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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
Mestrado Profissionalizante em Ensino de Ciências e Matemática
MUSEUS DE CIÊNCIAS:
Uma proposta de ensino para espaços não formais
Wallas Siqueira Jardim
BELO HORIZONTE
2013
Wallas Siqueira Jardim
MUSEUS DE CIÊNCIAS:
Uma proposta de ensino para espaços não formais
Dissertação apresentada ao Programa de
Pós Graduação em Ensino de Ciência e
Matemática, da Pontifícia Universidade
Católica de Minas Gerais, como requisito
parcial a obtenção do Título de Mestre em
Ensino de Física.
Orientadora: Prof.ª Dr.ª Adriana Gomes
Dickman
BELO HORIZONTE
2013
FICHA CATALOGRÁFICA
Elaborada pela Biblioteca da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
Jardim, Wallas Siqueira
J37m Museus de ciências: uma proposta de ensino para espaços não formais /
Wallas Siqueira Jardim. Belo Horizonte, 2013.
123f.: il.
Orientadora: Adriana Gomes Dickman
Dissertação (Mestrado) – Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais. Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática.
1. Museus de ciências – Aspectos educacionais. 2. Física – Estudo e ensino.
3. Ótica. 4. Ensino e aprendizagem. I. Dickman, Adriana Gomes. II. Pontifícia
Universidade Católica de Minas Gerais. Programa de Pós-Graduação em Ensino
de Ciências e Matemática. III. Título.
CDU: 5:37.02
Wallas Siqueira Jardim
MUSEUS DE CIÊNCIAS:
Uma proposta de ensino para espaços não formais.
Dissertação apresentada ao Programa de
Pós Graduação em ensino de Ciências e
Matemática, da Pontifícia Universidade
Católica de Minas Gerais, como requisito
parcial a obtenção do Título de Mestre em
Ensino de Física.
_______________________________________
Adriana Dickman (Orientadora) – PUC Minas
_______________________________________
Maria Inês Martins – PUC Minas
_______________________________________
Flávio de Jesus Resende – PUC Minas
Belo Horizonte, 30 Setembro 2013.
AGRADECIMENTOS
A todos que contribuíram para a realização deste trabalho, fica aqui a minha
gratidão, especialmente:
A Deus, por estar comigo, durante toda caminhada e ter me dado sabedoria e
discernimento;
Não posso deixar de agradecer à minha orientadora, Prof.ª Dr.ª Adriana
Gomes Dickman, por ter sido grande aliada na construção e realização desta
pesquisa através do conhecimento, disponibilidade, amizade e orientações;
Aos meus professores, funcionários e colegas do curso de Mestrado em
Ensino de Ciências e Matemática, fonte de inspiração e conhecimento;
À minha noiva Moara Soares, pela paciência, companheirismo e incentivo;
Ao meu amigo e colega de trabalho, Prof. Ms. Magno Barbosa Dias, pelas
palavras de sabedoria;
Ao coordenador do Parque da Ciência da UFVJM, Prof. Dr. Mauro Lúcio
Franco, pela troca de experiências;
Aos meus amigos da Escola Pequeno Príncipe, Cooped, do Polo de Inovação
de Teófilo Otoni, da UFVJM e do Instituto Federal do Norte de Minas, pelo apoio;
Aos meus familiares, presença fundamental em minha vida;
Por fim, não há palavras que possam descrever a gratidão que tenho pelo
casal Newton e Maristela.
RESUMO
Neste trabalho foi elaborada uma proposta de ensino para professores do ensino
médio que pretendem visitar um Museu de Ciências com seus alunos. Assim, o
produto educacional, um roteiro de atividades para o ensino de Óptica, tem como
objetivo orientar os professores a relacionar os equipamentos e experimentos
observados durante a visita ao Museu de Ciências com os temas abordados em sala
de aula antes e após a visita, dando continuidade ao processo de ensino e
aprendizagem. O desenvolvimento das atividades teve como base a teoria de
Schön, que defende a prática reflexiva a partir da reflexão na ação, reflexão sobre a
ação e reflexão sobre a reflexão-na-ação. A necessidade de um roteiro foi percebida
em uma sondagem realizada com professores que visitaram o Parque da Ciência da
Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM). Os resultados
mostraram que a maioria dos professores não planeja e/ou prepara os estudantes
antes de conduzi-los ao espaço, realizando algumas atividades somente após as
visitas. O produto educacional é dividido em dois momentos: construção de
experimentos, relacionados à exposição, pelos alunos antes da visita ao museu, e
no segundo momento, após a visita, aplicação do roteiro de atividades e exercícios.
O contato dos alunos com os assuntos e experimentos abordados em sala de aula,
e equipamentos observados durante a visita ao espaço não formal, possibilita que o
aprendiz tenha a oportunidade de construir o seu próprio conhecimento, e o
professor de refletir sobre sua ação constantemente.
Palavras-chave: Museus de Ciências, ensino de Física, Óptica, Prática Reflexiva de
Schön.
ABSTRACT
In this work we elaborate a teaching proposal for High school teachers that intend to
visit a Science Museum with their students. Thus, the aim of the educational product,
a roadmap with activities for teaching Optics, is to guide teachers to relate the
equipments and experiments seen in a Science Museum with the topics discussed in
classroom, before and after the visit, continuing the teaching and learning process.
The development of the activities followed the theory by Schön, based on the
reflective practice from the reflection-in-action and reflection on reflection-in-action.
The need of a roadmap was realized in a research conducted with teachers that have
visited the Science Park at Federal University of Jequitinhonha and Mucuri Valleys
(UFVJM). According to the data, we observe that the majority of the teachers do not
plan or prepare their students before bringing them to the science museum, and a
few activities are carried in the classroom only after the visit. The educational product
is divided in two moments: the construction of experiments, related to the exhibition
equipments, by the students before the visit to the museum, and in a second
moment, after the visit, the application of the roadmap with activities and exercises.
The contact with the topics and experiments discussed in classroom, and with the
equipments observed during the visit to the museum, will allow the students to
construct their own knowledge, giving the teacher a constant opportunity of
reflection-in-action.
Keywords: Science Museums, Physics education, Optics, Schön’s Reflective
Practice.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1: Gráfco da quantidade de visitas realizada por professor. 34
Figura 2: Gráfico do nível de escolaridade e as disciplina. 35
Figura 3: Gráfico do preparo dos estudantes antes da visita ao Parque
da Ciência.
35
Figura 4: Gráfico de continuidade das atividades após as visitas. 36
Figura 5: Modelo de uma câmara escura de orifício. 44
Figura 6: Feixe de luz sendo refletido. 45
Figura 7: Ângulos entre os espelhos planos e imagens formadas. 46
Figura 8: Corte da garrafa. 47
Figura 9: Esquema geral da montagem. 48
Figura 10: Ilustração da moeda dentro da xícara. 49
Figura 11: Modelo utilizado para dobrar o arame. 50
Figura 12: Caixa sendo cortada. 51
Figura 13: Inserido corte da cartolina na caixa. 52
Figura 14: Esquema geral da montagem. 52
Figura 15: Experimento câmara escura de orifício. 55
Figura 16: Experimento feixe de luz sendo refletido. 56
Figura 17: Caixa de levitação. 57
Figura 18: Tirinha de humor. 58
Figura 19: Experimento: ângulos entre espelhos planos e o número de.
Imagens.
62
Figura 20: Espelho infinito do Parque da Ciência. 63
Figura 21: Periscópio do Parque da Ciência. 64
Figura 22: Caixa misteriosa do Parque da Ciência. 65
Figura 23: Caleidosfera do Parque da Ciência. 65
Figura 24: Caleidoscópio gigante do Parque da Ciência. 66
Figura 25: Tirinha de humor, Menino maluquinho. 67
Figura 26: Erre se puder do Parque da Ciência. 70
Figura 27: Experimento espelho esférico. 70
Figura 28: Espelho côncavo, Arquimedes. 71
Figura 29: Experimento refração. 77
Figura 30: Desafio óptico do Parque da Ciência 77
Figura 31: Experimento lente d'água. 78
Figura 32: Experimento lente convergente. 80
Figura 33: Olho humano do Parque da Ciência. 80
Figura 34: Tirinha de humor, lentes esféricas. 83
LISTA DE QUADROS
Quadro 1: Questionário de sondagem . 32
Quadro 2: Catálogo do gerador de Van Der Graaff. 39
Quadro 3: Sugestão para o planejamento das aulas. 53
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Ângulos e imagens 62
Tabela 2: Lentes esféricas 1. 79
Tabela 3: Lentes esféricas 2. 79
Tabela 4: Olho humano 82
Tabela 5: Problemas de visão 82
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO 14
1.1 O Ensino de Física na escola 14
1.2 Museus de Ciências: Espaços não Formais de aprendizagem 16
1.3 O Papel do professor 19
1.4 Experiência pessoal 21
1.5 A Proposta da pesquisa 22
2. REFERENCIAL TEÓRICO E REVISÃO DA LITERATURA 24
2.1 O Processo de ensino e aprendizagem nos Museus de Ciências 24
2.2 O Professor atuando como Profissional Reflexivo 25
2.3 Revisão da Literatura 28
3. METODOLOGIA DA PESQUISA 30
3.1 Levantamento Preliminar 30
3.1.1 Elaboração do questionário 31
3.1.2 Perfil dos entrevistados 33
3.1.3 Dados coletados 34
3.1.4 Análise dos resultados 37
3.2 Construção do Roteiro de atividades e escolha do conteúdo 38
3.2.1 Elaboração do Catálogo de experimentos do Parque da Ciência 38
3.3 Construção de atividades experimentais com Roteiro 39
3.4 Momentos da Ação e Reflexão na utilização do Roteiro 40
4. ROTEIRO DE ATIVIDADES 42
4.1 Apresentação 42
4.2 Preparando os estudantes antes das visitas 43
4.3 Atividades a serem realizadas após as visitas 54
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS 87
REFERÊNCIAS 90
APÊNDICES 93
14
1. INTRODUÇÃO
Com o avanço da tecnologia, vive-se em um mundo cada vez mais
globalizado marcado por constantes modificações em que o acesso ao
conhecimento não se restringe apenas aos pesquisadores e intelectuais.
Compreender e inserir-se nesse contexto social significa conhecer, dominar e utilizar
as diversas formas de conhecimento.
Habilidades e capacidades que possibilitam ao cidadão analisar criticamente
diferentes situações político-sociais, de modo a utilizar o conhecimento científico-
tecnológico na busca de soluções de problemas do cotidiano, precisam ser
constantemente desenvolvidas. Portanto, acredita-se que para um cidadão atuar
com autenticidade, tendo condições de inserir-se na sociedade em busca de uma
melhor qualidade de vida, necessita, dentre outras coisas, acompanhar o
desenvolvimento científico e tecnológico do seu tempo. Assim, a ciência não deve
ser estudada apenas pelos cientistas e vista como um produto pronto e acabado.
Este avanço também influenciou a escola e como consequência a vida
profissional dos professores, exigindo dos mesmos adaptação e acompanhamento
às mudanças por meio de novas propostas de ensino, sendo preciso ir além das
quatro paredes da sala de aula.
1.1 O Ensino de Física na escola
A aproximação do homem com a Ciência principia através da sua interação e
socialização com o mundo. O aprendizado se faz presente mesmo para aqueles que
não têm acesso à informação escolar, pois esta interação os torna capazes de
adquirir um conhecimento espontâneo sobre Ciência e Matemática. Compete ao
professor, portanto, aproximar os estudantes do conhecimento científico, o que não
é uma tarefa fácil. É, pois complexa. O mesmo precisa induzir os estudantes a
construírem o seu próprio conhecimento, atentando para que este tenha significado
em suas vidas.
O ensino de Física por sua vez, não deveria se restringir apenas ao uso de
fórmulas e aplicações matemáticas, devendo abranger teorias e experimentos que
se aplicam aos diversos fenômenos do nosso dia a dia. As fórmulas e exemplos,
15
quando são contextualizados e aplicados à realidade dos estudantes, através de
atividades experimentais e práticas, podem auxiliá-los à melhor compreenderem o
mundo em que vivem.
Assim, os assuntos a serem trabalhados pelos professores devem ser
contextualizados, a fim de interagir mais com a vida dos estudantes. Em acordo com
as Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares
Nacionais para o Ensino Médio (PCN+), o ensino de física ganha um novo sentido,
pois:
Trata-se de construir uma visão da Física que esteja voltada para a formação de um cidadão contemporâneo, atuante e solidário, com instrumentos para compreender, intervir e participar na realidade. Nesse sentido, mesmo os jovens que, após a conclusão do ensino médio não venham a ter mais qualquer contato escolar com o conhecimento em Física, em outras instâncias profissionais ou universitárias, ainda assim terão adquirido a formação necessária para compreender e participar do mundo em que vivem (BRASIL, 2002, p.56).
Com o objetivo de formar um ser social e crítico, os Parâmetros Curriculares
Nacionais para o Ensino Médio (PCN) defendem também um ensino de Física
centrado na informação científica e no contexto social, em que a Física é
relacionada com o cotidiano. Deste modo visa à formação do cidadão, com os
conhecimentos necessários para o exercício do senso crítico, tornando a sua
participação na sociedade mais efetiva e mais consciente de suas relações com o
mundo.
Os PCN e PCN+ para o Ensino Médio, na área de Ciências da Natureza,
Matemática e suas Tecnologias, se configuram como parâmetros que sugerem
propostas para o ensino de Física que se adequam à melhoria do aprendizado dos
estudantes. De acordo com os PCN+ é preciso propor novas metodologias, já que:
O ensino de Física vem deixando de se concentrar na simples memorização de fórmulas ou de repetição automatizada de procedimentos, em situações artificiais ou extremamente abstratas, ganhando consciência de que é preciso lhe dar um significado, explicitando seu sentido já no momento do aprendizado, na própria escola média. (BRASIL, 2002, p. 60).
Os professores de Física em sua prática docente têm encontrado dificuldades
em ensinar os conteúdos e acompanhar as mudanças atuais, o que pode ser
justificado pela falta de investimentos em laboratórios e espaços extraescolares em
16
que os estudantes possam colocar em prática o que foi ensinado de forma teórica. A
mesma visão pode ser encontrada nos PCN+, que dizem que “[...] os professores
têm se sentido perdidos, sem os instrumentos necessários para as novas tarefas e
sem orientações mais concretas em relação ao que fazer” (BRASIL, 2002, p. 60).
Ensinar Física não é simplesmente repassar conhecimento para os alunos,
esperando que os mesmos dominem os assuntos através da memorização e a
utilização de fórmulas matemáticas. Os professores precisam, não apenas dominar
os conteúdos, mas saber ensiná-los de forma diferenciada. Cabe aos professores
refletirem sobre o que realmente deve e como ser ensinado, de que forma ordenar
os assuntos a serem abordados e quais as melhores alternativas para chegar a uma
atividade prática e contextualizada.
A proposta desta pesquisa é disponibilizar aos professores uma nova
metodologia, através de alternativas lúdicas e práticas que podem ser encontradas
nos ambientes extraescolares, pois estas, quando bem planejadas podem facilitar a
compreensão e associação dos conteúdos com aplicações práticas dos assuntos a
serem abordados.
1.2 Museus de Ciências: Espaços não formais de aprendizagem
A educação formal se dá em ambientes escolares, em que o aluno segue um
programa proposto. Por outro lado, na educação não formal, que acontece fora das
quatro paredes do ambiente escolar, a aprendizagem ocorre através da interação
dos estudantes com outros espaços, podendo acontecer em locais distintos como
eventos científicos organizados por instituições, locais que recebem visitas técnicas
como usinas hidrelétricas, museus e centros tecnológicos.
De acordo com Chagas (1993), a educação formal caracteriza-se por ser
altamente estruturada e se desenvolver em instituições próprias como as escolas e
as universidades, enquanto que na educação não formal, a aprendizagem pode se
desenvolver de acordo com os desejos do estudante em locais diversos, propícios a
conversas e interações com o meio.
Os museus se classificam como espaços não formais de aprendizagem e se
diferem dos espaços formais, pois não há formalidade e organização sistemática dos
conteúdos, podendo ser caracterizados como um complemento da escola.
17
Marandino afirma que “[...] o museu não organiza necessariamente seus conteúdos
a partir do currículo formal, apesar dos conceitos apresentados na exposição
guardarem relação com as temáticas científicas universais” (MARANDINO, 2001, p.
92).
Chagas (1993) defende a importância de promover a relação entre os
espaços formais e não formais, descrevendo as vantagens de estabelecer esta
relação. Segundo a autora uma visita aos museus:
Proporciona aos seus alunos o contato com objetos e a vivência de experiências que, em geral, não fazem parte do universo da escola. Os museus dispõem de recursos físicos e humanos que permitem a construção de ambientes em que o aluno experimenta, em contexto, aspectos concretos de conceitos científicos. Através do ensaio e manipulação de modelos envolvendo quer esses conceitos, quer as suas aplicações tecnológicas, os alunos encetam estratégias de pesquisa pessoal das quais resulta melhor compreensão. Objetos cotidianos são vistos sob novos prismas e objetos fascinantes que fazem parte do imaginário do jovem, como por exemplo, as cabines de pilotagem de um avião a jato podem tornar-se acessíveis. Ao viverem estas experiências os alunos percebem-se das relações estreitas que existem entre a Ciência e a tecnologia e das implicações que ambas exercem sobre a vida do dia-a-dia. (CHAGAS, 1993, p. 12).
