A UTILIZAÇÃO DE EXPERIMENTOS DE BAIXO CUSTO PARA O ENSINO DE ÓPTICA NA 2° SÉRIE DO ENSINO MÉDIO

1. RESUMO

Tendo em vista que o uso de atividades experimentais relacionadas à teoria e à prática no ensino de Física além de possibilitarem um maior interesse e aguçarem a curiosidade do estudante em relação ao conteúdo abordado, é também um recurso eficaz no processo de formação de conceitos científicos. Neste intuito, este estudo tem como objetivo propor a utilização de experimentos na educação básica como forma de ensino para que docentes possam utilizá-los em suas aulas, contribuindo, assim, para a melhor qualidade no ensino de Física com a utilização de materiais de baixo custo para o estudo de Óptica na 2° série do Ensino médio. O presente estudo se fundamenta em uma pesquisa de natureza qualitativa, consequentemente, o levantamento bibliográfico foi fundamental para a elaboração de um questionário e também a elaboração de roteiros de experimentos de acordo com a postura do público alvo da pesquisa. Diante disso, verifica-se que os questionários aplicados contaram com a participação voluntária de uma professora e de sessenta e um estudantes da 2ª série do Ensino Médio da escola Centro de Ensino Paulo Freire, na cidade de Loreto – MA, o que se permite constatar que o presente trabalho poderá alcançar os objetivos. Portanto, após aplicação dos questionários, foi possível inferir que os estudantes consideram a disciplina de Física de difícil compreensão, pois não conseguiram fixar os conteúdos abordados nas aulas anteriores, atribuindo a responsabilidade ao método utilizado pelo docente e a constante desmotivação causada pelos excessos dos cálculos matemáticos. Isso posto, espera-se que depois da pesquisa e análise dos questionários (professora e estudantes), a proposta elaborada possa contribuir para uma mudança significativa no ensino e aprendizagem de estudantes de Física, especificamente na disciplina de Óptica.

Palavras-chave: Experimentos. Óptica. Ensino de Física. Materiais de Baixo Custo.

2. INTRODUÇÃO

O uso das práticas experimentais no ensino de Ciências é de fundamental importância para o processo de ensino e aprendizagem, pois permitem consolidar o conteúdo abordado nas aulas teóricas e despertam o interesse dos alunos/as através de novas metodologias, possibilitando a construção do conhecimento a partir de sua própria vivência.

Há muito tempo, o sistema educacional brasileiro procura adequar os currículos e planejamentos das escolas conforme os documentos que são elaborados e modificados pelo MEC (Bevilacqua e Silva, 2017). Os autores citados elencam alguns desses documentos, a saber: Parâmetros Curriculares Nacionais - PCNs (Brasil, 1998) e atual Base Nacional Comum Curricular - BNCC (2018); Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDB); As Diretrizes Curriculares Nacionais para a Educação Básica e o Plano Nacional de Educação (PNLD). Esses documentos modificam-se de acordo com as necessidades e mudanças sociais que acontecem ao longo do tempo, além de concordarem com a ideia de que para que os objetivos educacionais prescritos, em ambos os documentos, sejam alcançados, “é preciso que as instituições de ensino e os professores invistam em novas propostas de ensino para que a mudança possa, de fato, ocorrer” (Bevilacqua; Silva, 2017, p. 37).

Retomando a máxima das atividades experimentais, destaca-se que estas, também, surgem dentro da perspectiva de aproximação entre conteúdos e cotidiano, o que alia a educação escolar à prática diária. Porém, essa atividade não é simples, pois existem alguns fatores que podem interferir na prática docente, como por exemplo, a falta de equipamentos, falta de espaço adequado, ausência de uma formação continuada de docentes, ou até mesmo a atuação de professores fora da área de formação.

Araújo e Abib (2003, p. 177), de uma maneira mais simples e atual, identificam os usos de atividades prático-experimentais no ensino do seguinte modo:

A análise do papel das atividades experimentais desenvolvidas amplamente nas últimas décadas revela que há uma variedade significativa de possibilidades e tendências de uso dessa estratégia de ensino de Física, de modo que essas atividades podem ser concebidas desde situações que focalizam a mera verificação de leis e teorias, até situações que privilegiam as condições para os alunos refletirem e reverem suas ideias a respeito dos fenômenos e conceitos abordados, podendo atingir um nível de aprendizado que lhes permita efetuar uma reestruturação de seus modelos explicativos dos fenômenos.

Diante dessa perspectiva, surge o questionamento: como promover a integração teoria-prática com estudantes do Ensino Médio utilizando experimentos construídos com materiais de baixo custo? Por que é importante que estudantes da Educação Básica conheçam os fenômenos da Física, especificamente, no ensino da óptica?

Uma vez que as problemáticas foram identificadas e transcritas acima, o presente estudo levou em consideração as dificuldades apresentadas pelos estudantes do Ensino Médio diante da aprendizagem da disciplina de Física. Assim, trazendo para a realidade em aprender Física nos estabelecimentos de ensino no Maranhão, em particular, no município de Loreto - MA, foram aplicados dois questionários, sendo um para a professora de Física e outro para estudantes do 2º ano do Ensino Médio do Centro de Ensino Paulo Freire. Logo após, foi elaborado uma sequência de cinco experimentos sobre as aplicações de Física no objeto de conhecimento Óptica, através da utilização de materiais de baixo custo.

O uso de atividades experimentais, relacionando a teoria e à prática no ensino de Física, além de possibilitarem um maior interesse e aguçarem a curiosidade do estudante em relação ao conteúdo abordado, é também um recurso eficaz no processo de formação de conceitos científicos. Neste intuito, foram propostos experimentos que serviram como proposta de ensino para outros docentes, despertando a atenção dos estudantes, de modo a contribuir para a qualidade no ensino de Física.

Logo, este projeto tem como objetivo geral propor alternativas pedagógicas para a inserção de aulas práticas em Óptica no Componente Curricular Física, através da construção de experimentos com materiais de baixo custo, perpassando, ainda, por outros objetivos específicos, a saber: propor a construção de instrumentos ópticos utilizando materiais de baixo custo; Correlacionar os experimentos com o conteúdo abordado no livro didático adotado na Componente Curricular Física; Avaliar os conhecimentos dos alunos/as através de questionários sobre a abordagem aplicada; Elaborar um roteiro de atividades práticas, contendo 06 experimentos de Óptica utilizando materiais de baixo custo.

Em termos de estrutura, este trabalho está divido em quatro seções. A primeira consiste na fundamentação teórica, através de uma pesquisa bibliográfica. Na segunda seção, traz-se os resultados do questionário avaliativo contemplando estudantes da segunda série do Ensino Médio. Na terceira seção, apresenta-se discussões sobre a aplicação e discussão de um outro questionário feito a professora da disciplina de Física da turma citada, na escola Centro de Ensino Paulo Freire de Loreto - MA. E, por último, deu-se a elaboração de experimentos de baixo custo sobre Óptica, como proposta pedagógica para o Ensino Médio.

3. O ENSINO DE FÍSICA NAS ESCOLAS PÚBLICAS

Neste capítulo, apresentamos ideias fundamentadas sobre o ensino de Física nas escolas públicas do Brasil, assim como a utilização de experimentos da disciplina, especificamente, no ensino da óptica e suas tecnologias. Para tal abordagem, destacamos os principais autores que deram suporte teórico, entre eles: Alves, (2005); Reis; Martins, (2015); Santos, (2022); Da Silva, (2017) e Teixeira, (2018).

4. O ensino de Física no Brasil

Para entendermos o contexto do ensino de Óptica no Brasil, julgamos ser necessário destacar uma breve cronologia da história da educação pública brasileira. Nesse contexto, a educação pública, no Brasil, teve como primeiros registros a data de 1549, com a criação da primeira escola, localizada na Bahia no período da colonização, pelo padre Manuel da Nóbrega, sendo de inteira responsabilidade da Igreja Católica, que tinha como primeiros professores os jesuítas, além disso, a escola ofertava um ensino voltado para as ciências humanas. A instituição de ensino citada, perdurou até 1808. Posteriormente, passou a pertencer a Companhia de Jesus durante um período de duzentos anos, até que Marquês de Pombal expulsou os jesuítas do Brasil em 1759, deixando a educação a cargo dos interesses de Portugal.

