Um experimento inclusivo: O plano inclinado

## UM EXPERIMENTO INCLUSIVO: O PLANO INCLINADO

## Gabrielle Barbosa Aragão , Marcos Binderly Gaspar 1 2

1

UFRJ/Instituto de Física, contactegabrielle@gmail.com 2 UFRJ/Instituto de Física/ Departamento de Física Nuclear, mgaspar@if.ufrj.br

## Resumo

Este trabalho apresenta um experimento inclusivo de mecânica para ajudar a introduzir os conceitos de velocidade e aceleração para alunos de ensino médio e anos finais do ensino fundamental II integrando alunos deficientes visuais, cegos e baixa visão, e alunos videntes. A ideia base desta experimentação é explorar a audição fazendo com que os alunos deficientes visuais possam participar ativamente da atividade e que seja também uma atividade investigativa de forma que os próprios alunos possam, a partir de suas experiências cotidianas e o contato com a atividade, conceber os conceitos físicos abordados sem que se faça necessário à intervenção do professor. Este trabalho tem como ponto de partida a experiência pessoal de um dos autores que ao se deparar com um grupo de alunos deficientes visuais teve dificuldade de encontrar material adequado para trabalhar com este tipo de aluno. Juntamente com o outro autor deste trabalho e inspirados no experimento do plano inclinado de Galileu Galilei desenvolveram este recurso para a sala de aula.

Palavras-chave : Ensino médio; deficientes visuais; plano inclinado.

## Introdução

Este trabalho teve como grande inspiração o período de estágio de um dos autores no Colégio Pedro II onde foi o seu primeiro contato com alunos deficientes visuais e seu primeiro desafio como professor. A época, após uma rápida busca em artigos publicados online não encontrou muitas alternativas para inspirar os alunos que acompanhava e precisou ser criativo. Levando essa vontade de desenvolver projetos na área inclusiva ao seu orientador, o trabalho, objeto deste, começou a tomar forma através de uma pesquisa mais extensa, onde foi constatado o fato de que ainda há poucos trabalhos publicados que sejam experimentais na área de mecânica para alunos com deficiência visual.

Com a vontade de desenvolver um experimento que ajudasse seus alunos e colegas os autores buscaram inspirações e eis que a encontraram no trabalho do grande físico Galileu Galilei. A partir do filme "Galileo's Battle for the Heavens" que foi baseado no livro "A filha de Galileu" da historiadora Dava Sobel, os autores resolveram adaptar o plano inclinado desenvolvido por Galileu para ensinar os conceitos de velocidade e aceleração. Escolhido o experimento a dificuldade foi a mesma encontrada por Galileu, o tempo. Marcar o tempo de forma que um aluno deficiente visual pudesse aferir, ele mesmo, este dado foi um desafio que rapidamente foi solucionado pelos autores introduzindo um metrônomo.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

## Pesquisa

O primeiro passo dos autores deste trabalho, após a definição do tema de estudo, foi realizar uma pesquisa para buscar o que já havia sido publicado na área de ensino de mecânica para deficientes visuais, em particular ensino de cinemática.

Foi constatado que há uma pequena disponibilidade de textos sobre o tema escolhido. Os que foram encontrados são, principalmente, artigos sobre metodologia de ensino. Segue um breve comentário sobre o que pareceu serem os principais trabalhos nesta linha focando os que apresentam abordagem experimental.

Um levantamento extenso feito por Cozendey et al (Cozendey, 2011) que percorreu publicações entre janeiro de 1999 a janeiro de 2011. Cozendey et al (Cozendey, 2011) separam os textos encontrados por categorias e destes seguem comentários dos autores que vos falam em relação as publicações em que o foco é a experimentação.

O de Martelli (Martelli, 2003) se refere a experimentos com a construção de medidas. No entanto, foi encontrado apenas um resumo da proposta de trabalho em que não está explicitada a construção de tais equipamentos.

Tato e Lima (2009) abordaram a cinemática com a criação de um método para escrever equações utilizando uma placa de metal e fichas com símbolos matemáticos em braile, o que facilita muito o aprendizado da conceituação teórica. No entanto neste artigo a abordagem não é experimental.

Libardi, Cardoso e Braz (2011) fazem uma abordagem experimental sobre centro de massa que não é o objeto de estudo deste trabalho.

Outras publicações também foram analisadas, mas após o trabalho de pesquisa não foram utilizadas por abordarem outros temas da física que não são o objeto de estudo deste, tais como:

Calaça (2013) dentro de uma proposta de aula da professora Maria da Conceição Barbosa-Lima do IF - UERJ apresenta uma proposta de trabalho experimental inclusivo para trabalhar forças de atrito utilizando o plano inclinado.