A palavra museu, que vem do grego “mouseion”, é uma denominação da
antiga Grécia, do templo ou santuário das musas. De acordo com as pesquisas de
Gaspar (1993) a primeira instituição de que se tem notícia com essa denominação
foi o Museu de Alexandria. O autor relata que:
Entre os grandes nomes que passaram pelo Museu de Alexandria destaca-se Euclides, que fundou lá sua grande escola de matemática e escreveu seus “Elementos de Geometria”, além de Arquimedes, Apolonius de Perga e Eratóstenes. Como destaca Alexandre. “Alguns atuais estudiosos do movimento dos museus, enfatizam sua função de pesquisa e preferem definir o museu como uma comunidade de pesquisadores” [...] (GASPAR, 1993, p. 08).
Em suas pesquisas, Gaspar (1993) descreveu que, séculos depois, o termo
museu passou a ser associado a coleções e que Aristóteles foi um dos estudiosos
que possuía objetos com finalidades científicas. A partir do contínuo crescimento
dessas coleções veio a necessidade de possuírem um local para as exposições aos
mais próximos, vindo a surgir as galerias destinadas às obras de arte.
A exterioridade dos museus veio a se estabelecer ao final do século XVIII,
originando uma preocupação educativa com estes após as conquistas da Revolução
18
Francesa. Valente (1995) destacou o caráter público dos museus, em que este se
torna um espaço de convivência social.
O papel dos museus se tornou importante, pois além de preservar, conservar,
pesquisar e expor uma diversidade de equipamentos históricos e tecnológicos tem
como missão servir a sociedade como um espaço diversificado para as práticas
educativas.
Segundo Gouveia (1992) os Museus de Ciências surgiram no Brasil a partir
de projetos oficiais do Governo Federal voltados para a melhoria do ensino de
ciências na década de 1960. Para Gaspar (1993) a criação dos centros de ciências
no Brasil é o oposto do observado em países Europeus e no Japão, que desde o
início de século XX, se preocuparam com a função educativa e de divulgação
científica.
Com o crescimento dos museus nas instituições de ensino e pesquisa,
diversos pesquisadores se interessaram em focar seus estudos e pesquisas nos
Centros de Ciências, verificando a contribuição destes para a sociedade atuando
como espaços não formais de aprendizagem.
Os museus, antes vistos como espaços de exposições de coisas
ultrapassadas e antigas, têm crescido e espalhado, oferecendo os mais modernos e
sofisticados equipamentos científicos e tecnológicos, passando a se preocupar com
o presente e o futuro, fornecendo informações atualizadas e científicas.
Para Gaspar,“[...] os Museus de Ciências tendem a se tornar não só um lugar
onde as pessoas têm um encontro com as conquistas passadas da humanidade,
mas também com a realidade dos dias atuais, e, sobretudo com as perspectivas do
mundo futuro”. (GASPAR, 1993, p. 17).
Capovilla e Dazzi definem bem o museu como “[...] um espaço dinâmico,
expressão de vida e da história de uma sociedade, um local de trocas simbólicas,
“um mercado” em que são apreciadas, avaliadas, discutidas, analisadas,
interpretadas e compreendidas as mais diversas manifestações humanas”.
(CAPOVILLA; DAZZI, 2001, p. 193). Estes espaços podem ser vistos como um
grande aliado na difusão do conhecimento científico dos estudantes, através da
forma lúdica de apresentar os conteúdos, antes estudados de forma abstrata.
Podem ainda, despertar o interesse dos alunos e promover participações coletivas,
19
tornando-se espaços propícios à difusão do conhecimento científico, através da
diversidade e incentivo à pesquisa.
Com o objetivo de diversificar e modernizar, diversos museus têm se
denominado Centro de Ciências ou Parque da Ciência. Estes espaços têm os
mesmos objetivos, que são divulgar e popularizar a Ciência e a tecnologia.
Pode-se encontrar também uma nova forma de divulgação científica, através
dos museus itinerantes, criados e adaptados em carretas e ônibus que levam os
equipamentos aos estudantes, aos espaços públicos e ambientes escolares.
A interação dos estudantes com estes espaços tornou-se uma alternativa
para os professores que pretendem diversificar a abordagem dos assuntos
discutidos em sala de aula. Marandino afirma que “[...] uma das tendências atuais do
trabalho dos Museus é caracterizar o perfil deste espaço, na perspectiva de que este
seja mais do que um complemento da escola”. (MARANDINO, 2001, p. 89).
O aprendizado nesses ambientes se torna prático e atrativo quando é inserido
pelo professor em seu planejamento pedagógico, pois os estudantes podem falar
livremente com os colegas de grupo, discutir o que está sendo analisado, além de
tocar e sentir o que estava longe da realidade de cada um deles. De acordo com
Moraes, “[...] em museus e centros de ciências mediar é provocar diálogos entre
visitantes e experimentos, interação presencial ou virtual capaz de promover novas
aprendizagens aos visitantes”. (MORAES, 2007, p. 57).
Os museus são espaços privilegiados de aprendizagem coletiva por
promoverem a curiosidade dos estudantes, motivando e despertando o interesse
dos mesmos pelos conteúdos a serem abordados em sala de aula, que faz com que
os assuntos se tornem mais dinâmicos. As visitas contribuem para que os
estudantes percebam as diferentes formas de articulação entre os temas. Mas, para
que isto ocorra de forma satisfatória, é necessário que o professor saiba aproveitar a
oportunidade para interligar a visita ao museu com a dinâmica da sala de aula.
1.3 O Papel do professor
Os professores de Ciências e Matemática precisam aderir à nova realidade de
diversificação do ensino, através de novas metodologias e inserção de atividades
práticas e contextualizadas em suas ações pedagógicas.
20
Os assuntos se tornam complexos e abstratos quando são estudados de
forma teórica, sem conexão com o cotidiano dos estudantes. Aplicar a teoria e as
leis científicas, através de contextualizações e aulas práticas, aproxima os
aprendizes da realidade, possibilitando a percepção da aplicação da ciência com as
evoluções tecnológicas e o meio em que estamos inseridos. Pode-se observar nos
PCN+ esta mesma analogia que orienta os professores a:
Apresentar uma Física que explique a queda dos corpos, o movimento da lua ou das estrelas no céu, o arco-íris e também os raios laser, as imagens da televisão e as formas de comunicação. Uma Física que explique os gastos da “conta de luz” ou o consumo diário de combustível e também as questões referentes ao uso das diferentes fontes de energia em escala social, incluída a energia nuclear, com seus riscos e benefícios. Uma Física que discuta a origem do universo e sua evolução. Que trate do refrigerador ou dos motores a combustão, das células fotoelétricas, das radiações presentes no dia-a-dia, mas também dos princípios gerais que permitem generalizar todas essas compreensões. Uma Física cujo significado o aluno possa perceber no momento em que aprende, e não em um momento posterior ao aprendizado. (BRASIL, 2002, p. 23).
O professor deve ter alternativas para que possa contextualizar os conteúdos,
propondo aos estudantes realização e construção de experimentos, objetivando o
contato e a interação com os equipamentos científicos. Para Schön “[...] uma aula
prática é um ambiente projetado para a tarefa de aprender uma prática. Em um
contexto que se aproxima de um mundo prático, os estudantes aprendem fazendo,
ainda que sua atividade fique longe do mundo real do trabalho” (SCHÖN, 2000, p.
40).
A atividade prática pode ser realizada através da efetivação de oficinas e
atividades experimentais que podem ser propostas pelos professores aos
estudantes em sala de aula, nos laboratórios de ciências e em espaços
extraescolares. Estas abordagens também podem ser vistas em diversas partes dos
PCN+ que enfatizam:
É indispensável que a experimentação esteja sempre presente ao longo de todo o processo de desenvolvimento das competências em Física, privilegiando-se o fazer, manusear, operar, agir, em diferentes formas e níveis. É dessa forma que se pode garantir a construção do conhecimento pelo próprio aluno, desenvolvendo sua curiosidade e o hábito de sempre indagar, evitando a aquisição do conhecimento científico como uma verdade estabelecida e inquestionável. (BRASIL, 2002, p. 84).
Com o crescimento e expansão das Universidades e Centros de pesquisa no
Brasil, os Museus de Ciências se tornaram acessíveis em diversas cidades e podem
21
ser utilizados pelos professores como uma alternativa prática e atrativa. Estes
aproximam os estudantes dos fenômenos científicos, através da exposição de
equipamentos nestes espaços, onde os estudantes têm acesso à diversidade, ao
lúdico e ao novo. A aprendizagem antes conduzida de forma tradicional pode se
tornar algo não transmitido ou depositado, mas sim compartilhado, tocado e atrativo.
Alunos e professores se tornam aprendizes e são desafiados pelo simples ato de
brincar, e têm a oportunidade de adquirir uma nova perspectiva de aprendizagem e
prática pedagógica.
Os Museus de Ciências sendo locais repletos de experimentações e práticas
pedagógicas não garantem resultados positivos quando não há preparo dos
estudantes antes das visitações. Assim, antes de conduzir os estudantes aos
espaços extraescolares, professor e aluno devem estar preparados à visita e dar
continuidade ao processo de ensino e aprendizagem.
1.4 Experiência pessoal
A temática desta pesquisa voltada ao ensino em espaços não formais se deu
pela experiência, desde a graduação, iniciada em 2001, como monitor no
Laboratório de ensino de Física e Matemática do Centro Universitário de Belo
Horizonte. A principal função exercida como instrutor era receber estudantes do
ensino básico para expor atividades experimentais, visitar escolas e instituições de
ensino, através do Projeto Laboratório Itinerante. Diante de oficinas, exposição dos
equipamentos e brinquedos, percebeu-se a possibilidade dos estudantes
associarem a prática e o lúdico, com o abstrato.
Ao finalizar a graduação, foi realizada uma pesquisa e análise sobre a
importância da inserção de atividades práticas no ensino, durante a construção do
trabalho de conclusão de curso.
A experiência veio a solidificar, ao atuar como colaborador dos projetos de
popularização da Ciência e Tecnologia no Museu de Ciência da UFVJM
(Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri), conhecido como
Parque da Ciência, localizado na cidade de Teófilo Otoni (MG).
Durante o desenvolvimento desta pesquisa atuava no Parque como
coordenador de projetos, recebendo no espaço da Universidade, professores e
22
alunos do ensino básico, para exposição dos equipamentos, divulgação da Ciência
com propostas de atividades práticas, experimentais, deslocamento às escolas e
praças públicas para exposições.
O Parque da Ciência tem como proposta, apresentar equipamentos científicos
de forma lúdica e interativa, popularizar a ciência e tecnologia, estimular a
participação de professores e alunos das instituições de ensino dos vales do
Jequitinhonha e Mucuri, bem como contribuir para o estudo coletivo e
contextualizado da Ciência.
O espaço dispõe de uma diversidade de equipamentos e brinquedos,
coloridos, atrativos, que podem simular situações que são vivenciadas pelos
estudantes de forma teórica na escola. Os equipamentos podem ser aplicados às
diversas áreas de conhecimento.
Para o ensino de Física os equipamentos contextualizam os fenômenos do
Eletromagnetismo, Óptica, Termodinâmica e Mecânica, por meio da exposição e da
prática experimental. Em Matemática através dos desafios lógicos e deduções de
fórmulas a partir dos experimentos, jogos e simulações. A contribuição deste em
outras áreas, como em Biologia e Química, é realizada por meio da diversidade dos
experimentos, sendo desenvolvidas experiências atrativas e dinâmicas, dispondo
ainda de um painel interativo sobre a formação e explicação das pedras preciosas e
uma maquete da bacia hidrográfica, que simula como ocorrem problemas
ambientais e desastres naturais em uma cidade no período chuvoso, bem como os
problemas de saneamento básico.
As visitas ao Parque podem ser agendadas através do site da Universidade,
em média são atendidos semanalmente 150 estudantes.
1.5 A Proposta da pesquisa
Em busca de contribuir para a qualidade e eficiência na relação entre as
visitações nos museus de ciências e a sala de aula, percebeu-se a importância em
elaborar uma proposta para os professores que pretendem visitar o Parque da
Ciência da UFVJM (Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri).
A elaboração desta pesquisa foi inspirada na idealização dos trabalhos de
Schön que contribuiu de forma notável, para a compreensão da teoria e prática
23
pedagógica, baseando-se na “reflexão na ação”. Tal prática pode ocorrer, quando
estudantes e professores visitam os espaços não formais como os museus de
ciência.
Neste contexto, este trabalho tem como objetivo principal a elaboração de um
roteiro para o ensino de Óptica, direcionado aos professores que pretendem visitar o
Parque da Ciência da UFVJM. Este servirá para orientar os mesmos a darem
continuidade no processo de ensino e aprendizagem dos estudantes propiciando
melhor compreensão dos temas abordados em sala de aula.
Visando orientar o professor durante a utilização do roteiro, foi necessária a
elaboração de um catálogo dos experimentos do Parque da Ciência, proposto como
modelo para a elaboração de atividades nos diversos assuntos e disciplinas que
podem ser explorados durante uma visita aos espaços extraescolares.
Esta pesquisa principia com uma descrição das novas exigências e realidade
do ensino, focando a necessidade de propor novas metodologias, visando informar
aos professores a importância da interação dos estudantes nos museus de ciências.
O capítulo que segue traz uma discussão sobre a possibilidade de ocorrência
do processo de ensino e aprendizagem nos museus de ciências. Espaços propícios
ao estudo coletivo, através das exposições, em que os assuntos podem ser
contextualizados, possibilitando aos professores se tornarem profissionais reflexivos,
relacionando esta ação com as pesquisas de Schön, que defende a prática reflexiva
em três momentos. Neste foi realizado também um estudo de revisão da literatura,
no qual esta dissertação pode ser relacionada com outras pesquisas direcionadas à
mesma temática.
A metodologia desta pesquisa que se encontra no capítulo 3, tem início com
um levantamento preliminar, decorrente da elaboração de um questionário, aplicado
aos professores que já conduziram estudantes até ao Parque da Ciência da UFVJM.
Em cada item deste, discutiram-se como os dados coletados foram analisados,
evidenciando o resultado e a importância da elaboração do roteiro de atividades.
O capítulo 4 apresenta o roteiro destinado ao ensino de óptica, para que os
professores utilizem como modelo ao conduzir os estudantes ao espaço
extraescolar. Sendo tecidas no capítulo 5, as considerações finais deste trabalho.
24
No apêndice I foi disponibilizado o catálogo de experimentos do Parque da
Ciência. Este foi criado com a finalidade de orientar o professor quanto ao
funcionamento, aplicação e descrição dos equipamentos do espaço.
Nos apêndices II e III, encontram-se, disponíveis imagens de visitas ao
Parque da Ciência e exposições do espaço em praça pública.
2. REFERENCIAL TEÓRICO E REVISÃO DA LITERATURA
2.1 O Processo de ensino e aprendizagem nos Museus de Ciências
O conhecimento científico do estudante deve ser explorado durante as
mediações nos Museus de ciências. Saad ressalta a importância em aproveitar a
motivação e o interesse dos aprendizes, e afirma que “[...] as Demonstrações em
ciências são um meio/ferramenta que merece novas investigações e reflexões
acerca de seu papel no atual contexto educacional” (SAAD, 2001, p. 160).
Durante a exposição dos equipamentos nos Museus de Ciências, os
conteúdos não deverão apenas despertar interesse e motivação, devem ser
trabalhados para que o estudante possa compreender os fenômenos apresentados.
Assim, estes poderão ser relacionados pelos professores durante as aulas.
Atualmente, algumas instituições de ensino têm investido em pesquisas e
incentivado a criação dos Museus de Ciência. Diversos pesquisadores concentram
seus estudos nos museus como espaços não formais e buscam uma melhor relação
entre estes e a escola, ocasionando, deste modo, o aumento no interesse dos
professores das diversas áreas, para as visitações e aproveitamento desses
espaços para a difusão do conhecimento científico.
Marandino, em muitos dos seus trabalhos, procurou analisar o papel dos
museus de ciências para o ensino, buscando diferenciar o espaço museu do espaço
sala de aula. O museu pode ser classificado como um complemento da escola,
sendo um espaço não formal de aprendizagem. A autora em um dos seus trabalhos
constatou que o discurso expositivo, como acontece nos Museus de Ciências, é uma
dimensão de produção de conhecimentos, observando que as exposições nestes
são entendidas como unidades pedagógicas. Em outro trabalho, que busca
caracterizar os museus como espaços não formais, a autora relata:
25
Em linhas gerais, pode-se dizer que os museus trabalham com o saber de referência tanto quanto a escola, porém dão a este saber uma organização diferenciada, além de utilizarem linguagens próprias. Assim, o museu se diferencia da escola não só quanto à seleção e amplitude dos conteúdos abordados, como também em relação à forma de apresentação deles. Os museus de ciências pretendem assim ampliar a cultura científica dos cidadãos, promovendo diferentes formas de acesso a este saber. Através de variados estímulos oferecidos ao público, diferentes daqueles da escola, o processo de aquisição do conhecimento se torna particular nesses espaços. (MARANDINO, 2001, p. 93)
Para Marandino “[...] museus e escolas são espaços sociais que possuem
histórias, linguagens, propostas educativas e pedagogias próprias. Socialmente são
espaços que se interpenetram e se completam mutuamente e ambos são
imprescindíveis para a formação do cidadão cientificamente alfabetizado”
(MARANDINO, 2001, p. 98)
Em suas pesquisas, Chagas (1993) descreve a importância de estabelecer a
relação entre os museus e as escolas, destacando a necessidade de preparar o
professor, durante sua formação, para atuarem nos espaços formais e não formais
de aprendizagem. A autora enfatiza a importância de desenvolver nestes,
habilidades para exploração de recursos dos museus, objetivando uma melhor
preparação científica dos estudantes.