Corroborando com os fatos destacados acima, Brejon (1988) aponta que a história da educação nacional, de fato, iniciou em 1549, com a vinda do primeiro governador-geral, Tomé de Souza, para o Brasil. Com ele vieram seis jesuítas, primeiros responsáveis pelo ensino no país que, junto com os demais que aqui se instalaram, tinham por finalidade ofertar à população brasileira, que na época correspondia a população branca, aos nativos e aos mais pobres, noções mínimas de leitura e escrita, além dos mecanismos de evangelização. O modelo de educação implementado pelos jesuítas era o modus parisiense de ensinar, conforme destacado por Alves (2005), no qual os estudantes eram organizados em grupos (classes), de acordo com o nível de conhecimento que apresentavam. Nesse modelo de ensino, o avanço para as séries seguintes só ocorria mediante o domínio completo do conhecimento, variando o tempo de permanência em cada série. O autor ainda destaca que, neste período, os jesuítas instauraram algumas características que ainda pode ser observada na educação moderna, tais como: a divisão do trabalho didático; a criação dos espaços especializados para o ensino (salas de aula); o ensino seriado; a especialização dos professores; e, ainda, a diferenciação dos conhecimentos (Alves, 2005, p.57). Mais tarde, no século XIX, deu-se a reformulação do ensino, com a chegada da família real ao Brasil, em 1808.

Após esse breve recorte da história da educação pública brasileira, falaremos, agora, do ensino e da aprendizagem da disciplina de Física. Assim, destacamos que o ensino de Física, no Brasil, teve início no final do século XIX, com a criação de cursos de Física em algumas universidades, como a Universidade de São Paulo e a Universidade Federal do Rio de Janeiro. No entanto, se tratava, inicialmente, de um modelo de ensino voltado para a formação de engenheiros, e não para a formação de professores capazes de atuar na área. Somente na década de 1930 é que surgiram os primeiros cursos de formação de professores de Física, com a criação das escolas normais em todo o país. Nessa época, o ensino da disciplina era baseado em uma abordagem mais tradicional, centrada na memorização de conceitos e fórmulas, e com pouca ênfase na experimentação, fato esse que, aliás, hoje é tratado no PNLD. Segundo esse documento legal, existe, ainda, a necessidade da presença de atividades experimentais no LDs (Livros Didáticos). (Brasil, 2018, 2017).

Durante as décadas de 1950 e 1960, ocorreu uma mudança significativa no ensino de Física no Brasil, com a introdução de novas abordagens pedagógicas baseadas na experimentação e na contextualização dos conceitos físicos. Essas mudanças foram impulsionadas pela criação de instituições de ensino e pesquisa em Física, como o Instituto de Física da Universidade de São Paulo e o Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas. Somado a esse fato, destaca-se que os LDs podem apresentar diversas funções no processo educacional tanto para os estudantes, como suporte informativo, quanto para o professor, como ferramenta para construção de seu processo pedagógico. Destaca-se que uma dessas ferramentas consiste em dar suporte e orientação ao docente na realização de atividades experimentais em sua prática de ensino (Reis; Martins, 2015), e que estas possam aproximar os alunos das atividades experimentais propostas em seu conteúdo (Reis; Martins, 2016).

A partir da década de 1970, o ensino de Física, no Brasil, passou a ser influenciado pelas tendências pedagógicas internacionais, como a abordagem construtivista e a resolução de problemas. Essas abordagens enfatizavam a importância da participação ativa do estudante no processo de aprendizagem, com o objetivo de desenvolver habilidades, como a criatividade, o pensamento crítico e a resolução de problemas. Nesse seguimento, ao longo dos anos, foram elaboradas diferentes políticas educacionais, a mais recente é a Base Nacional Comum Curricular, de 2018. Esse documento define as aprendizagens essenciais que os alunos devem desenvolver ao longo da Educação Básica, em conformidade com a Lei de Diretrizes e Bases da Educação de 1996, com o Plano Nacional de Educação (PNE) de 2014 e nas Diretrizes Curriculares Nacionais da Educação Básica de 2013. Nesses documentos constam a necessidade de promover as Ciências no ensino básico (Brasil, 2013; 2014; 2018).

Nos últimos anos, o ensino de Física, no Brasil, tem se concentrado cada vez mais na formação de professores capazes de ensinar a disciplina de maneira mais dinâmica e criativa, envolvendo a experimentação, a resolução de problemas e a contextualização dos conceitos físicos. Além disso, a introdução de novas tecnologias no ensino de Física tem aberto novas possibilidades para a exploração de conceitos físicos, de forma mais interativa e atrativa. Em meio a diversas propostas, as atividades experimentais aparecem como importante recurso didático que pode ser utilizado pelo professor, oportunizando o discente a participar da construção de seu conhecimento (Reis; Martins, 2015).

Durante o processo de ensino-aprendizagem do ensino de Física, observa-se que somente os conceitos teóricos apresentados em sala de aula não são suficientes para despertar o interesse e a atenção dos alunos/as. Por isso, mecanismos alternativos de ensino, certamente, são necessários para instigar a participação dos estudantes e aumentar o interesse pelos conteúdos ministrados nas aulas de Física (Santos, 2022). Para a autora, a realização de experimentos nas escolas é um grande desafio, pois existe uma carência de recursos para o ensino de ciências em geral, e em especial, para o ensino de Física. Uma proposta para solucionar a carência de recursos financeiros seria a construção de experimentos didáticos com materiais de baixo custo e de fácil acesso. Isto está de acordo com a linha de pensamento que diz: “não basta o professor somente saber, ele deve também saber fazer”.

Os experimentos que, são construídos com materiais de baixo custo e de fácil acesso, atraem a atenção não só de alunos/as e professores/as, mas também do público em geral, podendo ser apresentados, por exemplo, em feiras de ciências, sendo um ótimo recurso para a divulgação desta para a sociedade (Da Silva, 2017).

O contexto escolar atual, bem como o mundo, de modo geral, estão cada vez mais agregados às incertezas, a pluralidade, e a novos desafios. Com isso, é exigida da escola uma formação harmonizável com o mundo contemporâneo, que viabilize uma educação de qualidade, assegurando uma preparação para o enfrentamento daquilo que se espera encontrar depois dela. Diante disso, essa necessidade de transformação do ensino exige do docente a capacidade de gerenciar o cognitivo, criando situações de aprendizagem que certifique aos discentes a pertinência dos saberes escolares (Da Silva, 2017).

Porém, sabe-se o quanto é desafiador para os educadores de Física desempenharem suas funções, pois os mesmos enfrentam algumas problemáticas relacionadas à quantidade excessiva de cálculos da disciplina em detrimento de ações práticas. Nesse sentido, a metodologia de Ensino e Aprendizagem da disciplina em questão ainda está distante do real significado que ela poderia ter na formação dos estudantes.

Nessa direção, Santos (2017) considera que os problemas da educação científica são provindos da carência de investimentos na infraestrutura da escola, das deficiências na formação do professor no que concernem experimentos e trabalho da conceituação dos assuntos físicos ao cotidiano dos alunos/as, deixando lacunas que provém de uma formação técnica baseada em apostilas e livros. Consequentemente, esses professores irão fomentar aulas, essencialmente, fundamentadas em cálculos, fórmulas e definições. Em vista disso, fica no esquecimento o saber cientifico como: pesquisa, observação, indagação e crítica. Conhecimentos estes que seriam relevantes para uma boa formação científica dos estudantes. Pode-se perceber tudo isso quando se analisa a compreensão e o modo como os alunos/as agem diante das dificuldades que enfrentam quando participam das avaliações externas, como o Exame Nacional do Ensino Médio, por exemplo. (ENEM) (Santos, 2017).

