Ensino de Física e a Abordagem investigativa: Explorando possibilidades de utilização de problemas não experimentais

## ENSINO DE FÍSICA E A ABORDAGEM INVESTIGATIVA: EXPLORANDO POSSIBILIDADES DE UTILIZAÇÃO DE PROBLEMAS NÃO EXPERIMENTAIS

Lucas Henrique Silvestrin 1 , Eugenio Maria de França Ramos 2 ,

1 UNESP, Licenciatura em Física e LaPEMID CEAPLA IGCE, lucas.silvestrin@unesp.br 2 UNESP, LaPEMID CEAPLA IGCE, eugenio.ramos@unesp.br

Palavras-chave : Ensino por Investigação, Ensino de Física, Problemas não experimentais.

Exploramos nesta parte de um estudo sobre possibilidades de utilização da metodologia de ensino conhecida como Ensino Investigativo (CARVALHO, 2013 e 2018; BELUCCO e CARVALHO, 2013), que procura criar um ambiente onde o aluno possa ter uma participação mais ativa durante a aula, construindo o conhecimento por meio da busca de soluções para problemas apresentados pelo professor. Nesta perspectiva o docente age como um mediador do processo e aproximando os alunos da prática científica, assim como a linguagem utilizada no meio (SASSERON, 2008 e 2013).

A partir do conhecimento dessa metodologia, estudamos a construção uma proposta de uma SEI (Sequência de Ensino Investigativo) que pretende trabalhar os tópicos referentes à Teoria da Relatividade, conteúdo importante, porém pouco trabalhado no ensino básico.

Os alunos têm pouco contato com a física relativística, além do fato de que, esta temática possuir conceitos difíceis de serem apresentados a eles de forma concreta, com a qual possam identificar aspectos relevantes e possíveis consequências em suas rotinas, de modo que a contextualização desse conteúdo aos estudantes se torna um obstáculo a ser superado para que possamos criar um ambiente para o desenvolvimento do conteúdo com uma abordagem investigativa, afinal, não podemos viajar com os alunos em uma nave que move com a velocidade da luz para mostrarmos os efeitos relativísticos.

Devido ao desafio de se trabalhar conceitos como a velocidade da luz, mostramos possibilidades de se construir um ambiente investigativo com essa temática, fazendo uso de problemas não experimentais, e experimentos mentais (KIOURANIS, 2010) capazes de trazer aos alunos o tema, de maneira que possam refletir sobre o conteúdo com maior familiaridade com os termos.

Para isso, fizemos o uso de problemas não experimentais (CARVALHO, 2013), que nos permitem uma maior diversidade de maneiras de abordar a temática, não nos prendendo ao uso de um aparato experimental o que, para este tema, encontramos algumas limitações. Incluímos, dentro desta proposta, sugestões de uso de experimentos mentais, nos auxiliando a esclarecer alguns tópicos que normalmente são mais difíceis de se estudar, consequências dos postulados da relatividade, como no caso do paradoxo dos gêmeos, com a qual podemos entender mais profundamente o significado desses postulados.

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19 a 30 de julho de 2021 - Online

As atividades utilizadas como problemas para iniciarem essa SEI, tem como objetivo colocar os alunos em situações em que os conceitos básicos de relatividade - como referenciais, postulados da teoria especial relativística, espaço-tempo e o fenômeno da simultaneidade - são colocados como peças-chave para a resolução desses problemas.

Como exemplo dos tópicos trabalhados, iniciamos nossa primeira atividade explorando os conceitos de dilatação temporal e a contração do espaço, apresentando materiais para que os alunos possam traçar comparativos e se aproximarem da forma como os efeitos relativísticos poderiam ser percebidos por diferentes referenciais. Em outro momento, trazemos uma aplicação direta dos postulados, com a situação colocada pelo paradoxo dos gêmeos, com o qual podemos explorar como poderíamos solucionar esse paradoxo, trazendo à tona o significado dos postulados, como também a possibilidade de se trabalhar conceitos mais complexos.

Por meio de imagens (HEWITT, 2015; GAMOW, 1980) , filmes, desenhos e maquetes procuramos estabelecer uma relação desses fenômenos com aquilo que de fato tenham um contato mais próximo, percebendo os efeitos causados sobre aquilo que observam.

Como exemplo do material a ser trabalhado, abaixo está uma ilustração de uma bola de tênis que se move em velocidades cada vez mais próxima à da luz, demonstrando a deformação percebida para esses valores:

Fonte: Hewitt (2015).

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Consideramos também a necessidade de alguns materiais de introdução ao conteúdo, para que os estudantes possam iniciar a SEI com uma maior familiaridade ao tema.

Imagens do vídeo do PSSC - Frames of Reference que demonstram a mudança de referenciais, tema que inicia nossa atividade introdutória para trabalharmos conceitos iniciais importantes para o estudo de Relatividade:

Fonte: Imagens retiradas do vídeo: PSSC - Frames of reference (1960).

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Por meio deste material, procuramos estabelecer o contato com os postulados da Teoria da Relatividade, propondo perguntas que envolvam os alunos em uma discussão a respeito do sistema de referenciais inerciais, e posteriormente, a velocidade da luz como constante para quaisquer referenciais.

Com o estudo realizado, consideramos que é consistente o potencial de trabalharmos os conteúdos de física como a Relatividade, por meio de uma metodologia de ensino que nos possibilite a criação de um ambiente de construção do conhecimento com o protagonismo do aluno nesse processo, lançando mão dos problemas não-experimentais.

## Referências

BELLUCCO, A.; CARVALHO, A. M. P. de. Uma proposta de sequência de ensino investigativa sobre quantidade de movimento, sua conservação e as leis de Newton. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , v. 31, n. 1, p. 30-59, 2013.

CARVALHO, A. M. P. de. O ensino de ciências e a proposição de sequências de ensino investigativas. In: CARVALHO, A. M. P. de (Org.). Ensino de ciências por investigação : condições para implementação em sala de aula. São Paulo: Cengage Learning, p.1-20. 2013.

CARVALHO, A. M. P. de. Fundamentos Teóricos e Metodológicos do Ensino por Investigação. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências , [S.L.], p. 765-794, 2018.

GAMOW, G. O incrível mundo da Física moderna . S.L: Ibrasa, 1980.

HEWITT, Paul G. Física Conceitual. S.L: Bookman, 2015.

KIOURANIS, N. M. M. ; SOUZA, A. R de; SANTIN FILHO, O. Experimentos mentais e suas potencialidades didáticas. Revista Brasileira de Ensino de Física, [S.L.], v. 32, n. 1, p. 1507-1510, 2010.

SASSERON, L.H. Interações discursivas e investigação em sala de aula: o papel do professor. In CARVALHO, A. M. P. de (org.) Ensino de Ciências por investigação: condições para implementação em sala de aula. São Paulo: Cencage Learning, 2013.

SASSERON, L. H. Alfabetização Científica no Ensino Fundamental: estrutura e indicadores deste processo em sala de aula. 2008. 265f. Tese (Doutorado em Educação) - Faculdade de Educação, Universidade de São Paulo, FEUSP, São Paulo.

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