UMA VISÃO DA FÍSICA ATRAVÉS DE EXPERIÊNCIAS DO DIA A DIA

## UMA VISÃO DA FÍSICA ATRAVÉS DE EXPERIÊNCIAS DO DIA A DIA

## Fátima Magno 1 , Simone Fraiha 2 , João Furtado 3 , Thays Moraes 4 , Caio Bentes 5

1 Universidade Federal do Pará, Faculdade de Física, fnbm@ufpa.br

- 2 Universidade Federal do Pará, Faculdade de Física, fraiha@ufpa.br
- 3 Universidade Federal do Pará, Faculdade de Física, furtado@ufpa.br
- 4 Universidade Federal do Pará, Curso de Física, angelicathay@gmail.com

5 Universidade Federal do Pará, Curso de Física, caiobentes@gmail.com

## Resumo

Neste trabalho, relatamos como foi recebida a apresentação em Praça Pública, de experimentos de Física, confeccionados com material de baixo custo, em quatro Municípios do Estado do Pará. A estratégia de ensino foi desenvolver experimentos de baixo custo, buscando criar um ambiente estimulador do pensamento reflexivo. A metodologia compreende apresentar este trabalho com o objetivo de verificar qual o interesse provocado na população, na explicação da relação da Física com o dia a dia. Paralelamente a esta apresentação, três graduandos do Curso de Licenciatura em Física fazem a mesma pesquisa, porém, a metodologia compreendeu aulas expositivas e aulas práticas através de experimentos de baixo custo realizadas em grupos, realização de análise dos dados experimentais e discussão sobre os experimentos realizados, relacionando-os com o cotidiano. Durante o desenvolvimento dessas atividades os alunos puderam contar com a colaboração do professor e dos colegas de turma. A experiência da implementação deste trabalho, tanto em uma escola quanto fora dela, mostra que é possível utilizar experimentos de baixo custo, motivando os alunos a confrontar seus conhecimentos prévios com os fenômenos físicos a luz dos conceitos teóricos proporcionando uma aprendizagem crítica e uma melhor leitura do mundo que os cerca, pois foi notado grande interesse demonstrado pelo público na apresentação dos experimentos, fazendo questionamentos e mostrando-se, muitas vezes, surpreso com a associação feita entre a Física e o nosso cotidiano. O mesmo interesse foi detectado pelos graduandos, em seus alunos, quando construíram e executaram os experimentos de Física, usando o mesmo tipo de material.

Palavras-chave: Experimentos de Física; Material de baixo custo; Dia a dia.

## 1. Introdução

A ciência, que já foi chamada de filosofia natural, abrange o estudo de coisas vivas e inanimadas: as ciências da vida e as ciências físicas. As ciências da vida incluem a biologia, a zoologia e a botânica. As ciências físicas, a geologia, a astronomia, a química e a física (HEWITT, 2011).

A Física é o estudo das leis que descrevem os aspectos mais fundamentais da natureza: matéria, energia, forças, movimento, calor, luz e outros fenômenos. Todos os sistemas naturais, como os planetas, as estrelas, as células e os seres humanos possuem as mesmas propriedades básicas: assim, a Física é o ponto de partida de praticamente qualquer investigação da natureza (TREFIL; HAZEN, 2006). O estudo das fases da lua, do curso dos astros, do ciclo dos eclipses, da ilusão óptica, das curvas das estradas, dos pneus dos carros de corrida, da fibra óptica, da utilização do telefone celular são alguns exemplos de como a Física pode ser

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utilizada em nosso dia a dia, despertando o interesse dos jovens por esta disciplina, que tem o estigma de 'difícil' e 'desinteressante'.

A motivação básica da ciência sempre tem sido a de entender o universo. É a mesma curiosidade que leva um menino a desmontar um relógio para saber como funciona. Um dos objetivos é demonstrar que muitos eventos da vida cotidiana são explicados pela ciência, e que o princípio físico é utilizado sem sabê-lo. Por que uma mesma garrafa térmica consegue conservar líquidos frios e quentes? Por que temos que fazer força para mantermos o equilíbrio quando o carro faz uma curva? Por que os carros de corrida usam pneus lisos enquanto os de carros comuns possuem ranhuras? Por que as curvas das estradas têm uma inclinação maior em um dos lados? Existe Física ao se cozinhar comida no micro-ondas? Por que existe a comunicação sem fio? Por que o ouvido das pessoas dói quando se sobe a serra? O que é a luz? Como e por que se movem os corpos celestes? Por que se ouve o barulho do metrô debaixo dos pés? (NUSSENZVEIG,1999; TREFIL, HAZEN, 2006).

