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ANDRÉ SANTOS DE OLIVEIRA
SEQUÊNCIAS DE ENSINO TRANSPOSTAS DIDATICAMENTE AO ENSINO
FUNDAMENTAL UTILIZANDO EXPERIMENTOS ÓPTICOS DE BAIXO CUSTO
JUAZEIRO DO NORTE / CE
2018
i
ANDRÉ SANTOS DE OLIVEIRA
SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS SOBRE EXPERIMENTOS ÓPTICOS DE BAIXO CUSTO
TRANSPOSTAS DIDATICAMENTE AO ENSINO FUNDAMENTAL
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física - Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física, ofertado pela Sociedade Brasileira de Física em parceria com a Universidade Regional do Cariri como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em ensino de Física. Orientador: Prof. Dr. Francisco Eduardo de Sousa Filho.
JUAZEIRO DO NORTE / CE
2018
ii
iii
Catalogação na fonte
Cícero Antônio Gomes Silva – CRB-3 n° /1385
O48s
Oliveira, André Santos de. Sequências de Ensino Transpostas Didaticamente ao Ensino Fundamental Utilizando Experimentos Ópticos de Baixo Custo. / André Santos de Oliveira – Crato-Ce, 2018,
208 f.: il.;30cm.
Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) Universidade Regional do Cariri– URCA / Mestrado Nacional profissional do ensino de Física
Orientadora: Profo. Doutor. Francisco Eduardo de Sousa Filho
1. Sequência didática . 2. Experimentos ópticos 3. Ensino fundamental I. Título
CDD:930
iv
DEDICATÓRIA
A Deus,
Ao meu pai, Rildo Costa de Oliveira.
À minha mãe, Rosangela Santos de Oliveira.
À minha esposa, Luziane Carmo da Silva.
Ao meu filho, Arthur Silva de Oliveira.
À minha irmã, Cristiane Santos de Oliveira.
E aos demais familiares e amigos de
Pernambuco, Juazeiro-CE e Manicoré-AM.
v
AGRADECIMENTOS
Aos professores do mestrado Dr. Francisco Eduardo de Sousa Filho, Dr. Carlos Emídio
Sampaio Nogueira, Dr. Wilson Hugo Cavalcante Freire e Dr. George Pimentel Fernandes, pelos
ensinamentos.
Aos amigos de turma do mestrado Edigleudo Freitas de Oliveira, Francisco Clécio de Lima,
Josniel Pires da Silva, Francisco Laurindo de Souza, Cícero Jackson Pinheiro Beserra, Romeu
de Oliveira Felizardo, Jardeanne Alencar Sampaio, Marcos Antônio de Souza Silva, Pedro
Ernesto Veras, Romário Nunes Braz e Samuel dos Santos Feitosa, pela parceria nos estudos.
Aos alunos que participaram da intervenção pedagógica, pela participação.
Ao amigo Angelus Amadeus de Andrade Souza, pela confiança e incentivo de sempre.
Ao Ms. Francisco Adeil Gomes de Araújo, professor da minha formação superior em
Licenciatura em Física na Universidade Federal do Ceará, pela motivação.
Aos órgãos Sociedade Brasileira de Física, pela possibilidade de existência deste curso; à
CAPES por ter fomentado o curso; ao Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física,
pela oportunidade; à Universidade Regional da Cariri, pelo espaço disponibilizado para as
aulas.
Aos membros da banca Dr. Fernando Martins de Paiva e Dr. Antônio Carlos Alonge Ramos,
pelas melhorias neste trabalho enquanto membros da banca durante a defesa deste mestrado.
Ao Dr. Francisco Augusto Silva Nobre, vice-coordenador do POLO-31, pela força.
Ao Dr. Cláudio Rejane da Silva Dantas, coordenador do POLO-31, pelo apoio.
Ao Dr. Francisco Eduardo de Sousa Filho, pela excelente orientação.
vi
"Quando achamos a matemática e a física teórica muito difíceis, voltamo-nos para o misticismo." (Stephen Hawking)
vii
RESUMO
Este trabalho foi desenvolvido como uma solução que possibilita professores ministrarem aulas
diferenciadas utilizando experimentos ópticos, dispensando a necessidade de altos
investimentos financeiros para montar laboratórios sofisticados, pois são utilizados materiais
de baixo custo que contribuem para a conservação do meio ambiente. Fundamentações teóricas
principalmente alicerçadas na aprendizagem significativa de David Ausubel e aprofundada por
Marco Antônio Moreira, bem como citações de autores como: Dolz, Schneuwly, Delizoicov,
Tissander, Michel Verret e Yves Chevallard. Fundamentações físicas baseadas em livros dos
autores: Grigory Samuiluich Landsberg, David Halliday, Robert Resnick, Raymond Serway,
John Jewett, Hugh Young, Roger Freedman e Kenneth Krane. Metodologia é uma sequência
de ensino, comum aos experimentos do produto educacional vinculado a este, transposta
didaticamente ao ensino fundamental, que orienta professores como: questionar os alunos com
pergunta motivadora, apresentar os experimentos aos alunos, contextualizar, utilizar os
materiais, montar os experimentos, fundamentar, avaliar o aprendizado do aluno e estimular
que os alunos pesquisem mais sobre o assunto. Resultados muito satisfatórios tanto para alunos
como para professores. Produto educacional abordando 25 experimentos ópticos: propagação
da luz; reversibilidade da luz; independência dos raios da luz; fontes primárias e secundárias;
sombra e penumbra; meios transparentes, translúcidos e opacos; câmara escura; incidência e
reflexão; fibra óptica; levitação; holograma caseiro; refração num aquário; efeito monga;
espelho do susto; decalcar desenhos; número de imagens formadas; caleidoscópio; periscópio;
imagem no infinito; microscópio caseiro; projetor caseiro; espelhos esféricos caseiros; disco de
Newton; reflexo das cores e luz branca.
Palavras-chave: Sequência didática. Experimentos ópticos. Ensino fundamental.
viii
ABSTRACT
This work was developed as a solution that allows teachers to teach different classes using
optical experiments, avoiding the need for high financial investments to set up sophisticated
laboratories, since low cost materials are used that contribute to the conservation of the
environment. Theoretical fundamentals mainly based on the significant learning of David
Ausubel and deepened by Marco Antônio Moreira, as well as quotations from authors such as:
Dolz, Schneuwly, Delizoicov, Tissander, Michel Verret and Yves Chevallard. Physical
foundations based on the authors' books: Grigory Samuiluich Landsberg, David Halliday,
Robert Resnick, Raymond Serway, John Jewett, Hugh Young, Roger Freedman and Kenneth
Krane. Methodology is a sequence of teaching, common to the experiments of the educational
product linked to it, transposed to basic teaching, teaching teachers such as: questioning the
students with a motivating question, presenting the experiments to the students, contextualizing,
using the materials, , to base, to evaluate the student's learning and to encourage students to
research more about the subject. Very satisfactory results for both students and teachers.
Educational product addressing 25 optical experiments: light propagation; reversibility of light;
independence of the rays of light; primary and secondary sources; shadow and penumbra;
transparent, translucent and opaque media; dark chamber; incidence and reflection; optical
fiber; levitation; home hologram; refraction in an aquarium; monga effect; scare mirror;
drawings; number of images formed; kaleidoscope; periscope; image in infinity; home
microscope; home projector; home spherical mirrors; Newton's disc; reflection of colors and
white light.
Keywords: Following teaching. Optical experiments. Elementary School.
ix
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 01 – Três frentes de onda deslocando-se ...................................................................... 36
Figura 02 - Novas frente de onda .............................................................................................. 36
Figura 03 - Frentes secundárias gerando envoltórias ............................................................... 37
Figura 04 – Verificação dos pontos A e B’ .............................................................................. 37
Figura 05 – Análise do dos triângulos ABB’ e BAA’ .............................................................. 37
Figura 06 – Verificar igualdade dos ângulos ............................................................................ 38
Figura 07 – Raio refletindo no ponto B .................................................................................... 38
Figura 08 - Distâncias entre os ângulos .................................................................................... 38
Figura 09 – Análise da geometria dos triângulos .................................................................... 40
Figura 10 – Três frentes de onda sucessivas.............................................................................. 43
Figura 11 – Análise do ângulo de incidência ............................................................................ 43
Figura 12 – Análise uma frente de onda ................................................................................... 43
Figura 13 – Analisando o tempo de deslocamento da frente de onda ...................................... 44
Figura 14 - Refração no ponto C ............................................................................................... 44
Figura 15 - Análise das velocidades ......................................................................................... 44
Figura 16 – Análise da trigonometria dos triângulos ................................................................ 45
Figura 17 – Raio incidente e refratado ...................................................................................... 46
Figura 18 – Distância percorrida pelo raio incidente e refratado .............................................. 46
Figura 19 – Análise do cateto oposto ao ângulo Ɵr .................................................................. 46
Figura 20 - Análise do Li e Lr .................................................................................................. 47
Figura 21 - Análise de x sendo cateto oposto ao ângulo Ɵi ..................................................... 48
Figura 22 – Experimento Propagação da Luz ........................................................................... 57
Figura 23 – Experimento Reversibilidade da Luz .................................................................... 57
Figura 24 – Experimento Independência dos Raios da Luz ..................................................... 58
Figura 25 – Experimento Fontes Primárias e Secundárias ....................................................... 58
Figura 26 - Experimento Sombra e Penumbra .......................................................................... 59
Figura 27 - Experimento Meios Transparentes, Translúcidos e Opacos .................................. 59
Figura 28 – Experimento Câmara Escura ................................................................................. 60
Figura 29 – Experimento Incidência e Reflexão ....................................................................... 61
Figura 30 – Experimento Fibra Óptica ..................................................................................... 62
Figura 31 – Experimento Levitação ......................................................................................... 63
Figura 32 - Experimento Holograma Caseiro ........................................................................... 64
x
Figura 33 - Experimento Aquário e Laser ................................................................................ 65
Figura 34 – Experimento Efeito Monga ................................................................................... 66
Figura 35 – Experimento Espelho do Susto .............................................................................. 68
Figura 36 – Experimento Decalcar Desenhos ........................................................................... 69
Figura 37 – Experimento Imagens Formadas ........................................................................... 70
Figura 38 - Experimento caleidoscópio .................................................................................... 71
Figura 39 - Experimento Periscópio ......................................................................................... 72
Figura 40 – Experimento Imagem no Infinito .......................................................................... 73
Figura 41 – Experimento Microscópio Caseiro ........................................................................ 74
Figura 42 – Experimento projetor caseiro ................................................................................ 75
Figura 43 – Espelhos esféricos caseiros ................................................................................. 76
Figura 44 - Experimento disco de Newton ............................................................................... 78
Figura 45 - Experimento reflexo das Cores .............................................................................. 79
Figura 46 – Experimento Luz Branca ....................................................................................... 80
xi
LISTA DE TABELAS
Tabela 01 – Respostas obtidas no questionário inicial sobre propagação da luz ..................... 82
Tabela 02 – Respostas obtidas no questionário inicial sobre reversibilidade da luz ............... 82
Tabela 03 – Respostas obtidas no questionário inicial sobre independência dos raios da luz . 83
Tabela 04 – Respostas obtidas no questionário inicial sobre fontes primárias e secundárias .. 83
Tabela 05 – Respostas obtidas no questionário inicial sobre câmara escura ............................ 83
Tabela 06 – Respostas obtidas no questionário inicial sobre reflexão ..................................... 83
Tabela 07 – Respostas sobre ter entendido melhor através de cada experimento .................... 84
Tabela 08 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre propagação da luz .......... 85
Tabela 09 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre reversibilidade da luz ..... 86
Tabela 10 – Respostas no questionário interm. sobre independência dos raios da luz ............. 86
Tabela 11 – Respostas no questionário interm. sobre fontes primárias e secundárias ............. 87
Tabela 12 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre sombra e penumbra ....... 87
Tabela 13 – Respostas no quest. interm. sobre meios transparentes, translúcidos e opacos .... 88
Tabela 14 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre câmara escura ................ 89
Tabela 15 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre reflexão .......................... 89
Tabela 16 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre incidência e reflexão ...... 90
Tabela 17 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre fibra óptica ..................... 90
Tabela 18 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre levitação ......................... 91
Tabela 19 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre refração .......................... 91
Tabela 20 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre holograma caseiro .......... 92
Tabela 21 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre aquário e laser ................ 92
Tabela 22 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre efeito monga .................. 93
Tabela 23 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre espelho do susto ............. 93
Tabela 24 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre decalcar desenhos .......... 94
Tabela 25 – Respostas do questionário intermediário sobre associação de espelhos planos ... 95
Tabela 26 – Respostas do questionário intermediário sobre número de imagens formadas .... 95
Tabela 27 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre caleidoscópio ................. 96
Tabela 28 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre periscópio ...................... 96
Tabela 29 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre imagem no infinito ........ 97
Tabela 30 – Respostas no questionário intermediário sobre lentes e espelhos esféricos ......... 97
Tabela 31 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre microscópio caseiro ....... 98
Tabela 32 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre projetor caseiro .............. 98
xii
Tabela 33 – Respostas no questionário intermediário sobre espelhos esféricos caseiros ......... 99
Tabela 34 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre dispersão da luz ............. 99
Tabela 35 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre disco de Newton ........... 100
Tabela 36 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre reflexo das cores ........... 100
Tabela 37 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre luz branca ..................... 101
Tabela 38 – Análises de desempenho individual dos alunos ................................................... 111
Tabela 39 – Respostas da primeira pergunta do questionário final ......................................... 112
Tabela 40 – Respostas da segunda pergunta do questionário final ......................................... 113
xiii
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 01 – Comparativo sobre propagação da luz ............................................................. 102
Gráfico 02 – Comparativo sobre reversibilidade da luz ....................................................... 103
Gráfico 03 – Comparativo sobre independência dos raios da luz ......................................... 103
Gráfico 04 – Comparativo sobre fontes primárias e secundárias .......................................... 104
Gráfico 05 – Comparativo sobre sombra e penumbra .......................................................... 104
Gráfico 06 – Comparativo sobre meios transparentes, translúcidos e opacos ...................... 105
Gráfico 07 – Comparativo sobre câmara escura ................................................................... 105
Gráfico 08 – Comparativo sobre reflexão ............................................................................. 106
Gráfico 09 – Respostas relacionadas aos experimentos de reflexão ..................................... 106
Gráfico 10 – Comparativo sobre refração ............................................................................. 107
Gráfico 11 – Respostas relacionadas aos experimentos de refração ..................................... 107
Gráfico 12 – Comparativo sobre associação de espelhos planos .......................................... 108
Gráfico 13 – Respostas relacionadas aos experimentos de associação de espelhos planos .. 108
Gráfico 14 – Comparativo sobre lentes e espelhos esféricos ................................................ 109
Gráfico 15 – Respostas relacionadas aos experimentos de lentes e espelhos esféricos ........ 109
Gráfico 16 – Comparativo sobre dispersão da luz ................................................................ 110
Gráfico 17 – Respostas relacionadas aos experimentos de dispersão da luz ........................ 110
xiv
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 19
2 FUNDAMENTAÇÕES TEÓRICAS ................................................................................... 22
2.1 Sequências de ensino ............................................................................................. 22
2.2 Utilização de experimentos em sala de aula .......................................................... 23
2.3 Laboratórios de baixo custo .................................................................................. 25
2.4 Transposição didática ............................................................................................ 26
2.5 Aprendizagem significativa ................................................................................... 28
2.6 Parâmetros Curriculares Nacionais ....................................................................... 30
2.7 Diretrizes Curriculares Nacionais .......................................................................... 31
3 FUNDAMENTAÇÕES FÍSICAS ........................................................................................ 32
3.1 Introdução – fundamentações ................................................................................ 32
3.1.1 Propagação da luz................................................................................... 32
3.1.2 Reversibilidade da luz............................................................................. 33
3.1.3 Independência dos raios da luz............................................................... 33
3.1.4 Fontes primárias e secundárias.............................................................. 34
3.1.5 Sombra e penumbra................................................................................ 34
3.1.6 Meios transparentes, translúcidos e opacos.......................................... 34
3.1.7 Câmara escura....................................................................................... 35
3.2 Reflexão ............................................................................................................... 35
3.2.1 Incidência e reflexão.............................................................................. 40
3.2.2 Fibra óptica........................................................................................... 41
3.2.3 Levitação................................................................................................ 41
3.3 Refração ............................................................................................................... 42
3.3.1 Holograma caseiro................................................................................. 48
3.3.2 Aquário e laser ...................................................................................... 48
3.3.3 Efeito monga.......................................................................................... 49
3.3.4 Espelho do susto.................................................................................... 49
3.3.5 Decalcar desenhos................................................................................. 50
3.4 Associação de espelhos planos............................................................................. 50
3.4.1 Número de imagens formadas............................................................... 51
3.4.2 Caleidoscópio........................................................................................ 51
3.4.3 Periscópio.............................................................................................. 52
xv
3.4.4 Imagem no infinito................................................................................... 52
3.5 Lentes e espelhos esféricos.................................................................................... 52
3.5.1 Microscópio caseiro................................................................................ 53
3.5.2 Projetor caseiro....................................................................................... 53
3.5.3 Espelhos esféricos caseiros..................................................................... 54
3.6 Dispersão da luz .................................................................................................... 54
3.6.1 Disco de Newton...................................................................................... 55
3.6.2 Reflexo das cores..................................................................................... 55
3.6.3 Luz branca............................................................................................... 55
4 METODOLOGIA ................................................................................................................ 56
