A importância da inserção de experimentos no ensino de física

## 'A IMPORTÂNCIA DA INSERÇÃO DE EXPERIMENTOS PARA O ENSINO DE FÍSICA '

## Glacy Ferreia da Silva , Mara Cristina Freitas , Vanda Maria Gomes 1 2 3

1 IFMA/DEP/IFMA,glacy209@yahoo.com.br

2 SEDUC-MA/CEGEL-MA,aramfreitas@yahoo.com.brl

3 SEDUC-MA/CEM Cidade Operária II, vgomes2007@yahoo.com.br

## Resumo

O presente trabalho foi desenvolvido no IFMA-SÃO LUÍS/CENTRO HISTÓRICO, juntamente com os cursos de meio ambiente e artes visuais, ambos do 2º ano. Abordando temas da Ótica Geométrica, os alunos desenvolveram projetos para elaboração de vários experimentos com o fim de verificar os princípios físicos estudados em sala de aula, observando na prática o que de fato acontece com o comportamento da luz, além de trabalhar o aspecto lúdico da disciplina, através de experimentos curiosos e divertidos com o objetivo de estimular o interesse pela física por meio da pesquisa, instigando-os à prática da investigação científica e produção de conhecimento. Ao final, a turma apresentou os experimentos na amostra científica da escola. Alguns dos experimentos apresentados foram: o caleidoscópio, o periscópio, o espelho infinito, reflexão com laser, refração com laser, reflexão total, câmara escura de orifício, luzes coloridas, reflexão em espelhos esféricos, entre outros. Por fim, os alunos das turmas responderam a questionários onde avaliou-se a metodologia adotada, além de se observar, através de exercícios e avaliações aplicadas em sala uma melhora no desempenho dos alunos. Assim, de acordo com dados coletados, identificou-se um aumento significativo no que tange ao nível de interesse e aprendizagem, concluindo-se que a inserção de atividades práticas que contextualizem o ensino tornam a aprendizagem não só mais estimulante como facilitam o entendimento e internalização dos conteúdos abordados.

Palavras-chave : ensino, experimento, ótica.

## 1.INTRODUÇÃO

A física estuda os fenômenos naturais da maneira que se comportam no espaço e no tempo, quantifica ou descreve através de teorias expressas em linguagem matemática. Entretanto, o modo como esse saber científico tem sido desenvolvido, sobretudo nas escolas públicas, apesar de todas as transformações que tem ocorrido no modo de ensinar, das novas práticas pedagógicas, ainda é inspirado fundamentalmente no modelo tradicional, em um processo mecânico, desprovido da interação com o meio. Por outro lado, a construção do conhecimento possibilita ao aluno a possibilidade de mudanças de paradigmas, onde o discente sai da perspectiva de um sujeito passivo para se tornar participante da construção do conhecimento. Assim, esse trabalho teve por finalidade demonstrar como a produção de experimentos feita pelos próprios alunos com a devida orientação do professor, contribui significativamente para o processo de aprendizagem e, ainda, demonstrar que é possível dar mais dinamismo às aulas e aumentar o interesse dos alunos pela física, estimulando a pesquisa, investigação e produção de conhecimento, a partir da análise do funcionamento de experimentos baseado em seus princípios físicos. Assim, foram feitos vários experimentos na área de ótica

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buscando conhecer os princípios básicos da ótica geométrica, bem como os diversos fenômenos óticos como reflexão, refração, não deixando de atentar para a promoção do aspecto lúdico, através de experimentos curiosos e divertidos. Dessa forma, esse trabalho, que foi exposto na amostra ciências naturais (ACN) da escola, proporcionou aos alunos o desenvolvimento do espírito científico, tornando-os mais atentos e curiosos a cerca do mundo a sua volta.

