O QUE NÃO SE PODE VER: UMA PRÁTICA DE ENSINO SOBRE O ESTUDO DE ONDAS PARA DEFICIENTES VISUAIS

## O QUE NÃO SE PODE VER: UMA PRÁTICA DE ENSINO SOBRE O ESTUDO DE ONDAS PARA DEFICIENTES VISUAIS

## Bruna Araujo Ferreira 1 , Deise Miranda Vianna 2 , Marcos Binderly Gaspar 3

- 1 Universidade Federal do Rio de Janeiro/IF/brunaaraujoferreira@yahoo.com.br 2 Universidade Federal do Rio de Janeiro/IF/deisemv@if.ufrj.br
- 3 Universidade Federal do Rio de Janeiro/IF/marcos.bgaspar@gmail.com

## Resumo

O ensino de Física para alunos com deficiência visual precisa explorar tantos sentidos quanto possível, de maneira que cada percepção ajude-o a completar a compreensão dos fenômenos da natureza. A Física ondulatória, em particular, é uma área importante da Física, e sua aprendizagem é intrínseca e exaustivamente visual. O objetivo deste trabalho é elaborar um material didático que atenda levar ao aluno do ensino médio, com ou sem deficiência visual, a compreender que a onda é composta de osciladores interligados que transferem energia, pois se isto é compreendido mal, não pode-se dizer que se entende bem qualquer fenômeno ondulatório. A estrutura e o desenvolvimento das aulas, em uma escola pública federal, estabelecidas neste trabalho permitem que o aluno consiga compreender os conceitos fundamentais da Física ondulatória. O conteúdo parte da oscilação de um pêndulo, passando pelos ciclos oscilatórios e finalmente abarcando a definição de onda, utilizando a perspectiva do ensino por investigação. Todos os fenômenos são apresentados com materiais especificamente construídos para este fim. Embora seja uma proposta, cuja sequência de aulas seja um pouco diferente do que a que se conhece e apresentada na maioria dos livros didáticos, temos tido uma boa aceitação e compreensão dos fenômenos, tanto dos alunos videntes ou não.

Palavras-chave : deficiente visual, oscilação, ondas, ensino por investigação, ensino de Física.

## Introdução

O ensino de Física para alunos com deficiência visual precisa explorar tantos sentidos quanto possível, de maneira que cada percepção ajude-o a completar a compreensão dos fenômenos da natureza. Masini (1994) faz uma crítica ao referencial visual que é geralmente usado em trabalhos para deficientes visuais, não sendo próprio deles. A Física ondulatória, em particular, é uma área importante da Física, e sua aprendizagem é intrínseca e exaustivamente visual. Batista (2005) entende que o vidente usa a visão para guiar os outros sentidos, enquanto os cegos os acionam de outra forma. Nesse sentido, este trabalho procura explorar ao máximo as percepções sensoriais do aluno deficiente visual, para que a memória perceptiva deste contribua à aprendizagem do conceito de ensino de ondas.

O objetivo deste trabalho é elaborar um material que atenda levar ao aluno com ou sem deficiência visual (Camargo, 2012) a compreender que a onda é composta de osciladores interligados que transferem energia, pois se isto é compreendido mal, não pode-se dizer que se entende bem qualquer fenômeno ondulatório. Então, faz-se necessário evidenciar este ponto, investigando de maneira interativa, como o período de oscilação interfere no quanto àquela onda se

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deslocará. A estrutura e o desenvolvimento das aulas estabelecidas neste trabalho permitem que o aluno consiga compreender os conceitos fundamentais da Física ondulatória. O conteúdo parte da oscilação de um pêndulo, passando pelos ciclos oscilatórios e finalmente abarcando a definição de onda, utilizando a perspectiva do ensino por investigação (Azevedo, 2004).

## Desenvolvimento

A estrutura e o desenvolvimento das aulas estabelecidas neste trabalho permitem que o aluno, com ou sem deficiência visual, consiga compreender os conceitos fundamentais da Física ondulatória. O conteúdo parte da oscilação de um pêndulo, passando pelos ciclos oscilatórios e finalmente abarcando a definição de onda, utilizando a perspectiva do ensino por investigação. Tomando como referência o trabalho de um dos autores (Ferreira, 2015), o estudo da oscilação será iniciado em um balanço infantil, permitindo que o aluno tenha sua percepção aguçada e, desta maneira, contemple a variação da velocidade durante o ciclo, compreendendo o período de um oscilador. Em seguida, a partir de um gráfico posição x tempo de um oscilador, discute-se o período de um ciclo e o significado da frequência.

Finalmente, tendo entendido como se comporta um oscilador, passaremos para um conjunto de osciladores que transportam energia, fazendo com que o aluno, agora, possa ter uma compreensão mais ampla, visualizando que, em qualquer onda, existe um conjunto de osciladores que transfere energia de um ponto a outro, estando cada um deles, oscilando em torno de um ponto de equilíbrio.

## Estrutura das aulas

As aulas são realizadas com alunos do 3º ano do ensino médio, tendo eles já visto o conteúdo de cinemática. Os conteúdos serão vistos em três aulas subsequentes, tendo cada uma, um conjunto de objetivos principais.