4.1 Introdução............................................................................................................... 57
4.1.1 Propagação da luz................................................................................... 57
4.1.2 Reversibilidade da luz............................................................................. 57
4.1.3 Independência dos raios da luz............................................................... 58
4.1.4 Fontes primárias e secundárias.............................................................. 58
4.1.5 Sombra e penumbra................................................................................. 59
4.1.6 Meios transparentes, translúcidos e opacos........................................... 59
4.1.7 Câmara escura........................................................................................ 60
4.2 Reflexão ................................................................................................................ 61
4.2.1 Incidência e reflexão............................................................................... 61
4.2.2 Fibra óptica............................................................................................. 62
4.2.3 Levitação................................................................................................. 63
4.3 Refração................................................................................................................. 64
4.3.1 Holograma caseiro.................................................................................. 64
4.3.2 Aquário e laser ....................................................................................... 65
4.3.3 Efeito monga............................................................................................ 66
4.3.4 Espelho do susto...................................................................................... 68
4.3.5 Decalcar desenhos................................................................................... 69
4.4 Associação de espelhos planos............................................................................... 70
4.4.1 Número de imagens formadas................................................................. 70
4.4.2 Caleidoscópio.......................................................................................... 71
4.4.3 Periscópio................................................................................................ 72
4.4.4 Imagem no infinito................................................................................... 73
xvi
4.5 Lentes e espelhos esféricos.................................................................................... 74
4.5.1 Microscópio caseiro................................................................................ 74
4.5.2 Projetor caseiro....................................................................................... 75
4.5.3 Espelhos esféricos caseiros..................................................................... 76
4.6 Dispersão da luz .................................................................................................... 78
4.6.1 Disco de Newton...................................................................................... 78
4.6.2 Reflexo das cores..................................................................................... 79
4.6.3 Luz branca............................................................................................... 80
5 ANÁLISE DE RESULTADOS ........................................................................................... 81
5.1 Questionário inicial................................................................................................ 82
5.1.1 Introdução .............................................................................................. 82
5.1.1.1 Propagação da luz ................................................................... 82
5.1.1.2 Reversibilidade da luz .............................................................. 82
5.1.1.3 Independência dos raios da luz ............................................... 83
5.1.1.4 Fontes primárias e secundárias ............................................... 83
5.1.1.5 Sombra e penumbra ................................................................. 83
5.1.1.6 Meios transparentes, translúcidos e opacos ............................ 83
5.1.1.7 Câmara escura ......................................................................... 83
5.1.2 Reflexão .................................................................................................. 83
5.1.3 Refração ................................................................................................. 84
5.1.4 Associação de espelhos planos ............................................................... 84
5.1.5 Lentes e espelhos esféricos ..................................................................... 84
5.1.6 Dispersão da luz ..................................................................................... 80
5.2 Análise das respostas sobre ter entendido melhor através de cada experimento .. 84
5.3 Questionário intermediário – citar algo após ter sido aplicado experimento ........ 85
5.3.1 Introdução .............................................................................................. 85
5.3.1.1 Propagação da luz ................................................................... 85
5.3.1.2 Reversibilidade da luz .............................................................. 86
5.3.1.3 Independência dos raios da luz ............................................... 86
5.3.1.4 Fontes primárias e secundárias ............................................... 87
5.3.1.5 Sombra e penumbra ................................................................. 87
5.3.1.6 Meios transparentes, translúcidos e opacos ............................ 88
5.3.1.7 Câmara escura ......................................................................... 89
xvii
5.3.2 Reflexão .................................................................................................. 89
5.3.2.1 Incidência e reflexão ................................................................ 90
5.3.2.2 Fibra óptica ............................................................................. 90
5.3.2.3 Levitação .................................................................................. 91
5.3.3 Refração ................................................................................................. 91
5.3.3.1 Holograma caseiro .................................................................. 92
5.3.3.2 Aquário e laser ........................................................................ 92
5.3.3.3 Efeito monga ............................................................................ 93
5.3.3.4 Espelho do susto ...................................................................... 93
5.3.3.5 Decalcar desenhos ................................................................... 94
5.3.4 Associação de espelhos planos ............................................................... 95
5.3.4.1 Número de imagens formadas ................................................. 95
5.3.4.2 Caleidoscópio .......................................................................... 96
5.3.4.3 Periscópio ................................................................................ 96
5.3.4.4 Imagem no infinito ................................................................... 97
5.3.5 Lentes e espelhos esféricos ..................................................................... 97
5.3.5.1 Microscópio caseiro ................................................................ 98
5.3.5.2 Projetor caseiro ....................................................................... 98
5.3.5.3 Espelhos esféricos caseiros ..................................................... 99
5.3.6 Dispersão da luz ..................................................................................... 99
5.3.6.1 Disco de Newton .................................................................... 100
5.3.6.2 Reflexo das cores ................................................................... 100
5.3.6.3 Luz branca ............................................................................. 101
5.4 Comparativos entre os questionários inicial e intermediário .............................. 102
5.4.1.1 Propagação da luz ................................................................. 102
5.4.1.2 Reversibilidade da luz ............................................................ 103
5.4.1.3 Independência dos raios da luz ............................................. 103
5.4.1.4 Fontes primárias e secundárias ............................................. 104
5.4.1.5 Sombra e penumbra ............................................................... 104
5.4.1.6 Meios transparentes, translúcidos e opacos .......................... 105
5.4.1.7 Câmara escura ....................................................................... 105
5.4.2 Reflexão .................................................................................... 106
5.4.3 Refração ............................................................................................... 107
xviii
5.4.4 Associação de espelhos planos ............................................................. 108
5.4.5 Lentes e espelhos esféricos ................................................................... 109
5.4.6 Dispersão da luz ................................................................................... 110
5.5 Análise das respostas individuais obtidas no questionário intermediário ........... 111
5.6 Análise das respostas obtidas no questionário final ............................................ 112
5.6.1 A primeira pergunta do questionário ................................................... 112
5.6.2 A segunda pergunta do questionário .................................................... 113
5.7 Análise dos resultados de acordo com a teoria da aprendizagem
significativa de Ausubel ............................................................................................ 114
5.7.1 Material potencialmente significativo .................................................. 114
5.7.2 Disponibilidade de subsunçor .............................................................. 114
5.7.3 Predisposição a aprender ..................................................................... 115
6 CONCLUSÕES ................................................................................................................. 116
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................. 116
APÊNDICE A – QUESTIONÁRIO INICIAL ..................................................................... 122
APÊNDICE B – QUESTIONÁRIO INTERMEDIÁRIO ..................................................... 123
APÊNDICE C – QUESTIONÁRIO FINAL.......................................................................... 131
APÊNDICE D – PRODUTO EDUCACIONAL .................................................................. 132
19
INTRODUÇÃO
Sequências didáticas sobre experimentos ópticos de baixo custo transpostas
didaticamente ao ensino fundamental, surgiu como uma solução excelente para tornar o ensino
de Física mais interessante, tanto para os alunos como também para os alunos, como também
para os professores, demonstrando de forma prática fenômenos e conceitos de óptica
geométrica, com uma linguagem possível de ser aplicada já no ensino fundamental, com a
finalidade de construir um conhecimento significativo, através de exemplos contextualizados
que possibilitam verificar que a Física tem aplicação direta no cotidiano do aluno, estimulando
assim que ela seja estudada com a importância que merece.
A proposta de serem desenvolvidos experimentos de baixo custo é fenomenal por
diversos aspectos: não dependente de altos investimentos financeiros para montar laboratórios
sofisticados, estimula a participação dos alunos em sala de aula, estimular a organização dos
alunos trabalharem em grupo, possibilitar o reaproveitamento de materiais recicláveis, ajudar
na conservação do meio ambiente. No produto educacional deste trabalho, só foram utilizados
materiais de baixo custo e a grande maioria desses materiais é reciclável, viabilizando assim a
aplicação de aulas diferenciadas.
O objetivo geral é despertar o interesse dos alunos pela disciplina de Física o quanto
antes, com atividades práticas que possibilitem ser abordados conceitos físicos já no Ensino
Fundamental, construindo assim um conhecimento de qualidade, para quando os alunos
ingressarem no Ensino Médio já terem conceitos físicos obtidos através de experimentos reais
e corrigidas possíveis conclusões equivocadas que os alunos possam ter tido durante a prática
e sempre que possível contextualizando os experimentos com exemplos do cotidiano dos
alunos, provando que a Física tem aplicabilidade direta na vida dos alunos, despertando o
encanto e orgulho de estudar Física.
Os objetivos específicos são: estimular a participação dos alunos em sala de aula;
estimular o desenvolvimento cognitivo dos alunos; desenvolver senso de organização de
trabalho em equipe dos alunos; tornar as aulas mais interessantes aos alunos e professores;
estimular o aproveitamento de materiais recicláveis, contribuindo assim para a conservação do
meio ambiente; promover as interações em sala de aula entre professores e alunos; possibilitar
aulas experimentais sem a necessidade da escola dispor ou investir em laboratórios e
equipamentos sofisticados.
20
As fundamentações teóricas tem como principal referência a aprendizagem significativa
proposta por David Ausubel e aprofundamento dado por Marco Antônio Moreira.
Fundamentando sobre sequências de ensino, tendo como referência Dolz (2004), Schneuwly
(2004), Noverraz (2004) e Zabala (1998). Sobre utilização de experimentos em sala de aula,
tendo como referência Nélio Bizzo (2002), Gaspar (2009), Araujo (2003), Amaral (1997),
Delizoicov (1991), Grandini (2004), Borges (2002). Sobre laboratórios de baixo custo, tendo
como referência Tissander (1893) e White (1996). Sobre transposição didática, tendo como
referência Verret (1975), Chevallard (1991), Alves (2002). Sobre aprendizagem significativa,
tendo como referência David Ausubel e Marco Antônio Moreira. E citações dos Parâmetros
Curriculares Nacionais.
As fundamentações físicas foram elaboradas de forma a conter explicações físicas
detalhadas e a nível do ensino superior, sendo consultados seis livros: Princípios de Física, dos
autores Raymond Serway e John Jewett; Física IV, dos autores Hugh Young e Roger Freedman;
Física 4, dos autores David Halliday, Robert Resnick e Kenneth Krane; Óptica, do autor russo
Grigory Samuiluich Landsberg; Física, dos autores José Sampaio e Sérgio Calçada. Com essas
ótimas fontes de pesquisa, foram desenvolvidas explicações físicas sobre os cinco conceitos de
óptica geométrica e cada um dos 27 experimentos deste trabalho.
A metodologia consiste em seguir 9 etapas da sequência de ensino criada neste trabalho
para aplicar 25 experimentos em sala de aula. Esta sequência é uma metodologia completa de
aulas que professores devem utilizar para ministrarem aulas práticas de óptica geométrica para
turmas do ensino fundamental. Para isso, foi elaborada uma única sequência didática comum a
todos os experimentos abordados na seguinte ordem: pergunta motivadora (sempre um
questionamento simples para analisar os conhecimentos prévios dos alunos sobre o que será
abordado), contextualizar (exemplos de aplicação daquele conceito no dia a dia dos alunos),
descrever o experimento (descrição resumida sobre a proposta do experimento), citar materiais
utilizados (lista dos materiais que foram utilizados para confeccionar os experimentos),
confeccionar o experimento (passo a passo com fotos e orientações em forma de texto para cada
experimento), aplicar o experimento (orientações de como aplicar o experimento em sala de
aula), fundamentar (sugestões de explicações físicas adaptadas à linguagem que alunos do
ensino fundamental possam entender o conceito de cada experimento), avaliar o aprendizado
(avaliação se os alunos aprenderam o assunto) e estimular o conhecimento (sugestões de como
motivar os alunos a pesquisarem mais sobre o assunto e aprenderem cada vez mais).
21
A partir da aplicação do produto educacional para turmas do ensino fundamental em
uma escola pública da cidade de Juazeiro do Norte/CE, foram obtidos resultados desse trabalho.
E objetivando obter conclusões mais abrangentes sobre a aplicação do produto, o mesmo foi
aplicado em diversas situações diferentes e para públicos variados como: Semana de Física da
Universidade Regional do Cariri (público em geral da universidade e de escolas públicas e
particulares), aula numa escola particular em Juazeiro do Norte/CE (para turma regular do 9º
ano do ensino fundamental), palestra para mais de 150 pessoas no Instituto Federal de
Salgueiro/PE (apresentação do livro e demonstrações dos experimentos descritos no livro;
público em geral, alunos e professores do instituto em questão), feira de ciências numa escola
pública do estado do Ceará (turmas do ensino fundamental) e aula no laboratório de Física da
Universidade Regional do Cariri a convite do meu orientador ministrou a disciplina de
experimental, pelo Mestrado Nacional Profissional no Ensino de Física).
As análises de resultados foram feitas de forma quantitativa, através da comparação de
número de respostas corretas obtidas no questionário inicial, aplicado antes de iniciar a
sequência de ensino, e no questionário intermediário, após seguidos todos os passos do livro,
bem como a aplicação dos experimentos; e qualitativa, mediante respostas objetivas sobre a
opinião dos alunos sobre a sequência de ensino proposta neste trabalho e sobre a aplicação de
experimentos em sala de aula.
22
2 FUNDAMENTAÇÕES TEÓRICAS
Conforme o título do produto educacional “Sequencias de ensino sobre experimentos
ópticos de baixo custo transpostos didaticamente ao ensino fundamental”, seguirão
fundamentos teóricos relativos à utilização de experimentos em sala de aula, laboratórios de
baixo custo, transposição didática. Tendo David Ausubel como principal teórico, seguirão
fundamentos relativos à aprendizagem potencialmente significativa.
2.1 Sequências de ensino
A sequência de ensino do produto educacional deste trabalho foi organizada em 9 passos
padrão a aplicado nos 25 experimentos abordados. Neste contexto, Dolz e Schneuwly (2004,
p.97) descrevem sequência didática como “[...] uma sequência de módulos de ensino,
organizados para melhorar determinada prática de linguagem [...]” e complementa que tem
como objetivo “[...] confrontar os alunos com práticas de linguagem historicamente construídas,
os gêneros textuais, para lhes dar a possibilidade de reconstruí-las e delas se apropriarem”.
Objetivando desenvolver uma sequência de ensino facilmente aplicável em sala de aula,
foram organizados pontos importantes a serem abordados em aulas práticas de forma a criar
uma sequência lógica em que todas as fases da sequência estivessem interligadas, conforme cita
Oliveira (2013, p.39) “[...] conjunto de atividades conectadas entre si, e prescinde de um
planejamento para delimitação de cada etapa e/ou atividade para trabalhar os conteúdos
disciplinares de forma integrada para uma melhor dinâmica no processo ensino aprendizagem”.
A sequência deste trabalho inicia com uma pergunta motivadora, com o objetivo de
analisar os conhecimentos prévios dos alunos e finaliza com algum tipo de estímulo para que
os mesmos pesquisem mais sobre o assunto, pois é importante que na sequência didática esteja
claro o início e o fim do método a ser aplicado em sala de aula, conforme Zabala (1998, p. 18)
cita: “[...] um conjunto de atividades ordenadas, estruturadas e articuladas para a realização de
certos objetivos educacionais, que têm um princípio e um fim conhecidos tanto pelos
professores como pelos alunos”.
É interessante que as sequências didáticas sejam elaboradas de forma a explorar diversos
meios de trabalhar conceitos com os alunos, por isso foram abordados vários experimentos
sobre cada um dos conceitos de óptica geométrica abordado. E, apesar da sequência de ensino
ser a mesma para todos os experimentos, cada capítulo tem orientações diferenciadas para
professores utilizarem em sala de aula, conforme Zabala (1998, p.54) destaca a importância de
“[...] introduzir nas diferentes formas de intervenção aquelas atividades que possibilitem uma
melhora de nossa atuação nas aulas [...]”.
23
A estrutura de uma sequência didática, ela é composta por apresentação da situação,
produção inicial; módulos de atividades e produção final (Dolz, Noverraz, Schneuwly, 2004, p.
98). Fazendo um paralelismo com as sequências de ensino deste trabalho, a fase de apresentação
da situação, é feita com um uma pergunta motivadora simples; a fase de produção inicial, é feita
com a contextualização e descrição do experimento; a fase de módulos, são feitas por citações
dos materiais utilizados para confeccionar os experimentos, orientações de como aplicar os
experimentos em sala de aula e abordar com os alunos as fundamentações relativas a cada
experimento; e a produção final, é feita com avaliação do aprendizado do aluno após serem
aplicados os experimentos e obtidas as devidas explicações físicas e com estímulo para os
discentes continuarem pesquisando sobre os assuntos abordados.
A última fase da sequência de ensino, que orienta professores a estimular o
conhecimento dos alunos, propondo atividades diversas para que os alunos façam, conforme
Brasil (2012, p. 21) “Ao organizar a sequência didática, o professor poderá incluir atividades
diversas como leitura, pesquisa individual ou coletiva, aula dialogada, produções textuais, aulas
práticas [...]”.
2.2 Utilização de experimentos em sala de aula
Mesmo o experimento sendo muito bem elaborado, o papel do professor é de extrema
importância para acompanhar se o experimento está sendo desenvolvido de forma correta, se
precisa de alguma correção por conclusões erradas por parte dos alunos e, se necessário, prestar
explicações ou até mesmo propor um novo experimento que seja mais fácil de o aluno entender
o conceito que pretende ser transmitido, conforme Bizzo (2002, p. 74) afirma “[...] o
experimento, por si só não garante a aprendizagem, pois não é suficiente para modificar a forma
de pensar dos alunos, o que exige acompanhamento constante do professor [...]”.
Já durante a aplicação de experimentos, é possível analisar se os alunos estão
assimilando os conceitos propostos, dependendo da reação deles e de suas opiniões sobre o que
está acontecendo durante a prática. Esta interação do aluno com os experimentos gera respostas
mais fieis em relação ao aprendizado do aluno sobre o assunto, pois ele fala o que vem em
mente no momento em que está observando o acontecimento.
O simples fato de aplicar experimentos em sala de aula para demonstrar conceitos físicos
possibilita que os alunos tirem suas próprias conclusões, pois é possível observar o o resultado
de cada experimento, conforme Gaspar (2009, p. 25) destaca vantagens de aulas experimentais:
24
“A primeira vantagem que se dá no decorrer de uma atividade experimental é o fato de o aluno
conseguir interpretar melhor as informações”.