## 2. O USO DE EXPERIMENTOS NO ENSINO DE FÍSICA E OS PCN'S

Uma das maiores dificuldades de ensinar física é envolver os alunos com esses saberes e ao mesmo tempo desmistificar uma série de modelos construídos no imaginário popular e, ao longo do curso de ensino médio, estigma da complexidade dos seus mais diversos conteúdos. Assim, um dos objetivos desse trabalho é desenvolver no educando a capacidade de observação, investigação e síntese, de modo que, ao final, o aluno possa tirar suas próprias conclusões sobre os diversos fenômenos estudados através da construção de experimentos com materiais encontrados no dia a dia, transformando-os em um meio facilitador da aprendizagem, dando-lhes um significado, como bem frisam os parâmetros curriculares nacionais:

[...]O ensino de Física vem deixando de se concentrar na simples memorização de fórmulas ou repetição automatizada de procedimentos, em situações artificiais ou extremamente abstratas, ganhando consciência de que é preciso lhe dar um significado, explicitando seu sentido já no momento do aprendizado, na própria escola média.' (Parâmetros Curriculares Nacionais -Ensino Médio, 2000, p. 91).

Assim, a inserção de experimentos na prática escolar vem atender principalmente essa necessidade de dar significados ao aprendizado em física, e, ainda, suprir carências, sobretudo em escolas públicas da falta de um laboratório que atenda a essa outra vertente da física que é a observação experimental. Sabese que o conhecimento em física só se desenvolve fundamentalmente sob a ótica da observação e experimentação, de onde se infere novos princípios, novas teorias. Desse modo, essa prática de fazer com que o aluno venha a produzir experimentos permite inseri-lo dento desse contexto, observando, investigando e tirando conclusões a respeito das mais diversas leis físicas. Verifica-se, então, que a inclusão desse tipo de atividade leva o aluno a perceber, num nível mais profundo, as diferentes regularidades que levam a produção do conhecimento físico de um ponto de vista que engloba todos os seus diferentes aspectos além de trabalhar o lúdico.

Desse modo, os experimentos foram produzidos buscando atender os princípios norteadores dos Parâmetros Curriculares Nacionais que em relação a ótica, conteúdo a ser explorado na produção dos experimentos, ressalta que:

"A ótica e o estudo de ondas mecânicas podem tornar-se o espaço adequado para discutir a imagem e o som como formas de transmissão de informação, analisando os fenômenos e processos de formação de imagens e de produção de sons, mas também os processos de codificação, registro e transmissão de informações através do som e da imagem." (Parâmetros Curriculares Nacionais -Ensino Médio, 2000, p. 98).

Revela, ainda, sua importância enquanto produtora de tecnologias na sociedade moderna:

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"Para situar-se no mundo contemporâneo é necessário compreender os atuais meios de comunicação e informação, que têm em sua base a produção de imagens e sons, seus processos de captação, suas codificações e formas de registro e o restabelecimento de seus sinais nos aparelhos receptores. Estudar esses mecanismos significa propiciar competências para compreender, interpretar e lidar de forma apropriada com aparatos tecnológicos, como a televisão, os aparelhos de CDs e DVDs, o computador, o cinema ou mesmo a fotografia. Como obter registros de imagens ou de sons, como melhorar cópias, como projetar imagens, como amplificar sons, como isolar acusticamente uma sala, como melhorar a qualidade das informações registradas? Como som e imagem se associam em filmes, na TV ou em vídeos? Essa abordagem implica em trabalhar tanto a natureza ondulatória comum ao som e à luz, quanto reconhecer suas especificidades." (Parâmetros Curriculares Nacionais +-Ciências da Natureza e suas Tecnologias, 2002, p. 44).

E, por fim, no que tange ao comportamento da luz, que é o principal objeto de estudo nos experimentos aplicados, aduz :

"Também inclui, quanto à luz, compreender a formação de imagens e o uso de lentes ou espelhos para obter diferentes efeitos, como ver ao longe, de perto, ampliar ou reduzir imagens. Nesse sentido, o traçado dos raios de luz deve ser entendido como uma forma para compreender a formação de imagens e não como algo real com significado próprio. Significa também adquirir uma nova compreensão dos materiais, através de modelos sobre sua estrutura que explicam a natureza dos processos de interação da luz ou do som com esses meios." (Parâmetros Curriculares Nacionais +-Ciências da Natureza e suas Tecnologias, 2002, p. 56).

