O PENSAR METODOLÓGICO DA MOSTRA DE FOGUETES PARA O ENSINO DE CIÊNCIAS

## O PENSAR METODOLÓGICO DA MOSTRA DE FOGUETES PARA O ENSINO DE CIÊNCIAS

Daiane Rosa Chuquel¹, Helena Floriano Bloss 2 , Daniele Javarez de Oliveira , Vinicius 3 Souza Marques 4 , William da Silva Chaves , Denis da Silva Garcia 5 6

- 1 Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia Farroupilha - Campus São Borja, daianechuquel21@gmail.com

² Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia Farroupilha - Campus São Borja,

daianechuquel21@gmail.com helenafbsb@gmail.com

- ³ Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia Farroupilha - Campus São Borja,
- dani.javarez@gmail.com
- 4 Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia Farroupilha - Campus São Borja, viniciusmarques74@gmail.com
- Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia Farroupilha - Campus São Borja,
- 5 willianchaves89@hotmail.com

## Resumo

O presente trabalho tem por objetivo relatar experiências vivenciadas com o Projeto de Ensino Mostra de Foguetes, que teve como objetivo principal fomentar o interesse dos alunos de Ensino Médio Integrado do Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia Farroupilha-campus São Borja (IFFar - Campus São Borja) pela Astronáutica, Física, Astronomia, Química e ciências afins, promovendo a difusão dos conhecimentos básicos de uma forma lúdica e cooperativa, mobilizando alunos e servidores voltados às atividades aeroespaciais. Proporcionando o contato com atividades práticas relacionadas à Física(pressão, movimentos bidimensionais, lançamento de projéteis, a terceira lei de Newton, entre outros.), a Química (reações químicas, cálculos estequiométricos, e outros fenômenos relacionados.) e a Matemática(medidas de ângulo, medidas de deslocamento, cálculos de medidas dos reagentes, etc.), aproximando-os assim, de uma atividade experimental, onde eles teriam autonomia para elaborar e testar suas hipóteses, além de contribuir para criar um ambiente de competição e trabalho em equipe. Bem como proporcionar a interdisciplinaridade como alternativa de uma metodologia de ensino que permita a práticas motivadoras e propiciando um melhor entendimento dos fenômenos que cercam os educandos e estabelecer relações cognitivas necessárias e significativas para a construção de conceitos e novos conhecimentos. Está experiência contribuiu tanto para os alunos do Ensino Médio Integrado, como para os discentes da Licenciatura em Física e também para os demais colaboradores.

Palavras chaves: projeto de ensino, mostra de foguetes, interdisciplinaridade, atividade prática.

## Introdução:

- O presente trabalho tem por objetivo relatar a experiência de acadêmicos do

curso de licenciatura em Física. Para tanto essa experiência partiu do

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

desenvolvimento do Projeto de Ensino Mostra de Foguetes do Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia Farroupilha-campus São Borja (IFFar - Campus São Borja), que fomentou o interesse pela Astronáutica, Física, Astronomia, Química e ciências afins, promovendo a difusão dos conhecimentos básicos de uma forma lúdica e cooperativa, mobilizando alunos e servidores voltados às atividades aeroespaciais. Além disso, o projeto se fundamentou em constituir nos alunos do Ensino Médio grupos para a construção de foguetes de garrafa pet, proporcionando o contato com atividades práticas relacionadas a Física, a Química e a Matemática, aproximando-os assim, de uma atividade experimental, onde eles teriam autonomia para elaborar e testar suas hipóteses.

A partir do envolvimento no projeto fez-se pensar na importância das estratégias didáticas e metodológicas para o ensino de ciências, como método de se articular as disciplinas dessa área de forma eficaz e significativa. O ensinar ciências nas escolas, na maioria das vezes tem seguido um caminho que podemos considerar insuficientemente eficaz aos alunos, a qual prioriza-se aulas expositivas e de poucas aplicabilidades. Como destacado por Carvalho e Gil-Pérez (2001), o conhecimento científico é apresentado aos estudantes de uma forma por vezes muito teórica e expositiva, na qual existem poucos espaços para discussões acerca de seus fenômenos envolvidos.