São muitas as falhas e lacunas no ensino da disciplina de Física, e esse fato é fruto, sem dúvida, de uma educação que propõe a memorização de fórmulas e a resolução técnica de cálculos, o que, por vezes, não prepara o estudante para interpretar a situação da atividade proposta e, desta forma, ele tenta resolvê-la do ponto de vista conceitual. Um fator que contribui para tudo isso é o fato de que muitos educadores não foram preparados, adequadamente; não dispõem de material didático de qualidade e, sobretudo, tem medo do novo, hesitando a mudanças. Como consequência, as aulas de Física são lecionadas, apenas, de forma teórica e as atividades práticas são usadas esporadicamente (quando realizadas), pois os mesmos se sentem despreparados e não dispõe de um ambiente adequado para desenvolver os experimentos, pois como se sabe, em muitas escolas públicas brasileiras não há laboratórios para a realização de aulas práticas das disciplinas específicas, como é o caso da disciplina de Física (Santos, 2017).

Dessa forma, é preciso investir em formação docente a fim de que este possa ressignificar sua prática pedagógica. Perceber que os experimentos são um subsidio que faz a diferença e que, através da execução dos mesmos, os educandos assimilarão a teoria com maior precisão é condição necessária para um ensino de Física de excelência. Desse modo, é preciso propiciar um cenário de investigação, a fim de superar o simples discurso especulativo do saber, conciliando teoria e prática (Sasaki; Jesus, 2017).

As hipóteses para as problemáticas destacadas, no início deste trabalho, versam para as discussões sobre a necessidade de se promover uma educação científica de qualidade, na qual os sujeitos sejam seres atuantes, participativos, habilitados a compreender os avanços tecnológicos atuais. Além disso, cabe ao professor de Física preocupar-se em mostrar esse novo cenário pedagógico aos seus alunos, por meio de experimentos, que expliquem leis e teorias, proporcionando reflexões sobre os conteúdos em estudo (Da Silva, 2017). A esse respeito, destacamos, ainda, que o manuseio de experimentos, como subsidio eficaz no ensino de Física, tem sido defendido por inúmeras pesquisas nos últimos anos, sendo explorado por diversas bibliografias nas quais os autores defendem a necessidade de aderir às atividades experimentais (Sasaki; Jesus, 2017).

5. O ensino de óptica no ensino médio: instrumentos e métodos

Nesta subseção, apresentaremos algumas possibilidades pedagógicas que, quando bem executadas, podem representar o diferencial nas aulas da disciplina de Física. Nesse sentido, destacamos que existem diversas maneiras de ensinar a disciplina de Física, dependendo das habilidades e interesses dos educandos, do nível de ensino e dos objetivos de aprendizagem. Alguns exemplos de como ensinar Física, de maneira prática e envolvente, são citadas por Wesendonk, Pereira e Tarrazzan (2011). Para os autores, estimular a participação ativa dos alunos potencializa o despertar de curiosidades e interesses, o que, segundo os autores, pode favorecer uma construção efetiva do conceito estudado, facilitando a aprendizagem do estudante. De forma concomitante aos autores citados, Carvalho (2018) afirma que um dos pontos principais de uma atividade experimental é o cuidado do professor com o grau de liberdade intelectual dada ao aluno. Além disso, o autor destaca a importância de utilização de experimentos simples para ilustrar conceitos físicos, a saber: “Por exemplo, use um barbante com pesos nas pontas para demonstrar o movimento pendular e explicar os princípios do pêndulo. Os experimentos práticos ajudam os alunos a visualizar e compreender melhor os conceitos físicos”. Ainda segundo o autor, o professor deve apresentar questões que desafie e instigue os alunos a resolver o que foi proposto, este processo deve prover a oportunidade de o estudante criar teorias com base em conhecimentos já adquiridos

Mostrar aos estudantes exemplos de fenômenos físicos em ação, por exemplo, é outro caminho pedagógico possível para o ressignificar do ensino de Física. A esse respeito, Soares Júnior diz que: “você pode usar uma lente convexa para mostrar como a luz converge para formar uma imagem real. Isso pode ser feito usando um projetor de slides ou um retroprojetor.

Nesse sentido, segundo o autor:

A abordagem experimental no ensino da Física pode proporcionar ao estudante uma visão do acontecimento fenomenológico, cujo processo de assimilação na aprendizagem será, então, mais bem aproveitado, por intermédio da ação didática onde o educador aguçará a curiosidade do aluno, o que o levará a entender, o fato ocorrido, seguindo os desenvolvimentos teóricos ativamente (Soares Júnior, 2011, p. 9).

Para Pinto (2014), a utilização de simulações e vídeos interativos para ajudar os alunos a compreender conceitos abstratos. Existem muitas ferramentas online e softwares educacionais que oferecem simulações interativas de fenômenos físicos. As simulações permitem que os estudantes experimentem diferentes cenários e vejam as consequências. Sendo assim, os experimentos devem ser pensados como parte integrante do planejamento da disciplina, estruturado segundo critérios e objetivos claros que orientem os estudantes e despertem seu interesse (Pinto, 2014).

Outra atividade pedagógica que se somam as já citadas, diz respeito as atividades práticas. Promover atividades práticas em sala de aula, como a construção de circuitos elétricos simples ou montagem de modelos de Física, ajuda os estudantes a aplicar os conceitos que estão aprendendo e amplia o entendimento de forma mais concreta. A motivação necessária do aluno também é parte integrante da ação pedagógica do professor nesse processo. Portanto: “Grandes professores conseguem envolver seus alunos para que eles se sintam parte da aula. Faz parte do dia a dia de seus alunos o envolvimento concentrado dos alunos no trabalho acadêmico” (Lemov, 2011).

As discussões em grupo também potencializam o trabalho pedagógico do professor no ensino da Física. Elas incentivam os alunos a explicarem conceitos físicos uns aos outros. Eles podem trabalhar em equipes para resolver problemas ou explicar princípios físicos mais complexos. As discussões permitem que os estudantes se envolvam ativamente no processo de aprendizagem e desenvolvam habilidades de comunicação e colaboração.

O uso de recursos tecnológicos nas aulas de Física também é um outro aspecto relevante para a promoção de uma aprendizagem significativa. Por exemplo, os estudantes podem usar aplicativos de realidade aumentada para visualizar e explorar o sistema solar em sala de aula. Isso posto, os dispositivos móveis tornam-se notáveis no cenário educacional quando percebemos suas características exclusivas ao compararmos a aprendizagem móvel em relação à aprendizagem tecnológica convencional. Estes potencializam a aprendizagem por apresentar recursos instantâneos, pessoais, portáteis, colaborativos, interativos e situados, já que o acesso aos conteúdos pode ocorrer em qualquer lugar e qualquer momento, servindo de apoio às aprendizagens formal e informal, transformando a forma de se oferecer educação. Tal pensamento é corroborado pela UNESCO (2014a, p. 8) que diz “[...] a aprendizagem móvel envolve o uso de tecnologias móveis, isoladamente ou em combinação com outras tecnologias de informação e comunicação (TIC), a fim de permitir a aprendizagem a qualquer hora e em qualquer lugar.

Por fim e não menos importante, o professor de Física pode aguçar em seus alunos a habilidade de eles relacionarem os conceitos físicos com exemplos do cotidiano, mostrando aos estudantes como a Física está presente em suas vidas, como o funcionamento de um carro, por exemplo. Isso ajuda a tornar a disciplina mais relevante e motivadora.

6. A utilização de materiais de baixo custo no ensino de Óptica

A Óptica, nesse contexto, surge como uma forma de incentivar não somente a aulas, mas, de forma interativa e investigativa, chamar a atenção dos alunos/as para um novo processo de aprender com a Física. O termo Óptico vem do grego e significa visão. A Óptica é um ramo da Física que estuda a luz e seus mecanismos de propagação, bem como seus efeitos quando se propaga e quando interagem com a matéria. Na óptica geométrica abordamos os fenômenos de reflexão, refração, absorção, difração entre outros (Nunes, 2015).

