Princípio de Equivalência no Ensino Médio

## PRINCÍPIO DE EQUIVALÊNCIA NO ENSINO MÉDIO

## EQUIVALENCE PRINCIPLE IN HIGH SCHOLL

## Adevailton Bernardo dos Santos 1

1 Faculdade de Ciências Integradas do Pontal/Curso de Física/Universidade Federal de Uberlândia, adevailton@pontal.ufu.br

## Introdução

A introdução de Física Moderna e Contemporânea (FMC) no Ensino Médio (EM) não é um tema recente, sendo que no final do século passado já era apontada em diversos trabalhos, como uma das formas a ser utilizada pelos professores para fugir da simples reprodução dos conteúdos e ao mesmo tempo conferir atitudes em suas aulas que aumentassem a empatia dos alunos pela disciplina de física (BAROJAS, 1988 apud OSTERMANN & MOREIRA, 2000; TERRAZAN, 1992). Segundo Oliveira et al. (2007), a discussão sobre a necessidade de atualização curricular com a inserção de temas de FMC já parece constituir de um assunto concluso, sendo que o novo foco das pesquisas deve ser em como realizar esta inserção.

Visando a inserção de temas de FMC no EM foi desenvolvido uma oficina que propõe a discussão do Princípio de Equivalência de Einstein em conjunto com as Leis de Newton (SANTOS, 2011), tendo como referencial teórico a aprendizagem significativa (MOREIRA, 1999). A abordagem considera não somente a teoria envolvida, mas também a parte histórica e as implicações, como por exemplo, a confirmação da curvatura da luz no eclipse solar de 1919, visualizado em Sobral (CE). Nesta oficina há uma prática, que simula um elevador (elevador de Einstein) e destaca o problema dos elevadores que normalmente aparece em livros didáticos. O objetivo do problema é identificar qual a indicação de balanças dentro de elevadores que possuem movimento vertical acelerado. A oficina apresenta duas soluções para o problema: uma clássica, utilizando um referencial fora do elevador (inercial), e outra baseada no Princípio da Equivalência, utilizando um referencial dentro do elevador (não-inercial).

- O objetivo deste artigo é relatar o resultado de duas pesquisas realizadas sobre a aplicabilidade desta oficina em turmas regulares do EM. A primeira pesquisa foi realizada em um curso de Ensino de Física Moderna e Contemporânea voltado para professores de EM e também estudantes de graduação em Licenciatura em Física. A segunda realizada com 19 estudantes de graduação em física no XVIII SNEF (Vitória-ES).

## Curso de Ensino de Física Moderna e Contemporânea

Durante o curso sobre o Ensino de Física Moderna, na FACIP/UFU, nos meses de agosto e setembro de 2010, os participantes (6 professores em exercício e 9 estudantes de graduação) realizaram a oficina sobre o Princípio de Equivalência. Ao final da atividade os participantes responderam a um questionário sobre o ensino de FMC e a aplicabilidade da oficina em sala de aula. As principais questões foram se a prática realizada na oficina auxiliava no aprendizado da teoria; se a apresentação do assunto poderia ser feita em conjunto com as leis de Newton; se

ambas as soluções, clássica e moderna, deveriam ser apresentadas simultaneamente; se o conhecimento prévio sobre a sensação que as pessoas tem dentro de elevador em movimento auxiliava no aprendizado. Em conjunto com as questões foram solicitados opiniões e sugestões.

Na maioria das questões os participantes responderam de forma positiva em relação a oficina, ou seja, a prática realizada auxilia no aprendizado e é uma atividade que pode modificar a forma que o professor apresenta a matéria aos estudantes, tornando a aula mais motivante; o assunto pode ser apresentado em conjunto com as leis de Newton e os estudantes, devido aos conhecimentos prévios que possuem, podem facilmente construir novos conceitos a respeito do tema, inclusive comparando a solução clássica com a moderna. A principal dificuldade levantada foi a respeito da identificação das diferenças entre referencial inercial e não-inercial. Outro ponto bastante interessante que foi obtido na pesquisa é que, segundo os participantes, a equivalência entre gravidade e aceleração é algo natural e evidente, e quando estas grandezas são apresentadas na cinemática, esta equivalência, apesar de não ser evidenciada, fica clara.