É importante destacar que uma 'aula com demonstração' pode ter lugar na própria sala de aula onde o professor ministra suas aulas. Pode-se demonstrar experimentalmente a Física, através de laboratórios equipados com experimentos de última geração, mas também pode-se mostrar os fenômenos físicos através de experiências realizadas com materiais usados no dia a dia, como garrafas pet, lâmpadas, bússolas, pilhas, velas, seringas e agulhas de injeção, funis, etc.

Neste trabalho descreveremos a estratégia utilizada e os resultados obtidos de um projeto desenvolvido durante os anos de 2016 e 2017, denominado 'Uma visão da Física através de experiências do dia a dia', com o objetivo de desmistificar a Física e torná-la mais interessante aos estudantes do Ensino Médio. Para isto confeccionamos kits de experimentos com material de baixo custo e apresentamos em Praças Públicas, em vários Municípios do Estado do Pará. Iniciaremos este artigo com um breve histórico sobre os experimentos e suas utilidades no ensino de Física na sec. 2. Na sec. 3 faremos uma descrição da infraestrutura disponível para a confecção dos kits experimentais. Exporemos na sec. 4 a metodologia seguida pelos autores. Na sec. 5 apresentaremos os resultados obtidos e finalizaremos o trabalho com a conclusão na sec. 6.

## 2. Os Experimentos

## 2.1 O surgimento da experimentação

A história mostra que o surgimento do método científico ocorreu em 1582 quando Galileu Galilei (1564-1642) reproduziu em sua residência o experimento em que observara um grande candelabro oscilando levemente, durante uma missa em Pisa, o qual foi substituído por uma pedra amarrada a uma corda, chegando à constatação de que o período da oscilações era independente do peso da pedra, ou seja, uma pedra leve oscila com o mesmo período de uma pedra pesada. Galileu tinha um estilo próprio e inovador para a época - não acreditava cegamente nos ensinamentos do filósofo Aristóteles (384-322 a.C.) - ao invés disso, propunha experimentos para confrontar suas ideias com a realidade, antes de determinar sua validade - posteriormente desenvolveu relações matemáticas capazes de descrever a queda dos corpos e o movimento de projéteis, chegando a ser o primeiro cientista verdadeiramente moderno (MOREIRA, 2015).

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## 2.2 Atividades experimentais no ensino de Física

Muitos professores, quando questionados sobre a forma como vem sendo trabalhado o ensino de Física nas escolas, se mostram insatisfeitos e, raramente, esta insatisfação se materializa em alguma ação ou mesmo reivindicação. Há um conformismo ou passividade que impede a implantação de alguma mudança. Porém, quando questionados sobre essa postura de passividade e conformismo, a maioria dos professores aponta principalmente quatro grandes deficiências estruturais das escolas: a) falta de material e de equipamentos; b) falta de local adequando para realizar as atividades; c) falta de tempo para o seu preparo; d) número insuficiente de aulas na carga horária (GASPAR, 2014).

Para a maioria dos conteúdos existem atividades experimentais, e o acesso a esses materiais não são difíceis, hoje é fácil encontrar livros e sites que tratam exclusivamente de experimentos de Física, mas quando se observam pesquisas sobre ensino de Física, a frequência do uso de atividades experimentais é baixa. Diante destas constatações, (GASPAR, 2014) afirma que: obstáculos que dificultam e desestimulam o emprego de atividades experimentais são de natureza pedagógica, independente das dificuldades estruturais ou do despreparo dos professores.

Há também quem reconheça o próprio despreparo para realizar atividades experimentais, decorrente de uma deficiência durante a formação acadêmica. A existência de outras dificuldades mais relevantes, as de natureza pedagógica, talvez seja a verdadeira ou principal causa da precariedade da prática experimental nas escolas.

## 2.3 Experimento de baixo custo

- O experimento de baixo custo é aquele cujo material seja reutilizado ou adquirido facilmente no mercado, comparado com o valor dos experimentos vendidos comercialmente, e que substitui o experimento que normalmente seria realizado em um laboratório convencional, ou seja, serve como uma abordagem paliativa, ou talvez definitiva, dependendo do poder aquisitivo da escola.