Estudiosos afirmam que em 2.283 a.C., já eram utilizados cristais de rocha para observar as estrelas (Mendes, s.d.). Na Grécia existem relatos de que se faziam uso de lente de vidro com o intuito de se obter fogo. Galileu, no século XVI, deu uma grande contribuição ao estudo dos fenômenos Óptico quando aperfeiçoou a luneta, facilitando, assim, a observação do céu e dos astros nele contido (Teixeira, 2018).

Ao longo dos séculos, surge uma grande discussão acerca da luz. Isaac Newton, físico e matemático inglês, afirmava ser a luz formada por partículas minúsculas que ele denominou corpúsculos. Sua teoria ficou conhecida como teoria corpuscular da luz. Newton também analisou o comportamento ondulatório da luz quando fez estudos sobre os “anéis de Newton”, chegando, inclusive, a determinar, de forma precisa, o comprimento de onda da luz (Nunes, 2015). Essa teoria foi aceita por muitos anos até que Huygens, em 1678, apresentou a hipótese de que a luz seria uma onda. Essa hipótese de Huygens foi reforçada por Young, em 1801, ao realizar a experiência da interferência da luz, com um experimento que hoje é conhecido como de fenda dupla, e explicá-la através do modelo ondulatório (Nunes, 2015).

A Óptica evoluiu ao longo dos últimos anos e se ramificou em outros ramos como, a Óptica geométrica, que interpreta a luz como retas, chamadas de raios de luz. A Óptica física, que interpreta a luz como ondas, e a Óptica quântica, que interpreta a luz como partículas chamadas de fótons (Teixeira, 2018).

Os experimentos, sobre Óptica, podem ser realizados na própria sala de aula ou em qualquer espaço escolhido pelo professor. É preciso, então, conhecer e realizar experimentos de baixo custo e perceber que, quando realizados com materiais simples, é possível oferecer, ao aluno, possibilidades de manusear, operar, controlar e facilitar o aprendizado dos conceitos (Da Silva, 2017).

Os experimentos de Óptica devem despertar o interesse e instigar uma atitude de curiosidade por parte do estudante, pois o ementário de Física é muito extenso e muitas vezes os profissionais não têm segurança em ministrá-lo, apenas algumas noções teóricas dos fenômenos são apresentadas, o que pode ser um gerador de dificuldades ao processo de aprendizagem e do aprofundamento desses conteúdos (Da Silva, 2017).

Nessa perspectiva, a BNCC (2018), afirma que as escolas devem expressar, de forma clara e objetiva, aquilo que espera dos seus alunos/as, uma vez que ela, a escola, é a principal responsável pelo conhecimento sistemático que o aluno irá adquirir. Portanto, deve haver um olhar cuidadoso na forma de se determinar o que se vai ensinar nessa etapa do ensino. As mudanças nas metas acarretam mudanças nos próprios conteúdos de ensino e nas técnicas de ensino que serão utilizadas. Assim, professor/a tem um papel fundamental, uma vez que ele deve levar em consideração o meio no qual o seu alunado está inserido, suas expectativas e seus saberes prévios.

A utilização de materiais de baixo custo no ensino de Óptica é uma maneira eficaz de tornar os conceitos mais concretos e acessíveis aos alunos. Aqui estão alguns exemplos de materiais de baixo custo que podem ser utilizados:

Espelhos planos: Espelhos planos são essenciais no estudo da Óptica. Eles podem ser facilmente encontrados em lojas de artigos para o lar ou mesmo utilizando folhas de alumínio coladas em um suporte rígido. Os espelhos planos podem ser utilizados para mostrar reflexões da luz, ângulos de incidência e ângulos de reflexão. Um dos recursos didáticos apontados pelos estudiosos para uma melhor compreensão dos fenômenos físicos são os simuladores, que proporcionam ao estudante a possibilidade de ver as animações referentes aos fenômenos em questão, (Souza, 2011).

Lentes: Utilizando lentes convergentes e divergentes, que podem ser encontradas em óculos de leitura antigos ou compradas em lojas de Óptica. Elas podem ser utilizadas para demonstrar a formação de imagens, a convergência e a divergência da luz. Dito isso, verifica-se que o aprimoramento desses materiais é constante e objetiva reunir os requisitos Ópticos, biológicos, mecânicos e funcionais, favorecendo e ampliando as suas indicações clínicas (Agra, 2005; Lima, 2013).

Prismas: Os prismas são excelentes exemplos para explorar a dispersão da luz e a formação de espectros. Eles podem ser feitos de materiais como vidro acrílico ou caixas de CD.

Laser de baixa potência: Um laser de baixa potência pode ser uma ótima ferramenta para demonstrar a reflexão, a refração e a difração da luz. Eles são amplamente disponíveis em lojas de eletrônicos e podem ser utilizados para realizar experimentos simples em sala de aula.

Papelão, tesoura e fita adesiva: Esses materiais simples podem ser utilizados para criar modelos de câmeras escuras, microscópios simples e outros dispositivos ópticos. Os estudantes podem construir seus próprios instrumentos ópticos usando esses materiais de baixo custo, o que ajuda a promover o aprendizado prático, a criatividade e a importância da reciclagem.

Esses são alguns exemplos de materiais de baixo custo que podem ser utilizados no ensino de Óptica. Com um pouco de criatividade, é possível adaptar e encontrar outros materiais acessíveis para tornar o estudo da Óptica mais envolvente e prático para os estudantes. Neste contexto, as aulas demonstrativas investigativas têm como propósito preparar o aluno para o conceito a ser abordado.

Desse modo, espera-se motivar o aluno a aprender o conteúdo apresentado pelo professor e, posteriormente, que ele possa se interessar em pesquisas e manipulações de experimentos que podem ser propostos durante o curso. Os experimentos demonstrativos tornam-se investigativos quando iniciados com um problema e, através de questões levantadas pelo professor mediador, que provocam e estimulam os alunos para a procura de soluções, despertando o interesse e participação na investigação do problema (Bassoli, 2014).

7. METODOLOGIA

A presente pesquisa possui natureza qualitativa, isto é, objetiva coletar informações que visa descrever, e não prever, como no caso da pesquisa quantitativa. Sobre essa modalidade de pesquisa, Ludke e André (2015) destacam que o levantamento bibliográfico é fundamental para a elaboração de uma proposta pedagógica. Nesse contexto, após a realização da pesquisa bibliográfica, na qual se deu a coleta e seleção das teorias que endossaram este trabalho, foi aplicado um questionário aos estudantes do segundo ano, Ensino Médio, no Centro de Ensino Paulo Freire. Na sequência, foi aplicado um segundo questionário, mas, agora, para a professora que lecionava a disciplina de Física na instituição citada. Após a realização e análises desses materiais, foi elaborado os roteiros de experimentos de baixo custo, de acordo com a postura do público alvo da pesquisa, conforme imagens estão anexadas na próxima seção deste trabalho.

Dito de outro modo, as etapas deste trabalho foram assim discriminadas:

(1) pesquisa bibliográfica;

(2) questionário avaliativo com estudantes;

(3) questionário com a professora da disciplina de Física;

(4) Elaboração de experimentos de baixo custo sobre Óptica como proposta pedagógica para o ensino médio.

Sendo assim, a proposta apresenta, como objeto de análise, a realidade vivida na escola citada, que, aliás, é carente de recursos e infraestrutura, além do fato de alguns professores, que não são formados na área de Física, ministram a disciplina, para completar a quantidade mínima exigida na carga horária. Consequentemente, esses professores, sem formação, não são capazes de motivar os alunos para um modelo de educação científica significativo. Em vista disso, estudantes desmotivados por não conseguirem correlacionar os conteúdos trabalhados nas aulas de Física com a sua vivência, são algumas das dificuldades identificadas neste estudo. Entretanto, é possível intervir, com ações conscientes e contextualizadas, nesse quadro desolador. A utilização de experimentos de materiais de baixo custo é, sem dúvida, um caminho possível para se mudar a realidade aqui citada.