Aula 1 - oscilação

- - Movimento oscilatório: vai e vem em torno de ponto de equilíbrio;
- - Velocidade e aceleração nos extremos e nos pontos de equilíbrio;

Aula 2 - ciclos oscilatórios

- - Período;
- - Gráfico S x t de um oscilador;
- - Identificação do período no gráfico;
- - Frequência;

Aula 3 - onda

- - Onda como energia que se propaga por um conjunto de osciladores;
- - Onda periódica;
- - Significado físico do comprimento de onda;

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## Aula 1 - Oscilação

O objetivo desta aula é fazer com que o aluno compreenda que o movimento oscilatório é um constante 'ir e vir' em torno de um ponto de equilíbrio e observe que a velocidade é variável. Para isto, utiliza-se um balanço - como os de criança - e serão feitas algumas perguntas, de maneira que, à medida das respostas obtidas, outras intervenções sejam feitas pelo professor. É fácil perceber que a velocidade varia. Deve-se então, perguntar em que momento a velocidade se reduz ao mínimo e o que acontece com a aceleração neste momento, de modo que perceba que existe momentos em que a velocidade é mínima e outros em que ela é máxima, sendo a aceleração, responsável por esta variação. São feitas as seguintes questões abertas:

- - Descreva o movimento
- - Descreva as posições
- - Descreva a velocidade
- - Descreva a aceleração

Durante a oscilação, é perguntado sobre o conceito de período e como pode ele ser medido numa oscilação.

Para reforçar todos os conceitos, uma mola plástica com um pedaço de papel associado a ela, como um sensor é utilizada, para que se realize uma comparação entre os dois movimentos, pedindo que se compare e novamente identifique os momentos em que o oscilador tem maior e menor velocidade e como se mede nesta situação o período de oscilação.

## Aula 2 - Ciclos oscilatórios

Resgata-se, aqui, os exemplos da aula 1, definindo período como o tempo gasto para a realização de um evento. Quando se realiza um evento, diz-se que completou um ciclo, desta maneira, pergunta-se como se pode medir um período no balanço e na mola, para que se perceba o início e fim de um ciclo.

Figura 1: Gráfico posição x tempo de uma oscilação

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Com uma pistola de cola quente, reproduz-se uma oscilação em um sentido, e registramos numa folha de papel (figura 1). À medida que uma mão aperta a pistola, oscilando, a outra puxa a folha no sentido perpendicular à oscilação, registrando assim a posição versus tempo do oscilador, e o aluno cego acompanha o movimento das duas mãos do professor. Então, depois da definição de período, compreendida no balanço e na mola, eles apontam o início e fim de um período no gráfico posição versus tempo feito na folha. Os alunos devem identificar corretamente o início e término de um ciclo. Alguns indicam duas cristas consecutivas, enquanto outros escolhem dois vales, mesmo sem conhecerem estas definições.

Para a compreensão de frequência, são usados exemplos de outros conceitos que tem a própria frequência como medida no cotidiano, como os batimentos cardíacos. Faz-se uso novamente do exemplo do balanço para estimar a frequência em ciclos por minuto. Estabelecido o que é frequência, apresenta-se matematicamente sua relação com o período.

## Aula 3 - Onda

O objetivo final desta aula é estabelecer a relação entre onda e os osciladores. Para isto, eles terão contato com um conjunto de pêndulos simples interligados, todos na vertical, e se oscilará o primeiro e se perceberá que todos os outros ganharão o mesmo movimento, por estarem interligados (figura 2). Essa percepção se dará colocando o braço embaixo de todos os osciladores que, com o auxílio de um material flexível preso a cada oscilador, será possível senti-los moverem-se todos. Nesse momento seguem as seguintes questões:

- - É instantâneo o movimento?
- - De que maneira se movem?

Figura 2: Pêndulos interligados

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Deseja-se que o aluno entenda que esse conjunto que transfere movimento é uma onda. Pedimos que ele descreva o que sente. Faremos as seguintes perguntas:

- - Esse conjunto de osciladores significa alguma coisa?
- - Parece algum fenômeno?

Depois, mostraremos a propagação da onda num recipiente de água com pequenas esferas plásticas flutuantes, fazendo-o perceber que a onda transfere energia, mas não transporta matéria. O aluno pega uma das bolas com a mão sobre a água e, com a outra, acompanha uma segunda que está flutuando no recipiente, sem apertá-la. A primeira mão eleva a bola e a solta na água, enquanto a outra mão sentirá a segunda oscilando na água, e então perguntaremos:

- - Como que a outra se mexeu?
- - Como o movimento chegou nela?

Desse modo, faz-se uma comparação entre os pêndulos interligados e as moléculas de água, mostrando que quando as pequenas partes estão interligadas, uma parte se movimenta e todo o resto se movimenta, transferindo energia para todo o conjunto, mas que cada parte oscila em torno de um ponto. E então podemos denominar esse fenômeno: onda.