Atividades experimentais tornam a aula mais interessante, não somente para os alunos,
mas também para os professores e, quando aplicadas ao ensino de Física, a resposta é ainda
mais positiva, conforme Araújo e Adib (2003, p. 02) “[...] o uso de atividades experimentais
como estratégia de ensino de Física tem sido apontado por professores e alunos como uma das
maneiras mais frutíferas de se minimizar as dificuldades de aprender e de se ensinar Física de
modo significativo e consistente”.
A observação de fenômenos durante a execução de um experimento faz com que os
alunos confrontem seus conhecimentos prévios com o que eles estão observando acontecer,
estimulando conflitos cognitivos no que diz respeito ao que os alunos achavam sobre tal
fenômeno e o que realmente acontece na prática, conforme Amaral (1997, p. 14) cita “[...] criar
situações que agucem os conflitos cognitivos no aluno, colocando em questão suas formas
prévias de compreensão dos fenômenos estudados; representar, sempre que possível”.
Demonstrações experimentais iniciadas no ensino fundamental, são muito interessantes,
pois, geralmente, os conceitos apresentados aos alunos ainda é algo novo e que tentarão associar
com algum conhecimento já visto por eles no dia a dia, podendo verificar que os conceitos que
são possíveis de serem observados através dos experimentos tem aplicação real em suas vidas,
conforme Gaspar e Monteiro (2005, p.232): “A atividade de demonstração experimental em
sala de aula, particularmente quando relacionada a conteúdos de Física, apesar de fundamentar-
se em conceitos científicos, formais e abstratos, tem por singularidade própria a ênfase no
elemento real, no que é diretamente observável [...]”.
Professores geralmente deparam-se diante de uma situação em que precisa explicar
algum conceito aos alunos e citam exemplos práticos do dia a dia dos mesmos para obter uma
melhor compreensão dos conteúdos. E se esse exemplo prático ao invés de apenas ser citado
verbalmente, ocorrer a demonstração através de algum experimento, é um ótimo recurso que
pode ser utilizado em sala de aula, conforme Delizoicov & Angotti (1991) citam que “[...] a
atividade experimental poderá ser solicitada para configurar os conhecimentos prévios dos
estudantes, para gerar conflitos de interpretação acerca de uma dada situação ou ainda como
decorrência de uma problematização inicial”.
É interessante que o professor, ao aplicar experimentos em sala de aula, adote uma
cultura de valorização dos conhecimentos prévios dos alunos e que possibilite estes construírem
seu próprio conhecimento, tirando suas próprias conclusões, corrigindo sempre que necessário.
25
Sobre essa postura de valorizar o conhecimento prévio do aluno, Amaral (1997, p. 13) destaca
“[...] o respeito às características do pensamento do aluno e às suas concepções prévias; o
oferecimento de condições para que o aluno elabore o seu próprio conhecimento”.
Por mais novo que determinado conhecimento possa parecer, sempre acrescentará algo
novo, Piaget (1974 apud MARTIN, 2007) destaca-se: “A aprendizagem não parte nunca do
zero, a formação de um novo hábito se diferencia a partir de esquemas anteriores que é função
de todo o passado desses esquemas, onde o conhecimento adquirido por aprendizagem nunca é
puro registro [...]”.
Aulas experimentais possibilitam que os alunos participem mais ativamente tendo um
contato mais direto com os fenômenos abordados, estimulando a curiosidade de testar novas
possibilidades de aplicar os experimentos, além de verificar os resultados de forma real,
conflitando com o que foi aprendido na teoria, conforme Grandini (2004, p. 252), cita: O
laboratório didático propicia aos alunos uma vivência e manuseio de instrumentais, que lhes
permitem conhecer diversos tipos de atividades, podendo estimular-lhes a curiosidade e a
vontade em aprender a vivenciar ciência.
Ainda nesse contexto de novas possibilidades de aplicar os experimentos estimula nos
alunos o poder de solucionar problemas buscando novos caminhos, realizando os experimentos
de forma diferente e verificando se influenciou no resultado final, ampliando assim seu
horizonte no que diz respeito à criatividade e estratégias de soluções de problemas, conforme
Alves (2002, p. 4), cita: “[...] Diferentes exercícios e diferentes caminhos para solução
oferecerão condições ao estudante no desenvolvimento de táticas e estratégias que possam ser
utilizadas em outras situações”.
É notória a ligação forte entre conhecimentos adquiridos através da aplicação de
experimentos e conhecimentos adquiridos de forma teórica, estudando textos. Logo, é papel do
professor criar meios de demonstrar aos alunos que essa relação tem ligação direta. Para isso, é
preciso buscar, sempre que possível, demonstrar aplicações práticas dos conceitos teóricos,
conforme Borges (2002, p. 298), cita “[...] é necessário que procuremos criar oportunidades
para que o ensino experimental e o ensino teórico se efetuem em concordância, permitindo ao
estudante integrar conhecimento prático e conhecimento teórico”.
2.3 Laboratórios de baixo custo
Diversos pontos positivos podem ser destacados sobre a utilização de experimentos em
sala de aula, como: baixo investimento financeiro para confeccionar os experimentos; despertar
o interesse dos alunos; tornar a aula mais interessante para alunos e professores; estimular o
26
lado cognitivo dos alunos; demonstrar conceitos de situações do cotidiano do aluno; possibilitar
reciclar materiais; estimular a conservação do meio ambiente; estimular a interação entre aluno
e professores; e estimular a participação dos alunos nas atividades.
Há algumas décadas, experimentos de baixo curso são utilizados no ensino de Física,
não sendo necessário o uso de equipamentos sofisticados e com baixo custo de aquisição, dando
preferência por utilizar materiais de fácil aceso e de uso comum, destaca-se: “Os experimentos
didáticos denominados de “baixo custo” vêm, há tempos, sendo uma linha de desenvolvimento
de aparelhos e experimentos didáticos muito empregada no ensino de Física”. (TISSANDER,
1893 apud LABURÚ; SILVA; BARROS, 2008, p. 169).
A proposta de serem utilizados materiais de baixo custo para confecção de experimentos
supera diversas dificuldades como a escola necessitar de dispor de sala de aula ampla e com
equipamentos sofisticados, dificuldades financeiras para comprar esses equipamentos, entre
outros motivos. Como solução para este problema, os experimentos de baixo custo, como o
próprio nome induz, não necessita de altos investimentos financeiros para sua aquisição,
conforme White (1996, p. 761) cita “[...] ao imperativo dos laboratórios serem bem equipados,
terem alto custo de aquisição e manutenção, serem obrigados a recorrer a assistentes
especialistas, à necessidade de haver espaço próprio para realização de experimentos”.
2.4 Transposição didática
O termo transposição didática foi utilizado pela primeira vez por Michel Verret, filósofo
e sociólogo francês, nascido em 06 de novembro de 1927 e falecido em 28 de novembro de
2017. Em 1975, Verret introduziu o termo na sua tese de doutorado “Le temps des Études”.
Nesta obra é abordada principalmente a distribuição do tempo destinado às atividades na escola,
ou seja, o tempo dedicado à didática escolar.
Para Verret, transposição didática é a transmissão de um saber que foi adquirido
anteriormente por uma pessoa que ainda não sabe sobre determinado assunto. E esse saber
adquirido passa por transformações antes de ser transmitido a outras pessoas no processo de
transposição didática, como “Transmissão de quem sabe para quem ainda não sabe. De quem
aprendeu para aqueles que aprendem” (Verret, 1975, p.139, tradução nossa).
Verret defendia que a didática era dividida em prática do saber e prática do transmitir e
que, apesar de fazer essa divisão, elas estavam diretamente interligadas entre si, pois uma
dependia da outra. Ele também dividia o saber em duas modificações: os saberes escolares (a
forma de ensinar nas escolas) e não escolares (a forma científica). E também defendia que os
27
saberes escolares deveriam haver uma divisão da teoria em ramificações específicas,
originando: “[...] em cada prática deverá ter a separação do saber e da pessoa, isto é, a
despersonalização do saber; a programação de aprendizagens e de controles segundo sequências
fundamentadas que admitam a aquisição progressiva dos saberes [...]”.
Já os saberes não escolares, o autor subdivide em duas ramificações: social e
gnoseolóficos. Verret classifica os saberes sociais não escolares como “os saberes reservados
(saberes esotéricos, saberes iniciáticos) que escapariam da publicidade; os saberes aristocráticos
que escapariam de um controle social publicamente seguindo normas universais que excluem
todo o privilégio setorial” (Verret, 1975, p.147, tradução nossa). E classifica os saberes
gnoseologicamente não escolares como: “Os saberes totais ou com pretensão de totalidade, que
se opõe aos procedimentos analíticos, com suas aprendizagens que resistiriam também as
programações organizadas de forma sequencial [...]”.
Em 1980, o matemático francês Yves Chevallard retoma os estudos sobre a transposição
didática citada inicialmente por Verret, porém de forma mais específica, direcionando seus
estudos para o conceito matemático de distância, transformando o saber sábio em saber
ensinado, através de seu livro “La Transposition Didactique: du Savior Au Savior Enseigné”
que, hoje em dia, é aplicável às demais disciplinas.
Para Chevallard, o saber pode ser classificado em: saber sábio, saber a ser ensinado e
saber ensinado. Cada uma das três classificações do saber tem um público diferente ao qual é
destinado e esse processo de transformação dos saberes é a própria transposição didática
adaptando o modo com o qual determinados conteúdos são transmitidos a depender do público
ao qual está em contexto.
Sobre a transposição didática, Golçalves (2004) cita Chevallard: “[...] O trabalho que
transforma um objeto do saber a ser ensinado em um objeto de ensino, é denominado de
transposição didática” (CHEVALLARD,1991, p. 45, grifo do autor - tradução nossa).
O saber a ensinar é o fruto de uma transposição didática sofrida pelo saber sábio, com o
objetivo de adaptar a linguagem contida nos livros acadêmicos para livros que serão aplicados
em sala de aula de modo que os alunos entendam os conteúdos. No produto vinculado a este
trabalho aconteceu justamente desta forma, as fundamentações físicas foram interpretadas a
partir de livros do ensino superior e passadas para o produto de forma que professores que dão
aulas em turmas do ensino fundamental possam aplicar em sala de aula.
A terceira fase da transformação do saber é o saber ensinado, que é como o
conhecimento deve ser passado aos alunos de forma que eles entendam mais facilmente, porém
28
sem fugir muito do saber a ser ensinado que consta nos livros didáticos. Objetivando transmitir
o conhecimento em sala de aula da melhor forma, a construção do saber ensinado é fruto da
contribuição de professores, alunos instituições sociais, econômicas políticas e educacionais,
constituindo um sistema de ensino.
2.5 Aprendizagem significativa
David Paul Ausubel, nascido em Nova Iorque dia 25 de outubro de 1918 e falecido dia
09 de julho de 2008, foi médico, psiquiatra, professor, escritor e defendia o cognitivismo que
analisa mecanismos internos da mente humana relacionados com o aprendizado, valorizando o
conhecimento prévio do aluno.
Ausubel em 1963 publicou “The Psychology of Maningful Verbal Learing”, em 1968 o
livro “Educacional Psychology: a cognitive view”, em 2000 publicou “The Acquisition and
Retention of Knowledgs: a Cognitive View”, sempre defendendo a Teoria da Apredizagem
Significativa e valorização do cognitivismo.
Para Ausubel, a aprendizagem significativa ocorre quando uma nova informação tem
relação com algum conhecimento prévio da pessoa. Essa interação entre conhecimento prévio
e nova informação, configura o conceito de subsunçor que cada pessoa possui. Moreira (2012,
p. 6) sintetiza com excelência o conceito de subsunçor “[...] é o nome que se dá a um
conhecimento específico, existente na estrutura de conhecimentos do indivíduo, que permite
dar significado a um novo conhecimento que lhe é apresentado ou por ele descoberto”.
Esta é a grande importância de se formar um conhecimento de qualidade nos alunos
desde o ensino fundamental, pois desde a criação nos primeiros conceitos corretos. Sobre a
formação inicial dos subsunçores, Ausubel (20013) cita que “[...] a aprendizagem mecânica é
sempre necessária quando um indivíduo adquire informações em uma área de conhecimento
completamente nova para ele [...]”.
Ainda sobre a aprendizagem significativa já enquanto formação do conhecimento
prévio, Moreira (2011) cita que é “[...] o processo através do qual uma nova informação (um
novo conhecimento) se relaciona de maneira não arbitrária e substantiva (não-liberal) à
estrutura cognitiva do aprendiz”. Para Moreira, o aluno detém informações em sua estrutura
cognitiva, constituindo seu conhecimento prévio sobre determinados assuntos que são somados
a informações novas, resultando num aprendizado significativo dessa nova informação.
Segundo Moreira (2011, p.161), a aprendizagem significativa: “É um processo por meio do
qual uma nova informação relaciona-se com um aspecto especificamente relevante da estrutura
de conhecimento do indivíduo [...]”.
29
Moreira define que essa maneira não-arbitrária de relacionar conhecimento prévio
relevantes com novos conhecimentos que são adquiridos são incorporados à estrutura cognitiva
é a substância de novas ideias configurando uma aprendizagem significativa. Moreira (1997,
p.2) define não-arbitrariedade: “[...] quer dizer que o material potencialmente significativo se
relaciona de maneira não-arbitrária com o conhecimento já existente na estrutura cognitiva do
aprendiz”. E substantividade como “[...] o que é incorporado à estrutura cognitiva é a substância
do novo conhecimento” (Moreira, 1997, p. 2).
Ausubel classifica a aprendizagem significativa em três tipos: aprendizagem
representacional, que é a atribuição de conceitos a partir de símbolos ou palavras, configurando
uma associação simbólica primária; aprendizagem de conceito, que é uma extensão da
aprendizagem representacional, porém com sentido mais elaborado dos símbolos e seus
significados; e aprendizagem proposicional, que por sua vez é uma extensão da aprendizagem
de conceitos, pois não se limita apenas a conceitos isolados de palavras separadas, mas sim, do
contexto da proposição da frase que a compõe.
Segundo Ausubel, a aprendizagem também pode ser classificada, hierarquicamente, em
três tipos, dependendo da subordinação de um novo conhecimento em relação ao conhecimento
prévio: a aprendizagem subordinada, é quando conceitos significativos ficam subordinados a
conceitos mais gerais; aprendizagem derivativa, é quando um conceito novo é apenas uma
variação de um conhecimento já existente; aprendizagem correlativa, é quando um conceito
novo é apenas extensão ou quantificação de conceitos aprendidos anteriormente.
Ausubel define também a aprendizagem superordenada, como não sendo subordinada,
pois acontece quando um novo conceito é mais abrangente que possa se sobrepor às preposições
já existentes, destacando a unificação e reconciliação integradora desses conceitos. E define
também uma aprendizagem que não é subordinada nem superordenada, mas sim significativa
combinatória, pois os novos conhecimentos nem são subordináveis, nem são capazes de
subordinar a conhecimentos prévios, são fruto da combinação de conhecimentos independentes.
Uma vez incorporado um novo conhecimento, este passa por uma modificação na mente
da pessoa. Ausubel classifica esse processo de mudança por: diferenciação progressiva,
acontece na aprendizagem significativa subordinada, pois inicialmente um novo conhecimento
é apresentado e depois são assimilados progressivamente novos conceitos diferentes;
reconciliação integrativa, acontece na aprendizagem superordenada ou na combinatória, pois,
novos conhecimentos podem ser reconhecidos e ser relacionados com conhecimentos prévios,
30
havendo discrepância entre esses conhecimentos, são analisados similaridades e diferenças e
então reconciliadas num novo conhecimento significativo.
2.6 Parâmetros Curriculares Nacionais
É cada vez mais importante que o ensino acompanhe a evolução da sociedade
contemporânea, necessitando uma maior contextualização dos assuntos e possibilitando assim
lidar com as disciplinas estudas na escola, tenha aplicação no dia a dia dos alunos, conforme os
Parâmetros Curriculares Nacional: “[...] Os objetivos do Ensino Médio em cada área do
conhecimento devem envolver, de forma combinada, o desenvolvimento de conhecimentos práticos,
contextualizados, que respondam às necessidades da vida contemporânea” (BRASIL, 2000).
A proposta de serem utilizados experimentos em sala de aula é muito interessante pois
incentiva a participação dos alunos, tanto acompanhando um roteiro a ser seguido para
aplicação do experimento, como também na observação do desenvolvimento e conclusões
obtidas através dos resultados obtidos.
Mesmo que o roteiro a ser seguido pelos professores para desenvolver os experimentos
seja algo bem definido, conforme consta no PCN “Frequentemente, o experimento é trabalhado
como uma atividade em que o professor, acompanhando um protocolo ou guia de experimento,
procede à demonstração de um fenômeno” (BRASIL, 2000). Por isso, é importante incentivar
que os alunos participem ativamente da aula, manuseando os materiais, interagindo com os
demais colegas para a utilização correta dos materiais, conferindo se o resultado foi satisfatório.
E mesmo que o resultado não seja satisfatório, o experimento tem sua contribuição por
estimular os alunos a analisarem o motivo pelo qual o resultado não foi conforme esperado, se
aconteceu algum erro, se o experimento foi montado de forma incorreta, se foi manuseado de
forma errada, ou quais fatores podem ter influenciado no resultado, conforme consta no PCN
“Não existe experimento que não dê certo. Quando os resultados diferem do esperado,
estabelecido pelo protocolo ou pela suposição do aluno, deve-se investigar a atuação de alguma
variável, de algum aspecto ou fator que não foi considerado em princípio [...]” (BRASIL, 2000).
A participação dos alunos na elaboração dos roteiros de experimento é muito importante
pois são eles que utilizarão de forma mais ativa os experimentos. E como os roteiros são
destinados aos alunos, sua participação é importante como forma de analisar se o roteiro está
bem feito, se o experimento é montado e aplicado de forma mais satisfatória para um bom
entendimento do assunto proposto.
31
2.7 Diretrizes Curriculares Nacionais
Em novembro de 2018, foi aprovada a atualização das Diretrizes Curriculares Nacionais
para o Ensino Médio, observadas as alterações introduzidas na LDB pela Lei nº 13.415/2017.
