SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA O ENSINO DA LEI DE COULOMB PAUTADA NA HISTÓRIA DA FÍSICA, UM RELATO DE EXPERIÊNCIA

## SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA O ENSINO DA LEI DE COULOMB PAUTADA NA HISTÓRIA DA FÍSICA, UM RELATO DE EXPERIÊNCIA

## Elton David Lopes 1 , João Eduardo Fernandes Ramos 2

- 1 Universidade Federal de Pernambuco, elton.lopes@ufpe.br
- 2 Universidade Federal de Pernambuco, joao.framos@ufpe.br

Palavras-chave : Lei de Coulomb; História da Física; Aprendizagem significativa.

## Resumo expandido

O presente trabalho é parte de um estudo relativamente maior realizado como trabalho de conclusão de curso e teve como objetivo elaborar e investigar o potencial pedagógico de uma sequência didática para o ensino da Lei de Coulomb em uma turma do terceiro ano do ensino médio de uma escola pública do estado de Pernambuco, em São Caitano.

A sequência foi aplicada no primeiro semestre de 2020, e para a coleta de dados foram utilizados diário de bordo e um questionário estruturado para obtenção de dados qualitativos numa amostragem de 13 alunos. A sequência proposta foi elaborada buscando trabalhar alguns aspectos, em especial i) a contextualização histórica geral e científica no ano em que se passa a descoberta de Coulomb, ii) a utilização da experimentação: uma visão da interpretação de Coulomb, e a reprodução feita por nós em sala, desse experimento, mas, de baixo custo e iii) a avaliação da aprendizagem por meio dos estudos de David Ausubel a respeito da Aprendizagem Significativa.

O produto educacional foi dividido em cinco partes, a primeira parte (uma aula) trata-se simplesmente do primeiro contato com a turma onde buscamos - em curtas palavras - apresentar o projeto, nos apresentar e solicitar a princípio a colaboração da turma, tendo em vista que essa foi a primeira vez (em tese) que os alunos estavam vendo o conteúdo, por isso são mais que necessários os passos cautelosos.

Na segunda parte (próximas duas aulas) trabalhamos efetivamente o contexto histórico científico ao qual Coulomb estava inserido, o que já havia encaminhado quanto a Eletricidade tanto empiricamente - ou seja experimentos e comprovações anteriores a Lei de Coulomb, desde os primeiros estudos com o âmbar até chegar-seá Lei de Coulomb - quanto racionalmente - onde existem várias discussões a respeito do que acontece no interior do âmbar, que por ventura se tornaria os primeiros estudos da Eletricidade.

Na terceira parte (uma aula) levamos para a sala de aula o experimento histórico, feito por Coulomb, e entendamos que experimento histórico é segundo Paula e Laranjeiras (2005):

Aqueles experimentos realizados e/ou pensados, experiências de pensamento em um dado contexto histórico e que tiveram um papel significativo na elaboração, definição e/ou solução de um dado problema. Sua utilização é apresentada como uma estratégia para a compreensão da ciência, sua natureza, sua história, a partir da perspectiva dos seus praticantes. (LARANJEIRAS, PAULA, 2005, p. 2 apud SILVA, 2013, p.24)

Entendendo do que se trata um experimento histórico, faz-se plausível a utilização da balança de torção, no ensino da lei de Coulomb pois como Silva cita Hötecke:

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Para Hötecke (2000) as ciências naturais exibem um caráter de ciências empíricas, porque os experimentos desempenham um papel importante na produção do conhecimento. Por outro lado, o autor questiona que as abordagens sobre História e Filosofia da Ciência, no ensino de ciências, são em suas maiorias puramente textuais. Nesta perspectiva assinala que: "Mesmo quando existe um esforço para articular a dimensão histórica, filosófica e social da ciência aos currículos de ciências, a dimensão experimental da ciência como uma prática vivida permanece oculta" (HÖTECKE, 2000, p. 343 apud SILVA, 2013, p.21)

Este experimento feito para estudar a força elétrica, a balança de torção, possibilita mais que apenas a contribuição para o ensino da Lei de Coulomb, pois também evidencia como se dão as descobertas "antogênicas" no ramo da ciência em geral, e possibilita o entendimento do aluno quanto ao "como se faz ciência". Evidentemente, não foi possível fazer uma cópia idêntica ao experimento feito pelo próprio Coulomb, mas um pequeno protótipo semelhante (figura 01), sim.

