ÓPTICA DA VISÃO: UMA ABORDAGEM INVESTIGATIVA E INTERDISCIPLINAR.

## ÓPTICA DA VISÃO: UMA ABORDAGEM INVESTIGATIVA E INTERDISCIPLINAR.

*Aryane da Silva Spadeto 1 , Rayane Diniz dos Santos 2 , Maurício Matos Bomfim 3 , Marcelo Esteves de Andrade 4 , Luiz Otávio Buffon 5 , Francisco Paiva 6

- 1 Instituto Federal do Espírito Santo, spadetoaryane@gmail.com
- 2 Instituto Federal do Espírito Santo, rayaneddsantos@gmail.com
- 3 Instituto Federal do Espírito Santo, mauriciomatosbomfim@gmail.com
- 4 Instituto Federal do Espírito Santo, marcelo.andrade@ifes.edu.br
- 5 Instituto Federal do Espírito Santo, buffon@ifes.edu.br
- 6 EEEFM Benicio Gonçalves, chicopaiva17@gmail.com

## Resumo

O presente trabalho trata de um relato de experiência de uma intervenção realizada na EEEFM Benicio Gonçalves localizada no bairro Vale Encantado no município de Vila Velha - ES. Para a intervenção, optamos por restringir o público alvo aos estudantes dos segundos anos do Ensino Médio. O tema escolhido foi óptica, com o enfoque em óptica da visão, pois óptica é um conteúdo dado no segundo ano do ensino médio e a interdisciplinarização é uma das orientações constituintes nos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN's). A aplicação da atividade foi dividida em duas aulas, sendo a primeira destinada à abordagem e discussão do assunto de forma expositiva e dialogada para que os estudantes expusessem suas possíveis dúvidas e se familiarizassem com o conteúdo que seria trabalhado no segundo momento. A segunda aula foi destinada à execução do experimento com uma metodologia diferenciada e uma proposta investigativa, nesta etapa buscamos centralizar a atenção dos estudantes no experimento e no questionário proposto à eles, isso resultou na participação ativa dos estudantes através de discussões e levantamento de hipóteses.

Palavras Chave: Ensino de Física; Óptica; Visão.

## Introdução

O ensino de física nas escolas brasileiras, de nível médio, tem vivenciado um panorama um tanto desanimador, pois essa área tem sido encarada pelos estudantes como algo extremamente difícil, abstrato e totalmente insignificante para sua vivência diária, e por consequência, gerado um grande índice de desinteresse em aprender física.

Os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN's) propõe que o ensino de física, no ensino médio, contribua para o desenvolvimento de uma cultura científica que permita que os indivíduos sejam capazes de perceber e interpretar os fenômenos e processos naturais, a fim de compreender o mundo ao seu redor. Diferente das propostas contidas nos PCN's o ensino de física nas escolas tem sido tratado através de conceitos, leis e fórmulas que não fazem alusão ao cotidiano dos estudantes e muitas vezes com situações irreais, pois privilegiam a repetição de

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exercícios e fórmulas em situações artificiais, e não trabalham a articulação entre a teoria e o dia a dia dos estudantes, em muitos casos isso acontece por falta de tempo de planejamento, um número grande de turmas e às vezes por falta de preparo do professor.

A partir desse panorama do ensino e a deficiência apresentada no processo de ensino-aprendizagem na área de física, por meio do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência (PIBID) na escola Escola Estadual de Ensino Fundamental e Médio Benício Gonçalves propomos uma atividade com o intuito de valorizar o cotidiano dos estudantes e a partir dele traduzir a física por trás do mesmo. A atividade proposta teve como objetivo estudar como se dar a visão através de uma explicação biológica e física, nessa atividade também foram tratados os motivos para o desenvolvimento de alguns problemas de visão.

