O Efeito Fotoelétrico: Uma proposta didática de Física Moderna para o Novo Ensino Médio.

## O EFEITO FOTOELÉTRICO: UMA PROPOSTA DIDÁTICA DE FÍSICA MODERNA PARA O NOVO ENSINO MÉDIO.

*Expedito André T. Mouta 1,2 , Igor T. Padilha 3

Palavras-chave: Efeito Fotoelétrico; Física Moderna; Novo Ensino Médio.

## Resumo Expandido

Considerando a necessidade de novas abordagens metodológicas para o ensino de Física tendo em vista a formação holística do estudante, este resumo apresenta uma parte de uma pesquisa de mestrado, que busca investigar a implementação de uma sequência didática delineada nos pressupostos teóricometodológicos da Aprendizagem Significativa de David Ausubel (1918-2008), que será aplicada em uma disciplina do primeiro ano do Novo Ensino Médio (NEM), na disciplina Projeto de Vida, em uma escola pública do estado do Amazonas, no município de Parintins.

Vale salientar que a escolha por desenvolver este trabalho na disciplina Projeto de Vida, confere a esta pesquisa mais esse fator de destaque pois permite mostrar aos estudantes a importância da ciência e pesquisa na vida dos mesmos, enfatizando um dos objetivos principais desta disciplina, que é ajudar estes jovens a refletirem sobre seus objetivos e metas pessoais, acadêmicas e profissionais.

Sendo assim, foram escolhidas atividades relacionadas ao Efeito Fotoelétrico que podem ser uma oportunidade para os estudantes conhecerem sobre as aplicações práticas da Física em tecnologias modernas, tais como células solares e detectores de radiação, bem como essas tecnologias podem impactar suas vidas e seu futuro profissional.

Portanto, este trabalho tem por objetivo investigar a possibilidade de inserção do Efeito Fotoelétrico como instrumento de ensino em Física Moderna e Contemporânea, pois de acordo com Aubrecht (ibid., 1989), a introdução de aspectos de Física Moderna e Contemporânea (FMC) nos cursos de Física pode servir para renovar o ensino.

- O Efeito Fotoelétrico, descoberto por Heinrich Rudolf Hertz e explicado de forma completa por Albert Einstein, é um fenômeno que causou uma revolução na Fisica. Ou seja, trata-se de um tema de extrema importância. E, apresentar tal fenômeno ao estudante de Ensino Médio, é fundamental e de suma importãncia.

Valadares e Moreira (1998) concordam que é imprescindível que o estudante do ensino médio conheça os fundamentos da tecnologia atual, já que ela atua diretamente em sua vida e pode definir seu futuro profissional.

Logo é relevante a introdução de conceitos básicos de FMC e, em especial, fazer a ponte entre a física da sala de aula e a física do cotidiano.

Por outro lado, Laburú et al. (1998) ressaltam, de uma forma irônica, que 'devem os alunos secundaristas estudar FMC do século XX, antes que ela acabe'. Ressalva-se que, o projeto ainda encontra-se em desenvolvimento, portanto, susceptível a mudanças no decorrer de sua aplicação, dada a natureza flexível e dinâmica do planejamento Pedagógico da proposta.

- O uso de tópicos de FMC pode permitir que o professor mantenha ou até mesmo desperte o interesse pelas ciências que os mesmos trazem para a escola. Além disso, a proposta apresenta experimentos que podem ser aplicados em sala de aula, evidenciando situações do dia dia do discente, o que torna uma excelente oportunidade para os estudantes colocarem em prática os conceitos aprendidos.

Com relação aos instrumentos, serão utilizados para esta pesquisa, entrevistas com professores e estudantes envolvidos no ensino de Física Moderna. Estes serão utilizados para o levantamento do conhecimento prévio dos mesmos, identificando se estes possuem ou não subçuncores. Além disso, serão realizados experimentos utilizando o Efeito Fotoelétrico em sala de aula, com o objetivo de avaliar sua efetividade como instrumento de ensino, além de correlaciona-los com o dia a dia do discente. Constituem-se como objetivos dessa proposta de ensino:

-  Despertar o interesse dos estudantes para o estudo da Física Moderna;
-  Promover e favorecer, condições de aprendizagem atitudinais ao estudo do Efeito Fotoelétrico;
-  Implementar atividades potencialmente significativas para os estudantes sobre tópicos de Física Moderna e Contemporânea.