Com a intelecção dessa clara orientação da LDB, esta Câmara de Educação Básica do Conselho
Nacional de Educação definiu as primeiras Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino
Médio, pela Resolução CNE/CEB nº 3/1998.
De acordo com o artigo 4º da resolução CNE/CEB nº 3/1998, define propostas
pedagógicas a serem implementadas no ensino médio estabelecidas por lei. No contexto de
utilização de experimentos em sala de aula, destaca-se o item IV deste:
Domínio dos princípios e fundamentos científico-tecnológicos que presidem a produção moderna de bens, serviços e conhecimentos, tanto em seus produtos como em seus processos, de modo a ser capaz de relacionar a teoria com a prática e o desenvolvimento da flexibilidade para novas condições de ocupação ou aperfeiçoamento posteriores.
No artigo 5º desta mesma resolução, são determinados alguns pontos que as escolas
precisam adotar na organização de seus currículos, para cumprir as finalidades do ensino médio
previstas em lei. Então destaca-se o item III: “ Adotar metodologias de ensino diversificadas,
que estimulem a reconstrução do conhecimento e mobilizem o raciocínio, a experimentação, a
solução de problemas e outras competências cognitivas superiores”.
Uma evidência que este trabalho está em congruência com as novas diretrizes, destaca-
se o item I do artigo 9º define sobre transposição didática e utilização de experimentos: “ Na
situação de ensino e aprendizagem, o conhecimento é transposto da situação em que foi criado,
inventado ou produzido, e por causa desta transposição didática deve ser relacionado com a
prática ou a experiência do aluno a fim de adquirir significado”.
Sobre a proposta pedagógica das unidades escolares que ofertam o ensino médio, o item
VI do artigo 27 destaca: “articulação entre teoria e prática, vinculando o trabalho intelectual às
atividades práticas ou experimentais”.
32
3 FUNDAMENTAÇÕES FÍSICAS
Neste capítulo, serão apresentadas explicações físicas sobre cada experimento
desenvolvido no produto educacional “Experimentos ópticos de baixo custo transpostos
didaticamente ao ensino fundamental”.
A óptica geométrica é muito interessante de ser abordada logo no ensino fundamental
pois é possível confeccionar diversos experimentos utilizando materiais de baixo custo, além
de abordar conceitos fundamentais para outros assuntos mais complexos da Física.
A grande contribuição de James Clerk Maxwell foi mostrar que um raio luminoso é uma
onda progressiva de campos elétricos e magnéticos – uma onda eletromagnética – e que a
óptica, o estudo da luz visível, é um ramo do eletromagnetismo. (HALLIDAY; RESNICK;
WALKER, 2009, p. 02). Até a época de Isaac Newton, a maioria dos cientistas imaginava que
a luz fosse constituída por um feixe de minúsculas partículas (chamadas de corpúsculos)
emitidas por fontes de luz. (YOUNG; FREEDMAN. 2009, p. 01)
Em 1678, Christiaan Huygens, mostrou que o modelo ondulatório da luz também pode
explicar as leis da reflexão e da refração. A primeira demonstração da natureza ondulatória da
luz foi fornecida em 1801 por Thomas Young, que mostrou que, sob circunstâncias apropriadas,
a luz apresenta o comportamento de interferência. Muitos anos depois, um físico francês,
Augustin Fresnel, realizou várias experiências sobre interferência. Em 1850, Jean Foucault
forneceu uma evidência adicional. Outros desenvolvimentos durante o século XIX conduziram
à aceitação geral do modelo ondulatório da luz. O mais impressionante desses experimentos foi
o efeito fotoelétrico, descoberto por Hertz, no qual os elétrons são emitidos de um metal quando
sua superfície é exposta à luz. (RAYMOND; JOHN. 2004, p. 983)
Um raio é uma linha reta traçada ao longo da direção de propagação de uma única onda,
mostrando a trajetória da onda enquanto ela se propaga no espaço. (RAYMOND; JOHN. 2004,
p. 984). O ramo da óptica em que a abordagem por meio de raios é mais adequada denomina-
se óptica geométrica. (YOUNG; FREEDMAN, 2009, p. 04). A óptica geométrica trabalha com
o conceito de raios luminosos isolados que se submetem às conhecidas leis de refração e
reflexão e que são independentes entre si. (LANDSBERG. 1976, p. 288)
3.1 Introdução
3.1.1 Propagação da luz
De acordo com a lei da propagação retilínea da luz, tem-se que em um meio homogêneo
e transparente, a luz propaga em linha reta. Objetivando demonstrar este conceito, foram
33
utilizados alguns materiais planos, homogêneos e transparente sendo apontado feixe de raio
laser, possibilitando verificar que o feixe de luz se propaga de forma retilínea.
Este fenômeno ocorre num meio ordinário, que, por sua vez é transparente (permite a
passagem da luz em trajetórias bem definidas), homogêneo (apresenta as mesmas
características em todos os elementos que o compõe) e isotrópico (a velocidade de propagação
da luz e as demais propriedades ópticas independem da direção em que é realizada a medida),
situações necessárias para o feixe de luz seja propagado retilineamente.
Este conceito já era bem conhecido antigamente, como Landsberg cita que esta lei já se
encontra em uma obra sobre óptica, que se atribui a Euclides (300 anos antes de Cristo) e
possivelmente era conhecida e utilizada muito antes. (LANDSBERG. 1976, p. 01)
3.1.2 Reversibilidade da luz
É possível evidenciar este fenômeno quando a pessoa está no banco do motorista de um
carro e conversa com algum passageiro que está sentado no banco atrás que seja possível um
enxergar o outro. Da mesma forma que a luz é refletida dos olhos do passageiro que está atrás,
reflete no espelho e chefa aos olhos do motorista, a luz refletida dos olhos do motorista, reflete
no espelho e chega aos olhos do passageiro.
Outra maneira de demonstrar este conceito é sendo utilizados dois lasers pointers,
fazendo com que o raio incidente produzido por um laser pointer coincida com o raio refletido
do outro laser pointer. É possível verificar que da mesma forma que um raio de luz pode partir
de um ponto A, chegando a um ponto B, passando por um ponto C, um raio também pode partir
de um ponto C, chegando a um ponto A, passando por um ponto C.
Landsberg (1976) cita a lei da independência dos raios luminosos. Um feixe luminoso
pode decompor-se em vários raios de luz separados. A ação de cada um desses raios luminosos
resulta ser independente, ou seja, o efeito produzido por um deles não depende de sua ação
simultânea de outros raios. (LANDSBERG. 1976, p. 10). O raio se propaga a partir do lado
esquerdo superior, reflete-se no espelho e desloca-se, então para o ponto na parte superior
direita, seguiria a mesma trajetória para alcançar o mesmo ponto na parte superior à esquerda.
(RAYMOND; JOHN. 2004, p. 987)
3.1.3 Independência dos raios da luz
Este experimento é bem simples de ser demonstrado, para isso, foram utilizados lasers
pointers de cores diferentes para facilitar a visualização de que, após os raios dos lasers tiverem
suas trajetórias cruzadas, os raios continuam suas trajetórias independentes uma da outra. De
34
acordo como o princípio da independência dos raios, tem-se que quando os raios de luz se
cruzam, estes seguem suas trajetórias independentes uns dos outros. Isto acontece pelo fato de
que os fótons de luz não interagem entre si.
3.1.4 Fontes primárias e secundárias
Para demonstrar esses conceitos, foi utilizado um laser pointer como uma fonte de luz
primária, pois é dela que partem os feixes de luz e o objeto para o qual foram direcionados esses
feixes é uma fonte secundária de luz. Outros exemplos interessantes são o Sol e as estrelas, pois
eles têm luz própria, logo, são fontes primárias de luz. A Lua, ela é uma fonte secundária de
luz, pois apenas reflete a luz transmitida pelo Sol. Definem fontes primárias como corpos
luminosos que produzem a luz que enviam, como o sol, a chama de uma vela ou filamento de
uma lâmpada incandescente acesa e fontes secundárias como corpos iluminados que não
produzem luz, eles enviam para os nossos olhos a luz que recebem de um corpo luminoso.
(SAMPAIO; CALÇADA, 2004, p. 272)
3.1.5 Sombra e penumbra
Estes conceitos podem ser demonstrados de forma prática utilizando uma lanterna,
algum objeto que sirva como obstáculo para a luz e algum anteparo para que a sombra e a
penumbra sejam projetadas sobre ele. Os feixes de luz partindo de uma fonte pontual,
interceptando um objeto opaco, originará sombra após este objeto e sobre o anteparo. Já os
feixes de luz partindo de uma fonte extensa, originarão sombra e penumbra.
Outra evidência da propagação retilínea da luz é a formação de sombras. Por causa da
propagação retilínea da luz, entre a esfera e a placa há uma região que não recebe a luz originada
a partir de um ponto puntiforme, formando-se uma sombra projetada no anteparo. E quando a
fonte de luz é extensa, entre uma esfera e o anteparo teremos duas regiões: uma em que não há
luz proveniente da fonte – a sombra – e a outra que recebe apenas uma parte da luz vinda da
fonte – a penumbra. (SAMPAIO; CALÇADA, 2004, p. 274)
3.1.6 Meios transparentes, translúcidos e opacos
Conceitos que podem ser facilmente demonstrados utilizando três tipos de prato: um
transparente, sendo possível visualizar perfeitamente a régua atrás dele; um translúcido, sendo
possível perceber a silhueta da régua, porém sem riqueza de detalhes; e um prato totalmente
opaco, que não permite visualizar a régua. Meio transparente quando permitem a passagem da
luz de modo que podemos ver claramente os objetos através dele; meios translúcidos quando
35
permitem a passagem de parte da luz, através dele percebemos certa luminosidade e, às vezes,
até a silhueta dos objetos, mas não os enxergamos com nitidez; meios opacos quando não
permitem que a luz se propague através dele. (SAMPAIO; CALÇADA, 2004, p. 273)
3.1.7 Câmara escura
Este experimento tem como objetivo demonstrar a formação de imagens. De acordo
com o princípio da propagação retilínea da luz, os raios luminosos que atingem o objeto e
passem pelo orifício da câmara sejam projetados no anteparo fotossensível paralelo ao orifício.
Trata-se de uma caixa de paredes opacas com um pequeno orifício em uma das paredes.
Um objeto AB de altura y é colocado em frente ao orifício. Tomemos um ponto qualquer desse
objeto. Esse ponto emite luz em todas as direções, mas um feixe estreito passa pelo orifício,
atingindo a parede oposta e formando uma minúscula área luminosa, com a mesma forma do
orifício, em torno do ponto A´. O mesmo ocorre com o ponto B e com todos os outros pontos
do objeto, de modo que obteremos nessa parede uma figura semelhante ao objeto, chamada
imagem. A qual é invertida em relação ao objeto. (SAMPAIO; CALÇADA, 2004, p. 275)
A relação entre o objeto, imagem projeta e suas respectivas distâncias referentes ao
orifício, é da seguinte forma: [(altura da imagem)/(altura do objeto)] = [(distância entre o
orifício e a imagem)/(distância entre o orifício e o objeto)]. Sobre o experimento da câmara
escura, Landsberg (1976) cita que “A lei da propagação retilínea da luz pode-se considerar
solidamente estabelecida neste experimento”. Quando o autor cita sobre o experimento da
câmara escura. (LANDSBERG, 1976, p. 10)
3.2 Reflexão
Objetivando demonstrar na prática conceitos relacionados com a reflexão da luz, foram
desenvolvidos 3 experimentos interessantes: incidência e reflexão; fibra óptica e levitação.
Conforme Landberg (1976) “o raio incidente, a reta normal à superfície refletora e o raio
refletido se encontram em um mesmo plano, com a particularidade de que os ângulos entre os
raios e a reta normal são iguais entre si: o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão”.
(LANDSBERG. 1976, p. 11)
Lei da reflexão: o raio refletido está no plano de incidência tem um ângulo de reflexão
igual ao ângulo de incidência. (HALLIDAY; RESNICK; WALKER. 2009, p. 14). O ângulo de
reflexão é igual ao ângulo de incidência para todos os comprimentos de onda e para qualquer
par de materiais (YOUNG; FREEDMAN, 2009, p. 06). Quando a superfície de separação entre
36
os dois meios é plana e muito lisa, um feixe de raios paralelos reflete-se de modo que os raios
refletidos são também paralelos. É a chamada reflexão regular, que ocorre, por exemplo,
quando a luz incide num objeto metálico bem polido. No caso em que a superfície é áspera, os
raios refletidos não paralelos e há um espalhamento da luz refletida em todas as direções.
Dizemos então que a reflexão é difusa, e é graças a ela que enxergamos os objetos. (SAMPAIO;
CALÇADA, 2004, p. 277)
Deduzindo a Lei da reflexão a partir do princípio de Huygens, que pode ser enunciado
da seguinte forma: todos os pontos em uma frente de onda podem ser considerados como fontes
pontuais para a produção de ondas esféricas secundárias. Após um tempo t, a nova posição de
uma frente de onda é a superfície tangente a essas ondas esféricas secundárias. Provando que o
princípio de Huygens é aplicado à Lei da reflexão, inicialmente é proposto que seja analisado
uma situação com que três frentes de onda em uma onda plana deslocam-se até atingir um
espelho, conforme representado na figura 01.
Figura 01 – Três frentes de onda deslocando-se
Fonte: próprio autor
Conforme mostrado, é possível evidenciar que o ângulo Ɵ1 que o raio de incidência faz
com o espelho é igual ao ângulo que o raio incidente faz com a reta perpendicular ao espelho,
também chamada de reta normal. À medida que essa frente de onda incidente percorre sua
trajetória e intercepta a superfície do espelho, a tendência dessa frente de onda é de ser refletida
pela superfície do espelho, expandindo-se como uma onda esférica de Huygens. Porém, essa
expansão esférica não é possível, pois as ondas são refletidas pela superfície do espelho,
formando novas frente de onda que tangenciam outras frentes de onda, conforme figura 02.
Figura 02 – Novas frente de onda
Fonte: próprio autor
37
Essas frentes de onda secundárias geram envoltórias da seguinte forma:
Figura 03 – Frentes secundárias gerando envoltórias
Fonte: próprio autor
Ampliando a figura, temos:
Figura 04 – Verificação dos pontos A e B’
Fonte: próprio autor
Após um certo instante, temos que a frente de onda centrada no ponto A’ chega ao ponto B’,
originando uma nova frente de onda BB’. Analisando geometricamente, temos que os triângulos
ABB’ e BAA’, ambos tem ângulos retos com uma mesma hipotenusa em comum A’B, logo
estes triângulos são congruentes entre si. Conforme figura 05.
Figura 05 – Análise do dos triângulos ABB’ e BAA’
Fonte: próprio autor
38
Por consequência, temos que os ângulos de incidência e de reflexão são iguais, provando
assim que a Lei da reflexão também obedece ao princípio de Huygens, conforme figura 06.
Figura 06 – Verificar igualdade dos ângulos
Fonte: próprio autor
Deduzindo a Lei da reflexão a partir do princípio de Fermat, enunciado da seguinte
forma: um raio de luz que se propaga de um ponto fixo para outro ponto fixo, segue uma
trajetória tal que, comparada com trajetórias próximas, o tempo necessário é um mínimo, um
máximo ou permanece inalterado. Tomando como ponto de partida uma situação em que um
raio parte de um ponto A, reflete num ponto B e chega a um ponto C, conforme figura 07.
Figura 07 – Raio refletindo no ponto B
Fonte: próprio autor
Analisando as distâncias entre os pontos e os ângulos de incidência e de reflexão
envolvidos nesta questão, temos:
Figura 08 – Distâncias entre os ângulos
Fonte: próprio autor
O comprimento total percorrido pela luz do ponto A, refletido no ponto B e chegando
ao ponto C, é igual a soma dos comprimentos entre os pontos A e B, somados ao comprimento
entre os pontos B e C. Nomeando de L esse comprimento total, temos:
L = AB + BC
39
Analisando o triangulo ABD, temos que a reta AB é a hipotenusa deste triangulo. Logo, pode ser calculada da seguinte forma:
�� = �(��)� + (�)�
Como: AD = a e DB = x
Temos: �� = ��� + �
Da mesma forma, analisando o triângulo CED, temos que a reta BC é a hipotenusa deste
triangulo. Logo, pode ser calculada da seguinte forma:
�� = �(��)� + (��)�
Como: BE = (d – x) e CE = b
Temos: �� = �(� − )� + ��
Logo: L = AB + BC
Como: �� = ��� + � e �� = ��� + (� − )�
Temos: � = ��� + � + ��� + (� − )�
De acordo com o princípio de Fermat, o ponto B terá uma posição tal que o intervalo de
tempo (t = L/c) do percurso da luz deve ser um mínimo, um máximo ou inalterado. E isso ocorre
quando (dt/dx) = 0. Derivando os dois lados, temos:
dtdx
=1c
dLdx
Como: � = ��� + � + ��� + (� − )�
Temos: ����
= ��
�(��2+ 2+��2+(�− )2)
��
dtdx
=1
2c(�2 + 2)
−12. 2 +
12c
[�2 + (d − )2]−
12. 2. (� − ). (−1) = 0
(�2 + 2)−
12 . 2
2c =
[�2 + (d − )2]−
12. 2. (� − )
2c
Simplificando, temos:
(�� + �)$�� = [�� + (d − )�]$�
�. (� − )
��2 + 2 =
(� − )
��2 + (� − )2
Como: �� = ��� + � e �� = ��� + (� − )�
Temos:
%& =
(�− )
&'
40
Analisando a geometria deste problema, temos que o triângulo ABD, tem como cateto
oposto ao ângulo ƟA a reta DB representada por x e como hipotenusa a reta AB; e que o triângulo
CDE, tem como cateto oposto ao ângulo Ɵc a reta BE representada por (d-x) e como hipotenusa
a reta BC, sendo possível verificar que o senƟA = x/AB e que senƟc = (d-x)/BC, conforme
demonstrado na figura 09.