Cientes de que muitos estudantes não conseguem ver uma ligação entre a física e o cotidiano e entre a física e as demais ciências, optamos por realizar uma intervenção que tivesse o foco tanto na construção do conhecimento inerente da atividade proposta quanto na interdisciplinaridade desse conceito. De modo a mostrar aos estudantes que a física é uma ciência aplicada e através do estudo, da mesma, é possível explicar fenômenos como o mecanismo de visão e também para o desenvolvimento de tecnologia para melhorar a qualidade de vida das pessoas.

## Fundamentação Teórica

O ato de ensinar não é uma tarefa fácil, mas também não é algo impossível, é algo de extrema responsabilidade. É importante ter em mente que ensinar não é o ato de reproduzir aquilo que o livro tem escrito e esperar que o estudante aprenda, mas é o ato de instruir e permitir que o estudante através de suas relações construa novos conhecimentos.

Baseada nessa ideia, a aprendizagem tem seu início desde a infância onde a criança ao manipular objetos e brincar, acaba aprendendo. De acordo com a teoria de Lev Vygotsky o desenvolvimento humano se dá em dois níveis, sendo o primeiro denominado de desenvolvimento real, no qual, compreende as atividades que a criança pode fazer sozinha sem a ajuda de ninguém. Essas habilidades e conhecimentos são adquiridas com o tempo e são referentes às funções psicológicas que a criança desenvolve até o presente momento. O segundo nível é denominado de desenvolvimento potencial, no qual, compreende as atividades que a criança não consegue fazer sozinha sem ajuda de um outro indivíduo (um adulto ou uma criança mais experiente). A distância entre esses dois níveis é chamado de Zona de Desenvolvimento Proximal (ZPD): "A Zona de Desenvolvimento Proximal define aquelas funções que ainda não amadureceram, mas que estão em processo de maturação, funções que amadureceram, mas que estão, presentemente, em estado embrionário' (Vygotsky. 1984, p. 97).

A ZPD ilustra a trajetória que o indivíduo deve percorrer para que o desenvolvimento a nível potencial seja desenvolvido para nível real. O papel do professor é justamente garantir esse desenvolvimento, mediando o conhecimento.

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Um outro fator importante para o ensino é o que é tratado através da teoria de David Ausubel denominada de aprendizagem significativa. Sua teoria se baseia nos conceitos de estruturas cognitivas e nos subsunçores. As estruturas cognitivas são aquelas que se referem a organização de conteúdos e ideias de uma área particular de conhecimentos, cada aquisição, armazenamento e organização das ideias no cérebro do indivíduo; já o subsunçor é o conhecimento específico, existente na estrutura de conhecimentos do indivíduo, que permite dar significado a um novo conhecimento que lhe é apresentado ou por ele descoberto. (MOREIRA,2012 A).

A aprendizagem significativa se configura através da interação entre conhecimentos prévios e os novos conhecimentos.Nesse processo, os novos conhecimentos adquirem significado para o sujeito e os conhecimentos prévios adquirem novos significados ou maior estabilidade cognitiva. (MOREIRA,2012 B)

Visando integrar a teoria de Vygotsky e Ausubel a intervenção proposta, optamos em utilizar a interdisciplinaridade, a fim de promover uma interação entre os estudantes e o cotidiano, mostrando que a física não se resume apenas a uma série de fórmulas. Através da interdisciplinaridade é possível criar um elo do conceito proposto nas mais variadas áreas, e assim tratar de conteúdos que isoladamente não teriam tanto êxito, mas quando integrados com outras ciências ganham uma riqueza de significado.

A interdisciplinaridade não dilui as disciplinas, ao contrário, mantém sua individualidade. Mas integra as disciplinas a partir da compreensão das múltiplas causas ou fatores que intervêm sobre a realidade e trabalha todas as linguagens necessárias para a constituição de conhecimentos, comunicação e negociação de significados e registro sistemático dos resultados. BRASIL (2000, p.76).