Assim, revela-se salutar e necessário que diferentes práticas e recursos sejam abordados em sala de aula com o fim não só de facilitar a aprendizagem mas contextualizar a física como parte integrante do nosso cotidiano e da sociedade em geral, enquanto produtora de conhecimento e tecnologia.

## 3. METODOLOGIA

O trabalho foi desenvolvido através de pesquisa bibliográfica sobre o tema e, posteriormente, formaram-se várias equipes em cada sala, onde cada equipe ficou responsável pelo desenvolvimento do projeto que consistia na produção do experimentos, tendo prosseguimento em duas etapas: inicialmente houve a pesquisa sobre o tema e modo de montagem, e, finalmente, a apresentação na amostra de ciências naturais do IFMA-Campus São Luís/Centro Histórico que ocorreu no dia 18.10.2016. Foram escolhidos experimentos que além de demonstrar de forma bem visível os diversos princípios e fenômenos da ótica, pudessem também impressionar e atrair o público, além de entusiasmar a turma que o confeccionou, desta forma, após serem apresentados na amostra científica da escola, deu-se, então, continuidade a pesquisa quanto aos aspectos cognitivos produzidos por essa prática, com aplicação de questionários, exercícios e avaliações na turma. E, por fim, de posse desses dados fez-se a sondagem dos efeitos produzidos pela inserção dos experimentos em diversos aspectos como interesse, estímulo e nível de aprendizagem.

## 4. EXPERIMENTOS APRESENTADOS

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A seguir será feito um breve relato de alguns dos experimentos apresentados.

## 4.1 Caleidoscópio

Foi produzido um caleidoscópio com espelhos formando ângulos entre si de 60º, com pequenas miçangas colocadas dentro para favorecer o efeito visual. Com a ocorrência de múltiplas reflexões simétricas, era possível visualizar diferentes figuras coloridas, devido a esse aspecto lúdico, esse intrumento foi utilizado por muito tempo como brinquedo, hoje é usado para se criar padrões de desenho.

Figura 01: Caleidoscópio apresentado na ACN-IFMA

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## 4.2 Espelho Infinito

O Espelho Infinito é um experimento cujo objetivo é mostrar a formação de imagens infinitas colocando-se um espelho e semi-espelho em paralelo numa câmara. Basicamente foi construído com lâmpadas de pisca-pisca, dois vidros espelhados paralelos, sendo um deles com aplicação de insufilm espelhado, a fim de refletir as imagens e, ao mesmo tempo, ter a transparência necessária para se observar o efeito luminoso.

Basicamente, quando temos uma associação de espelhos, como no nosso experimento, a imagem sofre uma série de reflexões nos espelhos antes de emergir do sistema, desse modo, eles foram dispostos em paralelo a fim de gerar reflexões infinitas. Como sabemos de acordo com o ângulo entre os espelhos podemos gerar múltiplas reflexões entre eles, então, controlando-se o ângulo ( α ) de abertura entre eles teremos um número (N) de imagens formadas, dadas segundo a formula: N=360/ α -1.

Então podemos supor que se os espelhos forem paralelos teremos infinitas imagens, é o que ocorreu em nosso experimento, pois cada imagem se comportava como um objeto e assim sucessivamente.

Figura 02: Espelho Infinito apresentado na ACN-IFMA

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## 4.3 Reflexão com Laser

O experimento consistia em espelhos adequadamente posicionados dentro de uma caixa e submetidos a um feixe de luz laser. Com a aplicação dessa luz em um dos espelhos e, concomitantemente, a borrifação de um "spray" com o objetivo de que houvesse seu espalhamento e ela tornava-se visível, pudemos verificar, então, a sucessiva reflexão dos raios de luz nos demais espelhos, permitindo a comprovação prática das leis da reflexão, além de produzir um efeito luminoso belo e lúdico .