Azevedo (2012) em sua dissertação de mestrado faz uma abordagem experimental e bastante prática sobre óptica.

Camargo (2007) apresenta 3 atividades para o ensino inclusivo e tem como foco aceleração, atrito e queda livre.

Como podemos perceber do exposto acima, há ainda muito espaço para construção de material experimental para o ensino inclusivo de cinemática, devido ao pouco interesse nesse tipo de trabalho, gerando dificuldades em incluir de fato os alunos deficientes visuais nas aulas de física.

## O experimento

Como expresso inicialmente a inspiração veio do plano inclinado de Galileu. Contudo, logo foi verificado que a montagem histórica não seria a mais adequada para a proposta de ensino pretendida. Já que a proposta de Galileu era que no plano inclinado a esfera descesse esbarrando em sinetas com posições ajustadas previamente para que o intervalo entre as colisões fosse sempre o

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

mesmo. Galileu ajustou estas posições medindo o tempo com 'relógios' que dispunha na época.

A abordagem escolhida pelos autores para esta atividade didática foi utilizar a audição dos alunos para a obtenção dos dados de um corpo em queda caracterizando a cinemática associada. A sugestão de um dos autores foi que o relógio fosse substituído pelas marcações sonoras do metrônomo. O aluno verificaria a sincronização dos 'tic-tacs' do metrônomo com os sons das colisões da esfera com os sinos. Foi ponderado então que um procedimento mais participativo seria fazer com que os alunos ajustassem, eles mesmos, as posições das sinetas. O metrônomo, além desta característica de marcação sonora, permite o ajuste dos intervalos de tempo para tornar viável a percepção das sincronizações.

Outro ajuste que se fez necessário neste sentido foi a inclinação do plano. No modelo histórico, que se encontra no Museu Galileu de Florença, a inclinação se mostrou muito grande, com a bola descendo em uma velocidade bastante alta, fazendo com que as distâncias percorridas pela bola fossem muito grandes para os intervalos de tempo convenientes para realizar o método das sincronizações. A consequência seria um plano inclinado muito extenso como o modelo do museu Galileu que tem 5,50m de comprimento. Buscou-se então a combinação mais conveniente entre duração dos intervalos sonoros do metrônomo com as distâncias percorridas pela bola para um plano inclinado de dimensão adequada para uma sala de aula que resultou em uma extensão de 2,20m.

A montagem resultado desse processo é mostrada abaixo (figura 01). O trabalho de marcenaria foi feito pelo marceneiro do Instituto de Física da UFRJ. Com essa montagem há o deslocamento solidário da caneleta, por onde a bola passa, com o trilho onde são encaixados suportes para sinetas (figura 02). Sinetas estas que foram inspiradas nas hastes utilizadas em sinos dos ventos (figura 03). Os autores optaram por este tipo de sineta por ter pequena espessura, permitindo assim uma localização mais precisa dos pontos em que a bola colide com as sinetas produzindo sons mais definidos no tempo e no espaço.

Figura 01: O plano inclinado versão final. (Foto dos autores)

<!-- image -->

Quanto ao metrônomo, os autores fizeram a escolha de um metrônomo digital na forma de um aplicativo de smartphone por acreditarem que seria uma forma de integrar mais o aluno com a atividade proposta, uma vez que ele faria o download antes da aula em que o experimento fosse apresentado.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

Figura 02: Detalhe do suporte da haste de alumínio. (Foto dos autores)

<!-- image -->

Figura 03: Detalhe da haste de alumínio. (Foto dos autores)

<!-- image -->

## Uma breve descrição da atividade experimental

O experimento foi pensado para ter como motivação inicial uma breve conversa com os alunos sobre a história de Galileu, que é uma personalidade que possivelmente será conhecida de alguns alunos, e a motivação dele para desenvolver o experimento do plano inclinado. Esta conversa com os alunos tem como intuito envolvê-los com a atividade e motivá-los a ter interesse em participar da atividade.

O professor orientador da atividade deverá separar os alunos preferencialmente em grupos mistos de alunos videntes e deficientes visuais, caso existam. Eles devem ser orientados inicialmente a ajustar as sinetas da forma que preferirem já sabendo que o objetivo da atividade é sincronizar as batidas do metrônomo com as colisões entre a bola e as sinetas. No caso dos alunos videntes e baixa visão foi observado pelos autores deste trabalho que o ajuste da sincronização se torna mais fácil de ser feito com os olhos fechados. Em caso de alunos com cegueira o professor deve apresentar o plano inclinado com as sinetas em posições aleatórias para que eles possam conhecer o experimento com as mãos antes e possam ser capazes de interagir na atividade como seus colegas videntes.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

O que se busca ao final da atividade é que os alunos percebam que a bola percorre distâncias cada vez maiores no mesmo intervalo de tempo sendo a aceleração responsável por esses acréscimos de velocidade.