A interdisciplinaridade não resulta na exclusão de disciplina, mas na integração entre elas, de modo a criar uma comunicação entre as diversas ciências, concebendo essa ligação como uma grande ferramenta no auxílio do processo de ensino aprendizagem.

## Metodologia

A atividade sobre Óptica da Visão foi desenvolvida em duas turmas do segundo ano do ensino médio da Escola Estadual de Ensino Fundamental e Médio Benício Gonçalves, localizada no município de Vila Velha/ES. Essa abordagem foi dividida em dois momentos, sendo que cada um deles foi realizado numa aula de 50 minutos, em dois dias distintos. A abordagem foi dividida em dois momentos porque o segundo era constituído por uma atividade investigativa e também, foi aplicada no mês de Dezembro, próximo ao encerramento das aulas.

No primeiro momento, a proposta consistia em apresentar para os estudantes a relação da Física com os problemas de visão, tratando desde o modelo biológico, até o físico. Essa aula foi dividida em duas etapas, a primeira foi destinada à aplicação de um questionário e a segunda etapa a apresentação e discussão do assunto.

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O questionário I possuía três perguntas, sendo elas:

Tabela 01: Perguntas

Após a aplicação do questionário, começamos a aula perguntando aos estudantes se era possível explicar o processo da visão e seus problemas através da Física. Com isso pudemos observar que considerando as duas turmas, um considerável número de estudantes achava que não era possível explicar por meio da Física o processo e, houve ainda, aqueles que acreditavam que só a Medicina poderia explicar tal assunto.

A partir desse questionamento, demos inicio a apresentação, iniciando a segunda etapa questionando os estudantes se a luz era um fator importante para a visão, alguns disseram que sim e outros não se manifestaram por não terem certeza. A fim de levar os estudantes a considerar a luz como fator importante para visão, exemplificamos a situação de alguém estar em um quarto escuro e questionamos se era possível ver algo. Depois desse exemplo e questionamento os estudantes começaram a concordar com a ideia de que a luz é fundamental para a visão. Após esse questionamento, os estudantes puderam observar os componentes biológicos do olho humano, por meio de imagens e foi explicado quais eram os componentes dos olho e quais suas funções. Quando explicamos que a retina é composta por dois tipo de células (Bastonetes e cones) e que elas são responsáveis pela percepção do que enxergamos, depois dessa explicação os estudantes questionaram sobre o daltonismo, então foi dado uma pausa e explicamos o motivo pelo qual uma pessoa é daltônica.

Depois da explicação biológica, tratamos do processo de visão através da Física, mas a todo momento fazendo link com o que havia sido apresentado anteriormente. Nesse momento, a maior parte dos estudantes demonstraram interesse e se mostraram curiosos pelo tema, fazendo perguntas e participando da apresentação.

No decorrer da apresentação da temática, apresentamos os defeitos de visão e as lentes necessárias para a correção dos mesmos. De modo a aproximar a temática da realidade dos estudantes, pedimos que cada pessoa que usava óculos contasse qual seu problema de visão e como enxergava sem óculos. Após esse momento mostramos imagens aos estudantes que ilustravam como o indivíduo com astigmatismo, hipermetropia e miopia enxergava.

- O segundo momento foi destinado a montagem e manuseio do protótipo do olho humano. Os estudantes foram divididos em grupos e cada grupo possuía um protótipo e, através dele puderam investigar e desenvolver o roteiro. O roteiro (disponível em

https://docs.google.com/document/d/1wAYboqvHY\_nyz\_UgelY1r5VAcKb1DCLUAXq

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zkXEdAzw/edit?usp=sharing) era constituído por perguntas e as seguintes orientações:

Tabela 02: Orientações para o experimento.

As perguntas contidas no roteiro foram, como por exemplo:

- ● 'Após montar o experimento, ande pela sala e observe o ambiente através do anteparo que possui o papel vegetal. A imagem está nítida? O ambiente que você está tem muita ou pouca luz?'
- ● Agora coloque sobre o buraco que tem a lente o papel que você cortou. A imagem continua nítida? O que mudou depois que você colocou o papel na frente da lente?

