PROJETO DE EXTENSÃO OFICINAS DE FÍSICA: EXPLORANDO O ENSINO-APRENDIZAGEM A PARTIR DA CONSTRUÇÃO DE EXPERIMENTOS COM MATERIAIS DE FÁCIL ACESSO

## PROJETO DE EXTENSÃO OFICINAS DE FÍSICA: EXPLORANDO O ENSINO-APRENDIZAGEM A PARTIR DA CONSTRUÇÃO DE EXPERIMENTOS COM MATERIAIS DE FÁCIL ACESSO

Leopoldo Gorges Neto 1 , Egon Henrique Dums 2 , Eduardo Paganelli , Ana Paula 3 Aguiar de Mendonça 4

## Resumo

O presente trabalho é um relato sobre o projeto de extensão Oficinas de Física que teve por objetivo principal possibilitar não somente a formação dos estudantes do curso de Licenciatura em Física, mas também a formação continuada dos professores da rede pública. Com o projeto verificou-se que a realização de atividades experimentais no ensino de Física desperta no estudante o espírito investigativo, além de promover a construção dos conceitos pautados no desenvolvimento de projetos que possam estabelecer a articulação entre diferentes instrumentos científicos e tecnológicos produzidos na atualidade. As oficinas foram realizadas junto aos estudantes e professores da rede pública, buscando instigar ao mesmo tempo a curiosidade pela experimentação a partir da construção de instrumentos de cunho experimental com materiais de fácil acesso e a elaboração de materiais didáticos de apoio ao professor. Cabe ressaltar que a construção dos experimentos aliados ao desenvolvimento de um estudo teórico e preparo de materiais de apoio possibilitaram não somente a construção do conhecimento científico por parte dos estudantes envolvidos no projeto, como também contribuíram e se tornaram ferramentas didáticas importantes no auxílio às aulas expositivas ministradas pelos professores da rede pública. Ressalta-se que estas ferramentas tornam-se essenciais para despertar o interesse e a curiosidade dos alunos de forma natural e, assim, compreender diversos conceitos envolvidos na construção e execução dos experimentos.

Palavras-chave : Experimentação; Ensino-aprendizagem em Física; Formação Docente.

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## Introdução:

É de saber e consenso de muitos autores que as práticas experimentais dão suporte a compreensão de conceitos científicos relacionados com ciência, tecnologia e sociedade, visto que através dessas atividades os estudantes percebem a ciência como algo mais próximo de sua realidade (F. P. Couto, 2009; E. C. Grasselli e D. Gardelli, 2014; R. J. Fernandes, 2008; E. M. Reis e O. H. M. Silva, 2013). Infelizmente, é comum observar que não há adesão a essa prática por grande parte dos professores, tanto em sala de aula quanto em laboratório. Nas escolas públicas, por sua vez, essa prática é muito esporádica e sem uma metodologia definida. Mesmo insatisfeitos com essa situação, raramente esta se materializa em alguma ação ou mesmo reivindicação individual ou coletiva por parte dos professores (Gaspar, 2014).

O ensino de ciências de modo geral vem sofrendo ao longo dos anos com a falta de recursos para a aquisição de materiais e equipamentos para laboratórios didáticos. Ou ainda, a falta de preparo dos próprios docentes ao longo de sua formação acadêmica no quesito preparo científico prático, soma-se a essa deficiência na hora de implementar aulas de cunho experimental (Vasconcelos, et. al.). A importância da experimentação encontra-se na materialização de algo antes abstrato, essa característica é muito notável no ensino de Física, pois permite aos alunos uma nova perspectiva dos fenômenos que já são conhecidos, ainda mais quando se ancora às estruturas previamente estabelecidas no cognitivo do aluno (E. M. Reis e O. H. M. Silva, 2013; Gaspar, 2014; A. L. S. Vasconcelos, et. al.).

A utilização de aulas experimentais no ensino de Física deve estar presente ao longo de todo o processo de aprendizagem do aluno, pois por meio desta prática se torna mais fácil o desenvolvimento de conhecimentos científicos significativos, garantido que o aluno construa outras habilidades, tais como investigar, argumentar e interagir. Cabe ressaltar a importância da experimentação no ensino de Física, uma vez que o ato de experimentar é de fundamental importância no processo de ensino-aprendizagem, adicionando, desta maneira, importantes contribuições à teoria da aprendizagem em busca da construção do conhecimento.