O processo de ensino e aprendizagem exige interação, sendo preciso que o
meio ofereça desafios e estabeleça novas exigências ao raciocínio do estudante.
2.2 O Professor atuando como profissional reflexivo
O professor na sua prática pedagógica deve incentivar o trabalho coletivo,
atuar de forma a provocar diálogos e troca de ideias, promovendo participações
coletivas e propor novas metodologias de ensino, tornando-se um grande aliado na
formação do conhecimento científico dos alunos.
Durante o planejamento do seu trabalho, é necessário, em sua prática
docente, atuar como um profissional reflexivo, o que o leva a agir, refletir e
questionar sobre o seu próprio método de ensino.
Schön (2000) fundamentou o seu trabalho na teoria da investigação de John
Dewey (1959), que defendeu a importância do pensamento reflexivo, apontando
ideias para praticá-lo, destacando a aprendizagem através do fazer. Enfatizou ainda,
26
que o profissional deve enxergar por si próprio e à sua maneira, a relação entre os
meios, métodos empregados e resultados atingidos. Nessa perspectiva, Schön
propõe uma nova metodologia da prática docente, focalizando-a na ação e reflexão
na ação. Este afirma que:
Na base dessa visão da reflexão-na-ação do profissional está uma visão construcionista da realidade com a qual ele lida – uma visão que nos leva a vê-lo construindo situações de sua prática, não apenas no exercício do talento artístico profissional, mas também em todos os outros modos de competência profissional. (SCHÖN, 2000, p. 39).
O conceito proposto por Schön pode ser aplicado a esta metodologia, sendo
entendido como um processo pelo qual o professor aprende, partindo da análise e
interpretação da sua própria prática pedagógica. Este torna-se reflexivo, crítico,
autônomo e criativo, sendo um profissional aberto a novos conhecimentos e
desafios, contribuindo de forma significativa à concepção do conhecimento científico
do estudante.
A reflexão dá ao professor a oportunidade de rever os acontecimentos e
métodos durante a sua prática pedagógica, se tornando um profissional competente,
com novas metodologias de ensino, pois o seu trabalho ao ser executado é avaliado
por ele mesmo. Schön (2000) afirma que a reflexão deve ser um processo contínuo
e permanente. A ação reflexiva visa o profissional avaliar constantemente o seu
trabalho, em que Dewey conclui:
A experiência reflexiva é o pensar sobre a ação e o efeito desta, pois quando pensamos e refletimos sobre uma ação e sua consequência, esse elemento de pensar muda para uma experiência de mais qualidade, mais significativa e, portanto, reflexiva. (DEWEY, 1979, p. 159)
A forma como a reflexão é vista e interpretada é analisada por Schön, pois
suas ideias têm influenciado a prática dos profissionais em educação. O autor
defende que o desenvolvimento de uma prática reflexiva deve estar sustentado em
três ideias centrais, sendo a “reflexão-na-ação”, a “reflexão sobre a ação” e a
reflexão sobre a “reflexão-na-ação”.
A primeira ideia ocorre quando o professor aponta o conhecimento no
momento da ação, buscando refletir sobre ela. A segunda procede ao refletir sobre a
ação efetivada, o que o leva a observar, refletir e interferir sobre a mesma. A terceira
ideia trata de uma atuação mais intensa, refletindo sobre o discorrido durante a
27
reflexão sobre a ação.
Schön (2000) propõe uma formação docente baseada na valorização da
prática reflexiva, sendo a ação profissional um momento de construção do
conhecimento embasado no trabalho. Os professores reflexivos têm a oportunidade
de atuar com base na sua própria investigação, fazendo da reflexão uma parte
complementar do seu trabalho.
O professor que conduz seus alunos aos espaços não formais com a
perspectiva de apenas sair da rotina, não cria uma relação do espaço com a teoria
em sala de aula, não reflete sobre a sua prática e não atinge um resultado
satisfatório.
Ao conduzir os estudantes a espaços não formais, podem-se encontrar as
mesmas dificuldades e desafios da sala de aula, surgindo a necessidade de
repensar a prática docente, para que a ação se torne algo mais produtivo e
dinâmico. Marandino também utilizou as ideias de Schön em suas pesquisas sobre
museus de ciências e afirma que:
Durante a ação, o mediador passa por diferentes situações-problema, como conflitos, dúvidas, desinteresse do grupo ou de algum visitante específico, entre outras. Para solucioná-las ele reflete sobre as vivências e experiências adquiridas e, na própria ação, toma uma decisão (nem precisando verbalizá-la). Assim, uma visita monitorada, considerada como processo de formação, constitui-se essencialmente de tomadas de decisão, mesmo que para esse mediador essas não sejam tão claras e conscientes (MARANDINO, 2008, p.29).
O professor reflexivo é aquele que busca continuidade no processo de
aprendizagem do estudante. Sua ação torna-se produtiva quando há reflexão, não
permite ação de forma compulsiva. Seu papel é fundamental no desenvolvimento da
interação do estudante com o experimento e processo em sala de aula. O professor
passa a ser, portanto, o mediador entre museu e sala de aula.
Nos PCN+ também pode-se compreender a importância da reflexão na
prática do professor, ao afirmar que:
O que se deseja, afinal, são professores reflexivos e críticos, ou seja, professores com um conhecimento satisfatório das questões relacionadas ao ensino-aprendizagem e em contínuo processo de autoformação, além de autônomos e competentes para desenvolver o trabalho interdisciplinar. Um dos instrumentos úteis a essa reflexão baseia-se em procedimentos de auto-observação e análise, em que se destaca a importância de o professor saber o que faz em sala de aula e de saber por que faz dessa forma e não de outra. Na reflexão sobre a própria prática, acabam emergindo também
28
traços da história de vida dos profissionais, que podem conduzir reflexões sobre as crenças que permeiam seu conceito de ensino e aprendizagem. Pensar e repensar o discurso e a prática, individual ou coletivamente, nos relatos em grupos da biografia profissional de cada professor, num movimento cooperativo, de corresponsabilidade e negociação, poderá levar à convergência para o aperfeiçoamento profissional e, em última análise, para a construção da escola pretendida. (BRASIL, 2002, p. 144).
Ensinar Física é um desafio, pois ocorrem mudanças rápidas, obrigando os
professores a alterar a metodologia do seu trabalho, instigando-os a criar novos
mecanismos para atender as necessidades dos aprendizes. A reflexão pode abrir
novos caminhos para a prática do professor e ajudá-lo a propor novas perspectivas
profissionais e realizações pessoais.
2.3 Revisão da Literatura
Ao pesquisar publicações que abordam sobre a temática desta dissertação,
percebeu-se que diversos pesquisadores buscaram direcionar suas pesquisas e
estudos aos Museus de Ciências, evidenciando o potencial destes, como espaços
não formais de aprendizagem e como complemento da escola.
Dentre os autores constatou-se que Falk e Dierhing (1992), Gaspar (1993),
Chagas (1993), Valente (1995), Cazelli (1992), Marandino (2001), Gouveia e Amaral
(1998) contribuíram de forma significativa, através de suas pesquisas, se dedicando
a entender a aprendizagem nos museus, bem como a importância da utilização
destes espaços para a difusão do conhecimento científico.
Destaca-se o trabalho de Marandino (2001), que faz uma relação entre o
museu e a escola, a partir da realização de uma atividade pedagógica com uma
turma do ensino fundamental, através de uma visita no Museu de Ciências na cidade
de Rio de Janeiro. Para a realização da sua pesquisa, a autora se inspirou nos
trabalhos de Schön e Pérez Gomez (1992), destacando a condição da prática
reflexiva. Considerou fundamental para a discussão: A relação dos alunos com o
espaço físico do museu; a relação entre o currículo formal e os espaços não formais
e o tema da aprendizagem nesses espaços.
A autora realizou uma visita focada em apresentar o conteúdo formal sobre
sistemas de medidas em física, trabalhado em sala de aula, que teve como objetivo
comum dirigir seus alunos ao espaço e explorar o acervo de instrumentos científicos
29
do museu como cronômetros, lunetas e relógios de precisão. Antes de conduzir os
estudantes ao espaço, a autora preocupou em prepará-los ao propor a criação de
uma maquete, modelo do sistema solar, elaborando atividades voltadas para os
sistemas de medidas em física para os alunos da oitava série do Ensino
Fundamental. Assim, os aprendizes puderam observar e estabelecer a relação entre
a escala utilizada em sala de aula e a observada no museu.
Marandino (2001) afirma que “[...] na condição de professor, durante a visita,
procuramos estar próximos dos alunos orientando-os quando era solicitado,
incentivando a exploração de alguns modelos e espaços e organizando os grupos
para que eles pudessem aproveitar ao máximo a visita.” (MARANDINO 2001, p. 92).
Esta dissertação, assim como o trabalho da Marandino inspirou-se nos
trabalhos do Schön (1992), que defendem a prática reflexiva. Buscou-se construir
um roteiro de atividades para que os professores tenham um objetivo comum ao
conduzir seus alunos aos espaços extraescolares, tomando como referência o
Parque da Ciência da UFVJM, onde o professor é orientado a preparar os seus
alunos antes da visita ao espaço e dar continuidade no processo após a mesma. O
Roteiro foi preparado com atividades voltadas para o ensino da Óptica para alunos
do ensino médio.
Em seu trabalho Marandino instiga a ideia dos museus como complemento da
escola, reforçando e argumentando através da pergunta:
Atrelar ou não a visita ao museu ao programa de disciplina escolar? Esta é uma questão que se coloca para o professor que quer ao mesmo tempo ensinar os conteúdos formais necessários, como também ampliar a cultura científica de seus alunos para além desses conteúdos. Esse, porém, é na verdade um dilema falso, já que o mais importante é a maneira pela qual a relação com o conhecimento é estabelecida. Assim, a perspectiva deve ser a de ampliação da cultura, mas estabelecendo relações com os conhecimentos que estão sendo trabalhados concretamente em aula. Para a escola, dois ganhos se dão: os conteúdos de aula se tornam mais dinâmicos e o aluno percebe diferentes formas de articulação entre os temas abordados. (MARANDINO, 2001, p. 93).
Para elaboração desta pesquisa procurou alternativas para trabalhar esta
ideia do museu como um complemento da escola, propondo estabelecer uma
relação concreta entre a teoria e a prática, atrelando toda a teoria abordada em sala,
com os experimentos observados no Parque da Ciência da UFVJM.
30
Marandino, em seu trabalho, procurou descrever a relação entre museu e
escola, caracterizando os museus como espaços não formais de aprendizagem,
como um complemento da escola.
Para elaboração da presente proposta de ensino, buscaram-se alternativas
para trabalhar a ideia do museu como um complemento da escola, propondo
estabelecer uma relação concreta entre a teoria e a prática, atrelando toda teoria
abordada em sala, com os experimentos observados no Parque da Ciência da
UFVJM. Esta pesquisa busca reforçar a importância dos museus como espaços
alternativos de aprendizagem e com a criação do roteiro de aprendizagem, induzir
os professores a prepararem seus alunos, com propostas de atividades e
discussões de grupos.
3. METODOLOGIA DA PESQUISA
Os passos seguidos nesta pesquisa para a elaboração e desenvolvimento do
produto, são descritos neste capítulo.
A elaboração do roteiro teve como base uma sondagem realizada com
professores que haviam visitado o Parque da Ciência da UFVJM, através da
aplicação de um questionário. De acordo com a análise dos resultados dos dados
obtidos, percebeu-se a importância de criar um catálogo dos experimentos do
espaço, objetivando familiarizar o professor com os equipamentos. Através deste, o
professor terá a oportunidade de interagir, bem como conhecer suas aplicações,
podendo aproximar os conteúdos a serem abordados em sala de aula dos
equipamentos observados durante as visitações no Parque da Ciência da UFVJM.
3.1 Levantamento preliminar
O objetivo do levantamento preliminar é conhecer o perfil dos professores, a
forma como são realizadas as visitas e entender como os professores conduzem os
estudantes ao Parque da Ciência da UFVJM, analisar ocorrência de atividades em
sala de aula antes e após as visitações, para que se chegue ao produto da
pesquisa.
O instrumento utilizado foi um questionário direcionado aos professores que
31
trabalham nas escolas de ensino básico que visitaram o Parque da Ciência da
UFVJM.
3.1.1 Elaboração do questionário
O questionário dispõe de perguntas para os professores sobre formação,
atuação e tempo de trabalho como docentes, além de questões que buscam
identificar o preparo dos estudantes antes das visitas ao Parque da Ciência e a
continuidade dada no processo de ensino e aprendizagem após as visitações. Foi
possível também, analisar a visão dos docentes com relação ao aproveitamento e a
participação coletiva dos estudantes, a fim de identificar como os professores
procedem e planejam suas atividades, ao direcionar os aprendizes a estes espaços.
As questões abordadas para análise são apresentadas no quadro 1, seguidas
de uma análise detalhadas das mesmas.
A primeira pergunta tem o objetivo de colher informações sobre as turmas que
visitaram o Parque da Ciência, bem como obter informações sobre como os
professores desenvolvem atividades com os alunos antes e após as visitações.
A segunda foi elaborada com o objetivo de analisar a influência das visitas no
aspecto comportamental dos estudantes e colher informações visando identificar
como se dá o contato com outros ambientes, interação com os equipamentos do
Parque da Ciência e interesse dos estudantes nos conteúdos abordados em sala de
aula.
A terceira tem finalidade de identificar se a visita teve algum impacto positivo
sobre sua prática pedagógica e a última, analisar se a visita possibilitou aos
estudantes relacionar os espaços museu e escola.
32
Quadro 1: Questionário de sondagem
Questionário
1 – Sobre a sua formação acadêmica:
1.1) Titulação:
( ) Pós-Doutorado ( ) Doutorado ( ) Mestrado
( ) Especialização Lato-Sensu ( ) Graduação
( ) Outro. Qual? ________________________________________________
1.2) Qual o tipo de graduação que você cursou?
( ) Bacharelado ( ) Licenciatura ( ) Tecnólogo
1.3) Formação:
( ) Matemática ( ) Física ( ) Química
( ) Outro. Qual? ________________________________________________
2 – Sobre a sua atuação profissional:
2.1) Qual disciplina você leciona no Ensino Médio?
( ) Matemática ( ) Física ( ) Química
( ) Outro. Qual? ________________________________________________
2.2) Há quanto tempo?
( ) Entre 0 e 5 anos ( ) Entre 5 e 10 anos ( ) Mais de 10 anos
Pergunta 1.
a) Quantas vezes você já conduziu os seus alunos ao Parque da Ciência da UFVJM?
b) As turmas foram de:
( ) E. Fundamental ( ) E. Médio ( ) E. Fundamental e Médio
c) Antes de conduzir os alunos, houve preparo de atividades?
33
( ) sim ( ) não
Se a resposta for sim, descreva como ocorreu.
d) Depois da visita houve desenvolvimento de atividades relacionadas com esta?
( ) Sim ( ) não
Se a resposta for sim, descreva como ocorreu.
Pergunta 2.
Você percebeu que houve aumento no interesse dos estudantes pela disciplina após a
visita no Parque da Ciência?
( ) Sim ( ) não
Se a resposta for sim, cite três aspectos percebidos no comportamento dos estudantes em sala
de aula.
Pergunta 3.
O que a visita contribuiu para a melhoria da prática pedagógica?
Descreva.
Pergunta 4.
Os estudantes conseguiram associar os conteúdos dados em sala com as atividades
desenvolvidas no Parque da Ciência? Cite três aspectos que confirmam a sua resposta.
Fonte: Elaborado pelo autor.
3.1.2 Perfil dos entrevistados
Os questionários foram aplicados para trinta professores que conduziram os
estudantes ao Parque da Ciência da UFVJM e que lecionam as disciplinas de
Ciências do ensino fundamental, Física, Química e Matemática do ensino médio em
escolas públicas e particulares da cidade de Teófilo Otoni (MG), no ano de 2012.
Para a análise dos dados foram selecionados dez questionários nos quais os
professores responderam e justificaram todas as questões. Desta maneira,
questionários com dados incompletos não foram utilizados.
34
Os dados da pesquisa mostram que dentre os dez professores participantes,
cinco lecionam Física, três Matemática, um leciona Química e outro Ciências. Dentre
os profissionais que lecionam Física, 60% possuem licenciatura em Física, enquanto
que os outros são licenciados em Matemática. Com relação aos professores que
trabalham com as disciplinas de Química e Matemática, percebe-se que os mesmos
possuem licenciatura na própria área de atuação. Identificou-se que 100% dos
entrevistados são especialistas em suas áreas de atuação.