Abaixo algumas imagens a aplicação do segundo dia:

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Figura 03: Atividade investigativa Figura 04: Atividade em grupo

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Após os grupos finalizarem a execução do experimento e a realização do roteiro, partimos para a última parte, na qual consistia em um questionário problematizador(disponível em https://drive.google.com/open?id=1AcCR-JU2pDwEcTuuVuEdt20C3Gm9gd0J) sobre o assunto abordado na primeira aula, no qual eles deveriam preencher através da utilização do protótipo e dos conceitos trabalhados . Nele havia questão como: 'Um garoto reclama a alguns dias de que não consegue enxergar o que sua professora escreve no quadro, mesmo que ele se sente na primeira carteira. Ao levar o filho ao oftalmologista, a mãe recebe a notícia de que o garoto tinha dificuldade de enxergar de perto. Assinale a alternativa que contém o nome do problema de visão do garoto.'

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Contudo, finalizando todas as etapas, recolhemos o roteiro e o questionário II e iniciamos um diálogo com os estudantes, perguntando o que eles haviam achado dos dois momentos, se tiveram dificuldades, se conseguiram associar o tema com o cotidiano. Esse momento foi satisfatório para nós bolsistas pois um grande número de estudantes manifestaram sua opinião sobre os dois momentos, mostraram que gostaram da atividade e, principalmente, do protótipo. Além disso, deixaram uma opinião sobre as aulas no verso do questionário.

## Resultados e Discussão

Para análise dos Questionários e do Roteiro-Questionário tomamos como base a ideia de Análise de Conteúdo do Roque Moraes. Para Moraes(1999):

'A análise de conteúdo constitui uma metodologia de pesquisa usada para descrever e interpretar o conteúdo de toda classe de documentos e textos. Essa análise, conduzindo a descrições sistemáticas qualitativas ou quantitativas, ajuda a reinterpretar as mensagens e a atingir uma compreensão de seus significados num nível que vai além de uma leitura comum.(...) A matéria-prima da análise de conteúdo pode constituir-se de qualquer material oriundo de comunicação verbal ou não-verbal…'

Tomamos como categoria: Soube desenvolver, Soube desenvolver de forma parcial, Não soube desenvolver e Não respondeu. Para cada categoria foi colocada algumas condições para a atribuição.

- ● Soube desenvolver: Foi atribuído ao estudante que definiu de forma correta, precisa e ou extremamente próxima do conceito em questão.
- ● Soube desenvolver de forma parcial: foi atribuído ao estudante que não definiu corretamente, mas se aproximou do conceito ou de situações em que o conceito é aplicado.
- ● Não soube desenvolver: foi atribuído ao estudante que respondeu sem aproximação alguma do conceito ou fenômenos em que ocorrem.
- ● Não respondeu: foi atribuído ao estudante que deixou a questão em branco. Portanto, de posse das respostas, realizamos uma análise do Questionário I que resultou:

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Gráfico 1 - Questionário I - Turma 01 Gráfico 2 - Questionário I - Turma 02

De acordo com os gráficos do questionário I, temos como análise das duas turmas: A maioria dos estudantes da primeira turma não soube como se dava o processo de visão, nem o motivo pelo qual enxergavam e, na segunda turma uma quantidade muito pequena sabia explicar como se dava o processo de visão (Questão 1).

Em ambas as turmas houve uma quantidade grande de estudantes que não souberam definir a luz como um fator importante para visão e também não tiveram noção de qual era o papel da pupila no processo de visão (Questão 2 e 3, respectivamente)

Em análise das respostas do Roteiro-Questionário, pudemos perceber que os estudantes de ambas as turmas conseguiram desenvolver a temática proposta ao responder as questões que deveriam ser analisadas juntamente com a teoria e a utilização do protótipo.