Um dos significados da palavra paliativo é aliviar momentaneamente um mal. Esse mal está relacionado ao improviso de não se ter um laboratório equipado, com condições mínimas necessárias para se obter êxito na prática pedagógica.

- O interesse por experimentos de baixo custo no ensino de Física é salutar aos objetivos didáticos, no que diz respeito à forma de como o educando irá interagir com a teoria aprendida em sala de aula ao se deparar com a prática vivenciada no seu cotidiano.

## 2.4 Benefícios do uso de experimentos de baixo custo

Os experimentos de baixo custo apresentam várias vantagens. Em muitas propostas dispensam o uso de laboratório ou de assistente; além do mais, as atividades podem ser realizadas em outros ambientes que não sejam o Laboratório de Física, tais como a sala de aula, o pátio da escola ou uma Praça Pública (como foi um dos casos do Projeto Uma visão da Física através de experiências do dia a dia, aqui relatado). Levando-se em conta que os materiais são de fácil aquisição, algumas vezes os equipamentos podem ser construídos em casa pelos próprios

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alunos, não havendo a necessidade de manutenção e de assistentes de laboratório para que os experimentos se realizem. Essa praticidade de manuseio serve como uma saída à questão do tempo de preparação das atividades experimentais reclamada pelos professores, que são capazes de orientar seus alunos através de uma explicação básica para o que desejam.

Alguns elaboradores de experimentos de baixo custo destacam a importância da construção dos materiais pelos alunos, para aprimorar habilidades manuais e ter zelo pelo material construído. Quando utilizados em escolas, os experimentos de baixo custo são planejados para estar ao alcance de professores e alunos, pois não há dificuldade de se trabalhar com eles. Enquanto o professor se depara com a segurança que esses equipamentos lhe fornecem, pois sua manipulação e teorização fazem parte do seu completo domínio, os alunos podem se concentrar no experimento-teoria ao invés de dominar técnicas de manuseio de instrumentos que são de difícil compreensão e de fácil desmotivação (LABURÚ; SILVA; BARROS, 2008).

Portanto, o fácil manuseio dos equipamentos e experimentos de baixo custo no ensino de Física proporciona um maior interesse do aluno com a disciplina, o qual já se encontra familiarizado com os materiais, levando-o a descoberta de que o ensino teórico tem uma aplicabilidade prática.

## 3. Infraestrutura Disponível

A infraestrutura disponível para a confecção e teste dos kits experimentais foi o Laboratório de Física-Ensino (LFE) da Universidade Federal do Pará (UFPA), que dispõe de um total de 1.033,25 m² de área construída, no qual se desenvolvem atividades direcionadas para o ensino das disciplinas experimentais que atendem a vários cursos da UFPA, totalizando aproximadamente 1.800 (um mil e oitocentos) alunos por semana. O LFE é constituído por 06 (seis) salas de Laboratórios, 02 (duas) salas de secretaria, sendo uma do próprio laboratório e outra do Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física (MNPEF), polo UFPA , 01 (uma) sala técnica para recuperação de equipamentos, 01 (uma) sala do Programa de Ensino Tutorial (PET), 01 (uma) sala de almoxarifado, 01 (um) Laboratório de Informática, 03 (três) salas para o Laboratório de Demonstrações, 01 (uma) sala destinada ao Museu da Física, 01 (uma) sala para aulas teóricas, 01 (um) auditório para 45 pessoas, além de 10 (dez) gabinetes para professores. Todas as salas são climatizadas, há internet a cabo e sem fio, além de sistema de segurança através de câmeras e senhas.

## 4. Metodologia

Notamos que os alunos do Ensino Médio têm dificuldades em compreender os fenômenos físicos apresentados em aulas expositivas, verbalistas e teóricas, e não conseguem relacioná-los com situações reais do nosso cotidiano.

No Projeto 'Uma visão da Física através de experiências do dia a dia' tivemos a participação de 02 (dois) bolsistas, ambos alunos do Curso de Licenciatura em Física da UFPA, que inicialmente fizeram a pesquisa bibliográfica sobre os assuntos que deveriam ser estudados. Enquanto era feito o estudo dos principais fenômenos associados aos experimentos a serem montados pelos discentes, e discussão sobre as dúvidas, nas reuniões da equipe, foi iniciada a

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elaboração dos kits experimentais, já previamente escolhidos pelas docentes, conforme Tabela 01 e, à medida que ficavam prontos, eram feitos os testes dos experimentos. Estes kits foram confeccionados no LFE da UFPA.

