EFEITO DA DIABETES NA VISÃO COMO MOTIVADORA PARA O ENSINO DA LEI DA REFRAÇÃO

## EFEITO DA DIABETES NA VISÃO COMO MOTIVADORA PARA O ENSINO DA LEI DA REFRAÇÃO

Cristiane Rennó Ribeiro Gomes 1 , Marcos Binderly Gaspar 2 , Lúcia Helena Coutinho 3

1 UFRJ/Instituto de Física, cristianerenno@gmail.com

2 UFRJ/Instituto de Física, mgaspar@if.ufrj.br 3 UFRJ/Instituto de Física, lucia@if.ufrj.br

Palavras-chave : Lei da refração; diabetes; ensino de física

## Resumo expandido

A visão é um dos sentidos mais valorizados por nós, pois ele que nos conecta com o mundo. Este tema traz a possibilidade de ensinar a lei da refração em sala de aula a partir de um assunto que se faz presente no dia a dia de muitas famílias, a perda transitória da visão em pacientes com diabetes mellitus . A relevância de apresentar como tema a diabetes e um de seus efeitos, faz com que o interesse dos alunos na aula aumente. Este assunto está no dia a dia do aluno 1 , e podemos através de suas dificuldades em entender e até mesmo dúvidas no tratamento da doença, ensinar junto com outras disciplinas vários assuntos. A interdisciplinaridade traz para o aluno a possibilidade de desenvolver o pensamento crítico, através de seus questionamentos, e torna-o mais pró ativo sobre seu aprendizado.

Nosso objetivo é trazer de forma clara para o aluno a aplicação da Lei de Refração, e a interação de outras disciplinas com a Física. Neste trabalho, em especial, podemos abordar temas de física, química, matemática, biologia e medicina.

Este trabalho é resultado de uma dissertação de Mestrado 2 que explorou os efeitos da diabetes na visão para apresentar a Lei de Refração a alunos do ensino médio. É discutido o artigo de Charman et al. 3 , que estudou as estruturas oculares onde um aumento no índice glicêmico causaria alterações significativas no índice de refração, a ponto de causar alterações na visão dos pacientes. Uma atividade experimental foi proposta, onde os alunos realizam medições do índice de refração em soluções de açúcar, ao mesmo tempo em que visualizam o aumento no desvio do feixe refratado com o aumento nesta concentração. Construímos um prisma oco onde facilmente podem ser medidos índices de refração de líquidos, com o uso de um apontador laser (Figura 1). A aula foi aplicada em duas turmas, que foram posteriormente avaliadas com um teste. Em uma das turmas um pré-teste também foi aplicado. A análise dos resultados mostrou que os alunos tiveram um maior interesse e entendimento do tema. O pré-teste consistia de 4 perguntas para avaliar os

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19 a 30 de julho de 2021 - Online

conceitos pré-adquiridos e um roteiro experimental com o procedimento para realizar as medições com o prisma, e o pós-teste consistia de 5 perguntas. A avaliação da pesquisa foi comparativa para cada aluno de cada turma, para avaliar o quanto o aprendizado sobre o tema foi adquirido.

Figura 1 . Esquema de montagem do prisma com o transferidor.

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Utilizamos um transferidor impresso em papel A3 e disposto paralelo à hipotenusa do prisma para a leitura do ângulo do feixe refratado (Figura 1). Um feixe de laser deverá incidir à reta normal no lado oposto ao ângulo de 60° do prisma, e a Lei de Refração será utilizada de maneira simples, conforme figuras 1 e 2. O índice de refração da solução, nA, será calculado utilizando o índice de refração do ar nB = 1, de acordo com as equações 1 a 3. A demonstração em cada face do prisma deixa de forma simples a Lei da Refração, ficando mais fácil para o aluno entender:

- · primeira face:

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- · segunda face:

Figura 2 . Montagem experimental .

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O experimento proposto foi aplicado em sala de aula em duas ocasiões, em turmas de segundo ano de ensino médio do horário noturno da rede estadual do Rio de Janeiro. Cerca de 60% destes alunos pertencem às classes sociais B e C, com conhecimentos satisfatórios de tecnologia e sem dificuldades aparentes de ensino e aprendizagem.

Os alunos não conheciam os conceitos sobre óptica geométrica e foi a primeira vez que tiveram aulas experimentais. A recepção foi positiva, e os alunos ficaram entusiasmados com a dinâmica da aula. Os resultados foram satisfatórios, como podemos observar nos gráficos das Figuras 3 a 5.

Figura 3 . Resultados do teste na turma 1 .

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Figura 4 . Resultados do pré-teste na turma 2 .

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A óptica geométrica é uma parte da Física trabalhada desde o ensino fundamental, mas os alunos carregam dificuldades de entender a relação entre a Lei de Refração e o índice de refração relativo. Na aplicação do questionário ficou evidente que os alunos apresentam concepções preexistentes da relação entre reflexão e refração. Alguns confundiram os nomes dos fenômenos, porém sabiam descrever o que acontecia em cada um deles. Não foi abordado neste trabalho, mas o experimento também pode ser utilizado para ilustrar reflexão, e pode ser explorado com os alunos que o ângulo de reflexão não varia com a mudança da concentração das soluções de açúcar.

Figura 5 . Resultados do pós-teste na turma 2 .

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Apesar da maioria dos alunos relacionar o índice de refração a uma mudança de velocidade da luz quando muda de meio, nenhum foi capaz de definir o índice de refração relativo através da Lei de Refração. A primeira turma mostrou maior dificuldade em medir o ângulo de refração, pois não mediram a partir da normal. Isso mostra uma dificuldade geométrica, com falta de conhecimentos básicos de

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matemática. Porém, ficou claro que o ângulo de refração mudava quando mudava a solução.

Ao ser aplicado de novo em outra turma, foram tomados alguns cuidados, como chamar a atenção para o que era reta normal. Neste grupo de alunos foi aplicado um pré-teste e comparado ao final com o pós-teste. O desempenho foi superior ao primeiro grupo em 25%. Os alunos conseguiram relacionar o índice de refração com mudança de velocidade, conseguiram relacionar a visão com refração, e gostaram do assunto da aula, devido à importância da motivação que a diabetes despertou. A interdisciplinaridade da aula também foi positiva, pois possibilitou maior aprendizado do tema. O interesse aumentou devido à relação entre a diabetes mellitus e visão, porque a doença era conhecida por todos.

## Referências

1 OMS - Organização Mundial da Saúde, Diabetes. Disponível em https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/diabetes. Acesso em 23 de jan. de 2021.

2 Gomes, C. R. R., Efeito da diabetes como motivadora para o ensino da Lei de Refração , 2020, Dissertação (Mestrado Profissional em Ensino de Física), Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro.

3 Charman, N. W., Adnan and Atchison, D. A., Gradients of refractive index in the crystalline lens and transient changes in refraction among patients with diabetes , Biomedical Optics Express, 2012, vol. 3, p. 3033. DOI 10.1364/BOE.3.003033.

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