafas ao Sol. Fonte: Vídeo 'Faça uma garrafa térmica em casa!'

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6 - O conceito das ondas mecânicas ganha um novo sentido sendo relacionado ao contexto do som e da luz. Com a construção de um osciloscópio caseiro (simplificado) é possível representar em imagens as vibrações produzidas por diferentes tipos de sons, explorarando as propriedades de uma onda, bem como os fenômenos de interferência e ressonância. A construção do equipamento consiste em envolver uma bexiga sobre uma lata de metal, cujo fundo foi previamente retirado, de modo que a lata fique com os dois lados abertos, para permitir propagação do som. Um pequeno pedaço de espelho é colado sobre a bexiga e uma caneta laser é fixada na lateral com um pedaço de cano de pvc e fita adesiva, conforme figura 03 à esquerda, incidindo o laser sobre o espelho com um ângulo de 45 graus. Ao emitir um som no lado aberto da lata, a vibração é transferida para a bexiga e o laser refletido projeta uma 'imagem da vibração da onda' em um plano de fundo escuro, conforme figura 03 à direita. É uma maneira simples de converter uma onda mecânica numa onda luminosa.

Figura 03: Osciloscópio caseiro (à esquerda) e projeção da vibração (à direita). Fonte: Vídeo 'Como enxergar sua própria voz (experimento de física).'

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7 - Observação de fenômenos elétricos e magnéticos, presentes em uma infinidade de equipamentos e aparelhos do cotidiano, assim como a observação de sistemas de geração e distribuição de energia elétrica, que serão ilustrados na construção de um mini gerador de energia. Um pedaço de fio esmaltado de cobre será enrolado em uma seringa (como mostra a figura 04 a) e quatro super ímãs (de Neodímio) serão colocados dentro da seringa. Posteriormente, dois LEDs serão conectados por fio sem esmalte (ver figura 04 b) ao fio esmaltado. Balançando a seringa, de modo que os imãs se movimentem rapidamente de um lado para o outro, a energia cinética do movimento será transformada em energia elétrica, que acenderá os LEDs (conforme figura 04 c). Em seguida, será construída uma lâmpada incandecescente, prendendo dois fios com pontas jacarés em um copo de isopor, sendo uma das pontas de cada fio em lados opostos do copo. Presa entre elas, será utilizado um grafite 0.5 como resistência (de acordo com a figura 04 d) e coberta por um recipiente de vidro, deixando apenas uma ponta de cada fio solta. Oito pilhas grandes, ligadas em série, serão conectadas, pelos polos, nas pontas soltas dos fios jacarés, fornecendo a energia elétrica que será transformada em energia luminosa (térmica) pela lâmpada (ver figura 04 e). Ao final das atividades, será investigada a quantidade de energia fornecida e utilizada em cada processo e, com base nos dados obtidos, serão estimados quantos mini geradores seriam necessários para acender a lâmpada (com resistência de grafite) que foi construída.

Figura 04: Construção do mini gerador (à esquerda) e da lâmpada (à direita). Fonte (imagens 'a','b' e 'c'): Vídeo 'Como fazer um gerador de energia com imã em casa'. Fonte (imagens 'd' e 'e'): Vídeo 'Como fazer uma lâmpada caseira (experiência de elétrica)'

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8 - Utilizando a intersecção entre Física, Literatura e Artes Cênicas, será encenado um trecho da narrativa do livro Alice no País do Quantum, Robert Gilmore (1938). Será realizada a leitura do capítulo VI, onde a abordagem metafórica da organização microscópica da matéria e o tratamento relativamente simples das partículas elementares possibilita a exploração do mundo subatômico. Alguns diálogos serão discutidos em sala e depois reproduzidos. Essa atividade, além de familiarizar o aluno com conceitos complexos da Física moderna, também permite desenvolver a interpretação de textos e o trabalho em equipe da turma, se aplicada de maneira criativa. O professor pode inserir objetos cênicos, por exemplo, uma cartola, de onde podem surgir bombas de confetes simulando explosões (e outros objetos que sejam úteis para encenação), como um "passe de mágica'. Ao final da atividade discutiremos as descobertas desde que o livro foi escrito, as aplicações e impactos dos conhecimentos abordados sobre a vida humana e o ambiente.

## Considerações Finais

'o ensino da física não pode prescindir da presença da história da física, da filosofia da ciência e de sua ligação com outras áreas da cultura, como a literatura, letras de música, cinema, teatro, etc.' (ZANETIC,2006).