No entanto, articular métodos para o ensino dessas disciplinas é um papel fundamentador para que a aprendizagem significativa seja realmente alcançada pelos alunos, trabalhar de maneira com que os mesmos sejam capazes não somente compreender as teorias, mas principalmente pensar a aplicabilidade delas no nosso meio e onde elas estão presentes em nossa volta. Neste sentido Leite (2007) argumenta que ao participar de um projeto o estudante inicia o processo de elaboração do conhecimento mediante práticas vivenciadas por ele, ou seja, terá uma melhor compreensão das teorias estudadas em sala de aula a partir da aplicação das mesmas em atividades práticas. Diante disso, o pensar estratégico para o ensino de ciências nos faz retomar, em como as metodologias de ensino usadas em sala de aula atualmente têm sido realmente eficientes, de maneira que uma turma de alunos realmente construa seu conhecimento a partir de práticas vivenciada por eles.

## Desenvolvimento

No entanto o projeto de Ensino Mostra de Foguetes do IFFar - Campus São Borja foi uma etapa classificatória, para a etapa final, que realizou-se na MEPT em São Vicente do Sul no mês de setembro o ano de 2017. Esta etapa classificatória ocorreu para os alunos que estavam devidamente matriculados nos cursos de nível médio integrado do IFFar-campus São Borja. Sendo que não se fez necessário ter a equipe pronta antes do primeiro encontro com os monitores, pois a mesma foi formada neste primeiro dia de projeto. Assim, possibilita-se que todos os alunos tivessem a oportunidade de participar. Para o bom desenvolvimento do projeto foi criado um edital com normas e regras que os participantes deveriam seguir.

Conforme as normas, cada equipe foi formada por no máximo 3 (três) alunos que foram acompanhados por monitores e professores responsáveis pelo projeto. A construção do foguete teve como matéria prima uma ou mais garrafas PET (de qualquer capacidade e de qualquer marca). Os materiais para a construção do bico, da saia e das aletas era de livre escolha, porém nenhuma parte do foguete (bico,

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

empenas, saia, redutor de área de vazão) poderia ser metálica (para evitar acidentes).

Figura 1: Montagem da base e dos foguetes.

<!-- image -->

A base de lançamento era de livre escolha da equipe. Na base de lançamento era permitido peças metálicas e canos de qualquer bitola. Esta deveria conter necessariamente uma válvula de aborto através da qual é possível despressurizar o sistema em caso de aborto do lançamento. Recomendou-se a utilização de manômetro para a verificação da pressão no interior do sistema basefoguete, não sendo utilizado por nenhuma das equipes. O sistema de liberação do foguete (gatilho) foi acionado a uma distância superior a 2m (dois metros) da base de lançamento. Como o acionamento deve ocorrer à distância, foi observado para que a base estivesse fixada fortemente ao solo.

Para que o lançamento ocorresse, as únicas substâncias que foram utilizadas/permitidas para a pressurização do foguete eram: água, vinagre com concentração de ácido acético em torno de 4% e bicarbonato de sódio em quaisquer proporções. Para cada lançamento a quantidade de vinagre permitida foi de no máximo 1500 ml e a quantidade de bicarbonato de 300g. Os foguetes lançados neste projeto continham no seu interior substâncias (vinagre e bicarbonato de sódio) que produz em suas reações o aumento da pressão interna, deslocando assim o foguete para frente em um movimento oblíquo. Segundo Oliveira:

Os foguetes consistem basicamente, em um projétil que leva combustível sólido ou líquido no seu interior. Esse combustível é descarregado continuamente na câmara de combustão e são expelidos para trás na abertura localizada na traseira. Essa expulsão do combustível resulta no deslocamento do foguete para frente. (OLIVEIRA 2008, p. 5)

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

Figura 2: Preparação dos reagentes.