Os membros do projeto descrito associaram-se aos membros do Projeto Ciências na Praça, também da Faculdade de Física da UFPA que, aproximadamente bimensalmente, apresentavam experimentos em Praça Pública, em diversos Municípios do Pará. Os kits experimentais foram apresentados em 04 (quatro) Municípios: Bragança, Cametá, Salinópolis e Tucuruí.

Tabela 01 : Temas e experimentos dos kits experimentais

Fonte: Próprio autor

O Coordenador do Projeto Ciências na Praça, após escolher o Município no qual deseja levar o seu projeto, faz uma visita prévia à Prefeitura da localidade, para entregar formalmente a solicitação de ocupação da Praça escolhida, com data e local determinados, explicando que o objetivo é o de expor à comunidade local os vários experimentos em Física. Além da demonstração experimental há a apresentação de várias palestras por docentes renomados, oficinas ofertadas à comunidade, etc., normalmente totalizando três dias de intensas atividades em locais variados. A Prefeitura faz ampla divulgação à população sobre o evento.

Fizeram parte do Projeto Ciências na Praça, no ano de 2017, além dos membros do 'Projeto Uma visão da Física através de experiências do dia a dia', alguns membros do: Laboratório de Demonstrações da UFPA, do Núcleo de Astronomia da UFPA, do Programa de Ensino Tutorial da UFPA e do Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física, polo Belém.

Concomitante com o trabalho relatado acima, três orientados de Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) (SILVA, GONÇALVES, 2016; SALLUZIO, 2016) no tema do Projeto 'Uma visão da Física através de experiências do dia a dia' aplicaram experimentos em suas turmas, para verificar qual o resultado obtido, quando é utilizado o procedimento experimental (com este tipo de material), além do teórico, em salas de aula.

A insegurança, que foi verificada existir na maioria dos discentes, só pode ser mudada à medida que eles desenvolvam suas habilidades de manipular objetos e familiarizarem-se com os procedimentos típicos dos experimentos. De fato, ao montar sistemas experimentais, mesmo os mais simples, manipular os materiais

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empregados nos experimentos, ou eventualmente operarem equipamentos, os alunos aprimoram múltiplos saberes procedimentais, o que, segundo alguns pesquisadores, é fundamental para sua formação, especialmente na sociedade atual, cada vez mais cercada pela ciência e tecnologia.

A metodologia utilizada foi, após a explicação expositiva, uma aula experimental no ensino de Física, com materiais de baixo custo, não esquecendo de fazer a relação entre o que está sendo ensinado e o cotidiano do discente. A construção dos experimentos foi feita pelos alunos, pois eles entenderão muito melhor se, além de realizar o experimento, construírem os instrumentos para sua experimentação.

## 5. Resultados

Conforme podemos verificar nas Figuras 01 e 02, nas praças dos Municípios onde foi apresentado o 'Projeto Uma visão da Física através de experiências do dia a dia', houve um grande público, pertencente a todas as idades, que durante todo o decorrer da apresentação dos experimentos, das 18:00 às 22:00 h, demonstrou muito interesse, fazendo questionamentos e mostrando-se, muitas vezes, surpreso com a associação feita entre a Física e o nosso cotidiano.

Figura 01: Apresentação de experimentos em Salinópolis . Fonte: Próprio autor

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Figura 02: Apresentação de experimentos em Bragança . Fonte: Próprio autor

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Um dos resultados obtidos no 'Projeto Uma visão da Física através de experiências do dia a dia', foi a confecção de dois TCCs no tema, defendidos no ano de 2016 (SILVA, GONÇALVES, 2016; SALLUZIO, 2016). Nestes trabalhos, os experimentos foram construídos pelos alunos e aplicados nas turmas onde os orientados de TCC eram professores, conforme podemos constatar nas Figuras 03, 04 e 05.

Estes TCCs seguiram o que foi dito sobre os alunos aprimorarem suas habilidades manipulativas: alguns alunos não se sentem seguros na execução de experimentos devido ao receio de errarem nos procedimentos empregados. Para tentar vencer a insegurança - que certamente atrapalha no bom aproveitamento das atividades experimentais - e que foi verificado existir na maioria dos discentes, foi feito com que eles executassem a montagem dos próprios experimentos. Foi verificado que, com este procedimento, os alunos adquirem maior segurança.