Figura 09 – Análise da geometria dos triângulos
Fonte: próprio autor
Temos:
%& =
(�− )
&'
Como: senƟA = -�� e senƟc =
(.$-)
��
Temos: senƟA = senƟc
Logo: ƟA = Ɵc
Como ƟA é representado como o ângulo de incidência e ƟC como o ângulo de reflexão,
temos que o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão, provando a Lei da reflexão a
partir do princípio de Fermat.
3.2.1 Incidência e reflexão
Através deste experimento, é possível verificar, conceitos básicos sobre reflexão de
feixes de luz que incidem numa superfície espelhada e objetivando ilustrar a terceira lei, que
diz respeito à reflexão da luz, verificar que o raio incidente, a reta normal à superfície refletiva
e o raio refletido encontram-se num mesmo plano, neste caso, representado pela folha de papel.
De acordo com as leis da reflexão, seja um raio de luz que incide num espelho. Para um
raio de luz que incide nesta superfície refletora, existe uma reta normal. Forma-se um ângulo
entre o raio incidente e a reta normal, denominado de ângulo de incidência. O raio refletido pela
superfície refletora forma um ângulo com a reta normal, chamado de ângulo de reflexão. O raio
incidente, a normal e o raio refletido estão situados num mesmo plano. O ângulo de incidência
e o ângulo de reflexão tem o mesmo valor.
41
3.2.2 Fibra óptica
Este experimento tem o objetivo de ilustrar o caminho que a luz faz dentro de uma fibra
óptica, possibilitando visualizar as sucessivas reflexões totais que a luz realiza no percurso do
fluxo da água mesmo em trajetos curvos.
A reflexão interna tem muitas aplicações tecnológicas, por exemplo: os médicos podem
examinar o estômago dos pacientes introduzindo dois feixes de fibras ópticas através do
esôfago. A luz aplicada à extremidade de um dos feixes sofre reflexões internas totais ao longo
do percurso de modo que, apesar das fibras seguirem um trajeto curvo, a maior parte da luz
chefa à outra extremidade e ilumina o interior do estômago. Parte da luz refletida pelas paredes
do estômago penetra no outro feixe e segue o caminho inverso, sendo detectada e transformada
em uma imagem em um monitor. (HALLIDAY; RESNICK; WALKER. 2009, p. 18)
A fibra consiste em um número central que muda suavemente até uma acama de
revestimento externo de um material de índice de refração menor. Somente aqueles raios que
são internamente refletidos podem se propagar ao longo da fibra. (HALLIDAY; RESNICK;
KRANE. 2004, p. 17). A luz fica limitada a se propagar dentro da fibra, mesmo ao redor de
curvas suaves, como resultado de sucessivas reflexões internas. Um tubo de luz assim pode ser
flexível se forem usadas fibras finas em vez de fibras grossas – estas são chamadas fibras
ópticas. (RAYMOND; JOHN. 2004, p. 1002)
À medida que o ângulo de incidência é aumentado, chegamos a uma situação para a
qual o raio refratado aponta ao longo da superfície, com o ângulo de refração sendo igual a 90º.
Para ângulos de incidência maiores do que este ângulo crítico, não existe um raio refratado.
(HALLIDAY; RESNICK; KRANE. 2004, p. 16). Dispositivos feitos com fibras ópticas são
amplamente aplicados na medicina em instrumentos chamados de endoscópios, que podem ser
introduzidos em tubos do organismo e são usados para examinar diretamente os brônquios, a
bexiga, o cólon e outros órgãos. (YOUNG; FREEDMAN, 2009, p. 11). As fibras ópticas
também são aplicadas em sistemas de comunicação, nos quais são usadas para transmitir feixe
de laser modulado. (YOUNG; FREEDMAN, 2009, p. 11)
3.2.3 Levitação
Este experimento tem como objetivo despertar o interesse dos alunos pela física através
de um efeito de ilusão de óptica no qual dá impressão de que a pessoa está levitando e, após
realizada a demonstração deste, questionar aos alunos explicações sobre este fenômeno. Trata-
se de reflexo de um objeto, no caso, a perna de quem esteja apresentando o experimento, dando
42
a ilusão de que a imagem formada a partir do reflexo da perna em que está de frente à superfície
reflexiva do espelho seria a perna que está atrás do espelho.
Este é um exemplo de ilusão de óptica, usado por mágicos, com a utilização de um
espelho. A caixa é uma estrutura cúbica que contém um espelho plano vertical através de um
plano diagonal da caixa. O pé que você vê está em frente ao espelho e o outro (que parece estar
apoiado no chão) está atrás dele, e você não consegue vê-lo. Quando levanta o pé em frente ao
espelho, seu reflexo também se levanta, fazendo com que a pessoa pareça estar flutuando no ar.
(RAYMOND; JOHN. 2004, p. 1017)
3.3 Refração
Objetivando demonstrar conceitos de refração, foram desenvolvidos 5 experimentos:
holograma caseiro; aquário e laser; efeito monga; espelho do susto e decalcar desenhos.
Para a luz monocromática e um dado par de materiais a e b, separados pela interface, a
razão entre o seno dos ângulos Ɵa e Ɵb, onde esses ângulos são medidos a partir da normal à
superfície, é igual ao inverso da razão entre os dois índices de refração: ƞa.sen Ɵa = ƞb.sen Ɵb
(lei da refração). O resultado experimental, juntamente com a observação de que o raio
incidente, o raio refletido, o raio refratado e a normal à superfície estão sobre o mesmo plano,
constitui a chamada lei da refração ou lei de Snell, em homenagem ao cientista holandês
Willebrord Snell. (YOUNG; FREEDMAN, 2009, p. 06). O ângulo de refração Ɵ2.v1 = senƟ2.v2
= constante, onde v1 é a velocidade da luz no meio 1 e v2 a velocidade da luz no meio 2. A
descoberta experimental dessa relação é creditada geralmente a Willbrord Snell. (RAYMOND;
JOHN. 2004, p. 989)
Lei de refração: o raio está no plano de incidência e tem um ângulo de refração Ɵ2 que
está relacionado com o ângulo de incidência Ɵ1 através da equação n1.senƟ1 = n2.senƟ2, onde
n1 e n2 são constantes adimensionais, denominadas índices de refração, que dependem do meio
onde a luz está se propagando. (HALLIDAY; RESNICK; WALKER. 2009, pag. 14)
Quando a transmissão da luz de um meio para o outro é acompanhado de mudança de
velocidade, dizemos que houve refração da luz. A primeira lei da refração afirma que o raio
incidente, o raio refratado e a normal, no ponto de incidência, estão contidos num mesmo plano
obedecendo a expressão na.sen Ɵa = nb.sen Ɵb. A segunda lei da refração é conhecida pelo nome
Lei de Snell-Descartes podendo ser escrita como vb.senƟa = v1a.senƟb. (SAMPAIO;
CALÇADA, 2004, p. 299).
43
Deduzindo a Lei da Refração a partir do princípio de Huygens, temos que analisar três
frentes de onda sucessivas em uma onda plana passando de um meio composto de ar atingindo
uma superfície de vidro, conforme a figura 10.
Figura 10 – Três frentes de onda sucessivas
Fonte: próprio autor
Analisando o ângulo de incidência Ɵ1, pode ser representado desta forma, conforme
provado anteriormente na dedução da Lei da Reflexão, como:
Figura 11 – Análise do ângulo de incidência
Fonte: próprio autor
Analisando uma frente de onda em que no ponto A, esta frente de onda desloca-se até o
ponto B, interceptando a superfície de vidro, representados na figura 12.
Figura 12 – Análise uma frente de onda
Fonte: próprio autor
44
Considerando como t1, o tempo necessário para que esta frente de onda parta do ponto
A para o ponto B, pode ser representado na figura 13.
Figura 13 – Analisando o tempo de deslocamento da frente de onda
Fonte: próprio autor
Analisando esta mesma frente de onda, porém num ponto em que propaga-se através do
vidro, sendo refratado no ponto C, representado na figura 14
Figura 14 – Refração no ponto C
Fonte: próprio autor
Esta frente de onda passando de um meio menos refringente para um meio mais
refringente, é possível afirmar que V1 é maior do que V2, conforme a figura 15.
Figura 15 – Análise das velocidades
Fonte: próprio autor
Como v = λ.f e a frequência de onda no ar e no vidro são iguais, durante este intervalo
de tempo analisado, é possível afirmar a seguinte relação:
λ2
V2=
λ1
V1
45
Logo:
λ2 = λ1.V2
V1
Analisando a trigonometria dos triângulos ABC e BCD da figura 16.
Figura 16 – Análise da trigonometria dos triângulos
Fonte: próprio autor
É possível afirmar que: senƟ1 = 1�2 e senƟ2 = 1�
2
Então: senƟ1
senƟ2= λ1/X
λ2/5
Simplificando X, temos: senƟ1
senƟ2= λ1
λ2
Temos: senƟ1
senƟ2= V1
V2
Organizando os termos: senƟ1
V1= senƟ2
V2
Multiplicando os dois lados por c e organizando, temos:
6
V1. senƟ1 =
6V2
. senƟ2
Como o índice de refração “n” de um meio é a razão entre a velocidade da luz (c) no
vácuo e a velocidade da luz v naquele meio, conforme:
7 =c
V
Temos que: 71 = c
V1 e 72 = c
V2
Substituindo na expressão: 6
V1. senƟ1 = 8
V2. senƟ2
Temos: 71. senƟ1 = 72. senƟ2
Provando a Lei da Refração a partir do princípio de Huygens.
46
Agora deduzindo a Lei da Refração a partir do princípio de Fermet, precisamos
considerar dois pontos fixos A e B em meios diferentes e o ponto C como o ponto em que o
raio incidente refrata para o meio em que se encontra o ponto B, conforme figura.
Figura17 – Raio incidente e refratado
Fonte: próprio autor
Analisando o ângulo de incidência Ɵi, ângulo de refração Ɵr, distância percorrida pelo
raio incidente Li (AC), distância percorrida pelo raio refratado Lr (CB), conforme a figura 18.
Figura 18 – Distância percorrida pelo raio incidente e refratado
Fonte: próprio autor
Considerando d como sendo a distância horizontal entre os pontos A e B e chamando
de x o comprimento do cateto oposto ao ângulo Ɵi. Por consequência, o cateto oposto ao ângulo
Ɵr, é (d - x), conforme figura 19.
Figura 19 – Análise do cateto oposto ao ângulo Ɵr
Fonte: próprio autor
47
A distância percorrida pelo raio que se propaga do ponto A, passa pelo ponto C e chega
ao ponto B, pode ser calculado da seguinte forma:
Como a velocidade do raio incidente (Vi) é diferente da velocidade do raio refratado
(Vr), é possível calcular o tempo (t) necessário para este deslocamento:
9 =LiVi
+ LrVr
Como: < = �=
Substituindo: 9 = >?�/@?
+ >A�/@A
= @?.>?�
+ @A.>A�
= @?.>?B@A.>A�
Temos: >�
= @?.>?B@A.>A�
Simplificando: L = ni. Li + nr. Lr
Analisando a geometria do problema, temos a relação �C = ��� + �D�E =
��� + (d − )� . conforme a figura 20.
Figura 20 – Análise do Li e Lr
Fonte: próprio autor
Como: �C = ��� + �D�E = ��� + (d − )�
Temos: � = 7C. ��� + � + 7E. ��� + (d − )�
Como: 9 = >�
Temos: 9 = =F.�GHB-HB=I.�JHB(�$-)H
�
Como o princípio de Fermat define que o tempo necessário para a luz percorrer o
deslocamento que parte do ponto A, intercepta o ponto C e chega ao ponto B, deve ser um
mínimo (um máximo ou permanecer inalterado).
Temos: @?.��
���GHB-H = @A.�(�$�)
���JHB(�$-)H
48
Simplificando, temos: @?.�
�GHB-H = @A.(�$�)
�JHB(�$-)H
Organizando, temos: 7C. ��GHB-H = 7E. �$�
�JHB(�$-)H
Analisando a geometria dos triângulos ACD e BCE, é possível verificar que x é o cateto
oposto ao ângulo Ɵi e que Li é a hipotenusa do triângulo ACD. Da mesma forma, é possível
verificar que (d – x) é o cateto oposto ao ângulo Ɵr e que Lr é a hipotenusa do triângulo BCE,
conforme figura 21.
Figura 21 – Análise de x sendo cateto oposto ao ângulo Ɵi
Fonte: próprio autor
Como: �C = ��� + � e �E = ��� + (d − )�
Temos: senƟi =�
�GHB-H e senƟr =�$�
�JHB(�$-)H
Substituindo, temos: 7C. senƟi = 7E. senƟr
Sendo provada a Lei da refração a partir do princípio de Fermat.
3.3.1 Holograma caseiro
Este experimento tem como objetivo proporcionar a impressão de imagem holográfica
de forma caseira, criando uma ilusão de que se forma uma imagem holográfica, porém,
posteriormente explicado que a imagem que vemos é consequência da imagem ser refletida
para quem esteja de frente ao experimento e refratada através do experimento, dando a
impressão de que formou-se uma imagem holográfica.
3.3.2 Aquário e laser
Este experimento tem como objetivo demonstrar que o trajeto que o raio de luz faz ao
ser refratado de um meio para o outro com índices de refração diferentes, como no caso deste
experimento, o raio de luz partindo do meio composto por ar para o meio que é composto por
água. Para isso, foram utilizados apenas um aquário simples com água e um laser pointer.
49
Ao direcionarmos o apontador de laser para superfície da água, é possível observarmos
diversos aspectos. Se direcionarmos perpendicularmente em relação à superfície da água,
praticamente não observamos desvios desse feixe de luz. Ao inclinarmos o apontador, é
possível observar que parte da luz é refletida (intercepta a superfície da água e rebate de volta
à superfície) e outra parte é refratada (atravessa a superfície da água). Pelo fato da água ser um
meio mais refringente do que o ar, o raio refratado sofre maior desvio do que o raio refletido.
3.3.3 Efeito monga
Este experimento tem como objetivo demonstrar o que acontece no espetáculo de circo
no qual uma bailarina se transforma em gorila, possibilitar visualizar fenômenos de reflexão e
refração da luz. Para obter o efeito proposto neste experimento, é necessário utilizar algum
material plano e transparente de modo a permitir que parte dos feixes de luz atravessem e outra
parte seja refletido. Foi verificado que, estrategicamente, o material transparente é colocado a
45º tanto de cada um dos dois personagens, como também do observador.
Inicialmente, sem iluminar o personagem do monstro e ao iluminar o personagem
feminino, parte da luz é refletida pelo personagem feminino. Parte da luz que é propagada em
direção ao plástico, chega ao plástico com angulação de 45º em relação à reta normal do
plástico. E então, parte dessa luz é refratada e outra parte da luz é refletida também com
angulação de 45º, propagando-se em direção ao observador.
Aos poucos, diminui-se a iluminação incidente no personagem feminino e passa a
iluminar o personagem do monstro. Ao iluminar o personagem do monstro, parte da luz é
refletida por ele em direção ao plástico que, por sua vez, parte dessa luz é refletida para o
ambiente em que o personagem do monstro encontra-se e a outra parte refrata através do
plástico chegando aos outros do observador.
3.3.4 Espelho do susto
Este experimento possibilita, de forma divertida, visualizar conceitos de reflexão e
refração da luz. O plástico utilizado neste experimento é transparente, ou seja, permite que a
luz seja propagada através dele, e com isso, possibilitando que essa luz chegue aos olhos do
observador. Ao ser aplicada película espelhada nesse plástico, parte dessa luz que se propagaria
através dele é refletida pela superfície espelhada e parte é refratada, vindo a se propagar aos
olhos do observador.
50
Ao ser ligada a luz interna, a luz emitida pelos LEDs é propagada para todos os lados.
Parte da luz é propagada diretamente em direção ao plástico, outra parte em direção às paredes
do experimento e outra parte em direção ao objeto que foi utilizado para ser observado ao ser
ligada a luz. Os feixes de luz que incidem no objeto a ser observado se propagam também para
todos os lados, parte dessa luz é absorvida pelo objeto e parte é refletida. Os feixes refletidos
pelo objeto também se propagam para todos os lados. Parte desses feixes de luz que são
refletidos pelo objeto incidem na superfície do plástico que, por sua vez, feixes são refletidos
para a parte interna do experimento e parte é refratada. Esses feixes refratados que chegam aos
olhos do observador é que possibilitam enxergar o objeto a ser observado.
3.3.5 Decalcar desenhos
Este experimento tem como objetivo, além demonstrações sobre refração, uma
alternativa muito interessante de decalcar desenhos com bastante detalhes, mesmo para quem
não sabe desenhar bem. Nos espelhos planos que, a luz proveniente do objeto a ser observado
é propagada e ao incidir no espelho plano é refletida que, por sua vez, é propagada aos olhos
do observador, possibilitando assim visualizar a imagem formada. A relação entre o objeto e a
imagem formada sendo utilizado espelho plano é que a imagem é virtual, de mesmo tamanho e
direita. E a distância entre o objeto e o espelho é a mesma entre o espelho e a imagem formada.
Assim como no caso do espelho plano, é numa superfície transparente, sendo que no
caso do espelho, não é possível enxergar através do mesmo. Já no caso da superfície
transparente, permite a passagem da luz através desta, possibilitando observar também o que
está do outro lado desta superfície transparente.
Neste experimento foi utilizado um plástico transparente e colocado um objeto, fins
obter uma imagem refletida. Neste caso, o objeto foi uma imagem impressa num papel e
colocado outro papel do outro lado do plástico fins obter a projeção da imagem impressa sobre
o papel em branco. É possível observar que cada ponto da imagem impressa é projetado
exatamente equidistante em relação ao plástico sobre o papel em branco, possibilitando assim
desenhar com boa qualidade de detalhes.
3.4 Associação de espelhos planos
Associando espelhos planos, é possível obter efeitos que podem despertar o interesse
dos alunos, então foram desenvolvidos 4 experimentos: número de imagens formadas,
caleidoscópio, periscópio e imagem no infinito.