Figura 01: Protótipo de baixo custo/sucata da balança de torção

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Decidimos utilizar esse experimento na sala de aula no intuito de abordar o contexto histórico da Lei de Coulomb de forma empírica e analógica, para que seja possível visualizar na prática o que de fato significa a equação da Lei, como devemos interpretá-la, e quão engenhoso foi Coulomb ao pensar nesse experimento para comprovar sua teoria a respeito do comportamento das cargas pontuais.

Na quarta parte (uma aula) foi formalizada a lei de Coulomb e suas aplicações, e por meio deste trabalhamos algumas situações de cargas pontuais, nos remetendo sempre a distâncias possíveis de se imaginar - buscando a relação conteúdo-aluno, para que mantivéssemos o foco em aplicar a história da ciência no ensino, sem abdicar da conteúdo formal e prático - no experimento levado, trabalhamos a relação força x distância nos gráficos e trabalhamos a formalização da equação junto às práticas da experimentação, utilizando os casos vistos nas aulas anteriores quando tínhamos apenas o experimento, como subsunçores para o ensino da formalidade da expressão.

E por fim, na última aula propusemos um questionário com oito perguntas para que os alunos respondessem e que neste questionário pudéssemos coletar dados qualitativos a respeito do ensino-aprendizagem da Lei de Coulomb baseado claro no que diz respeito a Aprendizagem Significativa de David Ausubel que segundo Moreira (2010) é:

Aprendizagem significativa é aquela em que ideias expressas simbolicamente interagem de maneira substantiva e não-arbitrária com aquilo que o aprendiz já sabe. Substantiva quer dizer não-literal, não ao pé-da-letra, e não-arbitrária significa que a interação não é com qualquer idéia prévia, mas sim com algum conhecimento especificamente relevante já existente na

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estrutura cognitiva do sujeito que aprende. A este conhecimento, especificamente relevante à nova aprendizagem, o qual pode ser, por exemplo, um símbolo já significativo, um conceito, uma proposição, um modelo mental, uma imagem (grifo nosso), David Ausubel (1918-2008) chamava de subsunçor ou idéia-âncora. (MOREIRA, 2010, p.2)

Dessa forma, o propósito desta avaliação final foi tentar compreender se o aluno conseguiu associar o conceito, modelo mental e a imagem da balança ao conteúdo propriamente dito da Lei de Coulomb, esse questionário tentou entender se os alunos conseguiram fazer as relações da História da Física e da Ciência (HFC) e o Experimento Histórico, à aplicabilidade da Lei.

Portanto, verificou-se por meio do questionário que houve indicativos de uma aprendizagem significativa, os estudantes foram capazes de relacionarem modelos mentais (experimento) com situações atípicas atreladas a conceitos anteriores e em sua totalidade foram capazes de resolverem os problemas matemáticos a quais a escola está habituada a trabalhar. Ademais, percebeu-se o interesse dos estudantes pela HFC, verificou-se que a grande maioria dos estudantes acham importante o entendimento da construção científica, pois essa mesma maioria visualiza a ciência sendo feita apenas por 'gênios' e essa desmistificação é essencial na sala de aula para encorajar jovens a serem novos cientistas.

Conclui-se ainda que é possível aplicar uma metodologia de ensino pautada na HFC sem que haja perda de conteúdo, muito pelo contrário, essa metodologia só reforça e enraíza os conceitos físicos com maior clareza no indivíduo em questão.

## Referências

SILVA, M. F. DA. Abordagens Histórico-Conceituais sobre a Lei de Coulomb e as representações imagéticas da balança elétrica em livros didáticos brasileiros de Física do nível médio : um estudo de caso. 2013. 96. Trabalho de Conclusão de Curso - UEPB, Campina Grande, 2013.

MOREIRA, M. A. O que é afinal aprendizagem significativa , Porto Alegre - RS, UFRGS, 2010.

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