Não é de hoje que a Astronomia é uma das áreas que mais atrai a curiosidade e atenção dos estudantes de uma forma geral. Trata-se de uma ciência que engloba

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muitas aparências do Universo e isso incentiva e instiga o espírito investigativo nos estudantes (R. Langhi e R. Nardi, 2010). Infelizmente, este tema ainda não é devidamente explorado em sala de aula, mesmo com todo o potencial de abordagem da óptica envolvido no mesmo. Segundo a literatura, o ensino de astronomia nas escolas de ensino básico encontra diversas barreiras que necessitam ser vencidas, tais como a própria qualificação e capacitação dos docentes que a ministram (R. Langhi e R. Nardi, 2010; T. O. Bernardes, et. al., 2006).

De acordo com as reflexões acerca da importância da abordagem de temas como a Astronomia nas escolas, o presente trabalho buscou proporcionar aos estudantes do curso de Licenciatura em Física um contato maior com o a profissão docente, além do aprofundamento teórico e prático em relação aos conhecimentos específicos envolvidos na construção de um telescópio refletor a partir da combinação de espelhos curvos e planos para refletir a luz e formar uma imagem. Além disso, a construção do telescópio junto aos professores e estudantes da rede pública poderá incentivar o estudo da astronomia e dos conceitos físicos envolvidos na construção do aparato.

## Construção do Telescópio Refletor

## Materiais e Métodos

Para a construção do telescópio refletor foi construída uma base altazimutal, conforme pode ser visualizada na Figura 1. A mesma foi fabricada em madeira compensada, o que resultou em um equilíbrio e design bem próximos a de um telescópio original. Quatro pesinhos foram colocados na base quadrada (50x50 cm), visto que esta ficará fixa ao chão. Sobre a mesma está a parte circular (com o diâmetro de 50 cm) responsável pela movimentação azimutal. Para que haja essa rotação, foram utilizados quatro esferas de rolamento de diâmetro 4 mm, conforme Figura 1, as quais foram introduzidas em furos realizados na chapa quadrada. Foi colocado um parafuso no centro da parte circular e da quadrada com o intuito de manter ambos colineares. Parafusado à parte circular, está o suporte do telescópio, que tem a altura de 90 cm. Com o intuito de não danificar o telescópio, foi produzida

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uma braçadeira circular com EVA na parte interna, evitando assim perfurações no mesmo.

Figura 01 : Base altazimutal para o telescópio .

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Para o tubo do telescópio, foram utilizados dois canos PVCs (150x200 mm) e uma luva (150x200 mm) para facilitar a pintura interna e ajustar a colimação de forma mais precisa, uma tampa de PVC de diâmetro 150 mm, um espelho côncavo que será o espelho primário, de diâmetro de 140 mm, que foi anexado à tampa com pequenas borrachas. Cabe salientar a importância de se utilizar como espelho primário um espelho côncavo, uma vez que todos os raios que incidem quase paralelos a esta superfície serão convergidos para um único ponto, que é o foco deste espelho. O segundo espelho, por usa vez, deve ser plano e estar localizado perpendicularmente ao plano do espelho primário, conforme ilustra o esquema na Figura 02.

Figura 02 : Esquema de incidência da luz num telescópio refletor.

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O espelho secundário deve ser elíptico e estar a 45º em relação à ocular, a fim de transportar todos os raios refletidos corretamente, evitando assim, algum tipo de aberração cromática. A função do espelho secundário é projetar o foco do espelho primário para a abertura lateral do tubo de PVC, onde fica a ocular. O suporte do espelho secundário foi construído com a junção de porcas, parafusos, arruelas quadradas, cola quente e fita isolante. A Figura 03 mostra o espelho primário e secundário, as lentes e os canos para a montagem do telescópio refletor. Foram utilizadas três lentes de lupa de 60 mm de diâmetro para a ocular, duas buchas de redução (60x25 mm) e fita isolante.

Figura 03 : Lentes convergentes para ocular (canto superior esquerdo), espelho secundário (canto superior direito), abaixo espelho primário com o suporte e na parte inferior canos de PVC com as lentes e espelhos para a montagem do telescópio refletor.

