O ENSINO DE FLUORESCÊNCIA E FOSFORESCÊNCIA ATRAVÉS DOS TRÊS MOMENTOS PEDAGÓGICOS

## O ENSINO DE FLUORESCÊNCIA E FOSFORESCÊNCIA ATRAVÉS DOS TRÊS MOMENTOS PEDAGÓGICOS

## Maissi Gonçalves da Silva 1 , Alexander Aparecido Silva 2 , Fernando José Lira Leal 3 , Robson Leone Evangelista 4

1 Instituto Federal do Espírito Santo / maissi.goncalves2@hotmail.com

- 2 EEEFM Catharina Chequer / educadorneuro10@gmail.com
- 3 Instituto Federal do Espírito Santo / fernando.leal@ifes.edu.br
- 4 Instituto Federal do Espírito Santo / robson.leone@ifes.edu.br

## Resumo

O objetivo desse trabalho é apresentar a aplicação de uma intervenção didática realizada no Programa de Residência Pedagógica (PRP) com uma turma de 1° ano do ensino médio, em uma escola da rede pública do estado do Espírito Santo. A construção da sequência de aulas realizada sobre fluorescência e fosforescência, fenômenos estudados em Física Moderna, utilizando os Três Momentos Pedagógicos, foi realizada com o auxílio do professor preceptor do residente e dos coordenadores do programa. Os momentos presentes na metodologia ativa utilizada foram marcados por diálogos significativos para impulsionar o engajamento dos alunos durante os processos de ensino e aprendizagem, uma vez que a ideia foi fazer uso dos conhecimentos prévios que possuíam. Durante as aulas, os alunos mostraram-se muito interessados no assunto, na dinâmica e nos experimentos levados à sala de aula, o que promoveu ainda mais a participação deles. Os resultados obtidos deram indícios que os alunos não apenas assimilaram os fenômenos estudados, mas também perceberam a importância de alguns objetos importantes para a nossa sociedade que são explicados através do conhecimento construído.

Palavras-chave : Três Momentos Pedagógicos; Física Moderna; Metodologia

Ativa

## 1 INTRODUÇÃO

A maioria dos alunos do ensino médio enfrenta desafios significativos em Física devido à complexidade das equações matemáticas envolvidas no processo de aprendizagem. Afinal, para que serve o ensino de Física para os alunos do ensino médio? Como área do conhecimento, o estudo dessa matéria permite a compreensão da formulação de hipóteses, do controle de variáveis de um processo, da generalização de fatos por uma lei, da elaboração de uma teoria e da construção de modelos científicos (NASCIMENTO, 2010).

A Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (lei nº 9.394, de 20 de dezembro de 1996), mostra que a etapa final da educação básica, apresenta como um dos objetivos a ' compreensão dos fundamentos científico-tecnológicos dos processos produtivos, relacionando a teoria com a prática, no ensino de cada disciplina '. Considerando essa linha de pensamento, competências e habilidades devem ser desenvolvidas nos processos de ensino e aprendizagem de Física, nas

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quais possibilitarão a percepção dos fenômenos, além de proporcionar a participação dos alunos nas questões sociais presentes no cotidiano deles. Vale ressaltar que, independentemente se o estudante vai prosseguir com os estudos após o término do ensino médio ou não, é imprescindível que as necessidades da formação geral sejam atendidas para que ocorra o exercício da cidadania de forma que ele consiga lidar com os desafios da sociedade contemporânea (BNCC, 2018).

## 1.1 O ensino de Física Moderna e Contemporânea

A Física, em sua essência, é uma disciplina que possui um arcabouço extenso, podendo ser fragmentada em três etapas consideráveis: Física clássica, Física moderna e Física contemporânea. Na sociedade escolar, mais precisamente no último estágio da educação básica, o ensino médio, existe um número muito grande de professores que permanecem na primeira etapa, a Física clássica, e outros poucos que apresentam algumas ideias sobre a Física moderna e a Física contemporânea. Em contrapartida, a Física Moderna e Contemporânea começou a atrair o público jovem pelo fato de fazer um tratamento sobre temas atrelados aos constantes progressos nos campos científico e tecnológico. Dessa forma, é inegável que o nível de acompanhamento do ensino de Física da última etapa da educação básica com o desenvolvimento do mundo ainda é fraco (SILVA, 2016).

