A FÍSICA NA EDUCAÇÃO MUSEAL: EXPERIMENTOS DE ÓPTICA COMO PROPOSTA INTERDISCIPLINAR PARA O ENSINO DA VISÃO

## A FÍSICA NA EDUCAÇÃO MUSEAL: EXPERIMENTOS DE ÓPTICA COMO PROPOSTA INTERDISCIPLINAR PARA O ENSINO DA VISÃO

## Priscila França de Almeida 1 , Sérgio de Souza Henrique Júnior 2 , Grazielle Rodrigues Pereira 3

- 1 Instituto Federal do Rio de Janeiro/Campus Mesquita/Espaço Ciência InterAtiva, priscilaifrj1@gmail.com
- 2 Instituto Federal do Rio de Janeiro/Campus Mesquita/Espaço Ciência InterAtiva, sergio.souza@ifrj.edu.br
- 3 Instituto Federal do Rio de Janeiro/Campus Mesquita/Espaço Ciência InterAtiva, grazielle.pereira@ifrj.edu.br

## Resumo

A Física pode parecer difícil e causar um afastamento dos alunos, mas podendo se tornar mais atrativa com o uso de experimentos. Por isso, a educação museal, como no Espaço Ciência InterAtiva, é crucial para complementar o ensino das ciências ditas exatas. Nesse espaço, são desenvolvidos experimentos interativos e interdisciplinares sobre os sentidos, como a visão, integrando conceitos biológicos e físicos na exposição permanente intitulada como "NeuroSensações'. Nesse contexto, trazemos a seguinte pergunta de pesquisa: como o espaço museal pode se tornar um aliado na construção do conhecimento científico acerca da temática óptica, tendo como ponto de partida a oficina 'Olho humano'? Sendo assim, este trabalho tem como objetivo apresentar a aplicação do módulo 'Olho humano' como uma ferramenta didática, utilizada no museu em oficinas com potencial interdisciplinar. Consideramos que, devido ao seu caráter interdisciplinar, essa abordagem pode ser introduzida no ensino formal em várias disciplinas, visando ampliar o acesso às ciências exatas. Ademais, pode estimular o interesse dos alunos por diversas áreas do saber e incentivar a realização de atividades científicas práticas. A partir de uma pesquisa qualitativa, com questionários de coletas de dados com perguntas abertas e fechadas e a análise dos resultados utilizamos a análise de livre interpretação, no qual notamos que a educação museal surge como uma abordagem pedagógica eficaz, oferecendo atividades que fogem da rotina e promovem o aprendizado por meio de módulos interativos, como o do "olho humano". Além de enriquecer o ensino em ambientes formais e não formais, essa prática favorece a interdisciplinaridade, conectando conceitos de óptica, biologia e matemática, e possibilita uma compreensão integrada, prática e aplicada do conhecimento científico.

Palavras-chave : Ensino de Física, Educação museal, Interdisciplinaridade

## Introdução

Historicamente, o Ensino de Física é centralizado em conteúdos presentes na Física Clássica, que estuda fenômenos naturais que ocorrem em velocidades baixas e é dividida em cinco áreas, sendo elas: Mecânica, Termologia, Eletromagnetismo, Óptica e Ondulatória (Silva Souza, 2021). Embora essas teorias sejam validadas cientificamente, elas não possuem boa aceitação por parte do alunado devido à inserção da matemática nas inúmeras fórmulas (Silva Souza, 2021). Além disso 'um dos problemas apontados é a falta de relação do ensino de ciências com a realidade

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vivenciada pelos alunos, o que faz com que os mesmos tenham um menor engajamento no processo de aprendizagem' (Errobidart, 2010, p.12). A partir dessa problemática, esta pesquisa apresenta a seguinte pergunta: como o espaço museal pode se tornar um aliado na construção do conhecimento científico acerca da temática óptica, tendo como ponto de partida a oficina 'Olho humano'?

Dito isto, o objetivo é apresentar a aplicação do módulo 'Olho humano' como uma ferramenta didática, utilizada no museu em oficinas com potencial interdisciplinar. A partir dessa oficina acreditamos que devido ao caráter interdisciplinar ela possa ser apresentada também no ensino formal em diferentes disciplinas para democratizar o acesso às ciências ditas exatas e não só, despertar nos alunos o interesse pelas áreas do conhecimento, mas, também, motivar o desenvolvimento de atividades científicas práticas.