Após a experimentação é preciso a intervenção do professor para que se chame a atenção quanto a diferenciação de alguns conceitos que podem ser confundidos como a velocidade que se afere que é uma velocidade média do intervalo entre as hastes e não a velocidade absoluta nem tão pouco a velocidade instantânea que são conceitos que podem ser confundidos pelos alunos.

## Resultados de uma aplicação

Para descobrir se o experimento era de fato funcional os autores foram ao NAPNE (Núcleo de Apoio ao Portador de Necessidades Específicas) do Colégio Pedro II - Campus São Cristóvão III. Lá a atividade foi desenvolvida com um grupo de 5 alunos, todos deficientes visuais mesclando alunos de baixa visão e cegos. Os alunos foram muito receptivos e muito cooperativos com a atividade.

Para que todos pudessem participar da atividade, os autores pediram aos alunos que se sentassem todos de frente para o plano inclinado e fizeram a abordagem inicial proposta. Foi pedido que um dos alunos ficasse responsável pela largada da bola e os outros ficaram responsáveis, cada um, por uma haste de alumínio. Foi explicado o procedimento e que deles deveriam sincronizar a posição da bola com as batidas do metrônomo.

Após realizar o experimento foi pedido aos alunos que eles relatassem o percebido sobre o movimento da bola durante a descida. Algumas das falas foram:

'A bola descia cada vez mais rápido.'

'Que a velocidade da bola aumentava porque a bola estava descendo.'

Os autores explicaram então que a razão entre a distância percorrida pela bola, em cada intervalo entre as hastes e a duração dos intervalos, previamente definida ao ajustar o metrônomo, é o que chamamos de velocidade. No entanto, foi preciso explicar a eles que se trata da velocidade média, comentando que a velocidade no início do intervalo será menor do que no fim do mesmo. Isto está relacionado ao conceito, bastante abstrato de velocidade instantânea, que não precisa ser abordado no momento de apresentação do experimento.

Um segundo conceito discutido com os alunos pós-experimentação foi a questão da bola descer cada vez mais rápido. Foi explicado a eles que na física esta ideia está relacionada ao conceito de aceleração. Que a bola tem um incremento de velocidade ao deslocar-se rampa abaixo. Esse aumento da velocidade com intervalos de tempo fixos recebe o nome aceleração.

Na época em que se aplicou a atividade com esse grupo ainda não se tinha obtido um instrumento de medida de distância que fosse suficientemente grande para cobrir a extensão da rampa. E não foi possível realizar medições com o grupo.

## Considerações finais

Este trabalho é resultado do trabalho de conclusão de curso de um dos autores. Após a aplicação da atividade com os alunos deficientes visuais foi

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

verificado que alguns ajustes ainda se faziam necessários para que a experimentação se torne mais autossuficiente para o aluno, de forma que a interferência do professor seja minimizada e que a atividade se torne mais investigativa.

Algumas modificações foram feitas após a aplicação da atividade tais como a inserção de uma fita métrica para que o experimento tenha a possibilidade de se fazer medições de forma que se pareça mais com um experimento feito em laboratório e que o aluno possa ter uma pouco dessa experiência de laboratório de um cientista.

- Ainda em processo de execução acrescentado a fita métrica será colocado de 5 em 5 centímetros números em braile para que um grupo de alunos todos deficientes visuais possam utilizar o equipamento sem ajuda de videntes para aferir as medidas de distância. Já foram acrescentados adesivos com relevo na fita métrica que está fixada acima do trilho das hastes de alumínio para facilitar as medições. Algumas outras dificuldades podem ser encontradas durante a utilização mas podem ser facilmente contornadas.
- O experimento atualmente faz parte do acervo do Laboratório Didático do Instituto de Física (LADIF) da UFRJ.
- A proposta desta atividade é ser uma atividade investigativa e verdadeiramente inclusiva de forma que os alunos videntes e deficientes visuais possam trabalhar lado a lado e em iguais condições dentro do possível.

## Referências

AXT, B. Relíquias de Galileu. Revista Ciência Hoje . 2011. Disponível em: &lt;http://cienciahoje.uol.com.br/blogues/bussola/2011/09/reliquias-de-galileu&gt;. Acesso em: 21 dez. 2015.