Diante da mudança significativa que a sociedade se encontra, o conhecimento de Física moderna e contemporânea torna-se um instrumento importante para a atuação dos estudantes no mundo em que vivem, visto que é fundamental mostrar que a Física é um conhecimento em constante evolução. A Base Nacional Comum Curricular defende que a instituição escolar que acolhe a juventude precisa posicionar-se de modo que possa:

'viabilizar o acesso dos estudantes às bases científicas e tecnológicas dos processos de produção do mundo contemporâneo, relacionando teoria e prática ou o conhecimento teórico à resolução de problemas da realidade social, cultural e natural;' (BNCC, p. 466)

Apesar dos livros didáticos mais atuais trazerem conteúdos de Física moderna nos últimos capítulos do material, existe a ideia entre os educadores de que tais assuntos são difíceis de serem compreendidos. Porém, é fundamental que o professor encare o desafio de apresentar essas informações que estão fortemente presentes no cotidiano dos alunos. A sociedade deve compreender que a Física não é uma bagagem de conhecimento desatualizada, por outro lado é atualizada e está inserida em setores importantes que formam o meio social. A Física moderna pode ser um tópico complexo para ser trabalhado, porém, através de uma abordagem adequada para alunos de ensino médio, pode ser uma ferramenta muito atrativa, tendo em vista que apresenta questões interessantes e atuais e ideias revolucionárias (DOMINGUINI, 2012).

## 2 METODOLOGIA

O conteúdo abordado foi luminescência, com enfoque nos processos de Fluorescência e Fosforescência , através dos Três Momentos Pedagógicos em uma sequência de três aulas. Vale enfatizar que cada aula de 50 minutos correspondeu a um momento dessa metodologia, sendo o primeiro a problematização inicial , o segundo, a organização do conhecimento e o terceiro, a aplicação do conhecimento .

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As aulas ocorreram em uma das turmas de 1ª série, no turno matutino, e contou com a participação de 27, 26 e 29 alunos no primeiro, segundo e terceiro dias, respectivamente. A proposta de apresentar essa temática por meio dos Três Momentos Pedagógicos parte da concepção de que os alunos podem assimilar melhor alguns conceitos da Física moderna e enxergar a aplicação desse campo científico no dia a dia, visto que o diálogo predominante no processo possibilita que o professor considere os conhecimentos que os estudantes possuem sobre a temática abordada. Vale destacar que os alunos têm a chance de participar do processo de construção ou reconstrução dos seus conhecimentos por meio de questionamentos e ideias prévias reveladas no decorrer do diálogo (ALBUQUERQUE, 2015).

## 2.1 Problematização Inicial (PI)

A primeira aula foi marcada pelo início da problematização inicial, um momento fundamental para estabelecer a base da discussão. Nesse momento, foram apresentadas aos alunos quatro perguntas provocativas, com o propósito de estimular discussões profundas e engajadoras, além de levantar questionamentos relevantes para o entendimento das situações estabelecidas, uma vez que a PI propõe uma problemática que norteará o estudo (PIERI; ROSA; DARROZ; 2018). É fundamental destacar que, na aula inicial, os alunos não usaram materiais como lápis e borracha para registrar suas respostas. O objetivo foi conduzir um diálogo estratégico para definir claramente o escopo da sequência didática, focando especificamente em fluorescência e fosforescência.

- 1) Conseguimos enxergar um objeto presente em um ambiente totalmente escuro?
- 2) O que é necessário para enxergarmos um objeto?
- 3) Por que existem objetos que brilham no escuro?
- 4) Qual a composição básica da matéria?

Na primeira questão, os resultados obtidos oralmente apresentaram algumas divergências. Os alunos apresentaram as seguintes respostas: ' Depende do objeto ', ' Não é possível ', ' Não sei ', ' É possível, por exemplo as pulseiras, bolinhas e adesivos que brilham no escuro '. Ao ouvir as respostas, os alunos que não lembravam desses objetos aderiram-se às respostas dos outros colegas que citaram os exemplos. Após essas falas, foram propostas as seguintes situações:

Situação 01: Se alguém colocar uma lanterna e um celular sobre uma mesa, dentro de uma sala totalmente escura, é possível você saber onde estão esses objetos se eles estiverem desligados/apagados?

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Situação 02: Se alguém colocar uma lanterna e um celular sobre uma mesa, dentro de uma sala totalmente escura, é possível você saber onde estão esses objetos se eles estiverem ligados?

Na situação 01, todos os alunos concordaram que ' não é possível saber onde os objetos estão ' e, na situação 02, todos concordaram que ' era possível saber onde esses objetos estão '. Em seguida, outra pergunta foi dirigida aos alunos: ' Qual a característica comum entre o celular e a lanterna? '. A maioria dos alunos responderam que ' Os dois emitem luz ' e ' Os dois são compostos por componentes eletrônicos '. Dessa forma, conclui-se a primeira questão tendo em mente que é possível enxergar alguns objetos em um ambiente totalmente escuro.

Na segunda questão, foi necessário partir de dois pressupostos: uma pessoa que enxerga e um objeto que não é eletrônico. Partindo dessa ideia, os alunos responderam que é necessário ' Luz '. Somado a resposta dos alunos, a seguinte pergunta foi feita: ' Vocês conhecem algum objeto que não seja um aparelho eletrônico mas emite luz no escuro? '. Os alunos citaram novamente sobre os objetos mencionados na primeira pergunta e uma aluna mencionou sobre ' Luminescência '.