51
O espelho é uma superfície que reflete um raio luminoso em uma direção definida em
vez de absorvê-lo ou espalhá-lo em todas as direções. (HALLIDAY; RESNICK; WALKER.
2009, p. 28). Quando um objeto é colocado entre dois espelhos paralelos, formam-se infinitas
imagens, pois cada imagem, em relação a um espelho, torna-se objeto para outro espelho.
(SAMPAIO; CALÇADA, 2004, p. 288)
3.4.1 Número de imagens formadas
Este experimento tem como objetivo demonstrar formação de imagens posicionando
espelhos planos em diversos ângulos entre si. É possível comparar o resultado obtido através
de fórmulas e com o número de imagens que se formam. A quantidade de imagens formadas
por um objeto colocado entre dois espelhos planos pode ser obtido dividindo 360º pelo ângulo,
expresso em graus, formado entre os dois espelhos utilizados neste experimento e subtraído o
número 1. Pode-se demonstrar que, sendo Ɵº o ângulo entre dois espelhos planos, e sendo o
quociente 360º/ Ɵ um número inteiro, o número n de imagens formadas nos espelhos é dado
por n = (360º/ Ɵ) – 1 obedecendo às condições: se 360º/ Ɵ for par, a fórmula vale para qualquer
posição do objeto entre os espelhos e se for ímpar, a fórmula é confiável se o objeto estiver no
plano bissetor do ângulo entre os espelhos. (SAMPAIO; CALÇADA, 2004, p. 286)
3.4.2 Caleidoscópio
Este experimento tem como objetivo demonstrar formação de imagens formadas através
da associação de 3 espelhos planos. De acordo com as leis da reflexão, seja um raio de luz que
incide num espelho ou em outra superfície plana que seja possível refletir raios de luz. Para um
raio de luz que incide nesta superfície refletora, existe uma reta normal. Forma-se um ângulo
entre o raio incidente e a reta normal, denominado de ângulo de incidência. O raio refletido pela
superfície refletora forma um ângulo com a reta normal, chamado de ângulo de reflexão. O raio
incidente, a normal e o raio refletido estão situados num mesmo plano. O ângulo de incidência
e o ângulo de reflexão tem o mesmo valor.
A quantidade de imagens formadas por um objeto colocado entre dois espelhos planos
pode ser obtido dividindo 360º pelo ângulo, expresso em graus, formado entre os dois espelhos
utilizados neste experimento e subtraído o número 1. Ao aproximar os 3 espelhos de mesmo
tamanho, é formado um triângulo equilátero, logo, formando 3 ângulos internos de 60º cada.
Utilizando a fórmula, é possível verificar que 360º dividido por 60º é igual a 6, subtraído por 1,
é igual a 5.
52
3.4.3 Periscópio
Este experimento tem como objetivo demonstrar o periscópio, utilizado em submarinos,
basicamente composto por associação de espelhos planos paralelos entre si, e a 45º do
observador e do objeto que pretende-se observar. Para um raio de luz que incide nesta superfície
refletora, existe uma reta normal. Forma-se um ângulo entre o raio incidente e a reta normal,
denominado de ângulo de incidência.
O raio refletido pela superfície refletora forma um ângulo com a reta normal, chamado
de ângulo de reflexão. O raio incidente, a normal e o raio refletido estão situados num mesmo
plano. O ângulo de incidência e o ângulo de reflexão tem o mesmo valor. Visto isto, o periscópio
é feito de forma que dois espelhos fiquem posicionados paralelos entre si. A luz sai do objeto
chegando ao espelho da parte superior do experimento, por sua vez, direcionado para onde o
observador quer visualizar. A imagem chega ao espelho com o ângulo de 45º e reflete também
com o ângulo de 45º, percorrendo até chegar no espelho inferior. O espelho por onde o
observador visualiza, fica a 45º em relação ao observador. Assim a imagem chega ao espelho
com o ângulo de 45º e reflete também com o ângulo de 45º chegando aos olhos do observador.
3.4.4 Imagem no infinito
Este experimento tem como objetivo demonstrar a formação de imagens entre dois
espelhos planos. Porém, para que seja possível enxergar através de um desses dois espelhos, é
preciso que um deles seja translucido e, para isso, foi utilizado película espelhada aplicada em
um plástico de mesmo tamanho do espelho.
Neste experimento foram utilizadas duas superfícies espelhadas posicionadas
paralelamente entre si, objetivando obter infinitos reflexos das imagens. Para comprovar isso,
sabemos que a quantidade imagens formadas decorrentes de uma associação de espelhos
obedece a seguinte razão: o número de imagens formadas é igual a 360º dividido pelo ângulo
entre os espelhos em graus, subtraído do número 1.
3.5 Lentes e espelhos esféricos
Objetivando demonstrar na prática conceitos de raios luminosos incidentes e em lentes
e espelhos esféricos, foram desenvolvidos 3 experimentos: microscópio caseiro, projetor
caseiro e espelhos esféricos caseiros. Os espelhos esféricos são calotas esféricas polidas cuja
superfície refletora pode ser a côncava ou a convexa. A vantagem dos espelhos convexos em
relação aos planos é que seu campo visual é maior, porém, num espelho convexo, a imagem é
sempre menor do que o objeto. (SAMPAIO; CALÇADA, 2004, p. 288)
53
No caso do espelho côncavo, quando o objeto está bem próximo ao espelho. A imagem
é direita e maior do que o objeto, e quando o objeto está distante do espelho, a imagem é
invertida. (SAMPAIO; CALÇADA, 2004, p. 288).
O espelho côncavo (significando um oco, como uma cava) em relação à localização do
objeto. Em comparação com o espelho plano, a imagem é ampliada e localizada a uma distância
maior, atrás do espelho. (HALLIDAY; RESNICK; KRANE. 2004, p. 37). O espelho convexo
em relação à localização do objeto. A imagem é reduzida no tamanho e mais próxima do
espelho, comparada com a imagem no espelho plano. (HALLIDAY; RESNICK; KRANE.
2004, p. 38)
Em instrumentos como binóculos, telescópios e câmeras, as imagens são formadas por
uma combinação de várias lentes ou espelhos. Para analisar a formação de imagens em sistemas
de duas lentes, devemos considerar uma lente de cada vez, como se a outra não existisse, usando
a imagem formada por uma lente como objeto para a seguinte. (HALLIDAY; RESNICK;
KRANE. 2004, p. 47)
3.5.1 Microscópio caseiro
Este experimento objetiva proporcionar a visualização pequenos micro-organismos
contidos numa gota d’água, sendo possível ampliar a imagem em até 1.000 vezes. Ao apontar
um laser da cor verde para uma gota suspensa por uma seringa, esta gota funciona como uma
lente esférica. A gota d’água comporta-se como lente biconvexa, pois possui as duas faces
convexas. Sabendo que o índice de refração da água em média 1,33 e a do ar é praticamente 1,
é possível afirmar que a gota d’água no ar comporta-se como uma lente convergente, ampliando
a imagem e a invertendo. Este experimento é muito interessante, pois possibilita que o ano
visualize com bastante nitidez, algumas bactérias contidas na água.
3.5.2 Projetor caseiro
Este experimento tem como objetivo demonstrar princípios físicos de uma câmara
escura, projeção de imagem, lentes bicovexas, imagem projetada através de uma lupa. Neste
experimento, a lupa é responsável pela ampliação da imagem exibida no celular e projetada em
um anteparo. A lupa é constituída por uma lente convergente. Foram utilizadas duas caixas de
papelão justamente para possibilitar o ajuste da distância focal. Foi pintado com tinta da cor
preta para evitar que a luz seja refletida ao incidir nas paredes do experimento, aumentando
assim a qualidade da imagem projetada.
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Um projetor de slides funciona de modo bastante semelhante a uma máquina fotográfica
ao contrário. Em um projetor de filmes, uma lâmpada ilumina o filme, que age como um objeto
para a lente de projeção. A lente forma uma imagem real, maior e invertida do filme sobre a
tela de projeção. (YOUNG; FREEDMAN, 2009, p. 62)
3.5.3 Espelhos esféricos caseiros
Este experimento tem por objetivo construir espelhos côncavos e convexos, bem como
observar como os raios de luz se comportam quando são refletidos por ele. Espelhos esféricos:
é uma superfície refletora que tem um formato esférico, no qual pode ter uma face côncava e/ou
uma face convexa. Espelho côncavo: a superfície refletora é na parte interna ao espelho curvo.
Se o objeto real observado afastado acima da distância do raio de curvatura deste espelho, a
imagem é real, invertida e menor do que o objeto observado. Se o objeto estiver entre o centro
e o foco deste espelho, a imagem é real, invertida e maior que o objeto observado. Espelho
convexo: a superfície refletora é na parte externa ao espelho curvo. Independente da distância
entre o objeto observado e o espelho, a imagem será sempre virtual, menor e direita.
3.6 Dispersão da luz
Objetivando possibilitar melhor visualizações de conceitos básicos da natureza da luz
como a dispersão da luz, foram desenvolvidos 3 experimentos: disco de Newton, reflexo das
cores e luz branca. A dependência do índice de refração com o comprimento de onda, que
resulta da dependência da velocidade da onda com o comprimento de onda, é chamada
dispersão.
A lei de Snell indica que o ângulo de refração quando a luz penetra um material depende
do comprimento de onda da luz. (RAYMOND; JOHN. 2004, p. 994). A dispersão da luz em
um espectro é demonstrada de maneira mais vívida na natureza pela formação de um arco-íris,
visto frequentemente por um observador posicionado entre o sol e a chuva.
Cores diferentes são refratadas a ângulos diferentes do comprimento de onda. A luz
violeta é a que mais se desvia e a luz vermelha é a que menos se desvia. (RAYMOND; JOHN.
2004, p. 995)
Os raios de luz que vão das gotas responsáveis pelo arco-íris até o observador fazem um
ângulo de aproximadamente 42º com o prolongamento da reta que liga o sol ao observador. Em
condições normais, tudo que se consegue ver é uma pequena parte do arco-íris, mas, em locais
elevados e em condições especiais, é possível observar um anel completo. (HALLIDAY;
RESNICK; WALKER. 2009, p. 16)
55
3.6.1 Disco de Newton
Este experimento tem como objetivo refazer uma experiência conhecida como Disco de
Newton e testar discos pintados com diversas cores diferentes e observar a cor que será
originada durante a rotação desses discos.
3.6.2 Reflexo das cores
Este experimento tem como objetivo demonstrar que as cores que enxergamos é
basicamente reflexo da luz que incide no objeto e reflete em nossos olhos. As cores dos objetos
que enxergamos é proveniente da luz que intercepta esse objeto e reflete em nossos olhos. Essa
reflexão da luz depende do material que é composto esse objeto e da cor que ilumina esse objeto.
Neste experimento será possível observar a cor que é refletida das cartolinas de diversas cores
sendo iluminadas por diversas cores. Quando a luz incide sobre um campo opaco, parte dela
poderá ser refletida e outra parte absorvida. Quanto será refletida e quanto será absorvida
dependem de dois fatores: a cor da luz incidente e o material de que o corpo é feito. (SAMPAIO;
CALÇADA, 2004, p. 279)
3.6.3 Luz branca
Este experimento tem como objetivo demonstrar a desfragmentação da luz branca,
possibilitando enxergar as cores que a compõe, emitida por diferentes fontes de luz.
Neste experimento, o DVD é utilizado por possuir diversos orifícios em sua superfície
que permitem a passagem de luz. É possível observar através do DVD a luz que determinadas
lâmpadas emitem. Lembra muito um experimento de Isaac Newton, no qual ele utilizou um
prisma para observar que a luz branca que passava por um orifício e originou as cores do arco-
íris, sendo que neste experimento não é utilizado prisma algum, apenas utilizado o mecanismo
de passar luz por um pequeno orifício.
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4 METODOLOGIA
Foi desenvolvida uma metodologia que contempla diversos aspectos importantes sobre
o conteúdo abordado, com sugestões de como aplicar os experimentos em sala de aula, de forma
estimulante, tanto para o aluno, como também para os professores, objetivando despertar o
interesse do aluno pela Física.
Pensando nisto, foi criada uma sequência de ensino composta por 9 passos comuns aos
25 experimentos abordados neste material:
Primeiro passo: pergunta motivadora. Objetivando estimular o aluno a pensar sobre o
assunto e a participar da aula, bem como o professor analisar os conhecimentos prévios dos
alunos sobre o assunto. Iniciando a aula com uma pergunta simples, porém interessante o
bastante para que o aluno se sinta estimulado a pensar sobre o assunto e expressar sua opinião.
Segundo passo: contextualizar. Para que o aluno tenha interesse pela aula, é importante
que o assunto tenha aplicabilidade em seu dia a dia. Então, nesta etapa, são citados exemplos
práticos do cotidiano do aluno em que se aplica o conceito proposto pelo experimento abordado.
Terceiro passo: descrever o experimento. Apresentação detalhada do que se trata o
experimento, qual é o conceito que objetiva demonstrar e informações importantes que os
alunos precisam observar durante a prática.
Quarto passo: citar materiais utilizados. Descrição dos materiais utilizados para
confeccionar o experimento, para que o aluno tenha conhecimento do que foi utilizado, caso
ele queira construir o material em casa.
Quinto passo: confeccionar o experimento. Roteiro detalhado de como montar o
experimento, com fotos de cada etapa da confecção do material e, ao lado de cada imagem, é
descrito em forma de texto, orientações do que é preciso fazer em cada etapa.
Sexto passo: aplicar o experimento. Sugestões de como aplicar o experimento, fazer as
demonstrações e orientar os alunos a utilizarem o material. Esta fase estimula a participação
dos alunos nas aulas, pois possibilita que eles tirem suas próprias conclusões do que estão
observando de forma prática.
Sétimo passo: fundamentar. Orientações de como prestar explicações físicas que cada
experimento aborda. Sempre de forma simples, para que alunos do ensino fundamental
entendam com facilidade, porém interessante o bastante para estimulá-los a aprender.
Oitavo passo: avaliar o aprendizado. Dicas de como avaliar de alguma forma o
aprendizado dos alunos, seja com perguntas objetivas, atividades, questionários, ou até mesmo
observar se os alunos estão prestando atenção à aula.
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Nono passo: estimular o conhecimento. Aproveitando o entusiasmo dos alunos com a
prática e estimulá-los de alguma forma a pesquisar mais sobre o assunto abordado, seja
indicando alguma outra fonte de pesquisa ou questionando outros exemplos que eles
observaram que o conceito abordado também é aplicado.
4.1 Introdução
Orientações sobre como aplicar os experimentos Propagação da luz;
Reversibilidade da luz; Independência dos raios da luz; Fontes primárias e secundárias; Sombra
e penumbra; Meios transparentes; translúcidos e opados; e Câmara escura.
4.1.1 Propagação da luz
Orientações sobre como aplicar o experimento Propagação da Luz, conforme figura 22.
Figura 22 – Experimento Propagação da Luz
Fonte: próprio autor
Demonstrar o experimento aos alunos e informar que, nos meios homogêneos e
transparentes, a propagação da luz é em linha reta. Quando um raio incide numa superfície que
separa dois meios distintos, obtêm-se reflexão e refração.
4.1.2 Reversibilidade da luz
Orientações sobre aplicação do experimento reversibilidade da Luz, conforme figura 23.
Figura 23 – Experimento Reversibilidade da Luz
Fonte: próprio autor
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Demonstrar o experimento aos alunos e informar que, se um raio de luz se propaga em
uma direção e sentido arbitrários, outro poderá propagar-se na mesma direção e em sentido
oposto, pois para os fótons, qualquer sentido de trajetória de um raio luminoso é possível.
4.1.3 Independência dos raios da luz
Aplicação do experimento independência dos raios da luz, conforme figura 24.
Figura 24 - Experimento Independência dos Raios da Luz
Fonte: próprio autor
Demonstrar o experimento aos alunos e informar que, se dois ou mais raios de luz vindos
de fontes diferentes se cruzam, eles seguem suas trajetórias independentemente, pois fótons de
cada uma das fontes não interagem entre si, podendo tendo interceptação durante suas
trajetórias, sem que modificação no seu percurso.
4.1.4 Fontes primárias e secundárias
Aplicar o experimento Fontes Primárias e Secundárias, conforme figura 25.
Figura 25 - Experimento Fontes Primárias e Secundárias
Fonte: próprio autor
Demonstrar o experimento aos alunos e informar que, fontes primárias emitem luz
própria, citando como exemplo o Sol e que fontes secundárias refletem ou absorvem,
parcialmente ou totalmente, os feixes de luz, citando como exemplo a Lua.
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4.1.5 Sombra e penumbra
Orientações sobre aplicação do experimento Sombra e Penumbra, conforme figura 26.
Figura 26 - Experimento Sombra e Penumbra
Fonte: próprio autor
Demonstrar o experimento aos alunos e informar que, sombra é a região que não recebe
a luz direta da fonte e que penumbra é a região que recebe apenas parte da luz direta da fonte.
4.1.6 Meios transparentes, translúcidos e opacos
Orientações sobre como aplicar o experimento Meios Transparentes, Translúcidos e
Opacos, conforme figura 27.
Figura 27 - Experimento Meios Transparentes, Translúcidos e Opacos
Fonte: próprio autor
Demonstrar o experimento aos alunos e informar que, os meios transparentes são os que
permitem que os feixes de luz atravessem em trajetória regular, permitindo observar os objetos
perfeitamente, citando como exemplo o vidro liso; os meios translúcidos que permitem que os
feixes de luz atravessem parcialmente e de forma irregular, citando como exemplo o vidro
fosco; os meios opacos são os que não permitem a passagem dos feixes de luz, citando como
exemplos a madeira.
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4.1.7 Câmara escura
Orientações sobre como aplicar o experimento Câmara Escura, conforme figura 28.
Figura 28 - Experimento Câmara Escura
Fonte: próprio autor
Primeiro passo: pergunta motivadora. Iniciar fazendo a seguinte pergunta: Como são
formadas as imagens que enxergamos?