<!-- image -->

Tanto para a etapa Classificatória como para a etapa Final cada equipe teve direito a dois lançamentos e uma possibilidade de aborto. Caso o foguete tenha saído da base, mesmo que alguns centímetros foi considerado foguete lançado. A medição dos alcances realizou-se somente após todos os lançamentos terem ocorrido e é necessário que cada equipe se apresente com dois foguetes para os lançamentos. Em hipótese alguma se permitiu que qualquer equipe tivesse acesso ao espaço de lançamento para buscar seu foguete antes das medições.

A obediência das normas de segurança foi considerada de ordem desclassificatória para quem desobedecesse. Foi avisado antecipadamente que a equipe que se apresentasse à raia de lançamento sem algum dos itens de segurança que foram exigidos pelos organizadores da mostra, não poderá iniciar a pressurização do projétil. Não sendo resolvida esta questão dentro do tempo disponível pré-definido para a etapa a equipe estaria automaticamente desclassificada. Também foi lembrando que o manômetro era um item recomendado, mas não obrigatório.

Figura 3: Lançamento do foguete obedecendo as normas de segurança.

<!-- image -->

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

- O projeto ocorreu em turnos que os alunos participantes não tinham aula e foram acompanhados pelos monitores (alunos voluntários do Curso de Licenciatura em Física do Campus São Borja e pelos professores responsáveis pelas equipes) e demais colaboradores do projeto. Os monitores ficaram a disposição das equipes para a elaboração do projeto, assim como, para a construção do foguete, explicitando cada um dos procedimentos realizados, os fenômenos e conceitos que iam aparecendo desde o início do projeto até a fase de lançamentos. O projeto teve duração de cinco meses e culminou com o campeonato que realizou-se no campus em setembro. Foi ofertado aos grupos os seguintes materiais, vinagre, bicarbonato de sódio, cano de PVC 25 mm, cotovelo de PVC 25 mm, cola de cano PVC e a válvula de abertura. Qualquer material adicional cada equipe deveria comprar.
- O Projeto foi avaliado continuamente em cada processo de seu desenvolvimento através de observações e interferências dos monitores e professores colaboradores, para que todas as equipes atinjam os seus objetivos. Além disso, o julgamento da Mostra de Foguetes foi feito através de uma equipe avaliadora, que construiu os aspectos que deveriam ser avaliados durante a Mostra, onde instigaram os conhecimentos físicos, químicos e matemáticos presentes no processo de lançamento, nas quais os alunos estejam apropriados.
- O projeto contribuiu na construção de um ambiente motivador e rico em situações novas e desafiadoras para os estudantes. Dessa forma, podemos elencar os seguintes aspectos que consideramos relevantes no desenvolvimento do projeto. A compreensão dos conceitos, matemático (medidas de ângulos), físicos (as três leis de Newton, pressão, lançamento de projéteis) e químicos (reações químicas, cálculos estequiométricos) envolvidos durante o projeto, o qual desenvolveu a criatividade no momento da construção do protótipo, a disseminação do conhecimento científico através de uma atividade prática e aprimorou o processo de ensino-aprendizagem entre os envolvidos no projeto. De acordo com Neves, Caballero e Moreira (2006, p. 384), 'o trabalho experimental tem uma reconhecida importância na aprendizagem de Ciências, largamente aceita entre a comunidade científica e pelos professores como metodologia de ensino'.

Com isso foi possível perceber como se deu o progresso no trabalho em equipe entre os discentes e docentes, de forma que ambos compartilharam suas ideias e interpretações das situações que se apresentavam e, também a motivação e interesse no andamento do projeto. Como destacado por Araújo (2003), as atividades experimentais contribuem para a construção de um ambiente incentivador, aumentam as chances de que sejam elaborados conhecimentos e adquiridas habilidades, atitudes e competências relacionadas ao fazer e entender Ciência.