Para compreender os aspectos que envolvem a estruturação do ensino do Componente Curricular de Física, no município de Loreto – MA, além da proposta de construção de experimentos com materiais de baixo custo, foi realizado como principal instrumento de coleta de dados um questionário fechado com estudantes e a docente de Física do Centro de Ensino Paulo Freire, no quais foram abordados problemas relacionados aos desafios do ensino de Física.

Em se tratando de questionário fechado, Gil (2017) esclarece que o questionário traduz os objetivos específicos da pesquisa, não existem normas rígidas, porém, deve-se seguir um roteiro como, como por exemplo, as questões fechadas devem possuir alternativas suficientemente exaustivas para abrigar a ampla gama de respostas possíveis, incluindo o problema proposto. Além disso, deve-se considerar a tabulação e análise dos dados, haja vista que também é um estudo quantitativo, sem questionamentos íntimos, mas deve ser clara, concreta e precisa.

Obedecendo a essas sugestões autorais, nesses questionários foram destacadas as afinidades com a componente curricular, relação professor-aluno, presença de laboratório na escola, falta de professores de Física, a periodicidade de aulas práticas experimentais, dentre outros aspectos.

Logo, o presente trabalho, após a aplicação prática, propõe a elaboração de um roteiro, contendo experimentos de baixo custo, para promover a eficácia no ensino de Óptica na 2ª série do Ensino Médio no município de Loreto - MA, podendo, essas ideias, serem alargadas e expandidas para outras instituições de ensino. Afinal, educação é, aliás, o compartilhamento das boas práticas pedagógicas.

8. RESULTADOS E DISCUSSÕES

O questionário aplicado contou com a participação voluntária de uma professora e de sessenta e um estudantes da 2ª série do Ensino Médio, turmas A e B do turno matutino, da escola Centro de Ensino Paulo Freire, localizada a Avenida Coronel Manoel Santana, Nº, Bairro Centro, cidade de Loreto – MA.

Na ordem, será apresentado o questionário aplicado a professora, contendo 13 (treze) questões objetivas e 02 (duas) questões abertas, e na sequência, o questionário aplicado aos estudantes com 14 (quatorze) questões objetivas.

E para analise final, é apresentada uma proposta contendo 05 experimentos que podem ser utilizados no ensino de Óptica no Componente Curricular de Física como prática didática, pois as ações elencadas permitem que os alunos experimentem e observem, diretamente, os fenômenos, proporcionando uma experiência concreta sobre os conceitos de Óptica.

9. Análise do questionário do docente

No questionário destinado a professora, foram abordadas quinze perguntas, sendo treze questões fechadas e duas abertas. A primeira pergunta foi: Qual a área de formação da professora? Assim como a maioria dos professores que ministram a disciplina de Física, no Ensino Médio, tem formação superior no curso de licenciatura em Matemática, em Loreto não é diferente, e a professora participante da pesquisa, também tem sua formação em Matemática pela Universidade Estadual do Maranhão, 2003, através do Programa de Qualificação de Docentes, PQD.

Em seguida foi perguntado: Qual a sua maior titulação? A mesma respondeu que sua maior titulação é a graduação em Matemática e ainda não possui especialização, mas afirma participar, constantemente, de formações para professores nas áreas das exatas e ciências da Natureza.

Quando questionado: Quais disciplinas leciona? Respondeu que além da Física, ministra aulas de Matemática e Letramento em Matemática, esta última, é uma das novas disciplinas integradoras do currículo do novo Ensino Médio. Ainda se tratando do ensino de Física, foi perguntado: Há quanto tempo leciona a disciplina de Física? Ela respondeu que leciona aulas da referida disciplina há mais de 10 anos na rede estadual.

Nesse sentido, diante das aulas de Física promovidas na Escola em estudo, foi interrogado a professora: Como você classifica seu domínio do conteúdo da disciplina de Física? No que diz respeito ao domínio dos conteúdos de Física, a professora classifica como satisfatório, tendo em vista a sua experiência e estudos constantes, além da facilidade com os meios tecnológicos que muito contribui em sua prática docente.

Ao ser questionada sobre o dispositivo de acesso à internet que mais utiliza, a professora respondeu que o celular é o meio tecnológico e de comunicação mais utilizado pela mesma, seguido do notebook pessoal, instrumento de trabalho que faz uso para alimentação do diário eletrônico adotado pela rede estadual de ensino, além de digitação de atividades e preparação de apresentação em PowerPoint.

Diante do questionamento sobre: Quais recursos tecnológicos você mais utiliza nas aulas de Física? Respondeu que o notebook e o datashow são os recursos mais usados em sala, favorecendo o sucesso das suas aulas através de vídeos, exemplificações, ilustrações e apresentação dinâmica dos conteúdos.

Quanto a presença de laboratório dentro das escolas e sua importância para a realização de aulas práticas, foi indagado a professora: A escola em que trabalha possui laboratório de Física? A mesma respondeu que não, apesar da escola em que trabalha ter passado por reforma recentemente, não oferece a estrutura física para o laboratório, materiais ou vidrarias.

Quando questionado: Você associa os conteúdos trabalhados em Física e as suas respectivas aplicações no cotidiano dos estudantes? A docente afirmou realizar atividades práticas viáveis diante da realidade local, o que promove um melhor entendimento dos conteúdos por parte dos estudantes, proporcionando a correlação dos conteúdos e as aplicações de forma prática dos temas abordados em sala de aula.

Ainda se tratando dos aspectos relacionados ao desenvolvimento das aulas de Física, foi questionado: Qual a maior dificuldade enfrentada ao ministrar aulas de Física? Apesar das limitações relacionadas às aulas, a professora destacou como sendo sua maior dificuldade, o desinteresse por parte dos estudantes.

Com a temática atividade prática experimental, a partir de materiais de baixo custo, foi direcionado o seguinte questionamento: Você realiza/realizou atividades práticas experimentais com os estudantes a partir de materiais alternativos? A professora afirmou que, de forma alternativa, já realiza pequenas atividades visando a ampliação dos conhecimentos no cotidiano dos estudantes.

E para finalizar o questionamento dedicado a professora, foi perguntado: Como você avalia os conhecimentos obtidos pelos estudantes nas aulas de Física? A docente respondeu que mesmo diante de tantas dificuldades ao ensinar Física, a mesma avalia os conhecimentos obtidos pelos estudantes como satisfatórios, resultados esses que são obtidos pela professora por meio da análise da participação dos estudantes no decorrer das aulas, bem como os resultados das atividades propostas ao final de cada conteúdo e das aplicações de avaliações.

10. Análise do questionário dos estudantes

O questionário aplicado aos estudantes teve um total de quatorze perguntas fechadas e serão apresentadas e discutidas abaixo.

Gráfico 01. No Ensino Fundamental, você gostava das aulas de Ciências?

Ao serem questionados se gostavam das aulas de Ciências no ensino fundamental, 52 estudantes responderam que sim, 09 estudantes responderam que não, demonstrando que 85 % das duas turmas já tinham afinidade coma área Ciências da Natureza desde a sua formação inicial.

Diante desse questionamento, podemos entender que mesmo gostando das aulas de ciências no Ensino Fundamental, os discentes apresentam dificuldade nas aulas de Física no Ensino Médio, algo que chama atenção através dos resultados das próximas perguntas.

Gráfico 02. No Ensino Médio, como você classifica a disciplina de Física?

Diante do questionamento a respeito da complexidade da disciplina de Física no Ensino Médio, 22 estudantes consideram a disciplina como difícil e 39 afirmam que a mesma é difícil, apenas, com determinados conteúdos.

Gráfico 03. Caso você teve/tenha dificuldade para aprender a disciplina de Física, você acha que isso se deve a que?

Diante das dificuldades para aprender a disciplina de Física, a principal causa apontada por 24 estudantes, trata-se do fato de que os mesmos não lembram do conteúdo anterior, o que afeta a aprendizagem dos temas propostos nas aulas do referido Componente Curricular. Nesse seguimento, 09 estudantes atribuíram que essas dificuldades em aprender Física advém da metodologia do professor, 07 estudantes afirmaram não prestar atenção nas aulas de Física, 19 apontam não ter afinidade com a componente curricular e 02 afirmam não terem dificuldade com a disciplina.