3.1.3 Dados coletados
Em relação à primeira questão, identifica-se que 60% dos professores
conduziram os estudantes mais de uma vez ao parque da Ciência. No gráfico da
figura 1 é mostrada a quantidade de visitas realizadas pelos professores. Entre
colchetes é indicado o número de professores.
Figura 01: Quantidade de visitas realizadas por professor.
Fonte: Dados da pesquisa
Os dez professores fizeram um total de 17 visitas ao Parque da Ciência,
sendo que 54% dos visitantes foram estudantes do Ensino médio.
O gráfico da figura 2 mostra o nível de escolaridade dos estudantes que
visitaram o espaço e as respectivas disciplinas, sendo que a denominação “Física 1,
2 e 3” representa turmas do ensino médio que foram levadas por professores de
física. “Outros” representam turmas do ensino médio levadas por professores de
química e Matemática. “Ciências” representa os alunos do 9º ano do ensino
fundamental, levados por professores de Ciências.
Observa-se que 40% dos entrevistados foram professores de Física, 40% de
Química e Matemática e 20% de Ciências. Os números entre colchetes representam
35
a quantidade de turmas que visitaram o parque por disciplina.
Figura 02: Nível de escolaridade e as disciplinas
Fonte: Dados da pesquisa
Sobre o preparo dos estudantes antes de visitar o Parque da Ciência, ao
analisar o gráfico da figura 3, percebe-se que 70% dos professores não realizaram
preparo.
Figura 03: Preparo dos estudantes antes da visita ao Parque da Ciência
Fonte: Dados da pesquisa
Os professores entrevistados, que afirmaram ter preparado os estudantes
antes das visitações, asseguraram que este ocorreu através do incentivo a
pesquisas sobre o Parque da Ciência e desenvolvimento de atividades
experimentais em sala de aula.
Ao analisar o gráfico da figura 4, observa-se que 80% dos entrevistados
desenvolveram atividades após as visitações.
36
Figura 04: Continuidade das atividades após as visitações
Fonte: Dados da pesquisa
Os entrevistados relataram incentivar os estudantes a realizarem pesquisas
sobre o funcionamento e aplicação dos experimentos observados no museu. De
acordo com os mesmos foram realizadas oficinas e debates em sala de aula com a
apresentação dos relatórios, confeccionados pelos estudantes durante a visita.
Os entrevistados afirmaram que perceberam mudanças no interesse dos
alunos após a visita, identificando aumento da motivação pelo estudo e associação
dos assuntos abordados durante a visita.
Na discussão, os professores serão identificados pelas letras A, B, C, D, E, F
para preservar sua identidade.
A professora A, de Ciências, relatou que: “Os estudantes se mostraram mais
empenhados pelos conteúdos, mais atenciosos e mais comprometidos com os seus
deveres.”
Para a professora B, de Física:
Os alunos ficaram mais receptivos, o relacionamento deles comigo e entre eles melhorou, pois foi uma experiência de convivência positiva fora do contexto da sala de aula. A visão sobre a disciplina e o conhecimento foi ampliado e alguns se mostraram mais motivados a estudar.
Os professores se mostraram satisfeitos com a ação em conduzir os
aprendizes ao Parque da Ciência, descrevendo que a visita contribuiu de forma
significativa para sua prática pedagógica.
Segundo o professor C, de Física: “A contribuição mais significativa foi no
sentido motivacional com a elevação da minha autoestima, contagiado com as
curiosidades e o interesse dos alunos nas aulas de física após a visita.” Para o
professor de Física D: “Após a visita ao Parque da Ciência percebi a importância em
37
associar os conteúdos abordados com a vivência dos estudantes e com a realização
de atividades práticas em sala de aula, e exibição de vídeos com experiências”.
Os docentes afirmam que a visita contribui de forma significativa,
possibilitando aos estudantes associação dos conteúdos abordados em sala de aula
com os equipamentos apresentados no museu.
Para a professora E, de Matemática:
Para os alunos do ensino médio, especialmente os conceitos de física e matemática como, por exemplo, a representação do Teorema de Pitágoras os ajudou a ter uma visão melhor dos conteúdos quando estou explorando os exercícios, e eles me perguntam se é igual ao do Parque da Ciência.
A professora F relatou que: “Foi uma experiência pedagógica fantástica, tanto
para os alunos, quanto para mim enquanto professora de Química.”
3.1.4 Análise dos resultados
Após analisar os relatos dos professores entrevistados, observa-se que as
visitas dos estudantes ao parque, possibilitaram a aproximação entre estudantes,
alunos e professores e com a disciplina.
A visita proporcionou aos professores reflexão e percepção quanto à
importância de realizar atividades práticas em sala de aula, o que possibilita
reconhecer que experiências simples facilitam a assimilação dos conteúdos e
despertam o interesse dos estudantes.
De acordo com os dados coletados, a maioria dos professores não planeja
e/ou prepara os estudantes antes de conduzi-los ao espaço, realizando atividades
somente após as visitas. As atividades realizadas em sala de aula concentram-se
em pesquisas sobre o Parque da Ciência, debates e apresentação de relatórios.
Por meio desta análise identifica-se a necessidade da criação de um roteiro
de atividades, para que professores possam preparar atividades, interligando as
mesmas com equipamentos observados durante a visita extraescolar.
O produto desta pesquisa visa ampliar o processo de ensino e aprendizagem,
por meio do preparo das visitas ao museu de ciências, buscando relacionar os
fenômenos observados com os assuntos abordados em sala de aula.
38
3.2 Construção do Roteiro de atividades e escolha do conteúdo
Nesta seção busca-se relatar a elaboração do roteiro de atividades e a
justificativa da temática abordada no guia.
Durante a construção do guia, veio a necessidade de abordar um assunto
específico. Diante disto, elaborou-se o roteiro direcionado ao estudo da Óptica, o
que se justifica pela diversidade de equipamentos que envolvem o estudo deste
conteúdo nos Museus de Ciências, facilitando a preparação de um roteiro que
abrange uma quantidade maior de conteúdos vistos em sala de aula.
Por meio da utilização do roteiro, o professor terá a oportunidade de associar
o planejamento da visita aos equipamentos do Parque da Ciência. Deste modo
criou-se um catálogo de experimentos do museu, para que os mesmos possam
preparar as aulas e associá-las com estes.
3.2.1 Elaboração do Catálogo de Experimentos do Parque da Ciência da
UFVJM
Inicialmente busca-se informar os professores sobre os equipamentos e
brinquedos que fazem parte do acervo do Parque da Ciência, para que os mesmos
possam conhecer a proposta e aplicação didática de cada um.
Deste modo, foi construído um catálogo que se encontra disponibilizado no
portal do Parque da Ciência da UFVJM e no Apêndice A desta pesquisa.
Para que os professores possam, de acordo com o roteiro de atividades,
escolher os temas a serem discutidos em sala de aula antes da visita ao Parque, é
importante que estes tenham conhecimento de todos os equipamentos exibidos.
Para isso, com o catálogo, estes conhecerão os equipamentos, a aplicação destes e
a relação com os conteúdos a serem abordados, utilizando-o na elaboração de
atividades.
Através do catálogo o professor terá a oportunidade de realizar as visitas
focadas nos assuntos que deseja trabalhar com seus alunos em sala de aula. Segue
no quadro 2, exemplo do catálogo.
39
Quadro 2: Catálogo do gerador de Van Der Graaff
Fonte: Elaborado pelo autor
3.3 Construção de atividades experimentais com roteiro
Existem alternativas para o professor que pretende contextualizar as aulas
teóricas, sendo uma destas as atividades experimentais, realizadas utilizando
materiais de baixo custo, de fácil manipulação e confeccionados pelos próprios
alunos.
Visando facilitar a contextualização, a compreensão dos conteúdos pelos
estudantes e a utilização do roteiro, foi proposta a confecção de experimentos
direcionados ao ensino de Óptica, de modo que sejam construídos pelos alunos
antes da visita ao Parque da Ciência.
Foram utilizados como fonte de pesquisa, os portais da UNESP (Universidade
Estadual Paulista) e Feira de Ciências, para a criação das atividades experimentais
que estão disponíveis no roteiro.
O professor deve preparar a aula e após a explicação do conteúdo, propor a
construção de experimentos de acordo com o que foi abordado para que,
GERADOR DE VAN DER GRAAFF
Conteúdo de Física: Eletrostática, Processos de eletrização, Poder das
pontas, Campo elétrico.
Objetivo: Aplicar e contextualizar os processos de eletrização.
Descrição: O gerador é composto por uma correia de material isolante, dois
roletes, uma cúpula de descarga, um motor, duas escovas e uma coluna de
apoio, que ao ser ligado, eletriza a esfera condutora.
Explicação: A correia ao atritar nas escovas, eletriza a esfera de material
condutor. Neste, uma carga positiva é transportada, continuamente, pela
correia de borracha para dentro de uma cúpula metálica oca. A carga é
coletada e armazenada na superfície externa, até que o potencial elétrico se
torne tão elevado que cria um campo elétrico ao redor do gerador. A
distribuição das cargas ocorre, o que explica os processos de eletrização. É
possível visualizar o poder das pontas quando o estudante está em contato
com a esfera e os seus cabelos se levantam.
40
posteriormente, os alunos os relacionem com os equipamentos e experimentos
observados no museu.
3.4 Momentos da Ação e Reflexão na utilização do roteiro
Antes da visita, o professor poderá introduzir os conteúdos da Óptica de um
modo geral. Explicar os tipos de fontes de luz por meio de exemplos, discutir os
fenômenos da propagação retilínea da luz, da reflexão, refração e absorção da luz, a
formação de sombras e penumbras, a ocorrência de eclipses (solar, lunar e outros),
câmara escura, formação de imagens nas lentes esféricas e em espelhos planos e
esféricos.
No segundo momento, o professor poderá propor aos grupos a criação de
atividades experimentais, com a finalidade de aproximá-los dos assuntos teóricos
através da prática, e assim prepará-los para a visita ao Parque da Ciência. Ao
propor a construção das atividades, é importante auxiliar os estudantes na escolha
dos experimentos, de modo que se envolvam com os assuntos abordados em sala
de aula e que serão vistos no parque.
A reflexão na ação, a reflexão sobre a ação e a reflexão sobre a reflexão-na-
ação, que são os três processos reflexivos defendidos por Schön (1997, 2000),
podem auxiliar o professor para a realização desta atividade, que pode ser
desenvolvida da seguinte forma:
REFLEXÃO NA AÇÃO
A reflexão na ação poderá surgir antes de conduzir os alunos ao Parque da
ciência. Após dividir a turma em grupos, para que seja proposta a criação das
atividades experimentais, o professor deverá iniciar as explicações sobre o
conteúdo, que serão concluídas com a apresentação dos experimentos construídos
por cada grupo.
A proposta de criação destes experimentos poderá contribuir para a
compreensão dos assuntos abordados e a interação dos estudantes com os
equipamentos do espaço extraescolar. Assim deverá haver aproximação destes com
os conteúdos e atividades práticas.
41
A REFLEXÃO NA AÇÃO começa a se caracterizar quando os grupos
estiverem apresentando as atividades experimentais para a turma. Neste processo o
professor poderá refletir sobre a sua prática e resultados, podendo rever o conteúdo
com este, sendo discutido pelos estudantes.
REFLEXÃO SOBRE A AÇÃO
Durante a visita, o professor deverá ter mais tempo de refletir e reconstruir
mentalmente o que foi abordado, pois neste momento, os alunos aprendem
observando e tocando, enquanto o professor se torna um mediador, de modo a
descobrir como o seu conhecimento na ação contribuiu para uma interação
satisfatória ou não com os equipamentos do parque.
Por ser um processo após a aula, no espaço extraescolar, o professor poderá
analisar de forma crítica o que está sendo observado pelos estudantes, e como será
feita a relação entre os equipamentos e o conteúdo, e refletir sua ação em sua
prática. Nesta etapa, começa a se caracterizar a REFLEXÃO SOBRE A AÇÃO, pois
neste momento o professor pode questionar o seu próprio método de ensino.
É interessante que haja a participação e interação dos professores no
momento das observações e exposição dos equipamentos, para que no tempo
certo, possam dirigir seus alunos aos experimentos específicos dos conteúdos a
serem abordados. Este é o momento da reflexão na ação, em que o professor tem a
oportunidade de pensar na reconstrução da sua prática para que o produto final
deste trabalho atinja resultados satisfatórios.
REFLEXÃO SOBRE A REFLEXÃO-NA-AÇÃO
Após a visita, o professor deverá aplicar o roteiro de atividades. Neste
momento entende-se que os alunos estarão preparados e terão habilidades
necessárias para relacionar os experimentos com a teoria aplicada.
Os estudantes terão a oportunidade de discutir e relacionar as atividades do
roteiro com os experimentos construídos pelos grupos e com os equipamentos
vistos no Parque da Ciência.
42
A partir da aplicação do roteiro de atividades, começa a se caracterizar o
momento da reflexão sobre a reflexão-na-ação. É importante promover a discussão
dos grupos após a realização do roteiro, propor a resolução e realização da correção
dos exercícios de aprofundamento com a turma.
Por fim, o professor terá a oportunidade de refletir a ação, a observação e a
interação dos estudantes com a prática, propiciando aos mesmos, aplicação do
conhecimento abordado. Este estará aberto a novas práticas de trabalho, pois neste
processo podem ser determinadas novas ações.
4. ROTEIRO DE ATIVIDADES
4.1 Apresentação
Prezado Professor,
Apresentamos aqui um roteiro de atividades projetado para orientá-lo na
preparação dos estudantes às visitas aos espaços não formais, como nos Museus
de Ciências.
Este é dividido em dois momentos distintos, para que seja utilizado no
preparo dos alunos antes de conduzi-los a estes espaços, dando continuidade no
processo de ensino e aprendizagem, interligando sala de aula e museu.
Para a elaboração deste material, selecionamos o conteúdo de Óptica
geométrica e utilizamos o Parque da Ciência da UFVJM como referência.
Ao planejar uma visita a espaços extraescolares, percebemos a necessidade
em preparar os nossos estudantes antes das visitas e dar continuidade no processo
através de atividades contextualizadas como propostas.
Além dos conteúdos básicos propostos pelos livros didáticos de física para o
ensino médio, com a utilização deste roteiro, você terá a oportunidade de relacioná-
los aos experimentos, fenômenos do dia a dia e desenvolvimento de processos
tecnológicos.
O roteiro foi elaborado de maneira a auxiliá-lo na sua prática pedagógica que
tem se tornado um desafio, devido às constantes mudanças e evoluções
tecnológicas sucedidas a nossa volta.
43
Os equipamentos escolhidos para a construção deste roteiro podem ser
encontrados em espaços como museus de ciências, em laboratórios de ciências e
até mesmo descritos como atividades nos livros didáticos.
Este roteiro dispõe de atividades e exercícios, cuja finalidade é analisar,
elucidar e até mesmo ampliar a teoria a ser apresentada e relacionada com os
equipamentos compartilhados durante a exposição.
Para auxiliá-lo na adequação deste roteiro para o ensino de outros conteúdos,
foi criado um catálogo dos equipamentos disponíveis no Parque da Ciência da
UFVJM, acompanhado com a descrição do seu funcionamento e a relação com os
conteúdos que são abordados em sala de aula.
Por fim, desejo a você professor, que desenvolva suas práticas pedagógicas
da melhor maneira possível, se tornando um profissional reflexivo em suas ações e
contribuindo de forma significativa para a formação dos nossos estudantes.
Faça uso desta proposta com dedicação e entusiasmo.
Bom trabalho!
4.2 Preparando os estudantes antes da visita
Primeiro Momento: Construção dos Experimentos.
Propõe-se a construção de sete experimentos. Diante disso é sugerido ao
professor dividir a turma em sete grupos e propor a criação dos experimentos. Estes
serão apresentados em sala de aula pelos estudantes após a conclusão da
explicação dos conteúdos, de acordo com o planejamento no quadro 03, que se
encontra disponibilizado na página 56.
Experimento 01: Câmara escura de orifício
Conteúdo de Física: Propagação da luz
Objetivo: Conhecer os princípios da óptica geométrica, compreender a propagação
retilínea da luz e relacionar o ângulo visual com a distância do observador ao objeto.
44
Descrição: A câmara escura é uma caixa de paredes opacas, existindo em uma
delas um pequeno orifício. Um objeto luminoso ou iluminado é colocado na frente da
câmara. O experimento mostra como a imagem é formada comprovando que a luz
propaga em linha reta. Também pode ser explorado o comportamento da luz ao
penetrar no olho humano, que se comporta como uma câmara escura de orifício, e o
orifício central se comporta como a pupila. Quando a luz penetra nesta, chega à
região oposta chamada de retina, onde a imagem é formada.
Figura 5: Modelo de uma câmara escura de orifício
Fonte: Portal feira de ciências
Material Utilizado
01 caixa de sapato
01 pedaço de papel vegetal;
01 tesoura;
01 tubo de cola de papel;
01 vela;
Construção: Faça um furo no fundo da caixa. Recorte o papel vegetal com o
diâmetro de aproximadamente 1 cm maior do que o diâmetro da abertura da caixa.
Cole o papel vegetal na abertura, como na imagem acima.