Nossos três orientados, pois um dos trabalhos foi em dupla (SILVA, GONÇALVES, 2016), de TCC nos relataram que seus alunos fizeram a seguinte

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observação: 'se pararmos para pensar, iremos observar que o mundo está cercado de fenômenos, e muitos deles em nossa volta podem ser discutidos em aulas de Física, no decorrer do ano letivo' (SILVA, GONÇALVES, 2016; SALLUZIO, 2016).

Eles notaram que, conforme seus discentes confeccionavam os experimentos, Figuras 03, 04 e 05, ficavam mais curiosos, fazendo perguntas e relacionando os conceitos estudados em Física com o cotidiano que os cerca. Isto retrata a importância das atividades experimentais, pois sabemos que desta forma o aluno irá relacionar o seu cotidiano com o mundo em que vive, construindo assim sua aprendizagem.

Sabemos que as atividades experimentais colocam o aluno diante de uma reflexão, não de gostar de Física, mas sim de poder compreender e buscar um verdadeiro sentido de tudo aquilo que o rodeia.

Figura 03: Confecção do experimento Submarino na garrafa PET . Fonte: Próprio autor

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Figura 04: Confecção do experimento Garrafa Térmica Caseira . Fonte: Próprio autorFigura 05: Confecção do experimento Detector de Cargas: Eletroscópio de Folhas . Fonte: Próprio autor

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## 6. Conclusão

O Ensino de Física nos últimos anos vem ganhando cada vez mais espaço nas discussões, desde a educação básica até os doutorados, isso porque os conhecimentos dos alunos passam por uma simples sala de aula e vão até os mais sofisticados laboratórios.

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O estudo das possibilidades do Ensino de Física por meio de experimentos com materiais do dia-a-dia caminha em direção do incentivo à educação através do uso deste tipo de materiais, que aproximem a Física dos estudantes em sala de aula e fora dela. Porém, a teoria e a prática não podem ser encaradas de maneira distinta e isolada, pois a fragmentação do conhecimento torna o ensino desmotivador e inacessível aos educandos.

A experiência da implementação deste trabalho, quer em sala de aula, quer fora dela, mostra que é possível utilizar experimentos de baixo custo no ensino de Física, motivando os alunos a confrontar seus conhecimentos prévios com os fenômenos físicos a luz dos conceitos teóricos proporcionando uma aprendizagem crítica e uma melhor leitura do mundo que os cerca.

Após a experiência que tivemos com a apresentação dos experimentos em Praça Pública e com o relato de nossos orientados, em relação a aplicação feita por eles em suas turmas, concluímos que a discussão dos resultados obtidos pelos alunos após a realização de experimentos, quando aplicados em uma escola, deve ser incentivada e o tempo destinado para este fim tem que ser ampliado.

Além disso, os educandos se mostraram bastante entusiasmados e interessados por aulas mais dinâmicas, aulas 'teórico-práticas'.

## Referências

GASPAR, A. Experiências de Ciências para o Ensino Fundamental . São Paulo: Editora Ática, 2014. 328 p.

HEWITT, P. G. Física Conceitual. Porto Alegre: Editora Bookman, 2011. 743 p.

LABURÚ, C. E.; SILVA, O. H. M.; BARROS, M. A. Laboratório Caseiro - para-raios: Um experimento simples e de baixo custo para a eletrostática. Caderno Brasileiro de Ensino de Física . v. 25, n. 1, Abr. 2008.

MOREIRA, M. L. B. Experimentos de Baixo Custo no Ensino de Mecânica para o Ensino Médio . 2015. 151 f. Dissertação (Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física), Universidade Federal Rural de Pernambuco, UFRPE, Garanhuns.

NUSSENZVEIG, H. M. Curso de Física Básica: Mecânica. São Paulo: Editora Edgard Blucher Ltda, 1999. 328 p. v.1.

SALLUZIO, V. R. N. O ensino de Física por meio de experimentos com materiais do dia a dia aplicado ao Ensino Médio . 2016. 70 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Curso de Licenciatura em Física), Universidade Federal do Pará, Belém.

SILVA, C. C. R.; GONÇALVES, M. J. S. O ensino da Física por meio de experimentos utilizando materiais do dia a dia. 2016. 60 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Curso de Licenciatura em Física), Universidade Federal do Pará, Belém.

TREFIL, J.; HAZEN, R. M. Física Viva: Uma Introdução à Física Conceitual. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora S. A., v. 1, 2006. 316 p.

TREFIL, J.; HAZEN, R. M. Física Viva: Uma Introdução à Física Conceitual. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora S. A., v. 2, 2006. 175 p.

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