De posse das respostas do Questionário II, pudemos perceber que houve um índice de acerto muito maior se comparado ao questionário I, em ambas as turmas. É importante salientar que os dois questionário tratavam das mesmas perguntas, mas o segundo problematizando. No primeiro questionário a maioria dos estudantes não tinham noção da função da pupila, já no segundo questionário, em ambas as turmas, a maioria dos estudantes acertou qual era a função e a importância dela no processo de visão. O mesmo aconteceu com a questão de entender que a luz é importante para o processo de visão.

No que diz respeito a opinião dos estudantes sobre as aulas e o assunto, podemos dizer que 100% deles gostaram da atividade e o modo no qual foi abordada. Abaixo temos algumas opiniões:

- ● Estudante 01: 'É bem interessante aulas assim, pois, mudamos um pouco o modelo da aula. Sim, eu apoio mais aulas assim e sobre outros conteúdos assim. As pessoas que vinheram foram super legais, e explicaram muito bem!'
- ● Estudante 02: 'Na minha opinião as aulas deveriam ter uma dinâmica assim, gostei muito do conteúdo e poderia ter mais aulas assim.'
- ● Estudante 03: 'A aula prática é boa, aprendemos mais colocando em prática do que só copiando e recebendo resumos. Seria ótimo ter algumas aulas práticas de cada matéria, quando necessário algo a mais para ensinar a matéria. A experiência é muito boa e é um ótimo método de ensino.'

## Conclusão

Com o presente trabalho, buscamos fazer uma proposta de intervenção diferenciada visando estudar a óptica da visão a partir de uma perspectiva interdisciplinar e investigativa, visando trabalhar os conceitos físicos a partir do cotidiano dos estudantes e incluindo a biologia para explicar o processo da visão.

- O objetivo de mostrar a Física como uma ciência aplicada a Biologia foi alcançado e explorado com o experimento e as discussões. Apesar do número de

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estudantes reduzidos, por causa do encerramento das aulas, a atividade se desdobrou de forma positiva em relação às discussões realizadas entre os grupos sobre a mediação dos aplicadores; discussões essas fomentadas pelos diferentes protótipos e seu 'resultados'.

De acordo com a ZPD para que o conhecimento de nível potencial atinja o nível de real é necessário que haja uma mediação e uma problematização, através da intervenção e da aproximação com o cotidiano, percebemos que os estudantes se mostraram mais produtivos quando eram questionados e a situação era problematizada e isso ficou evidente no resultado do questionário II.

Ficou evidente que os estudantes não tinham muita noção de como algo tão rotineiro em seu dia a dia acontecia, e nem que a física era uma ferramenta para explicar a visão. Essa falta de conhecimento muitas vezes acontece pela falta de interesse dos próprios estudantes em se aprofundar na física e nas demais ciências. Porém, cabe ao professor buscar, por meio de atividades e abordagens diferenciadas, diminuir ou até mesmo anular a passividade e assim despertar interesse nos estudantes.

## Referências

BRASIL. Ministério da Educação - MEC, Secretaria de Educação Básica. Orientações Curriculares para o Ensino Médio: Ciências da natureza, matemática e suas tecnologias. Brasília, 2000.

MORAES, Roque. Análise de Conteúdo.Revista Educação. Porto Alegre - RS, Brasil. Disponível em&lt;http://cliente.argo.com.br/~mgos/analise\_de\_conteudo\_moraes.html&gt;. Acesso em 19/12/2017.

MOREIRA, Marco Antonio. Organizadores Prévios e Aprendizagem significativa. Porto Alegre, Ed. da Universidade, 2012.

MOREIRA, Marco Antonio. O que é afinal aprendizagem significativa?. Porto Alegre, Ed. da Universidade, 2012.

Vygotsky, L. S. (1984) A Formação Social da Mente. São Paulo: Martins Fontes.

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