Uma das opiniões dadas por um dos professores que responderam o questionário resume bem o resultado obtido:

'aparentemente irrelevante, abre um leque para os alunos podendo assim incluir outros temas de grande importância.'

## Oficina com estudantes de graduação em Física

A oficina sobre o Princípio de Equivalência foi oferecida no XVIII SNEF Vitória (ES) em janeiro de 2009. Ao final da oficina, os participantes responderam a um questionário cujas respostas foram elaboradas em escala de respostas gradativas semelhantes à escala de Likert (valores inteiros de 1 a 5). As principais questões utilizadas com suas respectivas escalas de respostas foram:

- 1. Como você avalia o tema desta oficina? - 1. Muito difícil - 5. Muito fácil.
- 2. Como você avalia a forma como o tema foi apresentado nesta oficina? - 1. Muito difícil - 5. Muito fácil.
- 3. Qual a importância do tema apresentado em relação ao aprendizado da disciplina de física? - 1. Nenhuma - 5. Total.
- 4. A prática realizada (elevador de Einstein) auxiliou na compreensão do tema apresentado? - 1. Nada - 5. Totalmente.
- 5. Como você avalia a aplicabilidade desta proposta no EM? - 1. Nenhuma aplicação - 5. Totalmente aplicável.
- 6. O quanto à oficina melhorou os seus conhecimentos sobre o tema? - 1. Nada - 5. Tudo.
- 7. Em que esta oficina concorda com o que você esperava quando fez sua inscrição? - 1. Nada - 5. Tudo.
- 8. Qual a avaliação que você faz da oficina como um todo? - 1. Péssima - 5. Ótima.

O resultado obtido é mostrado na figura 1. Notar no resultado da questão 1, que os estudantes participantes da pesquisa não acham o tema muito fácil, mas em contrapartida o resultado da questão 2 mostra que a forma de apresentação teve uma opinião mais positiva. Os outros resultados mostram que a oficina foi bem avaliada pelos participantes, inclusive emitindo opiniões favoráveis sobre a aplicabilidade da oficina no EM.

- O questionário ainda dispunha de espaço para que os participantes emitissem opiniões. Uma das opiniões resume bem o resultado obtido:

'A oficina foi ótima e de aplicação fácil para os alunos de ensino médio, ajudando no interesse e aprendizado dos alunos'Figura 1. Gráfico mostrando o resultado do questionário aplicado aos estudantes de graduação a respeito da oficina. A barra indica a média obtida na questão e a barra de erros o desvio padrão.

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## Conclusão

A conclusão que se obtém da utilização desta proposta é que a apresentação do Princípio de Equivalência juntamente com as leis de Newton, utilizando o exercício dos elevadores, pode facilitar a aprendizagem dos estudantes, além de ser uma ótima oportunidade para se discutir um tema de física moderna. A intenção é que este estudo seja ampliado, incluindo a realização de pesquisa com estudantes em ambiente de sala de aula. Os resultados destas pesquisas é que demonstrará a aplicabilidade da proposta e possíveis correções.

## Referências

MOREIRA, M. A.; Aprendizagem Significativa. Brasília : Editora Universidade de Brasília, 1999, 130p.

OLIVEIRA, F. F.; VIANNA, D. M.; GERBASSI, R. S. Física moderna no ensino médio: o que dizem os professores. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 29, n. 3, p. 447-454, (2007).

OSTERMANN, F.; MOREIRA, M. A. Uma revisão bibliográfica sobre a área de pesquisa física moderna e contemporânea no ensino médio. Investigações em Ensino de Ciências, v. 5, n. 1 (2000).

SANTOS, A. B. Princípio de Equivalência no Ensino Médio e o Problema dos Elevadores. In: XIX Simpósio Nacional de Ensino de Física, UFAM-AM, Manaus, 30 de janeiro a 4 fevereiro de 2011. Disponível em: &lt;http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xix/sys/resumos/T0402-1.pdf&gt;. Acesso em 09/03/2011.

TERRAZZAN, E. A. A inserção da física moderna e contemporânea no ensino de física na escola de 2º grau. Caderno Catarinense de Ensino de Física , v. 9, n. 3, p.209-214 (1992).