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A união das três lentes oculares tem a função de levar a imagem formada na borda do tudo até os olhos do observador. Alguns cuidados devem ser tomados durante a construção do aparelho, tais como campo, aumento, luminosidade, magnitude, entre outros aspectos ópticos importantes. Vale ressaltar que a construção de um telescópio refletor envolve conceitos tanto de Física quanto de Astronomia, que podem ser explorados em níveis específicos, dependendo a quem são destinados.

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## Resultados e Discussões

O conjunto de conhecimentos agregados na construção de um telescópio, assim como a procura de possíveis soluções para problemas que podem ser enfrentados até o final do experimento se tornam instrumentos que levam a uma análise mais aprofundada, trazendo à tona o espírito investigativo dos envolvidos. A Figura 4 mostra os acadêmicos, do curso de Licenciatura em Física, envolvidos no projeto juntamente ao telescópio refletor concluído.

Figura 4: Acadêmicos do Curso de Licenciatura em Física com o telescópio refletor 140x490 mm.

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Ao realizar as primeiras observações, foram percebidas algumas aberrações cromáticas, que por sua vez foram suavizadas diminuindo-se a luminosidade interna no telescópio com o auxílio de filtros polarizados, obtendo assim a imagem da figura 5.

Figura 5: Fotografia da lua com uma câmera de celular, utilizando o telescópio construído.

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## Conclusões

O uso da experimentação no ensino de Ciências, particularmente no ensino de Física, tem sido pauta de diversas discussões no que diz respeito ao ensinoaprendizagem. A importância da experimentação encontra-se na materialização de algo antes abstrato e essa característica é muito notável no ensino de ciências, pois permite aos alunos uma nova perspectiva dos fenômenos que já são conhecidos. Assim, a experimentação deixa de ser um instrumento meramente motivacional, tornando-se um elemento importante no auxílio da construção da aprendizagem significativa do estudante.

As experiências constituem momentos particularmente ricos no processo de ensino-aprendizagem. A disponibilidade do docente em levar equipamentos de experimentação, ou qualquer outro recurso para sua aula, pode instigar os estudantes em sua curiosidade e seu espírito investigativo, possibilitando futuramente, uma sociedade de adultos críticos e inclusos na cultura cientifica e tecnológica. Embora os telescópios sejam de certa forma, dispendiosos, há a possibilidade de construção de um telescópio com elementos econômicos, o que possibilita esclarecer conceitos ópticos, de astronomia, de mecânica e de diversos temas que podem ser explorados a partir do telescópio.

## Referências

A. Gaspar, Atividades experimentais no ensino de física: uma nova visão baseada na teoria de Vigotski . (Livraria da Física, São Paulo, 2014).

- A. L. S. Vasconcelos, C. H. C. Costa, J. R. Santana e V. M. Ceccatto, Importância da abordagem prática no ensino de biologia para a formação de professores (licenciatura plena em Ciências / habilitação em biologia/química - UECE) em Limoeiro do Norte - CE. [Si][Sn][Sd].
- E. C. Grasselli e D. Gardelli, O ensino de Física pela experimentação no ensino médio: Da teoria à prática . (Os desafios da escola pública paranaense na perspectiva dos professores PDE - Artigos, V. 1 , PR, 2014).
- E. M. REIS e O. H. M. SILVA, Atividades experimentais: uma estratégia para o ensino da física . Cadernos Intersaberes, vol. 1 , n.2, p.38-56, (2013).
- F. P. Couto, Atividades experimentais em aulas de Física: Repercussões na motivação dos estudantes, na dialogia e nos processos de modelagem e aprendizagem , Dissertação de Mestrado, UFMG, 2009.
- R. J. Fernandes, Atividades práticas: Possibilidades de modificações no ensino de física , Perquirére, Ed. 5, ano 5, Junho (2008).

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- R. Langhi e R. Nard, Ensino da Astronomia no Brasil: educação formal, informal, não formal e divulgação científic a. Ver. Bras. Ensino de Fís., v. 31, n. 4, 4402 (2009).
- T. O. Bernardes; R.R. Barbosa; G. Iachel; A. Batagin Neto; M.A.L. Pinheiro; R.M. Fernandes Scalvi, Abordando o ensino de óptica através da construção de telescópios , Rev. Bras. Ensino Fís. vol.28 n. 3 São Paulo (2006).

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