AZEVEDO, A.C. Produção de material didático e estratégias para o ensino de física para alunos portadores de deficiência visual. Julho de 2012. 87f. Dissertação (Mestrado em Ensino de Física) - Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2012.

CALAÇA, Limarcos. Experimento de um plano inclinado com força de atrito. In Experimentos para inclusão de alunos com deficiência visual em aulas de Física: uma contribuição dos licenciandos da UERJ - 2014 / Coordenação: Maria da Conceição Barbosa-Lima. Rio de Janeiro, 2013.

CAMARGO, E. P. É possível ensinar física para alunos cegos ou com pouca visão? Proposta de atividade de ensino de física que enfocam o conceito de aceleração. Física na escola, v.8, n.1, p. 30-34, 2007.

\_\_\_\_\_\_; SILVA, D. Atividade e material didático para o ensino de Física a alunos com deficiência visual: queda dos objetos. In: IV Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências. Bauru, SP, 2003. Anais eletrônicos do IV Enpec. Disponível em: &lt;http://www.dfq.feis.unesp.br/dvfisica/artigo5atividadeematerial.doc&gt;. Acesso em: 21 dez. 2015.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

\_\_\_\_\_\_; SCALVI, L.; BRAGA, T. Concepções espontâneas de repouso e movimento de uma pessoa deficiente visual total. Caderno Catarinense de Ensino de Física , v. 17, n. 3, p. 307-327, dez. 2000.

\_\_\_\_\_\_; \_\_\_\_\_\_; \_\_\_\_\_\_; VERASZTO, E. O ensino de Física e os portadores de deficiência visual: aspectos da relação de suas concepções alternativas de repouso e movimento com modelos históricos. Revista Iberoamericana de Educación , v. 38, n. 6, p. 1-19, 2005.

\_\_\_\_\_\_; \_\_\_\_\_\_; BARROS FILHO, J. Ensino de Física e deficiência visual: atividades que abordam o conceito de aceleração da gravidade. Revista Investigações em Ensino de Ciências , v. 11, n. 3, p. 343-364, dez. 2006. Disponível em: &lt;http://www.if.ufrgs/public/ensino/vol11/n3/v11\_n3\_a4.htm&gt;. Acesso em: 21 dez. 2015.

## CHERYE,

K. Galileo's Battle for the Heavens (PBS Documentary). Disponível em: &lt; https://www.youtube.com/watch?v=VnEH9rbrIkk &gt;. Acesso em: 21 dez.2015.

COZENDEY, Sabrina Gomes; COSTA, Maria da Piedade Resende da; PESSANHA, Márlon Caetano Ramos. Publicações sobre o ensino de física para alunos com deficiência visual. Benjamin Constant, Rio de Janeiro, n. 50, p.18-30, dez./fev. 17 - 2011. Disponível em: &lt;http://200.156.28.7/Nucleus/media/common/Nossos\_Meios\_RBC\_RevDez2011\_A rtigo\_2.doc&gt;. Acesso em: 21 dez. 2015.

Istituto Montani. Disponível em: &lt;http://www.istitutomontani.it/museo/strumenti/immagini/fisica/2galileo-gamow.jpg&gt;. Acesso em: 21 dez.2015.

LIBARDI, H.; CARDOSO, F.; BRAZ, F. Experimentos envolvendo conceitos de centro de massa para alunos com nenhuma ou pouca visão. In: XIX Simpósio Nacional de Ensino de Física. Manaus, AM, jan. 2011. Programação do XIX Snef. Disponível em:

&lt;http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xix/sys/resumos/T0100-2.pdf&gt;. Acesso em: 21 dez. 2015.

MARTELLI, V.; BARROS, S.; SANTOS, W. Uma proposta para a inclusão de alunos deficientes visuais nas aulas de Física do Ensino Médio. In: XV Simpósio Nacional de Ensino de Física. Curitiba, mar. 2003. Anais eletrônicos do XV Snef, p. 1.285-1.293.

Metrônomo. &lt;https://pt.wikipedia.org/wiki/Metr%C3%B4nomo&gt;. Acesso em: 21 dez.2015.

NEVES, M.C.D. et al. Galileu fez o experimento do plano inclinado?. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, v. 7, n.1, 2008.

TATO, A.; BARBOSA-LIMA, M. Material de equacionamento tátil para portadores de necessidades especiais visuais. In: XVIII Simpósio Nacional de Ensino de Física. Vitória, ES, jan. 2009. Programação do XVIII Snef. Disponível em: &lt;http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xviii/sys/resumos/T0290-1.pdf&gt;. Acesso em: 21 dez. 2015.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_