O ESTUDO DA FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA A PARTIR DE UM ESPECTROFOTÔMETRO DE BAIXO CUSTO

## O ESTUDO DA FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA A PARTIR DE UM ESPECTROFOTÔMETRO DE BAIXO CUSTO

## Adilson Franco 1 , Ronei Miotto 2

1 Colégio Teresa Gil de Moura, adilsonfranco.fisica@gmail.com

2 Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC, ronei.miotto@ufabc.edu.br

Palavras-chave : Física Contemporânea, Ensino Fundamental, Experimentação

## Resumo expandido

- O Ensino de Ciências, especialmente no Ensino Fundamental, é uma oportunidade única para despertar o interesse dos alunos para a importância e o papel que as ciências desempenham em nosso cotidiano. O momento em que vivemos, com o crescimento do negacionismo científico e a proliferação de teorias pseudocientíficas, é uma clara evidência da necessidade do fortalecimento do letramento científico.

Por outro lado, é fundamental que o Ensino de Ciências, e em particular a física, inclua de maneira significativa seus conteúdos, despertando o interesse dos alunos e tornando o processo de ensino-aprendizagem mais eficaz e prazeroso. Assuntos que sejam inerentes ao cotidiano dos discentes, certamente trarão maior engajamento nas aulas. Se analisarmos o mundo a algumas décadas atrás, veremos que é muito diferente do atual. Essas mudanças são, em grande parte, frutos de avanços propiciados pela ciência e pela tecnologia. Esse tipo de mudança também tem reflexos na educação, o que exige uma nova maneira de ensinar, algo que contemple a realidade do aluno.

Vivemos em um ambiente onde há uma grande diversidade de ferramentas tecnológicas com suas aplicações e construções, e mesmo assim, em nossas atividades escolares ensinamos com maior ênfase a física do século XIX. Em contrapartida, o mundo que nos cerca está cada vez mais envolto em temas que envolvem os conceitos da física moderna e contemporânea, como a Física Quântica. Assim, resta claro que devamos incluir em nossa prática escolar um maior volume de temas e conceitos que contribuam para a compreensão de grande parte destes fenômenos presente em nosso dia a dia. De fato, o avanço tecnológico tornou corriqueiro o uso de semicondutores em diversas aplicações, como circuitos impressos e lasers. Tais aplicações permitem desenvolver instrumentos que propiciam um melhor entendimento sobre o comportamento da luz e sua interação com a matéria. Esse entendimento, por sua vez, permitirá o desenvolvimento de novos dispositivos, retroalimentando o sistema.

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19 a 30 de julho de 2021 - Online

Apesar dos conceitos necessários para explicar o funcionamento de grande parte dos dispositivos e equipamentos serem derivados da física moderna e contemporânea, a abordagem deste tema é pouco explorada no ensino básico. Em grande parte dos livros didáticos os estudos associados à física moderna e contemporânea ocupam um espaço muito pequeno quando comparado aos demais conteúdos.

A cada dia o alcance entre o estudo da física e seu aprendizado vem se distanciando. Acreditamos que esse alcance pode se tornar menor a partir de uma nova metodologia. Esta metodologia está relacionada a uma nova cultura na educação e inclui a utilização da tecnologia com base no cotidiano do aluno. A partir deste contexto ele poderá aprender ciência através de diferenciação e comparação de modelos, progredindo em seu conhecimento científico.

Segundo Pozo e Gómes Crespo, os alunos encontram dificuldades na aprendizagem de procedimentos no caso de problemas quantitativos, entre eles estão:

- O fraco significado do resultado obtido para os alunos. De modo geral, aparecem sobrepostos dois problemas, o de ciências e o de matemática, de maneira que muitas vezes este mascara aquele. Os alunos limitam-se a encontrar a 'fórmula' matemática e chegar a um resultado numérico, esquecendo o problema de ciências. Aplicam cegamente um algoritmo ou um modelo de 'problema', sem compreender o que estão fazendo.
- O fraco interesse que esses problemas despertam nos alunos, quando são utilizados de forma massiva e descontextualizados, diminuindo a motivação dos alunos para o aprendizado da ciência. (POZO; CRESPO, 2009)

Assim, com o objetivo de proporcionar uma aprendizagem significativa, este trabalho propõe a construção e aplicação de um produto educacional de baixo custo a fim de contextualizar o estudo da física moderna e contemporânea.

Figura 01: Representação gráfica do funcionamento do espectrofotômetro de baixo custo: a luz emitida pelo LED é transmitida através da amostra e registrada por sistema baseado no Arduino. O espectro obtido é comparado com um padrão, permitindo a identificação do material que compõe a amostra analisada.

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- O nosso público-alvo está centrado nos anos finais do ensino fundamental, particularmente no ensino da física. Isso não significa que o produto educacional não possa ser adaptado para outros anos e até mesmo no ensino de outras disciplinas, em especial na área de ciências.

Para verificar a sua aplicabilidade, o produto foi testado com os alunos do 9º ano do ensino fundamental do Colégio Teresa Gil de Moura, em Perus, São Paulo SP. Nesta etapa, no colégio em questão, a área de ciências já aborda de maneira disciplinar os conceitos de física, química e biologia com professores específicos para cada área.

Neste trabalho primeiramente discutimos o ensino de ciências no contexto da Base Nacional Comum Curricular (BNCC), o incentivo à investigação como forma de contextualizar e dar significado à ciência e o referencial teórico com base na aprendizagem significativa de Ausubel. Em seguida apresentamos os conceitos físicos envolvidos, o produto educacional, uma possível sequência didática e sua aplicação. Por fim apresentamos a análise dos resultados.

De um modo geral, acreditamos que foi possível a partir desse produto didático trazer aos alunos a compreensão básica sobre os conceitos que envolvem a física moderna e contemporânea. Entendemos que esse produto educacional pode ser uma boa solução de baixo custo para proporcionar ao professor uma maior motivação em sala de aula, podendo também ser adaptado para discussões mais profundas sobre a física moderna e contemporânea para o ensino médio. Esperamos que este produto seja uma contribuição para sanar a ausência de experimentações de baixo custo que envolvam conceitos de física moderna e contemporânea.

## Referências

POZO, J. I.; CRESPO, M. A. G. A aprendizagem e o ensino de ciências: do conhecimento cotidiano ao conhecimento científico. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2009.

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