Experimento 2: Feixe de laser sendo refletido por espelhos planos
Conteúdo de Física: Reflexão da luz
45
Objetivo: Analisar o fenômeno da reflexão regular da luz e enunciar as leis da
reflexão da luz.
Descrição: Através do feixe de luz emitido pelo laser, utilizar os espelhos como
anteparo, podendo observar o caminho percorrido pelo feixe a ser refletido.
Figura 6: Feixe de luz sendo refletido
Fonte: Dados da pesquisa
Material Utilizado:
3 espelhos planos;
Um laser;
Experimento 3: Ângulos entre dois espelhos planos.
Conteúdo de Física: Número de imagens formadas entre dois espelhos planos.
Objetivo: Determinar o número de imagens geradas por um objeto entre dois
espelhos planos, que formam um ângulo qualquer entre si.
Material Utilizado:
Dois espelhos planos;
46
Suporte para os espelhos com base para espelho formando ângulos de 30°,
45°, 60° e 90°;
Um objeto pequeno.
Figura 7: Ângulos entre espelhos planos e o número de imagens formadas
Fonte: Portal alunos online
Descrição: Quando um objeto é colocado em frente aos espelhos planos, o
estudante irá observar que diminuindo o ângulo entre os dois espelhos, aumenta-se
o número de imagens e quando estão dispostos paralelamente formam-se infinitas
imagens.
Experimento 04: Espelho Côncavo
Conteúdo de Física: Espelhos Esféricos
Objetivo: Construir um espelho côncavo, bem como observar como os raios de luz
se comportam quando são refletidos por ele.
Material Utilizado:
Garrafa Pet de 2 litros, ou qualquer outro objeto que possa fornecer um anel
com diâmetro semelhante;
Embalagem de salgadinhos “Elma Chips” ou uma embalagem de pó de café;
Pente e lanterna;
Cola branca.
47
Construção:
Corte a garrafa transversalmente de modo a formar um anel (Figura 1).
Corte o anel ao meio de forma que visto de cima seja um semicírculo (Figura
2).
Cole um pedaço da embalagem de salgadinho (com o mesmo tamanho da
parte da garrafa) na face côncava do "semicírculo", tendo cuidado para que a
face mais refletora da embalagem fique voltada para a concavidade do
"semicírculo", com a finalidade de se formar um espelho côncavo. A face mais
refletora da embalagem é o lado de dentro.
Ilumine, com a lanterna, a superfície na qual será realizada a experiência,
fazendo com que o feixe de luz gerado pela lanterna fique quase paralelo à
superfície.
Coloque o pente na frente deste fixo na posição vertical.
A luz gerada pela lanterna foi dividida em pequenos feixes. Colocando
o espelho côncavo na frente desses feixes, é possível observar a reflexão
destes em direção ao foco do espelho.
Figura 08: Corte da garrafa
Fonte: Portal da Unesp
48
Figura 09: Esquema geral da montagem
Fonte: Portal da Unesp
Descrição: Um pente e uma lanterna são utilizados para formar feixes luminosos
paralelos. Ao interceptar os feixes com um espelho côncavo, observa-se que os
raios luminosos são refletidos por ele, passando por um ponto que é a metade do
seu raio, ou seja, o foco.
Experimento 5: Refração
Conteúdo de Física: Refração
Objetivo: Observar os efeitos da refração da luz
Material utilizado:
Uma xícara lisa e transparente;
Uma moeda;
Água.
49
Figura 10: Ilustração da moeda dentro da xícara
Fonte: Portal brasil escola
Descrição: Colocar no fundo da xícara a moeda, posicionando-a de modo que a
borda da xícara tampe completamente a moeda. Sem mover a cabeça, vá enchendo
a xícara de água. Em determinado momento você passará a ver a moeda que antes
estava escondida. Olhando o esquema da figura 10, observa-se que os raios de luz
que partem da moeda podem chegar ao olho do observador quando a xícara está
cheia de água. A luz sofre refração ao sair para o ar. Quando a xícara estiver vazia,
os raios de luz que partem da moeda não conseguem chegar ao observador naquela
posição.
Experimento 6: Lente d’água
Conteúdo de Física: Refração e Lentes esféricas
Objetivo: Construir uma lente de aumento.
Material utilizado:
01 Arame de aço fino;
Um lápis;
Água.
Construção:
Enrole e torça o arame em volta do lápis para formar uma argola;
50
Mergulhe a argola na água, de modo que uma gota fique presa à argola.
Figura 11: Método utilizado para dobrar o arame
Fonte: Portal da Unesp
Descrição: Faz-se uma argola de arame e mergulhe-a em água. A tensão
superficial da água - propriedade que as moléculas de água têm de se manterem
unidas, faz com que a gota fique presa de forma abaulada na argola de arame,
formando uma lente biconvexa e, portanto, convergente. Quando se aproxima a
lente de algo e se olha através dela, observa-se que esta aumenta a imagem, ou
seja, funciona como uma lente de aumento.
Experimento 07: Lente convergente
Conteúdo de Física: Olho humano e lente convergente
Objetivo: Construir um sistema em que é possível observar a trajetória de um raio
sendo refratado por uma lente convergente.
Material Utilizado:
Fio elétrico;
Bocal de lâmpada;
Plug elétrico;
Lâmpada de 60 Watts do tipo cristal;
Caixa de sapatos;
Garrafa plástica de refrigerante de 500 ml;
51
Régua Molegata;
Cartolina;
Adesivo plástico para PVC (cola de cano);
Duratex.
Construção:
Corte uma fatia da garrafa na parte mais lisa, onde fica o rótulo, com
aproximadamente três centímetros de largura;
Corte a fatia ao meio, transversalmente, de modo que vista de cima, tenha a
forma de um semicírculo;
Cole as duas extremidades da tira na régua e depois cole na madeira de 30 x
80 cm;
Corte um retângulo da caixa de sapatos a partir da borda (ver figura 12);
Cole um pedaço de cartolina no lugar do retângulo retirado (Ver figura 13);
Faça apenas um corte na cartolina, com tesoura, de fora para dentro da
caixa.
Monte o circuito que irá acender a lâmpada (fio, plug e bocal);
Coloque a lâmpada sobre a madeira e tape-a com a caixa. A luz emitida pela
caixa será reduzida a um feixe fino que passa através do corte feito na
cartolina colada, onde foi retirado um retângulo da caixa;
Coloque água dentro da caixa feita com a régua e a garrafa e direcione a ela
o feixe emitido pela caixa.
Figura 12: Caixa sendo cortada
Fonte: Portal da Unesp
52
Figura 13: Inserindo o corte da cartolina na caixa
Fonte: Portal da Unesp
Figura 14: Esquema geral da montagem
Fonte: Portal da Unesp
Descrição: A caixa de sapatos com a lâmpada dentro é arranjada de modo que saia
dela um feixe fino de luz. O feixe, ao atravessar uma lente convergente feita com
uma régua e um pedaço de uma garrafa de refrigerante cheia de água, é refratado.
Mudando-se a posição de incidência do raio sobre a lente, observa-se que eles
convergem depois de passar pela lente, ou seja, tendem a se encontrar.
53
Segundo Momento: Explicação dos conteúdos
Neste momento sugere-se ao professor que apresente aos alunos os conceitos
da Óptica geométrica.
No quadro 3, elaborou-se um planejamento de como pode-se relacionar os
conteúdos com as atividades experimentais.
Quadro 3: Sugestão para o Planejamento das aulas
Conteúdo
Número de
aulas
Abordagens
Atividade
Experimental
Propagação retilínea
da luz
01
Discuta os tipos de fontes
de luz;
Discuta os fenômenos da
propagação retilínea.
Grupo 01: Propor ao
grupo que apresente a
atividade experimental
1.
Reflexão da Luz
02
Apresente as Leis da
Reflexão;
Exemplifique com
situações do cotidiano;
Conceitue raio de luz
incidente e reflexão.
Grupo 02: Propor ao
grupo que apresente a
atividade experimental
2.
Espelho Plano
01
Demonstre a formação
das imagens virtuais no
espelho plano.
Grupo 03: Propor ao
grupo apresentar a
atividade experimental
3.
Espelhos esféricos
02
Diferencie o espelho
côncavo e o convexo.
Discuta os casos de
formação gráfica de
imagens;
Apresente as equações
matemáticas.
Grupo 04: Propor ao
grupo apresentar a
atividade experimental
4.
54
Conteúdo
Número de
aulas
Abordagens
Atividade
Experimental
Refração da Luz
02
Explique o que é refração
diferenciando da reflexão;
Apresente as leis da
refração;
Apresente os fenômenos
da reflexão total e da
dispersão.
Grupo 05: Propor ao
grupo apresentar a
atividade experimental
5.
Lentes esféricas
02
Diferencie lentes
convergentes e
divergentes;
Defina os elementos
geométricos de uma lente;
Discuta a formação de
imagens nas lentes
convergentes e
divergentes.
Grupo 06: Propor ao
grupo apresentar a
atividade experimental
6.
Instrumentos ópticos e
olho humano
02
Discuta as funções de
como as imagens são
formadas nos diversos
instrumentos ópticos;
Discuta o olho humano e
os problemas da visão.
Grupo 07: Propor ao
grupo apresentar a
atividade experimental
7.
Fonte: Elaborado pelo autor
4.3 Atividades a serem realizadas após a visita
As atividades foram elaboradas, de modo que os conceitos que envolvem os
fundamentos da Óptica geométrica, tais como a reflexão da luz e os espelhos
planos, a refração da luz e o olho humano possam ser explorados. Para realizar tais
atividades, será necessário que os estudantes tenham desenvolvido os
experimentos propostos no item 4.2 deste roteiro.
55
Atividade 01.
Conteúdos de Física: Fundamentos da óptica geométrica, Propagação retilínea da
luz, reflexão da luz e espelhos planos.
Desenvolvimento:
Dividir os grupos para discussão sobre os experimentos: Câmara escura de
orifício e feixe de luz refletido, que foram construídos e apresentados em sala de
aula, pelos grupos 1 e 2, e a caixa de levitação, observada durante a visita no
Parque da Ciência, propondo a realização de atividades em grupos para discussão,
e posteriormente, apresentar as conclusões à turma.
Questão 01. Observe a figura 15, que representa a câmara escura de orifício,
observe-a para responder a questão.
Figura 15: Experimento Câmara Escura de Orifício
Fonte: Portal feira de ciências
a) A imagem formada é direita ou invertida? Justifique.
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
b) Compare o tamanho da imagem com o objeto, movimente o objeto e
descreva as suas conclusões sobre o que ocorre com a imagem quando a
posição do objeto é variada.
56
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
c) Utilizando uma régua para calcular a distância do objeto em relação ao
anteparo e ao orifício e para medir o tamanho do objeto, calcule qual será o
tamanho da imagem através da equação da câmara escura.
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
Questão 02. A figura abaixo 16, que representa o experimento do Feixe de Luz
sendo refletido. Após analisar o experimento feixe de luz, descreva o que ocorre
com a trajetória do feixe, quando é refletido relacionando às leis da reflexão da luz.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Figura 16: Experimento Feixe de luz sendo refletido
Fonte: Dados da pesquisa
As questões 03; 04 e 05 referem-se ao experimento “Caixa de levitação do Parque
da Ciência”, representado na figura 17.
Questão 03. Durante a visita ao Parque da Ciência, observou-se, que a caixa de
levitação constitui-se, de apenas um espelho plano posicionado na diagonal da
mesma. Explique, baseando-se, na formação das imagens nos espelhos planos, por
57
que o colega de classe parecia estar levitando, mesmo por apresentar apenas a
perna esquerda suspensa.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Figura 17: Caixa de levitação do Parque da Ciência
Fonte: Dados da pesquisa
Questão 04. De as características do tipo de imagem da perna do colega formada
no espelho.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Questão 05. Sabendo que a perna do colega estava 15 cm distante do espelho,
analise:
a) a distância que a imagem da perna estava do espelho;
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
58
b) a distância que a perna estava da sua imagem.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Questão 06. Relacione os experimentos: Câmara escura, Feixe de um laser e a
caixa de levitação, com a propagação retilínea da luz.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Questão 07. Observe a tirinha e responda.
Figura 18: Tirinha de humor
Fonte: http://fisicaantoniovaladares.blogspot.com.br
a) Analisando a tirinha de humor do Zé Lelé, percebe-se que ilustra uma
situação frequente em nosso cotidiano de nos observar no espelho. Pense
um pouco e apresente uma explicação para a formação de imagens nos
espelhos planos.
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
b) Observando a imagem de Chico Bento, percebe-se que o seu rosto não
aparece inteiro no espelho, discuta com seus colegas, se é possível
através de um espelho menor que o nosso tamanho obtermos uma
imagem inteira do nosso corpo no espelho.
59
Considerações:
Após a apresentação e discussão dos grupos, o professor poderá formalizar a
explicação dos conteúdos referentes à propagação retilínea da luz e formação de
imagens nos espelhos planos.
Espera-se que os estudantes consigam associar o que está sendo ensinado
com todos os experimentos.
Exercícios para aprofundamento
O professor poderá propor a resolução destes exercícios, que servirão como
aprofundamento dos assuntos abordados.
01. (FATEC) Um objeto y de comprimento 4,0 cm projeta uma imagem y' em uma
câmara escura de orifício, como indicado na figura.
O comprimento de y' é, em centímetros, igual a:
a) 2,5
b) 2,0
c) 1,8
d) 1,6
e) 0,4
02. (UFMG) Marília e Dirceu estão em uma praça iluminada por uma única
lâmpada. Assinale a alternativa em que estão CORRETAMENTE
representados os feixes de luz que permitem a Dirceu ver Marília.
60
03. O esquema representa o alinhamento do Sol, da Terra e da Lua no momento
de um eclipse.
Neste instante, uma pessoa situada no ponto A observará um eclipse:
a) parcial da Lua.
b) total da Lua.
c) parcial do Sol.
d) total do Sol.
04. (Mackenzie) Certa pessoa possui um espelho plano retangular, de 90 cm de
altura. Quando ela fica em pé diante do espelho, disposto verticalmente e
convenientemente posicionado, consegue ver sua imagem de corpo inteiro.
Nessas condições, pode-se afirmar que a referida pessoa tem uma altura
máxima de:
a) 1,80m
b) 1,70m
61
c) 1,67m
d) 1,53m
05. (PUC-PR) Pedro, que utiliza seu relógio na mão esquerda, coloca-se a três
metros de um espelho plano. O garoto levanta a mão esquerda. Analise as
afirmações a seguir:
I - Pedro vê sua imagem a seis metros de si.
II - A imagem é invertida, isto é, está com os pés para cima.
III - A imagem levanta a mão que não possui relógio.
IV - A imagem tem a mesma altura do garoto.
Assinale a única alternativa correta:
a) I e III.
b) II e IV.
c) I.
d) I e IV.
Atividade 02.
Conteúdos de Física: Associação de espelhos planos.
Desenvolvimento: Dividir os grupos para discussão sobre os experimentos:
Ângulos entre dois espelhos plano, construído e apresentado pelo grupo 3 e os
experimentos: Caixa misteriosa, espelho infinito, caleidoscópio gigante, caleidosfera
e periscópio que foram observados durante a visita no Parque da Ciência, propondo
a realização de atividades em grupos para discussão, e posteriormente, apresentar
as conclusões à turma.
Questão 01. Observe a figura 19, que representa o experimento do grupo 3: ângulos
entre os espelhos planos.
62
Figura 19: Experimento ângulos entre espelhos planos e o número de imagens
formadas
Fonte: Portal alunos online
Ao analisar o experimento ângulos entre os espelhos, prenda os espelhos com fita
durex e coloque a união no centro do transferidor, coloque os espelhos formando
diferentes ângulos e conte as imagens formadas, em seguida coloque os espelhos
em paralelo e conte o número de imagens, preencha a tabela abaixo e responda as
questões.
Tabela 1: ângulos e imagens
Ângulo Imagens
30º
45º
60º
90º
120º
180º
Fonte: Elaborado pelo autor
a) Observe o resultado encontrado e experimente deduzir a equação de
formação de imagens;
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
63
b) Por que essa lei não serve para espelhos paralelos?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________
c) Faça uma conclusão dos resultados encontrados.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Questão 02. A figura 20 representa o espelho infinito do Parque da Ciência.
Compare o efeito observado com o experimento ângulo entre dois espelhos, da
questão anterior, estabelecendo relação entre ambos.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Figura 20: Espelho infinito do Parque da Ciência
Fonte: Dados da pesquisa
Questão 03. Observe a figura 21, que representa o periscópio observado no Parque
da ciência.
64
Figura 21: Periscópio do Parque da Ciência
Fonte: Dados da pesquisa
a) Descreva como funciona o periscópio observado no Parque da Ciência.
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
b) Descreva como foi possível durante a visita ao Parque da ciência
visualizar o seu colega no mesmo depois de tapar com o obstáculo do
experimento.
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
Questão 03. Observe a caixa misteriosa do Parque da Ciência, representada na
figura 22. Discuta com seus colegas o seu funcionamento, destacando a disposição
dos espelhos planos e o feixe de luz emitido.
65
Figura 22: Caixa misteriosa do Parque da Ciência
Fonte: Dados da pesquisa
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Questão 04. Descreva como foi possível obter uma imagem esférica no caleidosfera
observado no Parque da Ciência, que está representado na figura 23, destacando a
disposição dos espelhos planos.