As situações 01 e 02 propostas aparentemente são simples e óbvias, porém com um potencial significativo para direcionar os alunos aos objetos luminescentes. Tendo delimitado o assunto aos objetos que emitem luz própria, a terceira questão surge para saber se eles sabem o que faz tais objetos brilharem no escuro e a maioria das respostas obtidas foi ' Não sei '. Diante da dificuldade dos alunos, foi necessário impulsioná-los a chegar no caminho mais próximo da resposta esperada, e para isso foi feito a seguinte pergunta: ' Depende do tamanho do objeto? '. Os alunos chegaram à conclusão que não depende do tamanho e, sim do ' tipo de material '. Antes de entrar na questão seguinte, foi necessário utilizar a última resposta dos alunos fazendo uma reflexão do termo ' material ' para mencionar o termo ' matéria '.

Na quarta questão, os alunos conseguiram responder de forma imediata que toda matéria do universo é feita de átomos. Seguido disso, foi dada uma revisão sobre os cinco modelos atômicos estudados na Física de forma cronológica e sucinta. Vale ressaltar que o momento de revisão foi realizado de forma dialógica, onde houve a valorização dos conhecimentos que os alunos tinham sobre cada modelo e a busca pela compreensão das informações que ainda não eram conhecidas por eles.

Após a exposição desses conceitos, foi apresentado aos alunos um experimento denominado Eletroscópio Eletrônico , um dispositivo que detecta cargas, para fomentar a concepção de que, apesar de não ser possível enxergar um átomo ou partículas atômicas à olho nu, é possível detectá-las.

## 2.2 Organização do Conhecimento (OC)

A segunda aula foi definida pela organização do conhecimento , onde os conceitos começaram a se estruturar e se consolidar. Nesse momento, foi realizada uma dinâmica denominada ' Transformando a sala de aula em um átomo ', na qual a ideia fundamental consistiu em interpretar de forma visual o conceito de emissão e absorção de energia e salto quântico .

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## Quadro 02: orientações sobre a dinâmica

- 1. Criar 5 grupos;
- 2. Cada grupo escolha um integrante da equipe para interpretar o elétron ;
- 3. Os outros integrantes serão os responsáveis pelo cálculo da energia de transição ;
- 4. Cada integrante escolhido para interpretar o elétron ocupará um nível de energia ;

Nessa etapa, os alunos foram divididos em cinco grupos de seis integrantes e um grupo de cinco integrantes. Ao organizar a sala de aula, foi combinado que uma face da sala seria o núcleo e seis fileiras de duas carteiras seriam os níveis de energia.

Figura 01 : Atuação dos alunos na dinâmica realizada. Fonte: acervo próprio

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A dinâmica ocorreu em duas rodadas, na qual cada equipe recebeu dois cartões que indicaram o nível de energia que o elétron deveria ir ao realizar o ' salto quântico '. Vale ressaltar que em cada carteira havia um cartão que representava o valor de energia de cada elétron , logo os outros integrantes das equipes mantinham diálogo com o aluno que representava a partícula negativa.

Ao terminar a dinâmica, buscou-se esclarecer que os saltos quânticos são responsáveis pela emissão e absorção de energia que no átomo, por consequência, permite a emissão de luz própria que muitos objetos possuem. Em seguida, houve uma explicação a respeito dos estados do átomo, fundamental, instável e metaestável, e a diferenciação dos fenômenos de fluorescência e fosforescência . É importante ressaltar que nesse momento recordou-se de alguns exemplos citados por alguns alunos, como a pulseira que brilha no escuro, a fim de enfatizar que o fenômeno que explica essa característica da pulseira não se trata de fluorescência e fosforescência.

## 2.3 Aplicação do Conhecimento (AC)

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Na última aula dessa sequência didática, os alunos formaram grupos para responder um questionário de cinco perguntas relacionadas às aplicações dos fenômenos de fluorescência e fosforescência no cotidiano. A tarefa foi realizada em trio, dupla e de forma individual.

## Quadro 03: Perguntas do questionário

- 1) O que acontece com as faixas refletivas e placas de trânsito quando são expostas à luz? O que acontece quando a incidência de luz sobre elas cessa?
- 2) Por que elas são importantes para os uniformes dos profissionais como bombeiros, guardas de trânsito, funcionários responsáveis pela limpeza pública e para as estradas?
- 3) Essa placa é um tipo de sinalização de segurança usada para indicar a presença de uma saída de emergência que está localizada na direção indicada. O que acontece com ela após ser exposta à luz?
- 4) Qual a importância desse tipo de placa em uma situação de perigo?
- 5) Qual a importância de materiais com essas propriedades na nossa sociedade?