Como meio para essa intervenção foi desenvolvida uma sequência didática que tem como proposta mobilizar de forma multidisciplinar e interdisciplinar diferentes áreas do conhecimento. A seguir, será apresentada de forma resumida, a estrutura da proposta. Na primeira aula, será promovido um diálogo aberto com a turma para efetuar o levantamento dos conhecimentos prévios dos estudantes e em seguida, iniciará uma aula expositiva dialogada e interdisciplinar na qual o professor de História irá expor aos estudantes os grandes avanços tecnológicos que levaram a sociedade a mudança de paradigmas.

Na, segunda aula, será apresentado um conceito fundamental para o estudante compreender o fenômeno efeito fotoelétrico: a dualidade da luz. O objetivo, neste momento será possibilitar ao estudante, a compreensão das conceituações e formulações básicas que envolvem a ideia de dualidade ondapartícula, seus pressupostos e suas implicações, e de que forma isto foi fundamental para a comprovação do efeito fotoelétrico por Albert Einstein.

Na terceira aula ocorrerá um debate, no qual os estudantes defenderão seus pontos de vista relacionados a natureza da luz: onda ou partícula? Na quarta aula, aplicaremos uma atividade prática para ilustrar a teoria da luz como pacotes de energia, com uso do simulador Phet. Nesse momento, o professor de Química, mostrará aos estudantes o comportamento dos metais do ponto de vista químico.

Na quinta aula, é que se iniciarão as práticas experimentais sempre buscando, de forma dinâmica e interativa, mobilizar o conhecimento prévio de cada estudante. O cerne desta proposta é promover o engajamento do estudante permitindo que este se envolva efetivamente com a proposta de ensino de forma a tornar o processo mais prazeroso e satisfatório, fazendo com que o mesmo consiga compreender de uma forma significativa o conteúdo, demonstrando de uma forma clara e objetiva, às aplicações do fenômeno no cotidiano do mesmo.

Na sexta aula da sequência didática ocorrerá a apresentação das práticas experimentais, evidenciando o efeito fotoelétrico no cotidiano do discente, e posteriormente na sétima aula, será promovido mais um debate em grupo sobre a importância do efeito fotoelétrico e a teoria de Einstein, para e finalmente a aplicação de um pós-teste, para evidenciar a aprendizagem ou não dos conhecimentos apresentados na sequência didática e assim produzir dados fundamentais para o desenvolvimento desta pesquisa.

Espera-se que as atividades relacionadas ao efeito fotoelétrico possam ser uma oportunidade para os estudantes desenvolverem habilidades de trabalho em grupo, comunicação, resolução de problemas e tomada de decisão, além de promover a reflexão sobre o papel da Física e da tecnologia em suas vidas e no mundo ao seu redor.

Ao final desta pesquisa, embora este trabalho ainda esteja em desenvolvimento, anseia-se que, após sua aplicação, o estudante possa compreender conceitos básicos e avançados de Física Moderna, especificamente de Efeito Fotoelétrico, além de oferecer recursos didáticos sobre alguns tópicos de Física Moderna, partindo do fato que, o tema abordado pode ser implementado como parte da disciplina Projeto de Vida, ou facilmente adaptado para ser apresentado dentro da própria Física, de maneira interdisciplinar, envolvendo outras áreas do conhecimento, o que o torna uma excelente ferramenta de ensino em Física Moderna no Ensino Médio.

## REFERÊNCIAS

AUBRECHT,G.J. Redesigning courses and textbooks for the twentyfirstcentury. American Journal of Physics, Woodbury , v. 57, n. 4, p. 352359, Apr. 1989.

AUSUBEL, D.P. (2003). Aquisição e retenção de conhecimentos . Lisboa: Plátano Edições Técnicas. Tradução do original The acquisition and retention of Knowledge (2000).

LABURÚ,C.E., SIMÕES,A.M., URBANO,A.A. Mexendo com polaróides e mostradores decristais líquidos (o ensino de Física contemporânea tendo como pano de fundo a física do cotidiano). Caderno Catarinense de Ensino de Física, Florianópolis, v. 15, n. 2, p. 192-202, ago. 1998.

VALADARES,E.C., MOREIRA,A.M. Ensinando física moderna no segundo grau: efeito fotoelétrico, laser e emissão de corpo negro . Caderno Catarinense de Ensino de Física, Florianópolis, v. 15, n. 2, p. 121135, ago. 1998.