Figura 23: Caleidosfera do Parque da Ciência
Fonte: Dados da pesquisa
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
66
Questão 05. Ao observar as imagens formadas no caleidoscópio do Parque da
Ciência, representado na figura 24. Discuta com seus colegas como foi possível
obter as diversas imagens coloridas apenas ao girá-lo. Descreva como ele é
formado e como os espelhos planos devem ser conjugados de modo a obter a
simetria entre as imagens.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Figura 24: Caleidoscópio gigante do Parque da Ciência
Fonte: Dados da pesquisa
Questão 06. Relacione os experimentos abordados com a formação e Associação
de imagens nos espelhos planos.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Questão 07. Após analisar a tirinha de humor da figura 25, elabore um comentário
de acordo com a formação da imagem em espelhos planos, sobre o diálogo dos
personagens.
67
Figura 25: Tirinhas de humor, Menino Maluquinho
Fonte: http://fisicaantoniovaladares.blogspot.com.br
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Considerações:
Após a apresentação e discussão dos grupos, o professor poderá formalizar a
explicação dos conteúdos, bem como a utilização da equação para calcular o
número de imagens que podem ser encontradas em relação ao ângulo entre os
espelhos.
Espera-se que os estudantes consigam associar o que está sendo ensinado
com o experimento visto durante a visita ao Parque da Ciência.
Exercícios para aprofundamento
Propor aos estudantes a resolução destes exercícios que servirão como
aprofundamento dos conteúdos abordados.
01. (PUC) O estudo da luz e dos fenômenos luminosos sempre atraiu os
pensadores desde a antiga Grécia. Muitas são as aplicações dos espelhos e
lentes, objetos construídos a partir dos estudos realizados em Óptica. A figura
representa um periscópio, instrumento que permite a observação de objetos
mesmo que existam obstáculos opacos entre o observador e uma região ou
objeto que se deseja observar. Considere que, nesse periscópio, E1 e E2 são
68
espelhos planos. A respeito do periscópio e dos fenômenos luminosos que a ele
podem ser associados são feitas as afirmativas:
I. A colocação de espelhos planos, como indicada na figura, permite que a luz
proveniente da árvore atinja o observador comprovando o princípio da
propagação retilínea da luz.
II. O ângulo de incidência do raio de luz no espelho E1 é congruente ao ângulo
de reflexão nesse mesmo espelho.
III. Como os espelhos E1 e E2 foram colocados em posições paralelas, os
ângulos de incidência do raio de luz no espelho E1 e de reflexão no espelho
E2 são congruentes entre si. Dessas afirmativas está correto apenas o que
se lê em:
a) I e II
b) I e III
c) II e III
d) I, II e III
69
02. (UERJ) Uma garota, para observar seu penteado, coloca-se em frente a um
espelho plano de parede, situado a 40 cm de uma flor presa na parte de trás dos
seus cabelos. Buscando uma visão melhor do arranjo da flor no cabelo, ela
segura, com uma das mãos, um pequeno espelho plano atrás da cabeça, a 15
cm da flor. Calcule a menor distância entre a flor e sua imagem, vista pela garota
no espelho de parede.
03. (FAAP-SP) Com Três bailarinas colocadas entre dois espelhos planos fixos, um
diretor de cinema consegue uma cena, onde são vistas, no máximo, 24
bailarinas. O ângulo entre os espelhos vale:
a) 10º
b) 25º
c) 30º
d) 45º
Atividade 03.
Conteúdos de Física: Espelhos esféricos
Desenvolvimento: Dividir os grupos para discussão sobre os experimentos:
Espelho côncavo, construído e apresentado pelo grupo 4, o experimento Erre se
Puder observado durante a visita no Parque da Ciência, propondo a realização de
atividades em grupos para discussão, e posteriormente, apresentar as conclusões à
turma.
Questão 01. No experimento representado na figura 26, Erre se puder, ao soltar a
bolinha, em qualquer uma das calhas que estão dispostas sobre o suporte,
70
percebeu-se que ela sempre atingiu o ponto que estava marcado. Defina este
ponto, explique a função deste para a formação das imagens nos espelhos
esféricos.
Figura 26: Erre se puder do Parque da Ciência
Fonte: Dados da pesquisa
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Questão 02: O experimento construído pelo grupo 04, representado na figura 27,
mostra os feixes de luz emitidos pela lanterna sendo refletidos em diversas
posições, e se convergindo em um único ponto. Relacione este fenômeno com o que
ocorreu no experimento Erre se puder visto no Parque da Ciência. Defina este
ponto.
Figura 27: Experimento espelho esférico
Fonte: Portal Unesp
71
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___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Questão 03: O Cientista e inventor grego Arquimedes viveu no século III a. C., na
cidade de Siracusa na Sicília. Conta-se que ele incendiou uma esquadra romana,
usando espelhos côncavos para concentrar os raios solares sobre os navios.
Figura 28: Espelho Côncavo de Arquimedes
Fonte: http://profcopini.blogspot.com.br
a) De acordo com o acontecimento histórico, Arquimedes utilizou espelhos
côncavos para queimar os navios. Explique o que aconteceria se ele
utilizasse espelhos convexos.
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______________________________________________________________
______________________________________________________________
b) Relacione o acontecimento histórico com os experimentos: Espelho côncavo
e Erre se puder.
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
72
Considerações:
Após a apresentação e discussão dos grupos, o professor poderá formalizar
explicação dos conteúdos, bem como reconhecer a distância focal em um espelho
esférico, o formalismo matemático e a mudança de posição do objeto e a formação
da imagem em relação a distância focal.
Espera-se que os estudantes consigam associar o que está sendo ensinado
com o experimento visto durante a visita ao Parque da Ciência.
Exercícios para aprofundamento
O professor poderá propor as estudantes que resolvam os exercícios
propostos que servirão como aprofundamento nos conteúdos abordados.
01. (UFV-MG) O espelho do farol do automóvel é côncavo. Além disso, o farol do
automóvel tem um refletor constituído por um espelho esférico e um filamento de
pequenas dimensões que pode emitir luz, onde o filamento está no foco do
espelho para aumentar o campo de visão. Um farol de automóvel consiste em
um filamento luminoso colocado entre dois espelhos esféricos côncavos de
mesmo eixo, voltados um para o outro e de tamanhos diferentes, de modo que
todos os raios oriundos do filamento se refletem no espelho maior e se projetam
paralelos, conforme a figura:
A posição correta no filamento é:
73
a) no centro de curvatura do espelho menor e no foco do espelho maior.
b) no vértice do espelho menor e no centro de curvatura do espelho maior.
c) no foco de ambos os espelhos.
d) no centro de curvatura de ambos os espelhos.
e) no foco do espelho menor e no centro de curvatura do espelho maior.
02. (UFF-RJ) A figura mostra um objeto e sua imagem produzida por um espelho
esférico.
Escolha a opção que identifica corretamente o tipo do espelho que produziu a
imagem e a posição do objeto em relação a esse espelho.
a) O espelho é convexo, e o objeto está a uma distância maior que o raio do
espelho.
b) O espelho é côncavo, e o objeto está posicionado entre o foco e o vértice do
espelho.
c) O espelho é côncavo, e o objeto esta posicionado a uma distância maior que
o raio do espelho.
d) O espelho é côncavo, e o objeto esta posicionado entre o centro e o foco do
espelho.
e) O espelho é convexo, e o objeto está posicionado a uma distância menor que
o raio do espelho.
03. (UFPB) Com relação a uma experiência envolvendo espelhos curvos, em um
determinado laboratório, considere as afirmativas abaixo:
I. A imagem de um objeto, colocado na frente de um espelho convexo, é
sempre virtual.
74
II. A imagem de um objeto, colocado na frente de um espelho côncavo, é sempre
real.
III. A distância focal é sempre igual ao raio do espelho.
IV. A imagem de um objeto, projetada em um anteparo, é sempre real.
Estão corretas apenas:
a) III e IV
b) II e IV
c) I e IV
d) II e III
e) I e II
04. (UFTM-MG) Uma estudante, em sua casa, observa um vaso de vidro
transparente esférico vazio e, nele, vê duas imagens da mesma janela,
localizada a frente do vaso. Isso ocorre porque as superfícies do vaso funcionam
como espelhos esféricos. A externa, mais próxima da janela equivale a um
espelho convexo, a interna, mais afastada equivale a um espelho côncavo. Pode
se afirmar que essas imagens estão localizadas
a) fora do vaso e são, ambas, direitas.
b) fora do vaso e são, ambas, invertidas.
c) dentro do vaso e são, ambas direitas.
d) dentro do vaso e são, ambas invertidas.
e) dentro do vaso, uma é direita e a outra invertida.
05. (Enem-simulado) A energia solar, cada vez mais, vem sendo utilizada para
substituir a energia obtida pela queima de combustíveis fósseis. Uma de suas
aplicações está no uso de concentradores solares, dispositivos utilizados para o
aquecimento de água e de óleo que posteriormente podem ser aproveitados para
diversas finalidades. Um concentrador solar típico capta a energia solar que
incide em um espelho cilíndrico côncavo e a concentra sobre um cano, no qual
há água e óleo. Considere que tal espelho seja esférico. Na figura abaixo,
75
observe que a energia solar que atinge o concentrador é refletida pelo espelho e
se dirige para o cano absorvedor, por onde passam a água ou o óleo a serem
aquecidos.
Preocupada com o aquecimento global, a diretoria de um grande clube esportivo
decidiu instalar concentradores solares para aquecer a água de suas piscinas. Os
projetos apresentados ofereciam duas alternativas:
1. Espelhos concentradores com vários painéis, totalizando 50 m de
comprimento, possuindo distância focal de 2,0 m e canos transportadores de
água com 1,0 cm de diâmetro;
2. Espelhos concentradores com vários painéis, totalizando 50 m de
comprimento, possuindo distância focal de 4,0 m e canos transportadores de
água com 1,0 cm de diâmetro.
Considere que a distância do Sol a Terra seja 200 vezes o diâmetro do Sol, que a
vazão de água pelos canos seja sempre constante e que os concentradores têm
eficiência de 100%. Nas duas propostas apresentadas, há um dispositivo para girar
o concentrador, de modo que a energia solar sempre chegue aos espelhos na
direção do eixo principal, e os concentradores têm a mesma seção reta retangular,
isto é, eles recebem a mesma quantidade de energia solar a cada instante. Com o
objetivo de conseguir o melhor aproveitamento da energia solar, de modo que a
água seja aquecida o mais rapidamente possível, a diretoria do clube deve optar
a) pela alternativa 1 e exigir que o cano absorvedor fique a 1,0 m da linha central
do concentrador.
76
b) pela alternativa 1 e exigir que o cano absorvedor fique a 2,0 m da linha central
do concentrador.
c) pela alternativa 2 e exigir que o cano absorvedor fique a 1,0 m da linha central
do concentrador.
d) pela alternativa 2 e exigir que o cano absorvedor fique a 2,0 m da linha central
do concentrador.
e) por qualquer das alternativas, desde que o cano absorvedor fique a 1,0 m e a
2,0 da linha central do concentrador, respectivamente, nas propostas 1 e 2.
Atividade 04.
Conteúdos de Física: Refração da luz, Lentes esféricas e olho humano.
Desenvolvimento: Dividir os grupos para discussão sobre os experimentos:
Refração apresentado pelos grupos 5; 6 e 7, Desafio óptico e Olho humano
observados durante a visita no Parque da Ciência. Propondo-os realizar as
atividades em grupo para discussão, e posteriormente, apresentar as conclusões à
turma.
Questão 01. O experimento refração, apresentado pelo grupo 05 e representado na
figura 29, mostrou que a moeda colocada no fundo da xícara apresentava posições
diferentes, nas situações em que a xícara estava vazia e quando continha água.
Observe e responda:
Figura 29: Experimento refração
Fonte: Portal brasil escola
77
a) Descreva o que ocorre com a velocidade da luz quando passa do ar para a
água, justificando o motivo de a moeda ser vista de forma diferente quando
imersa dentro da água.
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_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
b) De acordo com o fenômeno observado, analise as informações abaixo, que
enunciam as Leis da refração, corrigindo-as se necessário.
1ª Lei: “O raio incidente I, o raio refletido R e a reta normal à superfície de
separação S pertencem a planos diferentes”.
______________________________________________________________
_____________________________________________________________
2ª Lei ou Lei de Snell-Descartes: “Para cada par de meios e para cada luz
monocromática que se refrata, é constante o produto do seno do ângulo que
o raio forma com a superfície e o índice de refração do meio em que se
encontra”
______________________________________________________________
______________________________________________________________
Questão 02. No experimento “Desafio óptico” do Parque da Ciência, representado
na figura 30.
Figura 30: Desafio óptico do Parque da Ciência
Fonte: Parque da Ciência da UFVJM
78
Percebe-se que as palavras aparecem invertidas, sendo que algumas poderiam ser
lidas mesmo que invertidas, devido a serem formadas por letras verticalmente
simétricas. Discuta com seus colegas, sobre qual o tipo de lente explica o
funcionamento do tubo de acrílico.
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Questão 03. O experimento lente d’água apresentado pelo grupo 06, representado
na figura 31, é formado apenas por uma haste e um arame imerso na água,
funcionou como uma lente convergente.
Figura 31: Experimento Lente d’água
Fonte: Portal da Unesp
a) Explique como foi possível visualizar a imagem aumentada através da água,
baseando-se na refração da Luz.
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______________________________________________________________
____________________________________________________________________
b) Esta lente funciona como convergente ou divergente? Justifique.
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79
c) Reveja o comportamento óptico da lente convergente e divergente
preenchendo a tabela 2 abaixo.
Tabela 2: Lentes esféricas 1
Lente Bordas delgadas Bordas espessas
Convergente n lente ___nmeio n lente ___nmeio
Divergente n lente ___nmeio n lente ___nmeio
Fonte: Elaborado pelo autor
d) Defina os termos ou conceitos a seguir:
foco principal objeto - foco principal imagem – imagem direita –
imagem invertida.
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______________________________________________________________
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e) Reveja o uso do referencial de Gauss completando a tabela 3 a seguir.
Tabela 3: Lentes esféricas 2
Lente Distância focal Vergência
Convergente
Divergente
Fonte: Elaborado pelo autor
Questão 04. A figura 32 representa no experimento Lente convergente apresentado
pelo grupo 07.
O feixe de luz ao atravessar a lente convergente refratou-se. Observa-se que eles
convergem depois de passar pela lente, ou seja, tendem a se encontrar. Explique o
motivo do feixe de luz ser desviado ao atravessar a parte da garrafa e relacione
com o experimento lente d’água apresentado pelo grupo 6.
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Figura 32: Experimento lente convergente
Fonte: Portal da Unesp
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Questão 05. O equipamento do Parque da Ciência, representado na figura 33,
simula o funcionamento de um olho humano. Discuta com seus colegas de grupo o
tipo da lente utilizada no mesmo e as características da imagem formada.
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Figura 33: Olho humano do Parque da Ciência
Fonte: Dados da pesquisa
81
Questão 06. O experimento Câmara escura, apresentado pelo grupo 01, foi
utilizado para mostrar a propagação retilínea da luz, o mesmo pode ser explorado
para analisar o comportamento da luz ao penetrar o olho humano. Faça uma
relação do funcionamento do experimento com o olho humano.
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___________________________________________________________________
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Questão 07. O cristalino do nosso olho funciona como uma lente esférica? Discuta
com seus colegas a função do nosso olho e a formação da imagem na retina.
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___________________________________________________________________
Questão 08. Relacione os experimentos construídos pelos grupos 01, 06 e 07 com
o experimento “Olho humano” observado no Parque da Ciência.
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Questão 09. Defina os termos ou conceitos a seguir.
Acomodação visual – ponto remoto – ponto próximo
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Questão 10. Discuta com seus colegas e preencha as tabelas 04 e 05 abaixo.
82
Tabela 4: Olho humano
O objeto em relação ao olho
Distância do Objeto Aproxima Afasta
Foco Diminui
Vergência
Cristalino Mais convergente (mais curvo)
Fonte: Elaborado pelo autor
Tabela 05: Problemas de visão
Doença Problema Correção
Miopia Imagem se forma antes da retina
Hipermetropia
Presbiopia
Astigmatismo
Fonte: Elaborado pelo autor.
Questão 11. Leia a tirinha da figura 34, identifique as propriedades da lente e
descreva a relação entre a fala do personagem com o que você entende sobre o
princípio de propagação da luz nas lentes esféricas com a distância focal.
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Figura 34: Tirinha de humor, lentes esféricas.
Fonte: http://fisicaantoniovaladares.blogspot.com.br
83
Considerações:
Após a apresentação e discussão dos grupos, o professor poderá relacionar esta
atividade com os conteúdos abordados, sempre relacionando a refração com a
formação das imagens no olho humano, a fim de que os estudantes consigam
associar o que está sendo ensinado com o experimento visto durante a visita ao
Parque da Ciência.
Exercícios para aprofundamento
Propor a resolução dos exercícios que servirão como aprofundamento nos
conteúdos abordados.