As questões 1, 2, 3 e 4 vieram acompanhadas de imagens projetadas no quadro. Vale enfatizar que antes de responderem às questões foi realizada uma discussão a respeito das imagens apresentadas para ter a ciência de que os alunos conheciam ou não os objetos. A questão 5 não precisou de imagem para ser respondida, uma vez que a proposta desta foi saber se os alunos conseguiam assimilar não apenas o princípio físico dos fenômenos estudados, mas também a importância deles para a sociedade.

Figura 02: Alunos manuseando os objetos fosforescentes. Fonte: acervo próprio

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Nos últimos momentos da aula, os alunos tiveram a oportunidade de manusear objetos fosforescentes e, com isso, foi possível abordar novamente os conceitos estudados nos momentos anteriores.

## 3 RESULTADOS

Os resultados obtidos no questionário foram satisfatórios tendo em vista que houve indícios que os estudantes entenderam, no geral, a finalidade dos objetos apresentados. Vale mencionar que alguns alunos, além de responder a pergunta, descreveram os processos estudados para complementar.

Quadro 04: Respostas obtidas a partir da pergunta 01

'Acontece a fluorescência, onde os elétrons absorvem energia e vão para o estado excitado e quando a luz cessa, voltam para o estado fundamental.'

' Acontece que as faixas refletivas e placas de trânsito quando são expostas à luz, elas emitem a luz. Quando a luz cessa, elas param de emitir luz. '

Quadro 05: Respostas obtidas a partir da pergunta 02

'São importantes para evitar acidentes e para indicar a presença de pessoas. O processo que ocorre é fluorescência.'

'Porque são profissionais que demandam chamar atenção para evitar acidentes, sendo esses uniformes de extrema importância. A fluorescência é responsável por esses processos.'

Quadro 06: Respostas obtidas a partir da pergunta 03 e 04

'Acontece a fosforescência, onde os elétrons absorvem a energia e vão para o estado excitado. Quando a luz cessa, os elétrons vão para o estado intermediário, onde demoram a voltar para o estado fundamental.'

'Esse tipo de placa é importante para situações de apagões, ou mesmo em locais escuros para que a indicação da saída de emergência esteja visível em situações de perigo.'

Na última questão, os alunos responderam que esses objetos são fundamentais para a sociedade quando se trata de segurança e utilidades diversas. Vale ressaltar que o propósito da sequência de aulas foi alcançado, pois os alunos não apenas mostraram ter compreendido os fenômenos como também conseguiram enxergar a aplicação e importância dos itens estudados.

## 4 CONCLUSÃO

A sequência de aulas sobre luminescência, baseada nos três momentos pedagógicos, resultou em um desempenho satisfatório, com uma participação

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significativa dos alunos durante os processos de ensino e aprendizagem. A abordagem baseada no diálogo com os alunos foi especialmente benéfica, pois permitiu que compartilhassem informações sobre o tema e refletissem sobre elas em cada momento das aulas.

É importante mencionar que, no final da última aula, ocorreram alguns contratempos, nos quais alguns alunos precisaram se ausentar da sala para participar de uma votação escolar. No entanto, ao retornarem, eles finalizaram as perguntas pendentes. De maneira geral, as respostas apresentadas foram criativas e bem estruturadas, sugerindo uma assimilação significativa do conteúdo por parte dos estudantes.

## 5 REFERÊNCIAS

ALBUQUERQUE, K. B.; SANTOS, P. J. S.; FERREIRA, G. K. Os Três Momentos Pedagógicos como metodologia para o ensino de Óptica no Ensino Médio: o que é necessário para enxergarmos? Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 32, n. 2, p. 461 - 482, 2015.

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular . Brasília: MEC, 2018. Disponível em: basenacionalcomum.mec.gov.br. Acesso em: 07, jan. 2024.

BRASIL. Ministério de Educação e Cultura. LDB - Lei nº 9394/96 , de 20 de dezembro de 1996.

DOMINGUINI, L. Física moderna no Ensino Médio: com a palavra os autores dos livros didáticos do PNLEM . Revista Brasileira em Ensino de Física, 2012.

NASCIMENTO, T. L. do. Repensando o ensino da Física no ensino médio . Universidade Estadual do Ceará. 61 p. Ceará, 2010.

SILVA, G. A. Fluorescência: uma abordagem para o ensino de física moderna e contemporânea no ensino médio . Dissertação (Mestrado em Ensino de Física) Universidade Federal de Goiás, 2016.

PIERI, H. G; ROSA, C.; DARROZ, L. Proposta metodológica para o ensino de física estruturada a partir dos três momentos pedagógicos . Universidade de Passo Fundo, 2018.

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