Gráfico 04. No seu cotidiano, você já se deparou com alguma situação envolvendo os conhecimentos adquiridos nas aulas de Física?

De acordo com a cotidiano dos estudantes, 41 afirmaram que já reconheceram conteúdos abordados nas aulas de Física em algum momento de suas vidas. Enquanto 18 estudantes afirmaram que não tiveram a mesma experiência e 02 não souberam ou não quiseram responder.

Gráfico 05. Dentre os conteúdos de Física vistos até agora nas aulas, Óptica foi um deles?

Quando foi questionado aos estudantes se os mesmos já haviam estudado em sala de aula, nas aulas de Física, o conteúdo Óptica, 05 responderam que sim e 56 responderam que não.

Gráfico 06. Você sabe o que é Óptica?

Quando perguntado aos estudantes se sabiam o que era Óptica, 12 responderam que sabiam, enquanto 49 afirmaram que não.

Gráfico 07. O que mais chama sua atenção nas aulas de Física?

Na visão dos estudantes, para garantir que as aulas de Física seja um sucesso, é necessário que algumas ações sejam realizadas. As atividades práticas são mencionadas por 27 estudantes como o aspecto que mais chama atenção durante as aulas. Já o segundo aspecto eleito por 12 estudantes concentra-se na metodologia do professor, seguido da utilização de vídeos e aplicativos. E com um total de 08 estudantes afirmando que nenhuma das opções concentra a atenção nas aulas de Física.

Gráfico 08. Para você, o que mais desmotiva estudar a disciplina de Física

Quando questionado os principais pontos que desmotivavam estudar a disciplina de Física, 26 estudantes responderam que se trata dos cálculos matemáticos o principal fator pelo qual tornava as aulas desmotivantes. Enquanto 17 atribuíam a metodologia desenvolvida pelo professor e 12 apontavam que a falta de estrutura da escola. Outros pontos de destaque foram o livro didático e a falta de afinidade com a disciplina.

Gráfico 09. Seu/sua professor (a) de Física é formado em Física?

Aos serem indagados se o professor da disciplina de Física era formado em Física, 54 estudantes responderam que sim, e 07 responderam que não.

Gráfico 10. Caso seu/sua, professor (a) não seja formado em Física, você sabe qual a sua área de formação?

Dos 54 estudantes que responderam que seu/sua professor(a) não era formado em Física, 47 afirmaram que o(a) mesmo(a) era formado em Matemática, e 07 responderam que não sabia qual a área de formação do seu/sua professor(a).

Gráfico 11. Sua escola tem laboratório de Ciências?

Diante da estrutura da escola, foi perguntado aos estudantes se na escola havia laboratório de Ciências. 60 responderam que não e somente 01 alunos respondeu que sim.

Gráfico 12. Com que frequência são realizadas atividades práticas nas aulas de Física?

Apesar de ser um aspecto que concentra a atenção dos estudantes durante as aulas de Física, 27 responderam que raramente são realizadas atividades práticas, 21 disseram que às vezes acontecem as aulas práticas e 13 afirmaram que nunca acontece.

Gráfico 13. Você considera que as aulas de Física são contextualizadas?

22 estudantes afirmaram que as aulas de Física são contextualizadas, enquanto 39 apontaram que as aulas não tem relação entre os conhecimentos e a sua aplicação.

Gráfico 14. As aulas de Física são trabalhadas de forma que os conteúdos façam relação teoria e prática?

Quando questionados se as aulas de Física são trabalhadas de forma associada entre a teoria e prática, 32 responderam que são, enquanto 29 afirmaram que não, ou seja, estes não compreendem a aplicação dos conteúdos abordados nas aulas com a sua realidade.

11. Proposta de experimentos em Óptica

As aulas experimentais têm um papel fundamental na vida estudantil de qualquer educando, pois, nesse momento, é que a experimentação torna mais evidente que o processo teórico de ensino-aprendizagem, possibilitando, na prática, um aprendizado satisfatório para o sujeito.

A essência da experimentação pode ser verificada porque as ciências naturais são consideradas como ciências empíricas, sendo o experimento parte central do processo de produção de novos conhecimentos. O trabalho com experimentos na disciplina de Física desempenha importante papel na formação tanto de educadores como de estudantes, o que torna compreensível o significado da experimentação em relação às ciências (Ribeiro Junior; Cunha; Laranjeiras, 2012).

As atividades práticas permitem que os alunos vivenciem, explorem e compreendam os princípios e fenômenos Ópticos de forma concreta e contextualizada. Dessa forma, foi elaborado um roteiro contendo seis atividades experimentais elaboradas pelos acadêmicos proponentes, levando em consideração o livro didático adotado na escola e experiências ao longo da trajetória acadêmica.

11.1. Pulverizador

Objetivo: Analisar feixes de luz, observando tanto sua existência como seu comportamento.

Materiais utilizados: 1 pulverizador simples; 1 lanterna; 2 colheres de leite e 300ml de água.

Desenvolvimento: adicione a água dentro do pulverizador e coloque o leite até a água ficar esbranquiçada. Coloque a lanterna em posição fixa iluminando uma parede. Assim, só é permissível ver a luz criada pela lanterna e o que ela causa na parede. Porfirizando o liquido colorido, ou seja, a (água) com leite ao longo do conjunto do raio de luz que vai da lanterna até o obstáculo (parede). Podemos observar que o conjunto de raio de luz, que foi criado pela lanterna, se espalha em linha reta e não de outro modo até o obstáculo (parede). O local de realização do experimento deve ser escuro.

Esquema Geral de Montagem

Resultado esperado - espera-se, com a confecção desse experimento simples e barato, que os estudantes consigam observar um conjunto de raios luminosos, sua trajetória e comportamento. Portanto, esses experimentos de baixo custo, além de fazer com que os estudantes tenham noção clara dos fenômenos relacionados a Óptica, com certeza será possível ter um aprendizado mais satisfatório.

11.2. Cartões furados

Objetivo: O experimento tem por objetivo apontar que os raios de luz podem se propagar em linha reta.

Materiais utilizados: 1 cartolina e 1 vela.

Desenvolvimento: corte a cartolina em três retângulos (10cm x15cm) iguais. Depois faça um pequeno orifício (5cm) no meio ao lado menor de cada cartão de forma que fiquem bem alinhados. (Observe a figura abaixo). Dobre para um lado cada parte que foi cortado do cartão, de maneira que crie um apoio que o cartão fique na vertical. Coloque uma vela acesa de modo que a chama fique bem alinhada com os furos dos cartões. Em outro extremo fica o observador. Existe duas situações de observação. Na primeira observação, os furos dos cartões ficam alinhados e é possível, então, ver a chama da vela do outro lado, pelo fato de a luz se propagar em linha reta por meio dos furos. Na segunda, retira-se um dos cartões do alinhamento e não será mais possível ver a luz, pois a mesma se esbarra em um dos cartões. Para enxergar a luz, ela tem que ter uma trajetória curva, mas com os resultados das disposições, conclui-se que a luz se propaga em linha reta.

Esquema Geral de Montagem

Resultado esperado - Os experimentos de baixo custo, além de oportunizar os estudantes a vivenciar essas experiências no dia a dia, ainda faz com que os mesmos tenham seus conhecimentos em Física aprimorados. Portanto, espera-se que nesse experimento que a luz tenha uma trajetória em linha reta.

11.3. Água óptica

Objetivo: O experimento tem como objetivo é preparar um método onde uma fileira de água leve a luz de forma curva, o fenômeno de reflexão total da luz.

Materiais utilizados: 1 garrafa de óleo de cozinha; 1 tinta acrílica; 1 pincel; 1 lanterna; Água e uma bacia para colher a água.