01. (UNIFE-SP) Um raio de luz monocromática provém de um meio mais refringente
e incide na superfície de separação com o outro meio menos refringente. Sendo
ambos os meios transparentes, pode-se afirmar que esse raio:
a) dependendo do ângulo de incidência, sempre sofre refração, mas pode sofrer
reflexão.
b) dependendo do ângulo de incidência, sempre sofre reflexão, mas pode sofrer
refração.
c) qualquer que seja o ângulo de incidência, só pode sofrer refração, nunca
reflexão.
d) qualquer que seja o ângulo de incidência, só pode sofrer reflexão, nunca
refração.
e) qualquer que seja o ângulo de incidência, sempre sofre refração e reflexão.
02. (UFSC) A mãe zelosa de um candidato, preocupada com o nervosismo do filho
antes do vestibular, prepara uma receita caseira de "água com açúcar" para
acalmá-lo. Sem querer, a mãe faz o filho relembrar alguns conceitos
relacionados à luz, quando o mesmo observa a colher no copo com água, como
mostrado na figura a seguir.
84
Sobre o fenômeno apresentado na figura acima, é CORRETO afirmar que:
(01) a luz tem um comportamento somente de partícula.
(02) a velocidade da luz independe do meio em que se propaga.
(04) a colher parece quebrada, pois a direção da propagação da luz muda ao se
propagar do ar para a água.
(08) a velocidade da luz na água e no ar é a mesma.
(16) a luz é refratada ao se propagar do ar para a água.
Soma _____
03. (UFMG) Rafael, fotógrafo lambe-lambe, possui uma câmara fotográfica que
consiste em uma caixa com um orifício, onde é colocada uma lente. Dentro da
caixa, há um filme fotográfico posicionado a uma distância ajustável em relação à
lente. Essa câmara está representada, esquematicamente, na figura que se segue.
Para produzir a imagem nítida de um objeto muito distante, o filme deve ser
colocado na posição indicada, pela linha tracejada. No entanto, Rafael deseja
fotografar uma vela que está próxima a essa câmara. Para obter uma imagem
nítida, ele, então, move o filme em relação à posição acima descrita. Assinale a
85
alternativa cujo diagrama melhor representa a posição do filme e a imagem da vela
que é projetada nele.
04. (UFPEL-RS) O olho humano é um sofisticado sistema óptico que pode sofrer
pequenas variações na sua estrutura, ocasionando os defeitos da visão. Com base
em seus conhecimentos, MARQUE as alternativas corretas justificando cada uma
delas.
I. No olho míope, a imagem nítida se forma atrás da retina, e esse defeito da
visão é corrigido usando uma lente divergente.
II. No olho com hipermetropia, a imagem nítida se forma atrás da retina, e esse
defeito da visão é corrigido usando uma lente convergente.
III. No olho com astigmatismo, que consiste na perda da focalização em
determinadas direções, a sua correção é feita com lentes cilíndricas.
IV. No olho com presbiopia, ocorre uma dificuldade de acomodação do cristalino,
e esse defeito da visão é corrigido mediante o uso de uma lente divergente.
05. (PUC-SP) Certo professor de física deseja ensinar a identificar três tipos de
defeitos visuais apenas observando a imagem formada através dos óculos de seus
alunos, que estão na fase da adolescência. Ao observar um objeto através do
primeiro par de óculos, a imagem aparece diminuída. O mesmo objeto observado
pelo segundo par de óculos parece aumentado e apenas o terceiro par de óculos
distorce as linhas quando girado.
86
Através da análise das imagens produzidas por esses óculos podemos concluir que
seus donos possuem, respectivamente:
a) Miopia, astigmatismo e hipermetropia.
b) Astigmatismo, miopia e hipermetropia.
c) Hipermetropia, miopia e astigmatismo.
d) Hipermetropia, astigmatismo e miopia.
e) Miopia, hipermetropia e astigmatismo.
87
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Em diferentes níveis de escolaridade, o ensino de Ciências e Matemática se
apresenta de forma abstrata, com definições resumidas que às vezes não são
compreendidas pelos estudantes, deixando de ser acessível e aplicável em seu
cotidiano.
O aprendizado dentro das quatro paredes, em que o professor é visto como o
único instrumento de ensino, e os alunos como objetos de aprendizagem, tem sido
consideradas ultrapassadas. É preciso aderir ao novo, envolver os estudantes às
informações e ferramentas disponíveis.
Os Museus de Ciências apresentam diversidade de informações e ampla
contextualização dos assuntos, que podem ser facilmente assimiladas através das
visitas à exposição. A forma em que estas ocorrem, permite aos visitantes,
aproximação aos conteúdos através da observação e participações coletivas.
Entretanto, atividades extraescolares, sem continuidade e planejamento, dificilmente
conseguirão alcançar resultados satisfatórios, pois a quantidade de observações em
curto intervalo de tempo, não permite aos alunos aprofundarem-se nos assuntos.
Por outro lado, na sala de aula, o professor dispõe de mais tempo para
abordar e organizar os conteúdos em seu planejamento, mas encontra dificuldade
de despertar o interesse dos aprendizes apenas com exposição teórica e
demonstrações de fórmulas matemáticas. Assim, é necessário que se tenha uma
maior aproximação entre os museus e as escolas, pois, enquanto estes se destacam
por despertar o interesse dos estudantes pela ciência, em sala, o professor terá mais
opções de aprofundar os assuntos.
Desta maneira, neste trabalho foi elaborado um produto educacional,
direcionado ao professor que conduz seus alunos a espaços não formais de
aprendizagem, que consequentemente, terá oportunidade de harmonizar estes dois
ambientes.
No primeiro momento do trabalho, sugere-se a interação dos estudantes com
os experimentos, através da manipulação, construção e exposição em sala,
contribuindo para a construção do conhecimento científico. Este contato possibilita
uma melhor compreensão da teoria que está fundamentada no funcionamento dos
88
diversos equipamentos que despertam a curiosidade e interesse dos alunos nos
espaços não formais.
Por meio da relação que será construída entre os assuntos abordados,
experimentos apresentados pelos estudantes e equipamentos observados durante a
visita ao espaço não formal, o aprendiz poderá construir o seu próprio conhecimento
durante a realização das atividades propostas no roteiro, e o professor de refletir
sobre sua ação constantemente.
As atividades foram elaboradas, buscando relacionar os assuntos teóricos
abordados em sala de aula, com a prática construída e vivenciada pelos próprios
aprendizes no museu.
Com a utilização do roteiro, o professor poderá planejar seu trabalho de forma
mais dinâmica, se tornar um profissional reflexivo em suas ações e criar uma boa
relação entre o processo de ensino nos museus e na escola.
A metodologia desta pesquisa se amoldou aos conceitos propostos por Schön
(2000), que defendeu a prática reflexiva. Durante a elaboração desta pesquisa,
buscou-se induzir o professor a tornar-se reflexivo, de modo que, com a utilização do
roteiro de atividades, terá a oportunidade de se avaliar. Em sua prática e ao conduzir
os estudantes aos espaços não formais, o professor, poderá agir e refletir, refletir
sobre o agir e durante a aplicação das atividades refletir, após refletir e agir. Schön
(2000), propõe estes três momentos que se intercalam durante a prática pedagógica
do educador, que pretende acompanhar as mudanças que ocorrem no ensino e no
cotidiano dos estudantes.
A aplicação de um questionário de sondagem possibilitou a elaboração de um
produto que atende a necessidade dos professores. Através da análise dos dados
coletados mesmo, percebeu-se que as visitas ocorriam com frequência, mas que
faltava algo que direcionasse professores e alunos antes e após a visita. Assim
criou-se um roteiro de atividades voltado para o ensino da óptica, que possibilita
uma interação mais dinâmica dos conteúdos vistos em sala de aula com os
equipamentos observados nos museus de ciências.
O produto apresentado nesta pesquisa pretende contribuir para formação dos
estudantes, melhoria da qualidade do trabalho dos educadores e adequação ao
mercado de trabalho.
89
Os experimentos e atividades práticas, quando bem desenvolvidos e planejados
podem se tornar grandes aliados na prática educativa do professor em sua relevante
tarefa de mediador e facilitador da aprendizagem.
Conteúdos de diversas áreas de conhecimento podem ser explorados em
visitas a espaços não formais de aprendizagem, como em museus, usinas
hidrelétricas, eventos científicos entre outros. Assim, o professor poderá construir o
seu próprio roteiro com a temática a ser abordada em sala de aula e relacionada
com o espaço a ser visitado.
90
REFERÊNCIAS
BRASIL. Ministério da Educação. Parâmetros Curriculares Nacionais. Ensino
Médio: Ciências da natureza, Matemática e suas tecnologias. Brasília:
MEC/Secretaria de Educação Básica, 2000. 109 p.
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educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais.
Ciências da natureza, Matemática e suas tecnologias. Brasília:
MEC/Secretaria de Educação Média e Tecnológica, 2002. 141p.
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Relação museu-escola: avanços e desafios na (re) construção do conceito
de museu. Atas da 21ª Reunião Anual da Associação Nacional de Pós-
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CAZELLI, S., GOUVÊA, G., FRANCO, C. e SOUSA C. N. Padrões de Interação
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CAZELLI, S.; FRANCO, C. Alfabetismo científico: Novos desafios no contexto
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CRESTANA, Silvério; HAMBURGER, Ernst W.;SILVA, Dilma M.;
MASCARENHAS, Sérgio; Educação para ciência: Curso para treinamento em
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CRESTANA, Silvério et al. Educação para a Ciência: Um curso para
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FALCÃO, D.; CAZELLI, S.; GOUVÊA, G.; QUEIROZ, G.; VALENTE, E.; ALVES,
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91
enfoque dos modelos mentais. Atas do I Encontro Nacional de Pesquisa em
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FALCÃO, D., CAZELLI, S., MARANDINO, M., GOUVEA, G; VALENTE, M. E. e
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Ensino de Ciências, 1997, Águas de Lindóia, 1997b.
GASPAR, A. Cinco Anos de Atividades do Centro Interdisciplinar de
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Professores em ação com modelos pedagógicos. Atas do VI Encontro de
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92
MARANDINO, M. Interfaces na relação museu-escola. São Paulo, USP 2001.
MARANDINO, Martha. Perspectivas da Pesquisa Educacional em Museus de
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de Ciências no Brasil e suas Metodologias. Ijuí: Editora Unijuí, 2006.
MARANDINO, M. (Org.). Educação em museus: a mediação em foco. São
Paulo: Grupo de Estudo e Pesquisa em Educação Não-formal e Divulgação em
Ciências, 2008.
SCHÖN, D. Formar Professores como Profissionais Reflexivos. In: Nóvoa, A.
Os Professores e a sua Formação. Lisboa: D. Quixote, p. 77 – 92, 1992.
SCHÖN, D.A. Educando o Profissional Reflexivo: um novo design para o
ensino e a aprendizagem. Trad. Roberto Cataldo Costa. Porto Alegre: Artmed,
2000.
93
APÊNDICES
APÊNDICE A - CATÁLOGO DOS EXPERIMENTOS DO PARQUE DA CIÊNCIA DA
UFVJM.
EXPERIMENTOS SOBRE MECÂNICA
1. CAINDO PARA CIMA
Figura 01: Caindo para cima
Fonte: http://www.parquedaciencia.com.br
Conteúdo de Física: Centro de Massa
Objetivo: Visualizar o efeito da localização do centro de massa sobre o movimento
de um corpo.
Descrição: Ao soltar o objeto da parte mais baixa do suporte mostrado na figura 36,
o mesmo sobe a calha ao invés de permanecer parado.
Explicação: Existe uma elevação na calha, o que impossibilitaria o duplo cone
(objeto) se mover nesta direção, mas o centro de massa do objeto se localiza no seu
94
eixo de rotação, permitindo o mesmo se deslocar. Há uma diferença na altura entre
eixo de rotação e o centro de massa. No momento em que o objeto se localiza na
parte alta da caixa, pelo senso comum, espera-se que o objeto desça, mas como o
centro de massa é mais baixo que o eixo de rotação, acontece o contrário. Quando o
objeto se encontra na parte mais baixa da calha, espera-se que o mesmo não suba,
mas como o centro de massa está mais alto que o eixo de rotação acontece que o
mesmo sobe.
Figura 02: Objeto subindo
Fonte: Elaborado pelo autor
O objeto procura a posição de equilíbrio, que é quando o centro de massa coincide
com o eixo de rotação.
Figura 03: Objeto na posição de equilíbrio
Fonte: Elaborado pelo autor
95
2. EMPUXO
Figura 04: Empuxo
Fonte: http://www.parquedaciencia.com.br
Conteúdo de Física: Hidrostática (Empuxo)
Objetivo: Analisar e compreender a ação do empuxo.
Descrição: Ao tocar o dedo na água contida em um dos recipientes da balança
posta em equilíbrio, observa-se que a balança se desequilibra.
Explicação: A balança inicialmente em equilíbrio contém a mesma quantidade de
água nos dois recipientes. Em um dos recipientes, quando o dedo é imerso na água,
certa quantidade de líquido é deslocada. Pelo princípio de Arquimedes, sabe-se que
o líquido exercerá no dedo, força de baixo para cima, denominada empuxo que é
igual ao peso do volume da água que se deslocou.
96
3. LUDIÃO
Figura 05: Ludião
Fonte: http://www.parquedaciencia.com.br
Conteúdo de Física: Pressão e densidade
Objetivo: Discutir os conceitos de densidade e pressão, e até mesmo o princípio de
funcionamento dos submarinos.
Descrição: O experimento é composto de uma garrafa com água e um ludião, que
pode ser uma ampola de injeção vazia.
Explicação: A pressão no interior da garrafa aumenta quando ela é pressionada,
fazendo com que o volume de água no interior do ludião (ampola) aumente. Assim,
sua densidade cresce e ele desce, quando se aperta a garrafa. Ao diminuir a
pressão no interior da garrafa, ou seja, deixando a garrafa voltar à sua forma normal,
o ludião sobe.
97
4. COROA DO REI
Figura 06: Coroa do rei
Fonte: http://www.parquedaciencia.com.br
Conteúdo de Física: Densidade e Empuxo
Objetivo: Utilizar os conceitos de densidade e empuxo para comparar a densidade
de cada coroa.
Descrição: O filósofo grego Arquimedes (282-212 a.C), foi quem pela primeira vez
verificou este fato. A história conta que o rei Hieron, solicitou a Arquimedes que
investigasse a acusação de que seu ourives havia confeccionado uma coroa com
prata e ouro e não apenas ouro puro como o rei havia mandado. Em seu famoso
banho, Arquimedes descobriu como solucionar o problema e saiu nu pelas ruas da
cidade gritando “eureca, eureca”.
Explicação: Este experimento possibilita ao estudante, comprovar e vivenciar a
famosa história de Arquimedes. Ao mergulhar na água as duas coroas (movendo
uma manivela), observa-se que a balança de braços iguais, que fora d’água estava
equilibrada, dentro d’água se desequilibra. O fenômeno ocorre devido à diferença
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de densidade entre as duas coroas, provocando uma diferença de empuxo. Essa
diferença de empuxo causaria a balança a inclinar-se, sendo mais imersa, a coroa
mais densa.
5. SUSTENTAÇÃO DE OBJETOS POR UM JATO DE AR
Figura 07: Jato de ar
Fonte: Dados da pesquisa
Conteúdo de Física: Força e pressão
Objetivo: Através de uma brincadeira que envolve autocontrole e paciência discutir
os conceitos físicos que envolvem a força e a pressão.
Descrição: Uma bola de isopor é sustentada por um jato vertical de ar que é
expelido por um exaustor de baixo para cima que se equilibra com o peso da bola.
Explicação: O ar quando flui pela superfície curva da bola circunda e adere as suas
paredes. Devido essa ação do ar, surgem forças sobre a bola permitindo que ela
fique presa nesse fluxo de ar. A adesão do ar à bola provoca reduções locais de
pressão, originando forças que são exercidas ao redor da bola que a empurram
para o centro do fluxo sempre que ela se desvia da posição inicial.
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6. CADEIRA DO FAQUIR
Figura 08: Cadeira do Faquir
,
Fonte: Dados da pesquisa
Conteúdo de Física: Pressão e Força
Objetivo: Discutir os conceitos de força, pressão e área de contato.
Descrição: A cadeira composta com pregos espaçados entre si por 1 cm, permite
discutir o conceito de pressão como sendo a razão entre a força aplicada e a área
de contato.
Explicação: Os estudantes inicialmente têm medo de sentarem na cadeira, devido
aos diversos pregos com as partes pontiagudas expostas. Como existem muitos
pregos distribuídos de maneira uniforme, a pressão será pequena devido à área de
contato com os pregos ser grande.
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7. FOGUETE DE PRESSÃO
Figura 09: Foguete de pressão
Fonte: Dados da pesquisa
Conteúdo de Física: Leis de Newton e pressão
Objetivo: Aplicação da lei de ação e reação.
Descrição: O foguete é construído com uma garrafa pet e uma plataforma para
lançamento que pode ser fixa numa base de madeira. A bomba de bicicleta é
adaptada a uma válvula para ser utilizada para pressurizar a garrafa que contém
água até um terço da sua capacidade.
Explicação: O princípio de funcionamento do foguete se baseia na terceira lei de
Newton, a lei da ação e reação, que evidencia que “Quando um corpo exerce uma
ação sobre outro, este reage sobre o primeiro com uma força de mesma
intensidade, mesma direção e sentido contrário”. À medida em que se aumenta a
quantidade de ar dentro da garrafa a pressão aumenta fazendo com que água seja
expelida para baixo “Ação” e exercendo uma força em sentido contrário “Reação”
fazendo com que a garrafa suba.