Segundo passo: contextualizar. Citar que Aristóteles já utilizava o princípio da câmara
escura para observar eclipses. Euclides, já pressupunha que a câmara escura demonstrava que
a luz se desloca em linha reta. Leonardo da Vinci utilizou para auxiliar em seus desenhos.
Terceiro passo: descrever o experimento. Demonstrar a formação de imagens fazendo
associação com formação de imagem num globo ocular.
Quarto passo: citar materiais utilizados. Informar que foram utilizados: lata, fita adesiva,
cartolina preta, tesoura, papel vegetal, vela e fósforo.
Quinto passo: confeccionar o experimento. Fazer um furo na lata. Utilizar fita adesiva
para ficar o papel vegetal para fechar o lado aberto da lata e para fixar uma das metades da
cartolina, envolvendo completamente a lateral da lata
Sexto passo: aplicar o experimento. Direcionar o lado do experimento que fica a lata
para uma vela acesa e observar a formação da imagem através do lado oposto do experimento.
Sétimo passo: fundamentar teoricamente. Informar que, de acordo com o princípio da
propagação retilínea da luz, os raios luminosos que atingem o objeto e passem pelo orifício da
câmara sejam projetados no anteparo na parede paralela ao orifício.
Oitavo passo: avaliar o aprendizado. Solicitar que os alunos a direcionem o experimento
para um objeto que seja possível observar a projeção de sua imagem no papel vegetal.
Nono: estimular o conhecimento. Incentivar os alunos a fazerem este experimento em
casa, utilizando caixa de papelão grande. Solicitar que comparem os resultados obtidos através
do uso da fórmula e das medidas obtidas estão corretos.
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4.2 Reflexão
Orientações sobre como aplicar os experimentos Incidência e Reflexão; Fibra óptica e
Levitação, relativos ao conceito de Reflexão.
4.2.1 Incidência e reflexão
Orientações sobre aplicação do experimento Incidência e Reflexão, conforme figura 29.
Figura 29 - Experimento Incidência e Reflexão
Fonte: próprio autor
Primeiro passo: pergunta motivadora. Questionar como a luz é refletida pelo espelho?
Segundo passo: contextualizar. Exemplos em que são utilizados os conceitos de reflexão
da luz quando utilizado espelho plano, é o periscópio, no qual são utilizados dois espelhos
paralelos entre si e com ângulo de 45º em relação ao observador e em relação ao objeto a ser
observado. É possível observar que o ângulo de incidência é igual ao ângulo refratado.
Terceiro passo: descrever o experimento. Informar que é uma demonstração de que o
ângulo de inserção é igual ao ângulo de reflexão em relação à reta normal.
Quarto passo: citar materiais utilizados. Informar que foram utilizados: cartolina, laser
verde, pente, régua, transferidor, tesoura e espelho.
Quinto passo: confeccionar o experimento. Utilizar régua e caneta para desenhar uma
reta numa cartolina. Utilizar um transferidor, marcar ângulos de inserção igual ao ângulo
refletido em relação à reta normal.
Sexto passo: aplicar o experimento. Utilizar apontador de laser verde para demonstrar
que o ângulo de inserção é igual ao ângulo de reflexão.
Sétimo passo: fundamentar teoricamente. Informar que, de acordo com as leis da
reflexão, para um raio de luz que incide nesta superfície refletora, existe uma reta normal.
Forma-se um ângulo entre o raio incidente e a reta normal, denominado de ângulo de incidência.
O raio refletido pela superfície refletora forma um ângulo com a reta normal, chamado de
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ângulo de reflexão. O raio incidente, a normal e o raio refletido estão situados num mesmo
plano. O ângulo de incidência e o ângulo de reflexão tem o mesmo valor.
Oitavo: avaliar o aprendizado. Solicitar que os alunos façam demonstrações deste
experimento, porém explicando seu funcionamento.
Nono: estimular o conhecimento. Solicitar que os alunos outros ângulos para
verificarem a equivalência entre os ângulos de incidência e de reflexão em relação à reta normal.
4.2.2 Fibra óptica
Orientações sobre como aplicar o experimento Fibra Óptica, conforme figura 30.
Figura 30 - Experimento Fibra Óptica
Fonte: próprio autor
Primeiro passo: pergunta motivadora. Questionar: a luz faz curva?
Segundo passo: contextualizar. Citar que este experimento foi produzido em 1870, o
físico inglês John Tyndall, utilizou este experimento objetivando demonstrar o princípio de
guiamento da luz. Informar que este conceito é utilizado nos cabos de fibra óptica.
Terceiro passo: descrever o experimento. Informar que este experimento tem o objetivo
de ilustrar o caminho que a luz faz dentro de uma fibra óptica.
Quarto passo: citar materiais utilizados. Informar que foram utilizados: cartolina preta,
garrafa plástica, laser verde e um recipiente.
Quinto passo: confeccionar o experimento. Utilize uma garrafa plástica e uma tesoura.
Utilizar a tesoura para fazer um furo na parte inferior lateral da garrafa de plástico.
Sexto passo: aplicar o experimento. Direcionar o apontador de laser verde ao lado oposto
do furo feito na garrafa de modo que o feixe de luz atravesse a garrafa, percorra o trajeto do
fluxo da água e chegue ao recipiente que receberá esse fluxo de água.
Sétimo passo: fundamentar teoricamente. Informar que a luz entra na fibra pelo núcleo
e tenta escapar pela lateral, através da casca. Mas, como o núcleo é mais refringente que a casca,
ou seja, nN > nc, se o angulo de incidência do raio de luz dentro da fibra superar o ângulo limite
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(i > L), o raio será refletido de volta para o núcleo onde fica confinado e é guiado após
sucessivos rebatimentos até atingir o outro extremo da fibra por onde pode então escapar.
Oitavo passo: avaliar o aprendizado. Solicitar que os alunos observem uma fibra óptica.
Solicitar que os alunos citem exemplos de aplicação de reflexão total da luz.
Nono passo: estimular o conhecimento. Solicitar que os alunos pesquisem na internet
sobre quais outras aplicações de reflexão total da luz e da utilização da fibra óptica.
4.2.3 Levitação
Orientações sobre como aplicar o experimento Levitação, conforme figura 31.
Figura 31 - Experimento Levitação
Fonte: próprio autor
Primeiro passo: pergunta motivadora. Questionar: é possível uma pessoa levitar?
Segundo passo: contextualizar. Citar que este experimento pode ser utilizado em
apresentações de mágica, dando a impressão de que o mágico está levitando.
Terceiro passo: descrever o experimento. Informar que este experimento tem como
objetivo despertar o interesse dos alunos pela física através de um efeito de ilusão de óptica
Quarto passo: aplicar o experimento. Entrar no experimento, posicionando-se de forma
a parecer que o reflexo de um pé seja o pé que está do outro lado do espelho. Ficar de ponta de
pé com a perna que está do outro lado do espelho.
Quinto passo: citar materiais utilizados. Informar que foram utilizados: ripas de madeira,
pregos, martelo, tinta preta, espelho, trena, caixa de papelão e tesoura.
Sexto passo: confeccionar o experimento. Utilizar ripas de madeira para criar um cubo
com diagonais, na horizontal o tamanho lateral de 60 centímetros e na vertical o tamanho lateral
de 50 centímetros. Utilizar espelho na diagonal do cubo.
Sétimo passo: fundamentar teoricamente. Informar que trata-se de uma simples ilusão
de óptica e que ocorre o reflexo de uma das pernas.
Oitavo passo: avaliar o aprendizado. Avaliar o nível de interesse do aluno pelo
experimento. Avaliar se o aluno demonstra interesse em participar da atividade.
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Nono passo: estimular o conhecimento. Possibilitar que os alunos utilizem o
experimento, como se fosse numa apresentação de mágica e faça vídeo para que eles divulguem
aos colegas e aos familiares, demonstrando que a física também é divertida.
4.3 Refração
Orientações sobre como aplicar os experimentos Holograma caseiro; Aquário e laser;
Efeito monga; espelho do susto; e decalcar desenhos, relativos ao conceito de Refração.
4.3.1 Holograma caseiro
Orientações sobre como aplicar o experimento Holograma Caseiro, conforme figura 32.
Figura 32 - Experimento Holograma Caseiro
Fonte: próprio autor
Primeiro passo: pergunta motivadora. Questionar: o que é um holograma?
Segundo passo: contextualizar. Citar que Gabor, concebeu teoricamente em 1948,
executou pela primeira vez nos anos 60 e ganhou Prêmio Nobel de Física em 1971.
Terceiro passo: descrever o experimento. Informar que este experimento tem como
objetivo proporcionar a impressão de imagem holográfica.
Quarto passo: citar materiais utilizados. Informar que foram utilizados: cartolina preta,
plástico plano, fita adesiva, tesoura, régua, papel, caneta e celular
Quinto passo: confeccionar o experimento. Para desenhar o molde, seguem as medidas
da pirâmide: 6 centímetros de base inferior, 1 centímetro de base superior e altura de 3,5
centímetros. São necessárias 4 pirâmides iguais. Utilizar fita adesiva para unir as 4 faces do
65
experimento. Utilizando celular, acesse um site de vídeos e pesquise pelo termo “holograma
3d”. Posicionar o celular de forma a refletir as 4 imagens do vídeo.
Sexto passo: aplicar o experimento. Expor aos alunos o efeito gerado através do
experimento. Inicialmente, com imagens diversas, para despertar a curiosidade por parte dos
alunos. Pelo fato de ser um experimento apenas de demonstração, fique à vontade para fazer
algum comentário interessante relacionado com este experimento.
Sétimo passo: fundamentar teoricamente. Informar que neste experimento, o princípio
físico utilizado é reflexão devido a superfície transparente posicionada a 45º em relação ao
objeto que pretende-se projetar.
Oitavo: avaliar o aprendizado. Observar o comportamento dos alunos e o nível de
interesse pelo experimento. Solicitar que os alunos expliquem, do modo que entenderam, o
processo de formação das imagens deste experimento.
Nono passo: estimular o conhecimento. Desafiar os alunos a reproduzirem o
experimento em casa. Solicitar que os alunos acessem diversos vídeos.
4.3.2 Aquário e laser
Orientações sobre como aplicar o experimento Aquário e Laser, conforme figura 33.
Figura 33 - Experimento Aquário e Laser
Fonte: próprio autor
Primeiro passo: pergunta motivadora. Questionar: O que refração total da luz?
Segundo passo: contextualizar. Citar como exemplo prático ligado aos princípios de
reflexão e de refração a situação de reflexão total que acontece na fibra óptica.
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Terceiro passo: descrever o experimento. Informar que este experimento tem como
objetivo possibilitar que os alunos visualizem o trajeto que o raio de luz faz ao ser refletido pela
superfície interna do fluxo da água, acompanhando seu trajeto.
Quarto passo: citar materiais utilizados. Foram utilizados: laser verde, água e aquário.
Quinto passo: confeccionar o experimento. Utilizar um aquário e preenchê-lo com água.
Utilizar o apontador de laser verde de forma que seja possível observar o feixe de luz.
Sexto passo: aplicar o experimento. Direcionar o apontador de raio laser
perpendicularmente em relação à superfície da água, demonstrando que o feixe de luz coincide
com a reta normal. Direcionar de modo a inclinar um pouco, demonstrando que há diferença
do ângulo que o raio incidente e que o raio refratado faze em relação à normal. Direcionar de
modo que o feixe de luz seja totalmente refletido, demonstrando a reflexão total da luz.
Sétimo passo: fundamentar teoricamente. Direcionar o laser perpendicularmente em
relação à superfície da água, praticamente não serão observados desvios desse feixe de luz. Ao
inclinar o apontador, observar que parte da luz é refletida e outra parte é refratada.
Oitavo passo: avaliar o aprendizado. Solicitar que os alunos manipulem o experimento
para eles mesmos fazerem as observações, direcionando o apontador de laser de forma a
demonstrar que o feixe de luz sofre desvios e demonstrar a reflexão total da luz.
Nono passo: estimular o conhecimento. Solicitar os alunos pesquisem sobre quais outras
aplicações dos conceitos expostos através deste experimento.
4.3.3 Efeito monga
Orientações sobre como aplicar o experimento Efeito Monga, conforme figura 34.
Figura 34 - Experimento Efeito Monga
Fonte: próprio autor
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Primeiro passo: pergunta motivadora. Iniciar fazendo a seguinte pergunta: Qual o
segredo do efeito da bailarina virar um gorila?
Segundo passo: contextualizar. Citar que em 1964, o cineasta italiano Marco Ferreri,
dirigiu o filme “La Donna Scimmia”, conhecido no Brasil como “A Mulher-Macaco”. Em 1967,
Romeu Del Duque, ficou conhecido como o “Pai da Monga” e entre os anos de 1974 e 1986,
promoveu eventos em circos utilizando a versão mais primata da mulher-macaco.
Terceiro passo: descrever o experimento. Informar que o objetivo é demonstrar o que
acontece no espetáculo de circo no qual uma bailarina se transforma em gorila.
Quarto passo: citar materiais utilizados. Informar que foram utilizados: capas de DVD,
fita adesiva, cartolina preta, plástico plano, cola quente, 2 brinquedos e lanterna.
Quinto passo: confeccionar o experimento. Utilizar quatro capas de DVD para montar
a base deste experimento. As capas de DVD foram posicionadas e fixadas com cola quente.
Utilize dois brinquedos de mesmo tamanho e que caibam no experimento. Utilizar uma lanterna
para iluminar apenas um dos brinquedos posicione a capa de DVD de forma a refletir a imagem.
Posicionar a lanterna iluminando apenas o segundo brinquedo.
Sexto passo: aplicar o experimento. Organizar a sala de forma que os alunos possam
visualizar o experimento de frente, de modo a verem através do espaço frontal aberto no
experimento. Explicar aos alunos que esse é um projeto simples do que era utilizado
antigamente em circos, num espetáculo chamado de Monga. Direcionar a lanterna de modo a
iluminar apenas a boneca. Direcionar a lanterna de modo a iluminar também o boneco, dando
a impressão de que a boneca se transformou em homem das cavernas.
Sétimo passo: fundamentar teoricamente. Informar que, , sem iluminar o personagem
do monstro e ao iluminar o personagem feminino, parte da luz é refletida pelo personagem
feminino. Parte da luz que é propagada em direção ao plástico, chega ao plástico com angulação
de 45º em relação à reta normal do plástico. E então, parte dessa luz é refratada e outra parte da
luz é refletida também com angulação de 45º, propagando-se em direção ao observador. Ao
iluminar o personagem do monstro, parte da luz é refletida por ele em direção ao plástico que,
por sua vez, parte dessa luz é refletida para o ambiente em que o personagem do monstro
encontra-se e a outra parte refrata através do plástico chegando ao observador.
Oitavo: avaliar o aprendizado. Solicitar que os alunos expliquem sobre o percurso que
a luz faz para possibilitar que as duas imagens sejam observadas neste experimento.
Nono: estimular o conhecimento. Solicitar aos alunos que pesquisem sobre mais
situações em que são utilizados o efeito proposto neste experimento.
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4.3.4 Espelho do susto
Orientações sobre como aplicar o experimento Espelho do Susto, conforme figura 35.
Figura 35 - Experimento Espelho do Susto
Fonte: próprio autor
Primeiro passo: pergunta motivadora. Iniciar fazendo a seguinte pergunta: Como
assustar seus amigos utilizando um espelho?
Segundo passo: contextualizar. Citar que para o observador que está na parte interna do
carro, é possível verificar que a luz do ambiente externo, quando bem iluminado, é refratada,
chegando aos olhos do observador.
Terceiro passo: descrever o experimento. Informar que um experimento interessante
para demonstrar conceitos de reflexão e refração da luz.
Quarto passo: citar materiais utilizados. Informar que foram utilizados: caixa com
espelho de banheiro, fita adesiva, tesoura, plástico, película espelha e máscara. Utilizar a fita
de LED entre o plástico com película espelhada e o espelho.
Quinto passo: confeccionar o experimento. Utilizar armário de plástico para banheiros.
Desmontar e separar o espelho dos demais componentes. Utilizar o plástico com película na
parte externa da caixa de espelho de banheiro e na parte interna utilize espelho.
Sexto passo: aplicar o experimento. Solicitar que os alunos observem que antes de ligar
na tomada, parece ser um espelho comum. Questionar aos alunos sobre qual efeito eles acham
que deve acontecer ao ligar a fone na tomada. Plugar a fonte na tomada e demonstrar que a luz
interna é refratada através do plástico que foi aplicada a película espelhada.
Sétimo passo: fundamentar teoricamente. Informar que o plástico utilizado neste
experimento permite que a luz seja propagada através dele. Ao ser aplicada película espelhada
nesse plástico, parte dessa luz que se propagaria através dele é refletida pela superfície
espelhada e parte é refratada, vindo a se propagar aos olhos do observador.
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Oitavo passo: avaliar o aprendizado. Solicitar que os alunos expliquem novamente o
comportamento da luz neste experimento.
Nono passo: estimular o conhecimento. Questionar aos alunos mais exemplos de
utilidade de aplicação de película espelhada e quais os objetivos de sua utilização.
4.3.5 Decalcar desenhos
Orientações sobre como aplicar o experimento Decalcar Desenhos, conforme figura 36.
Figura 36: Experimento Decalcar Desenhos
Fonte: próprio autor
Primeiro passo: pergunta motivadora. Iniciar fazendo a seguinte pergunta: Como
decalcar com qualidade utilizando a física?
Segundo passo: contextualizar. Citar que este experimento é feito para fazer desenhos
com maior qualidade. Existem brinquedos infantis que utilizam desses princípios físicos.
Terceiro passo: descrever o experimento. Informar que este experimento tem como
objetivo, além demonstrações físicas sobre óptica, uma alternativa muito interessante de
decalcar desenhos com bastante detalhes, mesmo para quem não sabe desenhar bem.
Quarto passo: citar materiais utilizados. Informar que foram utilizados: 1 pedaço de
vidro ou plástico, fita adesiva, lanterna, tesoura, cartolina preta, régua, transferidor, imagens
impressas e cartolina preta.