Feito isto, mostraremos um desenho de uma onda transversal feita em relevo sobre um plano (que se desloca como uma tampa de uma caixa de madeira) que deslizará sobre uma base (figura 3). À princípio, o aluno explorará o desenho com as mãos e perceberá que se parece com o gráfico de um oscilador que foi construído com a cola quente, como apresentado na figura 1. A partir daí, explicamos que essa imagem representa também uma onda, semelhante à que ele sentiu no braço, através do movimento dos pêndulos, e que muitas ondas apresentam esta visualização. Então, faremos desse modelo, uma onda em movimento, onde o pulso se propaga a partir da esquerda, puxando o desenho que está na tampa e deixando a base fixa. O aluno acompanhará com as mãos espalmadas e paradas e observará que todo o conjunto se desloca para a direita, com certa velocidade.

Figura 3: Onda transversal em relevo sobre um trilho

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Agora, entendido que o conjunto se desloca para a direita, encaixamos novamente a tampa e puxamos, mas neste momento, o aluno deficiente visual irá observar apenas o que acontece com um oscilador à medida que os pulsos se propagam. O aluno apoiará o braço direito na direção perpendicular à de propagação e se atentará ao que está sentindo ao longo do eixo do seu braço.

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Deste modo, o estudante pode perceber que os pulsos se propagam transmitindo um movimento, enquanto cada oscilador sobe e desde no mesmo eixo. Pergunta-se:

- - O que sobe e desce?
- - Isso se parece com algo que vimos em alguma aula?

Concluindo assim, que toda onda é composta de osciladores que vão e vem em torno de um ponto de equilíbrio.

Perguntamos então:

- - Você consegue contar um ciclo?

Então puxamos a onda e pedimos para que conte um ciclo como fez com a cola quente. Quando ele indicar que acabou o ciclo, mostramos que a onda percorreu um espaço. Introduzimos a questão da velocidade da onda para cada meio que se propaga. Mostramos que o período de oscilação de cada oscilador interfere no deslocamento da onda. Feito isto, podemos denominar este deslocamento específico para cada período de comprimento de onda. Destacamos que são constantes numa onda periódica, o período, comprimento de onda e frequência. A conclusão desta etapa se dá no desenvolvimento da equação fundamental da ondulatória, a partir dos conceitos já definidos.

É importante lembrar que todo aluno tem dificuldades em olhar a propagação de uma onda e fixar seus olhos em um ponto para entender que na onda, o que se desloca é o pulso, mas os osciladores permanecem se movendo no mesmo eixo. Esse esquema interativo também será aproveitado com o mesmo interesse para os alunos videntes, mas para que visualmente este aluno não se perca, colocaremos uma máscara (figura 4) para que ele fixe os olhos em um ponto e consiga fazer a mesma observação do deficiente visual.

Figura 4: Onda transversal sobre o trilho com máscara

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## Conclusão

O ensino de Física para alunos com deficiência visual precisa explorar tantos sentidos quanto possível, de maneira que cada percepção ajude-o a completar a compreensão dos fenômenos da natureza. A Física ondulatória, em particular, é uma área importante da Física, e sua aprendizagem é intrínseca e exaustivamente visual.

Mesmo por esquemas estáticos de ondas, não é difícil fechar os olhos e movê-las mentalmente para compreender alguns fenômenos, por isso, é fundamental que na aprendizagem de oscilação e ondas para o deficiente visual

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congênito, ele mesmo possa oscilar, explorando seu corpo e percebendo toda a variação que ocorre durante o processo, para então transpor isso a outros osciladores.

Além disso, compreender que a onda é composta de osciladores interligados que transferem energia é o ponto principal para qualquer parte do ensino de ondas, pois se isto é compreendido mal, não se pode dizer que se entende bem qualquer fenômeno. Então, faz-se necessário evidenciar este ponto, investigando de maneira interativa, como o período de oscilação interfere no quanto aquela onda se deslocará.

Nossa proposta para esta sequência de aulas é um pouco diferente da que aparece nos livros didáticos, mas, pela experiência, tem sido uma base forte na compreensão das características fundamentais da onda, sendo o aluno deficiente ou não.

## Referências

AZEVEDO, M. C. P. Ensino por investigação problematizando as atividades em sala de aula. In: CARVALHO, Anna Maria Pessoa de (Org.). Ensino de Ciências: Unindo a Pesquisa e a Prática . São Paulo-SP: Thompson, 2004. cap. 2, p. 19-33.

BATISTA, C. G. Formação de Conceitos em Crianças cegas: Questões Teóricas e Implicações Educacionais. Psicologia: Teoria e Pesquisa, Brasília, Vol. 21, n. 1, pp. 007-015, Jan-Abr 2005

CAMARGO, E. P. Saberes docentes para a inclusão do aluno com deficiência visual em aulas de Física. 1. ed. São Paulo: UNESP, 2012

FERREIRA, B. A. Uma Abordagem da Expansão do Universo para alunos com deficiência visual . 46f. Trabalho de Conclusão do Curso de Licenciatura em Física - Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2015

MASINI, E. F. S. O Perceber e o Relacionar-se do Deficiente Visual; Orientando Professores Especializados. Revista Brasileira de Educação Especial, Brasília, pp. 029-039, 1994

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