Discussões sobre a Natureza da Luz em uma Atividade Experimental no contexto do Ensino Básico Técnico e Tecnológico

## Discussões sobre a Natureza da Luz em uma Atividade Experimental no contexto do Ensino Básico Técnico e Tecnológico

Roberto Cruz-Hastenreiter 1,3 , Jeane Souza 1 , André Machado 1 , André Tato 2

1 Instituto Federal do Rio de Janeiro - IFRJ, roberto.cruz@ifrj.edu.br

2 Colégio Pedro II, andretato@gmail.com 3 UNIRIO, roberto.hastenreiter@edu.unirio.br

Palavras-chave : Atividades Experimentais; Natureza da Ciência; EBTT

## Introdução

A utilização de atividades experimentais no currículo das disciplinas científicas tem sido o centro de grandes discussões entre professores e pesquisadores da área de ensino de ciências. Os documentos oficiais, como: os Parâmetros Curriculares Nacionais para o ensino médio (PCN) e as Orientações Curriculares para o Ensino Médio (OCEM), enfatizam o uso de experimentos como estratégia de abordar diversos temas, por fazerem parte da vida, da escola, e do cotidiano de todos. Os referidos documentos recomendam que as atividades experimentais não devem ser exclusivamente realizadas em um laboratório com roteiros seguidos nos mínimos detalhes e sim, partir de um problema ou questão a ser respondida (BRASIL, 2002). A comunidade científica e os professores das disciplinas de ciências reconhecem a importância da atividade experimental na aprendizagem das ciências e a usam com frequência como metodologia de ensino, tendo como base resultados apresentados em muitas investigações (ARAUJO e ABIB, 2003; BORGES, 2002; CAMILLO e GRAFFUNDE, 2021; CAMPOS, 2016; FARIA e VAZ, 2019; GASPAR, 2014; PERUZZO, 2012).

O presente trabalho se coloca, dentre as inúmeras produções referentes à reflexões a respeito das atividades didáticas experimentais, como um esforço colaborativo a respeito do apontamento de potencialidades da abordagem experimental no ensino de física. Este trabalho se configura como um recorte de um projeto mais amplo que trata da incorporação de discussões sobre a Natureza da Ciência em atividades experimentais. Como objetivo geral, o projeto visa destacar potencialidades de atividades didáticas experimentais no ensino de física, fundamentalmente a partir de uma abordagem que inclua, além da dimensão conceitual, as dimensões epistemológica, procedimental e social. Como objetivo de pesquisa, busca-se compreender as possíveis modificações sobre as concepções de ciências de estudantes no que se refere, ao menos, às atividades experimentais. Mais especificamente, o recorte supracitado consiste em uma proposta de atividade experimental referente aos fenômenos de interferência e difração no conteúdo óptica física. Para esta atividade, lançamos mão de episódios da história da ciência correspondentes ao período entre os séculos XVII e XIX, a partir dos quais buscamos apresentar elementos que destaquem, além dos conceitos físicos relacionados aos fenômenos, dimensões epistemológicas, sociais e procedimentais.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

## Apresentação da atividade experimental - algumas reflexões

A atividade experimental foi desenvolvida em uma turma da Educação Profissional Técnica de nível Médio do IFRJ, e tem como título: ' Difração e Interferência - A Natureza da Luz: Discussões entre os séculos XVII e XIX ' e apresenta os seguintes objetivos: (i) conhecer alguns aspectos da discussão a respeito da natureza da luz, fundamentalmente sobre o modelo corpuscular de Newton e do modelo ondulatório de Huygens;(ii) entender o princípio de Huygens;(iii) determinar o comprimento de uma radiação luminosa a partir de uma montagem experimental com rede de difração.

O texto da atividade dispõe de uma seção cujo subtítulo é ' Discussões a respeito da Natureza da luz - Newton, Huygens e Young '. Apesar do destaque aos três físicos, cientistas como Pierre Gassendi (1592-1655), Robert Boyle (1627-1691), Robert Hooke (1635-1703), Pierre Fermat (1607-1665), Leonard Euler (1707-1783), Augustin Jean Fresnel (1788-1827), Siméon Denis Poisson (1781-1840) são citados no texto. É, portanto, nesta subseção que apresentamos perspectivas ontológicas e epistemológicas da luz. O texto permite ao docente regente apresentar aspectos e modelos distintos que visam a compreensão de um mesmo fenômeno. São destacados para cada proposta de modelo explicativo suas potencialidades e vulnerabilidades.