No entanto podemos destacar também o processo de adaptação na construção do foguete, em que os alunos se submeteram para alcançar os objetivos esperados por cada equipe. No primeiro momento da elaboração do projétil, que foi a confecção da base, percebeu-se a necessidade de repensar alguns pontos, como por exemplo, a vedação entre o cano PVC e o foguete, o que estava causando grande parte da perda de pressão, observou-se ainda que conforme a variação do ângulo o projétil alcançaria uma distância maior, sendo o ângulo de 45° o mais adequado para alcançar este objetivo.

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

No momento do lançamento dos foguetes, pode ser notada a necessidade de ajustes na massa do mesmo, porque conforme ele estivesse muito leve ficava mais propício a ação do vento, desestabilizando sua trajetória oblíqua. Uma observação referente ao lançamento a ser destacado é, mesmo ele realizando uma trajetória oblíqua, suas medições de distância alcançada foram feitas em linha reta. As reações químicas para a pressurização do lançamento também foi outro ponto de adaptação, onde os alunos tiveram que amoldar o bicarbonato, colocando-o em um papel toalha, para que sua reação com o vinagre prolongasse mais, possibilitando mais tempo para os ajustes finais de lançamento.

## Considerações finais

Sendo assim, pode-se destacar que o projeto alcançou os resultados esperados, que visava proporcionar aos alunos o contato com atividades práticas relacionadas à Física, a Química e a Matemática, aproximando-os de uma atividade experimental, a qual teriam autonomia para elaborar e testar suas hipóteses, expondo os seguintes conteúdos, tais como: medidas de ângulos, três leis de Newton, pressão, lançamento de projéteis, reações químicas, cálculos estequiométricos entre outros, que podem ser associados e articulados de forma interdisciplinar, com alternativas de metodologias práticas, motivadoras e propiciando um melhor entendimento dos fenômenos que os cercam.

Neste sentido podemos destacar a grande relevância das atividades práticas para o ensino de ciências, de tal forma que, o aprendizado do alunado seja algo inteiramente significativo, possibilitando-o não somente para o conhecimento teórico, mas também de interpretar os mesmos no seu cotidiano. Como também foi destacado a importância da prática para a aprendizagem significativa e a contribuição deste projeto para a oportunização do trabalho colaborativo em grupo e reforçou a socialização entre colegas, bem como estimulou competição saudável entre as equipes que participaram do desenvolvimento deste.

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

## Referências

ABIB, M.L.V.S.; ARAÚJO, M.S.T. Atividades experimentais no ensino de física: diferentes enfoques, diferentes finalidades. Revista Brasileira de Ensino de Física, São Paulo, v.25, n.2, p.176-194, 2003.

Carvalho, A. M. P., &amp; Gil-­ -Pérez, D. (2001). Ensinar a Ensinar: didática para a escola fundamental e média. São Paulo: Pioneira Thomson Learning.

LEITE, LHA. "Pedagogia de projetos e Projetos de Trabalho." Presença Pedagógica 73 (2007): 62-69.

NEVES, M.S.; CABALLERO, C.; MOREIRA, M.A.; repensando o papel do trabalho experimental, na aprendizagem da física, em sala de aula - um estudo exploratório. Investigações em Ensino de Ciências, Porto Alegre, v.11, n.3, 2006.

OLIVEIRA, M. A. S. Os Aspectos Físicos e Matemáticos do Lançamento do Foguete de Garrafa PET . Trabalho de Conclusão de Curso submetido à Universidade Católica de Brasília para obtenção do Grau de Licenciado em Física. 2008. Disponível em: http://wp.ufpel.edu.br/pibidfisica/files/2013/03/OS-ASPECTOSF%C3%8DSICOS-E-MATEM%C3%81TICOS-DO-LAN%C3%87AMENTO-DOFOGUETE-DE-GARRAFA-PET.pdf. Acesso em: 14/07/2018.

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