Desenvolvimento: Com uma tesoura, corte a parte superior da garrafa, de forma que retire a boca. Depois limpe o interior dela com detergente. Em seguida, faça um orifício de aproximadamente meio centímetro de diâmetro, na parte mais baixa da garrafa. Agora pinte com a tinta a parte da garrafa em que foi feito o orifício. Com um o dedo tape o orifício, coloque a água na garrafa e ilumine com a lanterna a face oposta que foi pintada. Por fim, solte o orifício e coloque a mão no feixe da água que escorre da garrafa para a bacia. Para que o experimento seja mais eficiente, o ambiente deve permanecer escuro.

Esquema Geral de Montagem

Resultado esperado - O esperado desse experimento é que ele forme uma coluna de água de forma curva, evidenciando o fenômeno de reflexão total da luz. O experimento é de baixo custo. Os materiais são de fácil acesso, fazendo com que o mesmo seja confeccionado com facilidade. Além da função citada, ele, ainda, pode explicar o mesmo princípio conduzido pela luz dentro fibra óptica.

11.4. Câmara Escura

Objetivo: Entender, na prática, como ocorre o fenômeno da propagação da luz. A câmara escura de orifício opera em virtude da propagação da luz em linha reta. Os raios de luz que são enviados pelo objeto, ao passarem pelo orifício, são projetados no papel vegetal, formando uma imagem invertida.

Materiais utilizados: 1 uma lata de leite ninho; 1 pedaço de papel vegetal; 1 tesoura; 1 prego; 1 isprei preto fusco; 1 cartolina preta e 1 fita isolante preta.

Desenvolvimento: pinte uma lata de leite com um spray preto fusco, depois, com um prego, faça um furo no fundo da lata de leite. Em seguida, recorte o papel vejetal da largura da abertura da lata, e com uma tesousa tire o excesso de papel nas laterais. Coloque o papel vegetal no lugar que seria da tampa, em seguida enrole a cartolina na lata prendendo com uma fita. Está pronta a câmara escura. Em um ambiente escuro, posicione a câmara escura voltado para um obejeto localizado na parte de fora do ambiente escuro ex: (casa do vizinho) e veja que o obejeto de observção estará com a imagem invertida.

Resultado esperado - Com a construção desse experimento será possível constatar que, realmente, é possível produzir imagem no anteparo, e todos poderão observar que a imagem é real e invertida, ilustrando o funcionamento da câmera escura. Sendo assim, será possível, através de experimentos simples e barato, afirmar com clareza a exatidão dos efeitos ópticos.

11.5. Eclipse solar e lunar.

Objetivo:

Construir um modelo que descreva a ocorrência dos eclipses solares e lunares, compreendendo como ocorre tal fenômeno.

Materiais utilizados: 1 Uma Lâmpada com soquete; 2 pedaços de fios de cobre;1 bola de isopor de 40 cm; 1 bola pequena de isopor 20cm; 1 uma base de isopor; 1 Fita; 1 cola quente, 1 lápis; 1 pedaço de arame.

Desenvolvimento: o experimento “Eclipses Solar e Lunar” tem como objetivo construir um modelo que descreva a ocorrência dos eclipses solares e lunares, no qual os alunos possam compreender como os eclipses ocorrem, conhecendo os dois tipos de eclipses mais comuns que existem, de modo a reconhecer as características do sistema Terra–Sol–Lua, que permitem a ocorrência de eclipse.

Para demonstrar a ocorrência de um eclipse solar, mova a bola de isopor sobre os arames de modo que a distância entre os seus centros seja igual à distância entre a lâmpada da luminária para a bola de isopor menor (representando a lua) e entre a bola de isopor maior (representado a terra). Em seguida, faça o alinhamento da lâmpada e da bola de isopor menor (representando a lua) e a bola maior (representando a terra). Sendo assim, a lua projetará sua sombra sobre a terra formando o eclipse solar. Observe que eclipses solares ocorrem somente na fase de lua nova.

Para demonstrar a ocorrência de um eclipse lunar, mova a bola de isopor menor sobre o arame, de modo que a distância entre seus centros seja igual tanto da lâmpada para o centro (Terra) como da bola menor (representando a lua) para o meio central, bola maior (representando a terra). Sendo assim, a terra projetará sua sombra numa região do espaço na qual a lua penetrará ao percorrer a sua orbita. Observe que os eclipses lunares ocorrem somente na fase da lua cheia.

Resultado esperado - O resultado esperado desse experimento será demonstrar a ocorrência de um eclipse solar e um eclipse lunar, no qual, por meio do experimento, será mostrado para os alunos do 2ª ano do Ensino Médio do Centro de Ensino Paulo Freie, bem como para os alunos de outras instituições de ensino, a ocorrência dos eclipses.

12. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Diante das análises e observações elencadas ao longo deste trabalho, observou-se que há uma expressiva desmotivação dos estudantes com a disciplina de Física, na qual, a maioria dos estudantes assistidos, afirmam que gostavam de ciências no Ensino Fundamental. No entanto, ao estarem no Ensino Médio, a disciplina deixou de ser atrativa. Em vista disso, o ensino de Física tem preocupado professores, pois os discentes aparentam estudar e participar das aulas apenas por se tratar de um componente curricular obrigatório.

Como se identificou nas respostas colhidas do questionário aplicado aos estudantes, estes, por sua vez, não conseguem memorizar o conteúdo anterior, esquecendo-os com facilidade, atribuindo a responsabilidade ao método utilizado pelo docente, além da desmotivação causada pelos cálculos matemáticos.

Vê-se, ainda, que os estudantes demostram, em suas falas, que as aulas práticas são as mais desejadas por eles, evidenciando a importância dos experimentos, que desempenham um papel fundamental no ensino de Óptica, pois permitem que os estudantes vivenciem, explorem e compreendam os princípios e fenômenos Ópticos de forma concreta e contextualizada. Nesse caso, o professor deve utilizar uma metodologia que incentive e motive os estudantes. Conforme apontado pelos discentes entrevistados, a professora que ensina a disciplina de Física na escola citada, por não ser formada na área, não consegue, por vezes, confeccionar um ambiente de aprendizagem estimulante, participativo e significativo para os mesmos.

Portanto, esta proposta pedagógica apresenta a realidade vivida nas escolas, em especial, no Centro de Ensino Paulo Freire, que reflete à falta de recursos e infraestrutura, além da falta de formação dos docentes que ministram aulas de Física, que para completar a quantidade mínima exigida na carga horaria, se submetem a lecionar a referida disciplina mesmo não sendo da sua formação acadêmica. Estudantes desmotivados, por não correlacionar os conteúdos trabalhados nas aulas de Física com a sua vivência, são algumas das dificuldades encontradas neste estudo.

Outro aspecto que dificulta a inovação das aulas de Física, conforme identificado neste trabalho, diz respeito ao fato de que na maioria das escolas brasileiras, sobretudo, no Centro de Ensino Paulo Freire, não há um laboratório, o que torna ainda mais difícil o professor inovar nas suas práticas metodológicas, fazendo com que o mesmo continue com aulas tradicionais, e, consequentemente, os estudantes permanecem desmotivados nas aulas de Física. Entretanto, é preciso frisar que os desafios educacionais sempre existirão, e a existência deles não é motivo para o desânimo, afinal, o professor sempre pode buscar novos caminhos dentro das possibilidades existentes.

Nessa direção, vários trabalhos de pesquisa mostram que os métodos experimentais ,nas aulas de Física, além de aumentar o interesse dos estudantes pelo conteúdo, também melhoram, significativamente, os resultados das notas dos discentes, que passam a alcançar um desempenho maior quando comparado ao ensino com os métodos tradicionais. Portanto, os experimentos estimulam o pensamento do aluno e criam um “desejo de aprender mais sobre determinado assunto”.

O estudo da Óptica diferencia de outros conteúdos devido a sua complexidade, o que dificulta a compreensão dos estudantes. Mas os professores podem mudar essa realidade e até tornar as aulas mais interessantes sem despender de muito recurso financeiro. Diferentemente das aulas teóricas, as aulas experimentais costumam concentrar a atenção dos estudantes, estimulando a assiduidade e os professores tornam-se os mediadores que organizam, juntamente com os alunos, as experiências.