## Histórico evolutivo dos Museus e Centros de Ciências

De acordo com McManus (1992), as gerações evolutivas dos museus podem ser divididas em três:1) História Natural, 2) Ciência e Indústria, 3) Fenômenos e Conceitos Científicos. Cada um desses com diferentes propostas: na primeira vemos os espaços como um lugar de armazenamento e a exposição marcada por objetos históricos, já os museus de segunda geração são focados em divulgar o avanço científico em relação à indústria, ademais, a terceira tem como proposta a educação e interação como público, bem como busca apresentar os fenômenos da natureza.

No final da década de 1960 foi fundado o primeiro centro de ciências, o Exploratorium, na Califórnia, onde ocorreu uma ruptura de paradigma com os pensamentos do ensino de Ciências (Massarani, 2010), que outrora era centralizado no ensino formal. Essa nova forma de olhar a educação proporciona aos estudantes novas 'Oportunidades de aprendizagem em moldes bastante distintos dos do ensino formal, tanto no que respeita à vivência que é oferecida, como às temáticas abordadas ou ao grau de sistematização dos conhecimentos que é exigido' (Martins e Alcântara, 2000, p.18). Segundo Matela (2006), a experiência vivenciada em um ambiente de ensino não formal é distinta do ambiente formal, pois ambos têm objetivos diferentes, os recursos de aprendizagem em cada um não podem ser comparados e sim apreciados como um complemento à formação.

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Os espaços museais sofreram mudanças ao passar dos anos (McManus, 1992), chegando aos museus de quarta geração, sendo os museus interativos (Paula, 2017) e as classes de interatividade categorizadas como Hands-on, Minds-on, Heartson e Social-on (Wagensberg, 2005), que estão relacionadas respectivamente com a interação, tátil, mental, sentimental e social. Assim, percebemos a evolução dos objetivos museais, onde a primeira geração foi idealizada para ser somente visual, e, atualmente, o maior objetivo é que ocorra interação entre o visitante e a exposição, tornando o ambiente mais dinâmico e atrativo (Paula, 2017).

A partir dessa perspectiva, o Espaço Ciência InterAtiva (ECI) tem como uma proposta a interatividade. Segundo Pereira et al. (2018, p. 233), '[...] desde a sua criação, o ECI desenvolve estratégias de divulgação, popularização e pesquisa na área de educação não formal em Ciências', e para isso utiliza ferramentas como educadores museais 1 de diferentes formações da licenciatura e módulos táteis de fácil manuseio para que essa interação se torne efetiva.

O espaço está situado em Mesquita, município da região da Baixada Fluminense, área periférica aos centros urbanos do Rio de Janeiro, que recebe pouco investimento financeiro e político (Bezerra, 2012). Embora seja uma região riquíssima culturalmente e com diversas expressões populares, movimentos sociais, lutas e embates, a Baixada Fluminense ainda é vista como uma localidade violenta e marginalizada (Henrique Júnior, 2023; Pereira, 2011). Espaços científicos auxiliam na relação com as ciências, com os espaços interativos e cultura científica. Pensar essa relação tenciona ações políticas para a implantação de novos espaços museais, portanto imprescindível para o território, tendo em vista que um dos principais motivos para a baixa adesão nos espaços museais é a distância entre as instituições e a moradia do público, que não é superada devido à falta de recursos financeiros (Santos 2021), além da linguagem científica e a sensação de não pertencimento tornam esse distanciamento mais latente (CGEE; 2024, Henrique Júnior, 2023).

A fim de ser um diferencial, no que tange a mudança de realidades, o ECI oferece diversas oficinas em diferentes áreas das Ciências e todas desenvolvidas dentro de uma temática inclusiva, como o objeto desta pesquisa, o módulo 'Olho

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humano'. Esse módulo, desenvolvido na impressora 3D, simula como a imagem é formada a partir da projeção de raios luminosos na retina utilizando lente como uma alusão ao cristalino, esta funciona como uma lente natural do nosso olho. Além desse módulo utilizamos um aparato giratório com lentes e espelhos para uma atividade de investigação sobre as lentes corretivas dos problemas de visão.

## Óptica Física e os conceitos por trás do módulo

Dentre diversos assuntos abordados no conteúdo de óptica vamos nos ater a entender os conceitos relacionados à Física das lentes. Segundo descrito no livro Halliday (2006, p.129) 'Uma lente é um objeto transparente, limitado por duas superfícies refratoras com um eixo central em comum. ' As lentes podem ser classificadas como divergentes e convergentes e são responsáveis por mudar a direção dos raios de luz através da refração, que acontece devido a diferença entre os meios de propagação, interferindo na velocidade da luz, sendo assim, a luz se comporta diferente ao passar por cada lente. Na divergente os raios luminosos se afastam do eixo central e na convergente acontece a aproximação.