' A refração era na concepção corpuscular da luz de Newton o produto de uma força atrativa entre as partículas da luz com as partículas do objeto transparente, análogo à força gravitacional. Entretanto, quando aplicada a refração da luz a um meio mais refringente, a velocidade da partícula aumentaria uma vez que existiria uma força resultante atuando sobre ela. Porém, se sabe hoje que a velocidade da luz decresce em meios mais refringentes e, assim, o modelo proposto por Newton exibia vulnerabilidades .' (AZEVEDO e MONTEIRO JR, 2019)

O texto traz também elementos que permitem apresentar questões que não estão restritas a aspectos considerados internos à ciência, mas que possibilitam de ampliação da concepção da constituição da atividade científica, por vezes difundida no senso comum, e muitas vezes reforçadas nos espaços de educação e divulgação científica, que isentam a referida atividade das influências sociais, econômicas, culturais e idiossincráticas. '[...], nesta disputa sobre a natureza da luz, as posições de Newton foram quase hegemônicas durante os séculos XVII e XVIII em função de seu prestígio no meio acadêmico [...]' (AZEVEDO e MONTEIRO JR, 2019.)

Como destacamos, a atividade não se restringe a aspectos conceituais, mas não se furta a apresentá-los e discuti-los. Ao final, é solicitado aos estudantes, a partir de um arranjo experimental que apresenta os fenômenos da difração e interferência quando a luz atravessa uma rede de difração, medir a distância entre a fonte e o anteparo (a) e a distância entre o máximo central e o primeiro máximo (x), e com base nessas medidas narrar de que modo o princípio de Huygens se adequa a figura de interferência projetada no anteparo. Os estudante são também provocados a apresentar argumentos que apontem a impossibilidade de se explicar este fenômeno pelo modelo corpuscular da luz.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

## Algumas Considerações

As contribuições do presente trabalho se apresentam em uma perspectiva que assume a importância de se pensar em atividades experimentais que incluam em seus objetivos, reflexões a respeito da natureza da ciência, além dos aspectos conceituais e procedimentais. Apesar de não apresentarmos alguns de nossos resultados para o presente trabalho, ressaltamos que esse tipo de atividade apresenta grande potencial de mobilização de conhecimento nas dimensões conceitual, epistemológica, e social, o que permite com que a própria atividade seja ressignificada, criando espaços que potencializam as relações argumentativas nas aulas de Física.

## Referências

ARAÚJO, M. S. T.; ABIB, M. L. V. Atividades Experimentais no Ensino de Física: Diferentes Enfoques, Diferentes Finalidades. Revista Brasileira de Ensino de Física , v. 2, n. 25, p. 176-194, 2003.

AZEVEDO, J.S.; MONTEIRO JR, F.N. As disputas acerca da Natureza da Luz: O uso da História e Filosofia. Aprendizagem Significativa em Revista/Meaningful Learning Review - V9(2), pp. 12-30, 2019.

BRASIL. MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E CULTURA. Parâmetros Curriculares Nacionais - Ensino Médio . Brasília: MEC, 2002.

BRASIL. MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E CULTURA. SEB. Orientações Curriculares para o Ensino Médio. Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias . Brasília: MEC, 2006.

BORGES, A. T. Novos rumos para o laboratório escolar de ciências. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , v.19, n.3, p.291-313, 2002.

CAMILLO, C.M.; GRAFFUNDE, K.G. Mapeamento das contribuições de atividades experimentais no ensino de ciências. Revista Brasileira de Ensino de Ciência e Tecnologia , Ponta Grossa, v. 14, n. 2, p. 215-230, mai./ago. 2021.

CAMPOS, L. S. Tensões nos Discursos dos Alunos Durante a Realização das Atividades Experimentais no Ensino de Física. São Paulo: UNICSUL, 2016. 321 f. Tese (Doutorado) Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática . Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, 2016.

FARIA, A. F. e VAZ, A. M. Engajamento de Estudantes em Investigação Escolar sobre Circuitos Elétricos Simples. Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências , 21, e10545, 2019.

GALIAZZI, M. C. et al. Objetivos das atividades experimentais no ensino médio: a pesquisa coletiva como modo de formação de professores de ciências. Ciência & Educação , 7, 2, 249- 263, 2001.

GASPAR, A. Atividades experimentais no ensino de Física: uma nova visão baseada na teoria de Vigotski . São Paulo: Livraria da Física, 1ª edição, 2014. 252 p.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_