ENSINANDO FENÔMENOS ÓPTICOS NA PERSPECTIVA DO ENSINO POR INVESTIGAÇÃO

## ENSINANDO FENÔMENOS ÓPTICOS NA PERSPECTIVA DO ENSINO POR INVESTIGAÇÃO

Adriana Borges dos Santos 1 , Wagner Franklin Balthazar 2

- 1 Secretaria Estatual de Educação do RJ, CIEP 484 Toninho Marques, adriana.bsantos41@gmail.com
- 2 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do RJ/Departamento de Física/Campus Volta Redonda, wagner.balthazar@ifrj.edu.br

Palavras-chave : Ensino de física; sequência de ensino investigativa; fenômenos ópticos.

- O presente trabalho é oriundo de uma dissertação de mestrado em Física, com o objetivo de aplicar o Ensino por Investigação (EI), como forma de promover a Alfabetização Científica (AC) de estudantes do ensino médio; como estratégia desenvolver práticas ativas de construção do conhecimento. Apresentamos um produto educacional partindo de uma Sequência de Ensino Investigativo (SEI) para o estudo de fenômenos ópticos, cuja problematização foi realizada a partir de atividades experimentais abertas, mais especificamente: os fenômenos da reflexão, refração, dispersão e polarização da luz, dentro do que chamamos de óptica geométrica.
- A estrutura da sequência foi estabelecida mediante o uso de experimentos feitos com materiais de baixo custo e acessíveis, para a exploração da investigação dos diferentes fenômenos ópticos estudados. Sendo assim, optamos por uma sequência que relacionasse a intenção de atender um laboratório aberto, sem a imposição de um roteiro nem instrução do professor, permitindo que os alunos levantassem suas hipóteses e tirassem suas conclusões.
- O produto educacional foi aplicado numa turma do terceiro ano do ensino médio, da rede pública estadual, do Estado do Rio de Janeiro e foi avaliado através da narrativa da professora/pesquisadora pautada na interação dos alunos com as atividades em cada uma das etapas da SEI, tendo também por objetivo verificar se durante as atividades emergiam indicadores de alfabetização científica. O produto educacional foi constituído por um manual do professor com as orientações para produção e manipulação dos kits para experimentação e com as etapas que definem a aplicação da SEI em sala de aula.
- A SEI foi composta por: problematização, levantamento das hipóteses, exposição das conclusões quanto à exploração do problema e sistematização do conteúdo. Para sua elaboração dividimos a construção em duas fases.
- A primeira fase tratou da construção do material didático, que fosse fundamentado em atividade investigativa de laboratório aberto, elaborado para inserir a problematização, consequentemente, o levantamento de hipóteses e a validação destas. Caracterizamos esta atividade investigativa como sendo de nível

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2, onde fica aberto aos alunos os procedimentos a serem utilizados e as conclusões da situação problema apresentada pelo professor.

A segunda fase tratamos da aplicação da atividade, de modo que a estrutura deveria permitir que as etapas da SEI fossem cumpridas. Propomos a confecção de quatro kits, considerados de baixo custo. Cada kit distinto foi disposto em ilhas, foi manuseado por grupos de cinco a seis alunos num sistema de rotatividade.

Legenda: a) kit 1 para a reflexão da luz. b) kit 2 para a refração da luz. c) kit 3 para a dispersão da luz. d)kit 4 para a polarização da luz.

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## Figura 01: Kits experimentais.

No primeiro kit (a), tem como objetivo demonstrar como acontece a propagação linear dos raios luminosos da caneta laser e para isso usamos três tipos de materiais: vidro, espelho, placa de alumínio, para um comparativo da reflexão da luz nesses objetivos.

No segundo kit (b), para a observação do fenômeno da refração, utilizaram-se três cores de canetas laser, para analisar a diferença do comprimento de onda de acordo com as cores; e caixinhas acrílicas de mesmas dimensões, contendo líquidos de diferentes índices de refração: óleo, água, sabonete líquido e glicerina, para análise do comportamento da luz, durante a mudança de meio, analisando sua velocidade de propagação e alteração na trajetória.

No terceiro kit (c), trata-se de um experimento, baseado na experiência realizada por Isaac Newton, que visa observar o fenômeno que permite a separação das cores que compõem um feixe de luz policromática (luz branca) ao incidir sobre um prisma, sendo observada a dispersão das cores, ou seja, a separação do feixe luminoso em suas diversas cores constituintes. Para isso o ki foi composto de dois prismas de dimensões e matérias diferentes, uma lanterna de lâmpada branca, uma caixa forrada com cartolina preta e um pequeno furo na lateral, para minimizar a interferência da luz.

Para o último kit (d), foi necessária a construção de um aparato experimental simbolizando lentes polarizadoras, para observar a polarização de um feixe de luz. Neste experimento foi possível observar a luz que antes estava perturbada e se propagando em diversos planos, passando a se propagar em apenas um único plano.

Para a primeira etapa dessa fase foi proposto à apresentação das perguntas motivadoras: ' Qual é o comportamento da luz ao incidir em diferentes tipos de superfícies e/ou meios?' 'Como vocês descreveriam os fenômenos ópticos que ocorrem nas diferentes situações propostas?'

Para a segunda etapa, cada grupo de alunos teve um tempo médio de 20 minutos, de posse dos kits e seus respectivos materiais, levantaram suas hipóteses

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quanto ao que observaram, de acordo com os seus conhecimentos prévios, registrando suas argumentações, enquanto que o professor atuava como mediador, na intenção de provocar um direcionamento que motivasse o aluno a ir por um caminho que se desejava, sem uma interferência direta.

A terceira etapa proposta foi de uma apresentação oral. Nesta fase foram expostos oralmente os resultados encontrados pelos grupos e as conclusões que chegaram durante o manuseio dos kits, expondo assim seus conhecimentos prévios e espontâneos sobre os fenômenos que investigavam. Para o desenvolvimento da exposição oral, dois representantes de cada equipe defenderam suas conclusões, num tempo de 20 minutos cada.

A quarta etapa ocorreu a sistematização do conteúdo, onde foram feitas as apresentações dos conceitos físicos de forma expositiva e dialogada pela professora/pesquisadora, utilizando reprodução de slides e realizando as mensurações, retornando aos kits e demonstrando cada fenômeno.

A avaliação utilizada foi a análise das falas dos alunos durante o processo de aplicação e desenvolvimento da SEI, junto com seus registros, ao explorar os materiais manipulativos. Durante a pesquisa utilizou-se da análise qualitativa através da narrativa do professor/pesquisador para verificação dos possíveis indicadores de AC nas falas dos alunos durante o processo aprendizagem.

Os resultados sugerem que houve ampliação do conhecimento adquirido quando os alunos puderam reavaliar suas hipóteses iniciais e assim, contribuindo para promoção da AC de acordo coma as informações obtidas na investigação e o processo de entendimento do problema analisado.

## Referências

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