Portanto, a formação de imagens é diferente em cada lente e acontece ao posicionar um objeto frente a elas. No caso da lente convergente, a que faz parte do módulo 'Olho humano' que é uma alusão ao nosso cristalino, a formação de imagem acontece de cinco formas diferentes, dependendo da posição de que o objeto está da lente, mas no caso do olho humano (figura 1) o objeto está antes do foco antiprincipal e a imagem formada é real, invertida e menor.

Figura 1 . Formação da imagem através de uma lente.

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## Metodologia

Essa pesquisa utiliza a metodologia qualitativa (Minayo, 2018), tendo em vista que foram analisados as interações e comportamentos do público durante uma visita escolar ao centro de ciências Espaço Ciência InterAtiva (ECI).

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## Desenvolvimento do módulo

O módulo (figura 2) foi impresso na impressora 3D a partir de um molde produzido no software da mesma impressora. O modelo do olho foi pintado com tinta acrílica e com cola relevo as representações dos nervos óticos para se assimilar a realidade, além de ser um material inclusivo para o público com Transtorno do Espectro Autista (TEA) 2 .

Figura 2. Módulo Olho Humano, ECI, acervo pessoal, 2024.

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Após a produção do modelo, o material foi apresentado aos estudantes a fim de investigarmos as interações entre o público e o material.

## Local da pesquisa, participantes e análise de dados

Para a coleta de dados realizamos a observação participante, durante uma atividade realizada pelo ECI com um grupo de 40 crianças dos anos iniciais do Ensino Fundamental. As observações foram registradas por meio do diário de campo e fotografias. Para análise dos dados realizamos a técnica da livre interpretação, apresentada por Anjos (2019).

## Resultados

Devido à falta de interesse e dificuldade de que os alunos encontram na construção do pensamento científico, a utilização de experimentos e materiais interativos se tornam uma ferramenta indispensável para a compreensão do ensino de óptica. Por isso, a Educação Museal pode ser uma facilitadora na construção do conhecimento, além de tirar os alunos da rotina, possui experimentos interativos que

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atraem a atenção dos discentes, despertando interesse pelas temáticas propostas. Durante as aplicações desta oficina, observamos o interesse dos participantes pela temática Visão através da interação com o módulo olho humano (figura 3).

Figura 3. Atividade de aplicação da oficina Olho Humano, ECI, acervo pessoal, 2024.

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Tal contribuição se estabelece não somente com a visita ao espaço científico, mas também através de atividades itinerantes, formação de professores para produção de experimentos e parceria entre a escola e o ECI com a possibilidade do empréstimo dos módulos, assim como da oficina do 'olho humano', que acreditamos ser uma ferramenta para o ensino de óptica, mas com caráter interdisciplinar podendo atuar como ponte acessível ao Ensino de Ciências.

Já para o uso em sala de aula, pode ser aplicado na matemática para explicar, por exemplo, semelhança de triângulos como visualizado na figura 1 (Nascimento et. al , 2020), também na biologia para explicar o funcionamento do olho e suas características, além do seu proveito para a física explicando conceito de lente, formação de imagens e percepção de cores.

Fazenda (2008) destaca que a atividade interdisciplinar tem como objetivo apresentar a ligação entre os saberes e as diferentes aplicações partindo de um único objeto. Sendo assim, a participação e interação tanto no espaço formal como no não formal de ensino podem ser mais aprazíveis, pois 'ao se trabalhar de maneira interdisciplinar há a possibilidade de troca de experiências e conhecimentos dos especialistas de cada área, visando interação das disciplinas num mesmo projeto. ' (Nascimento et al ., 2020, p.4).

Devido a versatilidade do material, a interdisciplinaridade se torna um diferencial no que tange às abordagens durante as atividades da oficina, pois utilizamos o módulo para elucidar a formação de imagem na retina, que ocorre de maneira invertida, contrária da nossa percepção natural, devido ao cristalino, lente convexa natural do nosso olho, responsável por inverter a imagem que chega a retina.

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## Considerações finais

Em resposta a pergunta que orienta esta pesquisa, entendemos que a oficina "Olho Humano", ao ser aplicada tanto em ambientes formais quanto não formais de ensino, mostra-se como uma ferramenta didática eficaz para despertar o interesse dos alunos e facilitar a compreensão de conceitos científicos complexos. O estudo aponta para a importância de integrar espaços museais e métodos interativos no Ensino de Ciências, com foco na temática de óptica.

A interdisciplinaridade emerge como um diferencial, permitindo que diferentes disciplinas se conectem e se complementam, enriquecendo a experiência educacional. Portanto, parcerias entre escolas e museus, como o Espaço Ciência InterAtiva, são fundamentais para democratizar o acesso ao conhecimento científico, promovendo uma aprendizagem mais inclusiva e significativa.

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