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8. LATAS ADESTRADAS
Figura 10: Latas adestradas
Fonte: http://www.parquedaciencia.com.br
Conteúdo de Física: Conservação da energia
Objetivo: Mostrar as transformações da energia cinética em elástica e elástica em
cinética.
Descrição: Pode-se observar que ao rolar, a velocidade da lata diminui até parar.
Após o repouso instantâneo, a lata volta a entrar em movimento na direção em que
foi lançada.
Figura 11: Modelo lata adestrada
Fonte: http://professorandrios.blogspot.com.br
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Explicação: A partir de uma simples montagem, constituída de um parafuso (objeto)
amarrado a um elástico preso no eixo da parte interna de uma lata, podem ser
observadas as transformações de energia. O elástico se enrola dentro da lata devido
ao peso do objeto, armazenando energia potencial elástica que se transforma em
energia cinética e vice-versa, por isso acontece o movimento de vai e vem.
Enquanto a lata rola pela superfície, a massa do objeto faz o elástico se rola rolar e
enrolar e armazenar energia elástica.
9. ESFERAS DE NEWTON
Figura 12: Esferas de Newton
Fonte: http://www.parquedaciencia.com.br
Conteúdo de Física: Conservação do momento Linear
Objetivo: Observar a conservação do momento Linear através da colisão entra as
esferas suspensas.
Descrição: Ao serem erguidas, ocorrem colisões entre as esferas que estão
suspensas de modo a ficarem em contato e alinhadas. Essas colisões são
consideradas perfeitamente elásticas, se explicando pelo número de esferas que se
movem juntas antes da colisão ser sempre igual ao número de esferas que saem
juntas após a colisão.
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Explicação: O fato se deve pelo princípio da conservação da energia mecânica.
Em uma colisão linear perfeitamente elástica, a energia cinética das partículas
interventoras se conserva, desconsiderando as energias dissipativas, podemos
concluir que a velocidade de aproximação desses objetos antes da colisão é igual a
velocidade que se afastam após a colisão.
EXPERIMENTOS DE ENERGIA ELÉTRICA
1. CASINHA DO APAGÃO
Figura 13: Casinha do apagão
http://www.parquedaciencia.com.br
Conteúdo de Física: Energia elétrica
Objetivo: Analisar os consumos de energia dos aparelhos eletrodomésticos que
existem em uma residência.
Descrição: A casinha mostra em miniatura os aparelhos, que podem ser ligados e
desligados pelo estudante, permitindo fazer simulações e cálculos do consumo de
energia.
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Explicação: Este experimento possibilita ao estudante analisar o consumo de
energia elétrica de cada aparelho, que podem ser ligados ou desligados por uma
chavinha. O consumo aumenta, à medida que aumenta o número dos aparelhos
ligados.
2. ENERGIA EÓLICA
Figura 14: Energia eólica
Fonte: Dados da pesquisa
Conteúdo de Física: Transformação da energia
Objetivo: Mostrar as transformações da energia eólica em energia elétrica e o
princípio do funcionamento das Usinas Eólicas.
Descrição: O estudante é desafiado a soprar e conseguir ligar a lâmpada que esta
acoplada ao suporte junto à hélice, o princípio do experimento é o funcionamento da
Usina Eólica que se baseia na transformação da energia mecânica em elétrica.
Explicação: através do sopro, a hélice entra em movimento acionando um dínamo
que como consequência provoca a variação do campo magnético em uma bobina.
Através da indução eletromagnética, surge uma corrente que acende a lâmpada.
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EXPERIMENTO DE TERMODINÂMICA
1. PÁSSARO SEDENTO
Figura 15: Pássaro sedento
http://www.parquedaciencia.com.br
Conteúdo de Física: Termodinâmica e Centro de gravidade
Objetivo: Mostrar a transferência de calor com o aumento da temperatura da
substância e o equilíbrio do brinquedo.
Descrição: O pássaro de vidro que fica bicando a água do copo sem parar consiste
em um recipiente especial, feito com duas esferas de vidro que compõem a cabeça
e o corpo ligados por um tubo de vidro. Dentro do recipiente há certa quantidade de
éter ou fréon, substâncias que se evaporam rapidamente à temperatura e pressão
ambientes. As pernas e pés do passarinho formam o apoio em relação ao qual a
estrutura de vidro pode balançar. Alguma penugem fina é colada à cabeça e ao
corpo do brinquedo e servem de ajuste para o equilíbrio.
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Explicação: Este experimento é essencialmente uma máquina térmica. A base do
corpo é a fonte quente (ambiente) e a cabeça é a fonte fria, resfriada com a água
que o bico do pássaro toca ao se inclinar. O bulbo de cima da cabeça do pássaro é
coberta por feltro e dentro do bulbo existe éter que é extremamente volátil. A cabeça
do pássaro é molhada com água que evapora e resfria o vapor do éter no interior da
cabeça do pássaro. A pressão diminui, aumenta a coluno do éter no tubo, descola o
centro de massa para cima e inclina o pássaro, que molha o bico novamente e o
ciclo se repete dando a impressão que o pássaro está bebendo a água do
recipiente.
EXPERIMENTOS DE ÓPTICA
1. DESAFIO ÓPTICO
Figura 16: Desafio óptico
http://www.parquedaciencia.com.br
Conteúdo de Física: Formação de Imagens e lentes cilíndricas.
Objetivo: Mostrar a formação das imagens nas lentes cilíndricas.
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Descrição: O experimento é composto de um tubo de acrílico e de algumas
Explicação: O tubo de acrílico funciona como uma lente cilíndrica que inverte as
imagens. As palavras que podem ser lidas normalmente são formadas por letras
verticalmente simétricas.
2. CALEIDOSCÓPIO GIGANTE
Figura 17: Caleidoscópio gigante
Fonte: Dados da pesquisa
Conteúdo de Física: Formação de imagens e espelhos planos.
Objetivo: Mostrar a formação das imagens e simetria nos espelhos planos.
Descrição: O caleidoscópio é um dispositivo óptico constituído por três espelhos
planos colocados de modo a formar entre si ângulos de 60º.
Explicação: Os estudantes fazendo girar o caleidoscópio poderão visualizar
diversas imagens simétricas e coloridas, graças a reflexão da luz, originadas pelos
pequenos objetos coloridos, colocados diante dos espelhos que dão origem a novas
imagens simétricas através de sucessivas reflexões nos espelhos.
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3. ERRE SE PUDER
Figura 18: Erre se puder
Fonte: Dados da pesquisa
Conteúdo de Física: Distância focal de uma superfície côncava.
Objetivo: Mostrar o ponto focal de uma superfície côncava.
Descrição: O experimento se baseia em diversas calhas das quais pode ser
largada uma esfera, que atinge um anteparo côncavo, uma curva em forma de
parábola, que faz a esfera convergir para o foco da parábola.
Explicação: As lentes e os espelhos esféricos possuem um ponto de convergência
dos raios luminosos, este ponto é chamado de foco. Tal fenômeno poderá ser
observado ao soltar uma pequena esfera de qualquer uma das calhas, a esfera
sempre atingirá o mesmo ponto, que é o ponto focal.
109
4. PERISCÓPIO
Figura 19: Periscópio
Fonte: Dados da pesquisa
Conteúdo de Física: Formação de imagens nos espelhos planos.
Objetivo: Observar a formação das imagens através da associação dos espelhos
planos.
Descrição: Duas pessoas se olham através de um tubo, onde estão acoplados
quatro espelhos planos, os mesmos refletem mutuamente a imagem do rosto das
pessoas que se observam de lados opostos, criando uma ilusão de que estão
sendo vistas diretamente, ao colocar um obstáculo no trajeto as pessoas continuam
se vendo. A caixa pode ser aberta para que os visitantes entendam como os
espelhos foram colocados.
Explicação: O periscópio utiliza dois espelhos paralelos distantes um do outro.
Para que a imagem fique perfeita, os espelhos devem formar um ângulo de 45º
com a estrutura do objeto. Os raios luminosos atingem o primeiro espelho, que os
reflete para o segundo espelho, sendo novamente refletidos para o visor. A luz
penetra por uma das extremidades e é refletida para os olhos do observador.
110
5. CALEIDOSFERA
Figura 20: Caleidosfera
Fonte: Dados da pesquisa
Conteúdo de Física: Formação de imagens nos espelhos planos.
Objetivo: Mostrar a formação das imagens e simetria nos espelhos planos.
Descrição: Quatro espelhos planos são justapostos em formato de tronco de
pirâmide, originando um grande número de imagens, no fundo é inserido um
monitor que passa um vídeo.
Explicação: As imagens vistas terão formato esférico, devido à associação dos
espelhos planos e a simetria entre as imagens formadas.
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6. CAIXA MISTERIOSA
Figura 21: Caixa misteriosa
Fonte: Dados da pesquisa
Conteúdo de Física: Formação de imagens nos espelhos planos.
Objetivo: Observar o efeito da formação das imagens através da associação dos
espelhos planos.
Descrição: A caixa é montada em formato de L, com um semi-refletor (espelho) na
diagonal e um feixe de luz que é desviado possibilitando aos estudantes
visualizarem a fotografia de uma mulher bonita se transformar em um gorila. A
montagem está representada na figura abaixo.
Foto 22: Esquema da caixa misteriosa
Fonte: http://ivirtuc2.blogspot.com.br/2012/06/nao-monga-nao.html
112
Explicação: Em um lado da caixa é inserida a fotografia de uma mulher bonita e no
outro de um monstro. Quando se apaga a luz que está sendo emitida para a
fotografia da mulher, deixa-se acesa a do monstro, aparecendo no vidro apenas o
reflexo do monstro. E vice versa. Durante a observação dos estudantes, vai se
graduando o feixe de luz da fotografia da mulher e aumentando o feixe de luz da
fotografia do monstro. A impressão que se terá é que a imagem do monstro está
sobre a da mulher, como se fosse uma única imagem.
7. ESPELHO INFINITO
Figura 23: Espelho infinito
Fonte: Dados da pesquisa
Conteúdo de Física: Formação de imagens nos espelhos planos.
Objetivo: Observar a formação das imagens através da associação de dois
espelhos planos em paralelo.
Descrição: O espelho infinito dispõe de dois espelhos paralelos e lâmpadas de
LED.
Explicação: As lâmpadas de LED, ao serem ligadas, são simultaneamente
refletidas pelos dois espelhos, dando a percepção de que a mesa é infinita.
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8. O OLHO HUMANO
Figura 24: O Olho humano
Fonte: Dados da pesquisa
Conteúdo de Física: Formação de imagens no olho humano.
Objetivo: Mostrar a formação das imagens nas lentes esféricas e no olho humano.
Descrição: O experimento tem o formato de um olho humano, os visitantes
poderão observar através de uma lente convergente a formação das imagens
invertidas, assim como acontece com o olho humano.
Explicação: Uma lente convergente representa o funcionamento da córnea do olho.
O globo de isopor representa o globo ocular, e o cristalino é representado por um
globo de vidro. No experimento o ajuste focal, que no olho é função do cristalino, é
feito pela lente convergente. A retina, que no olho é o anteparo onde se formam as
imagens, no experimento é representada por um papel vegetal, os visitantes podem
observar as imagens invertidas como o que acontece com o olho humano,
ajustando a distância focal.
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9. DISCO DE NEWTON
Figura 25: Disco de Newton
Fonte: Dados da pesquisa
Conteúdo de Física: Teoria das cores, dispersão da luz.
Objetivo: Mostrar a formação da luz branca através da superposição das cores.
Descrição: O disco de Newton é composto por um disco pintado com as sete cores
principais que identificamos no arco-íris. Ao girar o disco ocorrerá superposição das
sete cores, que formarão a cor branca.
Explicação: Esta cor resulta da mistura das cores pintadas sobre o disco, as quais
representam apenas uma pequena fração das frequências de luz provenientes do
espectro solar visível, que variam de forma gradativa e continuamente do vermelho
ao violeta. Tal fenômeno também pode ser observado no prisma, quando um feixe
de luz branca que o atravessa se decompõe, dando origem a um espectro colorido.
Esse fenômeno denomina-se dispersão da luz, comprovando que a luz branca é
constituída pela superposição de muitas cores.
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EXPERIMENTOS DE ELETROMAGNETISMO
1. CIRCUITO EM SÉRIE E EM PARALELO
Figura 26: Circuito em série e em paralelo
Fonte: http://www.parquedaciencia.com.br
Conteúdo de Física: Voltagem e corrente elétrica.
Objetivo: Mostrar o que ocorre com a voltagem e a corrente elétrica quando as
lâmpadas são associadas em série e em paralelo.
Descrição: O experimento dispõe de lâmpadas ligadas em série e lâmpadas
ligadas em paralelo, podendo ser observada a variação do brilho das lâmpadas
pelos estudantes.
Explicação: Com a utilização do experimento os estudantes poderão observar que
no circuito em série a corrente é a mesma em todas as lâmpadas e a voltagem se
divide, no circuito ligado em paralelo a voltagem é a mesma e a corrente se divide.
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2. IMÃS
Figura 27: Imãs
Fonte: http://www.parquedaciencia.com.br
Conteúdo de Física: Propriedades dos ímãs.
Objetivo: Mostrar a repulsão e a atração magnética dos ímãs.
Descrição: O suporte dispõe de ímãs que quando colocados face à face com polos
iguais se repelem. A levitação dos ímãs ocorre devido à repulsão magnética.
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3. ANÉIS SALTITANTES
Figura 28: Anéis saltitantes
Fonte: http://www.parquedaciencia.com.br
Conteúdo de Física: Eletromagnetismo.
Objetivo: Discutir os conceitos de variação do fluxo magnético, Lei de Lenz e
discutir a função da bobina de ferro.
Descrição: Este experimento é conhecido como “Anel de Thompsom”. Quando o
interruptor é ligado, o anel salta para o topo do núcleo de ferro.
Explicação: Quando o interruptor é ligado, é estabelecida uma corrente elétrica que
cria um campo magnético dentro e ao redor da bobina preenchida com um núcleo
de ferro que se prolonga para fora dela. Esse campo magnético é variável e induz
uma força eletromotriz no anel e, em consequência disso, passa a circular nele uma
corrente elétrica, cujo sentido é oposto ao campo magnético indutor da bobina,
causando uma forte repulsão. Se o anel estiver cortado o anel não se moverá, pois
a corrente não irá circular.
118
4. FREIO MAGNÉTICO
Figura 29: Freio magnético
Fonte: http://www.parquedaciencia.com.br
Conteúdo de Física: Eletromagnetismo, Lei de Faraday e Lei de Lenz.
Objetivo: Discutir os conceitos da indução eletromagnética.
Descrição: Ao ligar o interruptor o disco de alumínio começa a girar. Ao aproximar
um ímã do disco, este é freado.
Explicação: Ao aproximarmos o ímã do disco em movimento são criadas correntes
induzidas (correntes de Foucault). O disco é freado devido à interação do campo
magnético do ímã com o campo magnético criado pelas correntes induzidas no
disco em movimento, que se opõe ao campo magnético do ímã.
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5. GERADOR DE VAN DER GRAAF
Figura 30: Gerador de Van Der Graaff
Fonte: Dados da pesquisa
Conteúdo de Física: Eletrostática, processos de eletrização, poder das pontas,
campo elétrico.
Objetivo: Mostrar como ocorrem os processos de eletrização e o poder das pontas.
Descrição: Em torno da esfera é criado um campo elétrico. É possível visualizar
este efeito quando os cabelos do estudante que está em contato com a esfera se
levantam.
Explicação: O gerador é composto por uma correia de material isolante, dois
roletes, uma cúpula de descarga, um motor, duas escovas e uma coluna de apoio.
A correia ao atritar nas escovas eletriza a esfera de material condutor. Nele uma
carga positiva é transportada continuamente pela correia de borracha para dentro
de uma cúpula metálica oca. A carga é coletada e armazenada na superfície
externa, até que o potencial elétrico se torna tão elevado que cria um campo elétrico
ao redor do gerador.
120
APÊNDICE B - ESTUDANTES VISITANDO O PARQUE DA CIÊNCIA DA UFVJM
Figura 01: Estudantes da rede pública, conhecendo a Maquete
Fonte: Dados da pesquisa
Figura 02: Estudantes da rede pública, recebendo brindes no Parque da
Ciência da UFVJM.
Fonte: Dados da pesquisa
121
Figura 03: Professor que conduziu os estudantes ao Parque da Ciência sendo
entrevistado.
Fonte: Dados da pesquisa
Figura 04: Entrevista com os estudantes que visitaram o Parque da Ciência
Fonte: Dados da pesquisa
122
Figura 05: Observações Astronômicas na área externa da UFVJM
Fonte: Dados da pesquisa
Figura 06: Parque da Ciência na escola
Fonte: Dados da pesquisa
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APÊNDICE C: EXPOSIÇÕES NA PRAÇA TIRADENTES EM TEÓFILO OTONI.
Figura 01: Exposições do Parque da Ciência em Praça pública I
Fonte: Dados da pesquisa
Figura 02: Exposições do Parque da Ciência em Praça pública II
Fonte: Dados da pesquisa