Segundo Cassaro (2012), dependendo da apresentação da aula demonstrativa, a experiência sempre motiva os alunos a tirarem dúvidas que já tiveram ou principalmente que surgem durante a execução. Portanto, a ideia de trazer um experimento para dentro da sala de aula e torná-lo cada vez mais presente estimula o pensamento científico, desperta interesse imediato nos estudantes e os estimula a experimentar o experimento posteriormente, ou mesmo sozinhos.

A renovação das práticas de ensino e a inserção de práticas experimentais é de extrema importância no contexto educacional atual, pois estas buscam estimular o pensamento científico nos alunos, desenvolvendo habilidades como observação, formulação de hipóteses, experimentação, análise de dados e interpretação de resultados. Através de abordagens inovadoras, os alunos são incentivados a questionar, investigar e raciocinar de maneira crítica para o desenvolvimento de uma mentalidade científica, tornando as aulas da disciplina de Física menos enfadonhas e mais atrativas.

Desse modo, de caráter não conclusivo, este estudo visa contribuir para as pesquisas, de modo geral, sobre o ensino de Física e sua necessidade de ressignificação, podendo seu corpus ser ampliado em pesquisas futuras.

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14. APÊNDICE

14.1. APÊNDICE A

QUESTIONÁRIO – Estudantes

1. No ensino fundamental, você gostava das aulas dede Ciências?

( ) Sim

( ) Não

2. No ensino médio, como você classifica a disciplina de Física?

( ) Difícil

( ) Difícil em determinados conteúdos.

( ) Fácil, não tenho dificuldade.

3. Caso você teve/tenha dificuldade para aprender a disciplina de Física, você acha que isso se deve a que?

( ) Nunca lembro do conteúdo anterior.

( ) O método de ensino do professor.

( ) Costumo não prestar atenção nas aulas.

( ) Não tenho afinidade com a disciplina.

( ) Não tenho dificuldades.

4. No seu cotidiano, você já se deparou com alguma situação envolvendo os conhecimentos adquiridos nas aulas de Física?

( ) Sim

( ) Não

5. Dentre os conteúdos de Física vistos até agora nas aulas, Óptica foi um deles?

( ) Sim

( ) Não, ainda não tive aula sobre o conteúdo citado.

6. Você sabe o que é Óptica?

( ) Sim

( ) Não

7. O que mais chama sua atenção nas aulas de Física?

( ) Aulas práticas.

( ) Vídeos e uso de aplicativos.

( ) A forma como o professor trabalha a disciplina.

( ) Não gosto da disciplina.

( ) Nenhuma das opções acima.

( ) Outros. Qual? __________________________________________________

8. Para você, o que mais motiva ou desmotiva estudar Física?

( ) O livro didático descontextualizado.

( ) A falta de estrutura da escola.

( ) Os cálculos matemáticos.

( ) As aulas do professor.

( ) Não tenho afinidade com a disciplina.

9. Seu professor de Física é formado em Física?

( ) Sim

( ) Não

10. Caso seu professor de Física não seja formado em Física, você sabe qual é a área de formação do(a) seu/sua professor(a)?

( ) Matemática

( ) Química

( ) Biologia

( ) Não sei responder

( ) Outra. Qual? _____________________________________________________________

11. Sua escola tem laboratório de Ciências, Física ou alguma área relacionada?

( ) Sim

( ) Não

12. Com que frequência são realizadas atividades práticas nas aulas de Física?

( ) Sempre

( ) Às vezes

( ) Raramente

( ) Nunca

13. Você considera que as aulas de Física são contextualizadas?

( ) Sim

( ) Não

14. Você considera que as aulas e Física são trabalhadas de forma que os conteúdos façam relação entre teoria e a prática?

( ) Sim

( ) Não

Obrigado(a) pela sua contribuição!

14.2. APÊNDICE B

QUESTIONÁRIO – Professor(a)

1. Qual sua área de formação?

( ) Matemática

( ) Química

( ) Biologia

( ) Não sei responder

( ) Outra. Qual? _____________________________________________

2. Qual sua maior titulação?

( ) Graduação

( ) Especialização

( ) Mestrado

( ) Doutorado

3. Quais disciplinas leciona?

______________________________________________________________________________________________________________________

4. Há quanto tempo leciona a disciplina de Física?

______________________________________________________________________________________________________________________

5. Como você classifica seu domínio do conteúdo da disciplina de Física?

( ) Excelente

( ) Bom

( ) Satisfatório

( ) Regular

6. Como você classifica seu domínio com as tecnologias?

( ) Excelente

( ) Bom

( ) Satisfatório

( ) Regular

7. Qual o dispositivo de acesso à internet você mais utiliza?

( ) Notebook

( ) Tablet

( ) Celular

8. Quais recursos tecnológicos você mais utiliza nas aulas de Física?

( ) Datashow

( ) Aplicativos e simuladores

( ) Celular

( ) Não costumo usar tecnologias nas minhas aulas.

9. Você realiza atividades práticas nas aulas de Física?

( ) Sim

( ) Não

10. A escola em que trabalha possui laboratório de Física?

( ) Sim

( ) Não

11. Você associa os conteúdos trabalhados em Física e as suas respectivas aplicações no cotidiano dos estudantes?

( ) Sim

( ) Não

12. Ao ministrar o conteúdo de Óptica, você realiza/realizou atividades práticas experimentais com os estudantes?

( ) Sim

( ) Não

13. Qual a maior dificuldade enfrentada ao ministrar aulas de Física?

( ) Falta de recursos e equipamentos.

( ) Falta de interesse por parte dos estudantes.

( ) A quantidade de aula.

14. Você realiza/realizou atividades práticas experimentais com os estudantes a partir de materiais alternativos?

( ) Sim

( ) Não

15. Como você avalia os conhecimentos obtidos pelos estudantes nas aulas de Física?

( ) Excelente

( ) Bom

( ) Satisfatório

( ) Regular

14.3. APÊNDICE C

TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO

CURSO DE FÍSICA

TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO

Eu_______________________________________________________ portador do RG. Nº __________________, CPF: ______________ aceito participar da pesquisa intitulada “____________________________________________________________________________________________________________________________________________________” desenvolvida pelo (a) acadêmico (a)/pesquisador(a) ________________________________

___________________________________________________________________________

e permito que o (a) mesma obtenha fotografia, filmagem ou gravação de minha pessoa para fins de pesquisa científica. Tenho conhecimento sobre a pesquisa e seus procedimentos metodológicos.

Autorizo que o material e informações obtidas possam ser publicados em aulas, seminários, congressos, palestras ou periódicos científicos. Porém, não deve ser identificado por nome em qualquer uma das vias de publicação ou uso.

As fotografias, filmagens e gravações de voz ficarão sob a propriedade do pesquisador pertinente ao estudo e, sob a guarda dos mesmos.
 

Local da pesquisa, .......de ................................... de 201......

__________________________________________

Nome completo do pesquisado

14.4. APÊNDICE D

TERMO DE CONSENTIMENTO PARA SUJEITO DE MENOR IDADE

CURSO DE FÍSICA

CONSENTIMENTO DA PARTICIPAÇÃO DA PESSOA COMO SUJEITO

Eu, _____________________________________________________________________, RG/CPF _____________________________________________, abaixo assinado, concordo que meu filho(a) participe do estudo como sujeito. Fui informado sobre a pesquisa e seus procedimentos e, todos os dados a seu respeito não deverão ser identificados por nome em qualquer uma das vias de publicação ou uso. Foi-me garantido que posso retirar o consentimento a qualquer momento.

Município............, .... .de ..................de.........................

Nome do responsável: ______________________________________________________

Assinatura: _______________________________________________________________

 

Publicado por

ANTÔNIO DOS PASSOS SILVA

EVANILDE LEITE NEVES

LUANA RIBEIRO BRINGEL FURTADO