Permanecemos convictos que a intersecção Física e Arte compõe um arsenal vigoroso e consistente na compreensão do mundo natural, não só pelo valor intrínseco destes conhecimentos, mas também pela capacidade de vínculo afetivo dos educandos para com a atividade. Assim como, acreditamos serem fundamentais para a formação do indivíduo em desenvolvimento pleno de suas potencialidades.

A proposta aqui apresentada é uma sugestão possível, mas um dos aspectos mais importantes do projeto é o questionamento dos alunos sobre suas necessidades e preferências, visando o desenvolvimento de um módulo didático que se adeque ao contexto da realidade em que se pretende aplicá-lo.

Quando utilizamos maneiras variadas de expressão e permitimos que os alunos façam o mesmo, damos a todos os envolvidos a chance de construir e organizar seus próprios modelos mentais a partir de referências que envolvam

símbolos familiares e remetam a experiências emocionais aprazentes. Dessa maneira, é viável reconciliar a Física com o prazer e com o cotidiano dos alunos, criando possibilidades para que os estudantes se apaixonem pela capacidade de expressão e consequentemente pelo conhecimento expresso.

## Referências

DIEGUEZ, Flávio. A Física que você não vê. Revista Super Interessante . São Paulo: Ed. Abril, v.162, fev./2001.

FREIRE, Paulo. Pedagogia da Autonomia: Saberes necessários à prática educativa. São Paulo: Paz e Terra, 1996.

GILMORE, R . Alice no país do Quantum: A física quântica ao alcance de todos. (Publicação original em :1938), Rio de Janeiro: Jorge Zahar; 1998.

LIBÂNEO, José Carlos. Didática . São Paulo: Cortez, 1991.

NOGUEIRA, Claudio Marques Martins; NOGUEIRA, Maria Alice. A sociologia da Educação de Pierre Bourdieu: limites e contribuições. Educação &amp; Sociedade , ano XXIII, n. 78, abr./2002.

ROCHA, José Fernando M. (org.). Origens e evolução das ideias da Física . Salvador: EDUFBA, 2002.

SAGAN, Carl. O Mundo Assombrado pelos demônios a ciência vista como uma : vela no escuro. São Paulo: Companhia das Letras, 1997.

SÃO PAULO (Estado). Secretaria de Estado da Educação. Proposta Curricular do Estado de São Paulo : Física. São Paulo: SEE, 2008.

SÃO PAULO (Estado). Secretaria de Estado da Educação. Currículo do Estado de São Paulo : Ciências da Natureza e suas tecnologias. São Paulo: SEE, 2012.

SILVA, Paulo Neves da. Citações e pensamentos de Fernando Pessoa . São Paulo: Casa das Letras, 2011.

SNYDERS, Georges. A Alegria na Escola. São Paulo: Ed. Manole, 1988.

VYGOTSKY, Lev Semenovitch . A formação social da mente . Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1998.

YOUTUBE. Manual do Mundo. Como enxergar sua própria voz (experimento de física). Direção: Iberê Thenório. São Paulo, 2015. 7,4 min. Disponível em: &lt;https://www.youtube.com/watch?v=6lArL9pCkhs&gt;. Acesso em: outubro de 2016.

YOUTUBE. Manual do Mundo. COMO fazer uma lâmpada caseira (experiência de elétrica) . Direção: Luca Brand. São Paulo, 2013. 4,42 min. Disponível em: &lt;https://www.youtube.com/watch?v=n4qbPLCiZCc&gt;. Acesso em: outubro de 2016.

YOUTUBE. Manual do Mundo. COMO fazer um gerador de energia com imã em casa . Direção: Iberê Thenório. São Paulo, 2014. 4,59 min. Disponível em: &lt;https://www.youtube.com/watch?v=EzEw\_Mg0rcU&gt;. Acesso em: outubro de 2016.

YOUTUBE. Manual do Mundo. FAÇA uma garrafa térmica em casa!. Direção e apresentação: Iberê Thenório. São Paulo,, 2015. 10,5 min. Disponível em: &lt;https://www.youtube.com/watch?v=JqJcKtNS1zM&gt;. Acesso em: outubro de 2016.

ZANETIC, João. Física e arte: uma ponte entre duas culturas . Pro-Posições v. 17, n. 1, 2006.