Figura 03: Reflexão a laser apresentado na ACN-IFMA

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## 4.4 Periscópio

O periscópio é um acessório fundamental dos submarinos, usados para captar imagens acima da água. Também teve largo uso em guerras, para observar o movimento do inimigo de dentro de trincheiras. É também chamado de berinscópio.

Um periscópio básico utiliza dois espelhos paralelos, a certa distância um do outro. Os espelhos devem estar num ângulo de 45°, pois, caso contrário, a imagem não ficará perfeita. Os raios luminosos atingem o primeiro espelho, que os reflete para o segundo espelho; daí são novamente refletidos para o visor. O trajeto completo da luz possui a forma aproximada da letra "Z", onde por uma das extremidades a luz refletida pelos corpos a serem observados entra, e pela outra ela atinge os olhos do observador, possibilitando que este veja o que, a princípio, estaria fora do seu alcance de visão. No nosso caso, foi feito com cano de PVC, pintado e com os espelhos devidamento posicionados, como mostrado na figura abaixo.

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Figura 04: Periscópio apresentado na ACN-IFMA

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## 4.5 Câmara Escura

A fim de demonstrar o princípio da propagação retilínea da luz, além de estudar a formação de imagens em lentes convergentes, propôs-se o projeto da câmara escura, que basicamente é constituída por uma caixa, que no caso foi usado um galão de tinta, todo pintado de preto, totalmente fechado, onde ao invés de se deixar apenas um pequeno orifício para passagem da luz, usou-se uma lente convergente, que além de fornecer uma imagem mais real e focada, permite o ajuste da imagem movendo a lente para trás e para frente ao invés de fazer esse movimento com o anteparo, o que a tornou mais fácil de manusear e permitiu a produção de imagens mais nítidas. A figura a seguir ilustra de forma esquemática o que acontece na câmara e, logo abaixo, temos a câmara produzida por nossos alunos.

Figura 05: Figura esquemática da Câmara Escura

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Figura 06: Câmara Escura apresentado na ACN-IFMA

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## 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Observou-se, assim, após a aplicação de atividades e avaliações com a turma, que houve uma significativa melhora não só no desempenho dos alunos mas no interesse pela disciplina, além de se verificar, também, um desenvolvimento maior das relações interpessoais, principalmente pelo desenvolvimento dos projetos em equipe. Então, pode-se constatar, também, que o desenvolvimento de experimentos simples, seguros, de fácil execução e extremamente atrativos, levaram os alunos a refletir e observar os princípios físicos na prática, dando um significado ao conteúdo aprendido, além de perceberem a natureza ao seu redor de uma maneira diferenciada, identificando a presença da ciência em suas mais variadas formas em tudo o que os cerca, permitindo a apropriação desses conhecimentos já que puderam ser os construtores de um projeto científico; sendo também

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devidamente valorizado o aspecto lúdico, prazeroso, de poderem construir experimentos curiosos, divertidos e que impressionavam os sentidos. A aplicação de questionários avaliativos quanto ao nível de aceitação das turmas a essa metodologia, mostrou que além de um alto índice de aprovação, houve também maior motivação e interesse pela disciplina, aumentando significativamente o nível de entendimento dos alunos.

## Referências

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- PITERCOLA, Maurício . Ensino de Física: conteúdo, metodologia e epistemologia numa concepção integradora. Florianópolis: Ed. UFSC, 2001.

VILAS BOAS, Newton. Tópicos de Física - Vol. 1. 20 ed.São Paulo: Ed. Saraiva, 2007.

- VALADARES, Eduardo de Campos. Física mais que divertida: inventos eletrizantes baseados em materiais reciclados e de baixo custo. - 2 ed. revista e ampliada. Belo Horizonte: Ed. UFMG, 2002.

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