Quinto passo: confeccionar o experimento. Utilizar a base transparente como molde
para confeccionar a base opaca. Utilize fica adesiva para unir as duas partes. Posicionar a
imagem que deseja decalcar do lado de fora do experimento e o papel no qual deseja decalcar
do lado de dentro. Utilizar uma fonte de luz para iluminar o desenho que desejar decalcar.
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Sexto passo: aplicar o experimento. Solicitar que os alunos observem a imagem refletida
a partir de ângulos diferentes para ver se interfere na posição da imagem.
Sétimo passo: fundamentar teoricamente. Informar que é possível observar que cada
ponto da imagem impressa é projetado exatamente equidistante em relação ao plástico sobre o
papel em branco, possibilitando assim desenhar com boa qualidade de detalhes.
Oitavo passo: avaliar o aprendizado. Solicitar que eles expliquem com suas próprias
palavras sobre como é formada a imagem sobre o papel em branco do outro lado do plástico.
Nono passo: estimular o conhecimento. Solicitar que os alunos refaçam este
experimento, utilizando outras imagens.
4.4 Associação de espelhos planos
Orientações sobre como aplicar os experimentos: número de imagens formadas,
caleidoscópio, periscópio e imagem no infinito.
4.4.1 Número de imagens formadas
Aplicação do experimento número de imagens formadas, conforme figura 37.
Figura 37 - Experimento Imagens Formadas
Fonte: próprio autor
Primeiro passo: pergunta motivadora. Iniciar fazendo a seguinte pergunta: Quantas
imagens são formadas entre 2 espelhos?
Segundo passo: contextualizar. Citar como exemplo, o leitor fixo de código de barras.
É possível observar que o laser vermelho é refratado diversas vezes por associações de espelhos.
Terceiro passo: descrever o experimento. Informar que este experimento tem como
objetivo comparar o resultado obtido através de fórmulas com o número de imagens observadas.
Quarto passo: citar materiais utilizados. Informar que foram utilizados: cartolina preta,
2 espelhos planos, fita adesiva, caneta, cartolina, esquadro e um objeto a ser refletido
Quinto passo: confeccionar o experimento. Posicionar 2 espelhos entre um objeto de
forma que formem reflexos deste objeto.
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Sexto passo: aplicar o experimento. Posicionar os espelhos sobre a marcação de 180º.
Demonstrar que é formada apenas uma imagem e que utilizando a fórmula também é obtido
como resultado o número 1 referente ao número de imagens formadas. Da mesma forma utilize
ângulos de 120º, obtendo 2 imagens; 90º, obtendo 3 imagens e assim por diante.
Sétimo passo: fundamentar teoricamente. Informar que a quantidade de imagens
formadas por um objeto colocado entre dois espelhos planos pode ser obtido dividindo 360º
pelo ângulo, expresso em graus, formado entre os dois espelhos e subtraído o número 1.
Oitavo e último passo: avaliar o aprendizado. Solicitar que os alunos façam o
procedimento inverso ao sugerido nesta sequência e que comparem os resultados obtidos.
Nono e último passo: estimular o conhecimento. Desafiar os alunos a confeccionarem
este experimento em casa e utilizar diversos ângulos, medindo o ângulo entre os espelhos e
confrontando com o resultado obtido através da fórmula
4.4.2 Caleidoscópio
Orientações sobre como aplicar o experimento Caleidoscópio, conforme figura 38.
Figura 38 - Experimento caleidoscópio
Fonte: próprio autor
Primeiro passo: pergunta motivadora. Iniciar fazendo a seguinte pergunta: Quantas
imagens são formadas entre 3 espelhos planos?
Segundo passo: contextualizar. Citar que em 1817, o físico escocês Dawid Brewster,
inventou o caleidoscópio, composto por fragmentos de vidro colorido e três espelhos.
Terceiro passo: descrever o experimento. Informar que este experimento tem como
objetivo demonstrar formação de imagens formadas através da associação de 3 espelhos planos.
Quarto passo: citar materiais utilizados. Informar que foram utilizados: fita adesiva, 2
réguas transparentes, cartolina preta, tesoura, vela, fósforo e cartolina preta.
Quinto passo: confeccionar o experimento. Utilizar fita adesiva para fixar os 3 espelhos
de modo a formar uma pirâmide.
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Sexto passo: aplicar o experimento. Colocar objetos entre os três espelhos e observar
que são formadas diversas imagens. Utilizar laser verde para gerar diversas imagens refletidas.
Sétimo passo: fundamentar teoricamente. Informar que a quantidade de imagens
formadas por um objeto colocado entre dois espelhos planos pode ser obtido dividindo 360º
pelo ângulo, expresso em graus e subtraído o número 1.
Oitavo passo: avaliar o aprendizado. Questionar os alunos sobre quantas imagens são
formadas num caleidoscópio com mais de três espelhos.
Nono passo: estimular o conhecimento. Solicitar que os alunos a utilizem mais espelhos
para confeccionar um caleidoscópio e verificar quantas imagens são formadas.
4.4.3 Periscópio
Orientações sobre como aplicar o experimento Periscópio, conforme figura 39.
Figura 39 - Experimento Periscópio
Fonte: próprio autor
Primeiro passo: pergunta motivadora. Questionar: como é feito um periscópio?
Segundo passo: contextualizar. Citar que um exemplo de utilização de periscópio bem
conhecida é nos submarinos. O periscópio é utilizado para possibilitar enxergar o que está acima
da superfície da água, mesmo estando debaixo da água.
Terceiro passo: descrever o experimento. Informar que este experimento tem como
objetivo criar um equipamento conhecido como periscópio, utilizado em submarinos,
basicamente composto por associação de espelhos planos paralelos entre si, e a 45º do
observador e do objeto que pretende-se observar.
Quarto passo: citar materiais utilizados. Informar que foram utilizados: tesoura, 2
espelhos planos comuns, régua, tesoura, laser verde, caneta e fita adesiva.
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Quinto passo: confeccionar o experimento. Utilizar um estilete para remover dois
espelhos planos simples de suas respectivas molduras. Utilizar fita adesiva para fixar o espelho
à caixa e utilize tesoura para cortar a parte superior das caixas. Utilizar um estilete para fazer
um furo que possibilite observar o espelho. Utilizar fita adesiva para fixar o espelho à caixa.
Utilizar a segunda caixa para fazer a segunda parte deste experimento.
Sexto passo: aplicar o experimento. Utilizar o experimento na configuração de
possibilitar visualizar o que está à frente.
Sétimo passo: fundamentar teoricamente. Informar que o periscópio, geralmente
formado por prismas de base triangular. A luz sai do objeto chegando ao espelho da parte
superior do experimento direcionado para onde o observador quer visualizar. A imagem chega
ao espelho com o ângulo de 45º e reflete também com o ângulo de 45º, percorrendo até chegar
no espelho inferior que também está a 45º em relação ao observador, assim a imagem chega
aos olhos do observador.
Oitavo passo: avaliar o aprendizado. Solicitar que os alunos utilizem o experimento de
diversas formas. Sugerir que os alunos expliquem o funcionamento deste experimento.
Nono passo: estimular o conhecimento. Solicitar que os alunos invertam a posição da
parte superior do experimento, direcionando os dos espelhos para um mesmo sentido.
4.4.4 Imagem no infinito
Orientações sobre como aplicar o experimento Imagem no Infinito, conforme figura 40.
Figura 40 - Experimento Imagem no Infinito
Fonte: próprio autor
Primeiro passo: pergunta motivadora. Iniciar fazendo a seguinte pergunta: Como é que
se entende e podemos obter o efeito de imagem no infinito?
Segundo passo: contextualizar. Citar que é possível observar este efeito no caso em que
um cabeleireiro posiciona um segundo espelho para que possamos enxergar como ficou o
procedimento feito atrás da nossa cabeça.
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Terceiro passo: descrever o experimento. Informar que este experimento tem como
objetivo demonstrar a formação de imagens entre dois espelhos planos.
Quarto passo: citar materiais utilizados. Informar que foram utilizados: caixa com
espelho de banheiro, fita de LED, fita isolante, tesoura, plástico e película espelhada automotiva
Quinto passo: confeccionar o experimento. Utilizar armário de plástico para banheiros.
Utilizar plástico plano do mesmo tamanho do espelho e aplique película espelhada automotiva.
Fechar a tampa do experimento e ligar o LED.
Sexto passo: aplicar o experimento. Solicitar que os alunos observem que antes de ligar
na tomada, parece ser um espelho comum. Ligar o LED e demonstrar que são formados diversos
reflexos utilizando apenas uma volta de fita de LED.
Sétimo passo: fundamentar teoricamente. Informar que a quantidade imagens formadas
obedece a seguinte razão: o número de imagens formadas é igual a 360º dividido pelo ângulo
entre os espelhos em graus, subtraído do número 1.
Oitavo passo: avaliar o aprendizado. Solicitar que os alunos expliquem com suas
próprias palavras o motivo de serem formadas diversas neste experimento.
Nono passo: estimular o conhecimento. Solicitar que os alunos verifiquem a formação
de infinitas imagens, utilizando um espelho simples de maquiagem e um espelho do banheiro.
4.5 Lentes e espelhos esféricos
Orientações sobre como aplicar os experimentos Microscópio caseiro, Projetor caseiro
e Espelhos esféricos caseiros, relativos ao conceito de Lentes e espelhos esféricos.
4.5.1 Microscópio caseiro
Orientações sobre aplicação do experimento Microscópio Caseiro, conforme figura 41.
Figura 41 - Experimento Microscópio Caseiro
Fonte: próprio autor
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Primeiro passo: pergunta motivadora. Iniciar fazendo a seguinte pergunta: Como
confeccionar um microscópio de baixo custo?
Segundo passo: contextualizar. Citar que há relatos de que 721 a.C de que um cristal de
rocha com propriedades de ampliação. Por volta de 1280, foram utilizadas as primeiras lentes.
Terceiro passo: descrever o experimento. Informar que este experimento objetiva
proporcionar a visualização pequenos micro-organismos contidos numa gota d’água, ao apontar
um laser para uma gota suspensa por uma seringa, esta funciona como uma lente biconvexa.
Quarto passo: citar materiais utilizados. Informar que foram utilizados: laser verde, 2
Copos, seringa, massa de modelar, água suja e fita adesiva.
Quinto passo: confeccionar o experimento. Coletar água suja, possibilitando projetar a
imagem de algum microorganismo contido nesta água. Utilizar a seringa para coletar um pouco
da água suja. Pressionar o êmbolo de forma que fique suspensa apenas uma gota d’água.
Sexto passo: aplicar o experimento. Direcionar o feixe de luz de forma que intercepte a
gota d’água e projetando a imagem na parede.
Sétimo passo: fundamentar teoricamente. Informar que a gota d’água comporta-se
aproximadamente como lente biconvexa. Sabendo que o índice de refração da água em média
1,33 e a do ar é praticamente 1, é possível afirmar que a gota d’água no ar comporta-se como
uma lente convergente, ampliando a imagem e a invertendo.
Oitavo passo: avaliar o aprendizado. Solicitar que os alunos esbocem um desenho de
como eles entenderam que acontece desde o feixe de luz do LED, passando pela gota d’água e
chegando ao anteparo de forma ampliada.
Nono passo: estimular o conhecimento. Desafiar os alunos a observarem em casa se eles
reconhecem a existência de lentes biconvexas no seu cotidiano.
4.5.2 Projetor caseiro
Orientações sobre como aplicar o experimento Projetor caseiro, conforme figura 42.
Figura 42 - Experimento projetor caseiro
Fonte: próprio autor
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Primeiro passo: pergunta motivadora. Iniciar fazendo a seguinte pergunta: Como
confeccionar projetor caseiro de baixo custo?
Segundo passo: contextualizar. Citar que relatos do historiador Plínio (23-79 d.C.)
apresentam lentes usadas para iniciar o fogo, com auxílio da luz solar.
Terceiro passo: descrever o experimento. Informar que este experimento tem como
objetivo demonstrar princípios físicos de uma câmara escura, projeção de imagem, lentes
bicovexas, imagem projetada através de uma lupa, sendo utilizados materiais de baixo custo.
Quarto passo: citar materiais utilizados. Informar que foram utilizados: celular, lupa,
caixa de sapatos, apoio para o celular, Fita adesiva preta, tesoura, pincel e tinta preta.
Quinto passo: confeccionar o experimento. Retirar a parte de vidro da lupa e utilizar o
molde para cortar uma das caixas de papelão. Utilizar tinta preta para pintar a parte interna das
caixas. Faça uma base de apoio para o celular. Exibir uma imagem invertida no celular e o apoie
sobre a base. Posicionar o experimento de modo a projetar a imagem numa superfície branca.
Sexto passo: aplicar o experimento. Questionar os alunos sobre a necessidade que, para
obtermos uma imagem no sentido normal, é necessário inverter a imagem que transmite.
Sétimo passo: fundamentar teoricamente. Informar que neste experimento, a lupa é
responsável pela ampliação da imagem exibida no celular e projetada em um anteparo. Foi
pintado com tinta da cor preta para evitar que a luz seja refletida ao incidir nas paredes do
experimento, aumentando assim a qualidade da imagem projetada.
Oitavo passo: avaliar o aprendizado. Solicitar que os alunos utilizem o experimento para
projetar imagem uma parede brilhosa, depois numa parede fosca e compararem a qualidade.
Nono e último passo: estimular o conhecimento. Desafiar os alunos a reproduzirem este
experimento em casa e pesquisarem sobre experimentos relacionados à projeção de imagens.
4.5.3 Espelhos esféricos caseiros
Aplicação do experimento espelhos esféricos caseiros, conforme figura 43.
Figura 43 - Espelhos esféricos caseiros
Fonte: próprio autor
77
Primeiro passo: pergunta motivadora. Iniciar fazendo a seguinte pergunta: O que são
espelhos côncavos e convexos?
Segundo passo: contextualizar. Citar que espelhos curvos, sejam eles côncavos ou
convexos, podem ser encontrados em telescópios, materiais utilizados pelos dentistas para
ampliar a imagem a ser refletida, retrovisores com ampliação da imagem refletida, espelhos
utilizados para segurança patrimonial pois ampliam a imagem refletida, etc.
Terceiro passo: descrever o experimento. Informar que este experimento tem por
objetivo construir espelhos côncavos e convexos, bem como observar como os raios de luz se
comportam quando são refletidos por ele.
Quarto passo: citar materiais utilizados. Foram utilizados: garrafa plástica, colher,
película espelhada, rolo de papel higiênico, fita adesiva, impressos, papel e caneta.
Quinto passo: confeccionar o experimento. Utilizar o rolo de fita adesiva para fazer duas
superfícies curvas. Cortar ao meio o rolo de fita adesiva. Aplicar película espelhada automotiva.
Utilizar uma tesoura para cortar a parte lisa de uma garrafa plástica de refrigerante e aplicar
película espelhada automotiva dos dois lados. Utilizar uma colher
Sexto passo: aplicar o experimento. Utilizar experimento feito de o rolo de fita adesiva,
o feito da parte lisa da garrafa plástica e a colher para demonstrar superfícies côncavas e
convexas. Utilizar o experimento feito com garrafa plástica cheia de água, posicionar de forma
a ser possível enxergar a inversão da imagem refletida. Utilizar o experimento feito imagens
impressas e rolo de papel higiênico, posicionando as imagens impressas ou o rolo de modo a
possibilitar que sejam formadas as imagens no rolo.
Sétimo passo: fundamentar teoricamente. Informar que o espelho côncavo tem a
superfície refletora é na parte interna ao espelho curvo. Informar que quando o objeto observado
afastado acima da distância do raio de curvatura deste espelho, a imagem é real, invertida e
menor do que o objeto observado. Se o objeto estiver entre o centro e o foco deste espelho, a
imagem é real, invertida e maior que o objeto observado. Espelho convexo: a superfície
refletora é na parte externa ao espelho curvo. Independente da distância entre o objeto
observado e o espelho, a imagem será sempre virtual, menor e direita.
Oitavo e último passo: avaliar o aprendizado. Solicitar aos alunos que eles citem mais
exemplos de espelhos curvos que eles conhecem.
Nono e último passo: estimular o conhecimento. Solicitar que os alunos pesquisem mais
exemplos de utilização de espelhos curvos. Solicitar que os alunos procurem espelhos curvos
para verificarem se são côncavos ou convexos.
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4.6 Dispersão da luz
Orientações sobre como aplicar os experimentos Disco de Newton, Reflexo das cores e
Luz branca, relativos ao conceito de Dispersão da luz.
4.6.1 Disco de Newton
Orientações sobre como aplicar o experimento Disco de Newton, conforme figura 44.
Figura 44 - Experimento disco de Newton
Fonte: próprio autor
Primeiro passo: pergunta motivadora. Questionar: como fazer um disco de newton?
Segundo passo: contextualizar. Informar que o experimento Disco de Newton, ficou
conhecido desta forma pelo fato do Isaac Newton ter descoberto que a luz branca do Sol é a
composição das cores do arco-íris.
Terceiro passo: descrever o experimento. Informar da mesma forma que a luz branca
origina as cores do arco-íris, é possível demonstrar, através do disco de Newton, que as cores
do arco-íris podem formar a cor branca.
Quarto passo: citar materiais utilizados. Informar que foram utilizados: cartolina branca,
lápis de cor, tesoura, alicate, fósforo, cola quente, DVD, vinil, moeda e fita adesiva.
Quinto passo: confeccionar o experimento. Utilizando um disco de vinil, fazer um
molde, recortar, pintar com as cores do arco-íris e colar no vinil. Utilizando um DVD, fazer um
molde de papel, pintar com as cores do arco-íris e colar sobre o DVD. Então, fixar uma moeda
no centro do DVD, de modo que seja possível rotacionar o DVD facilmente. Utilizando um
ventilador, colar na hélice do ventilador um papel com as cores do arco-íris. Utilizar outras
combinações de cores para fazer outras demonstrações, como por exemplo combinações de
cores primárias resultando em cores secundárias.
Sexto passo: aplicar o experimento. Para aplicar o disco de Newton feito com vinil, com
DVD e com barbante: questionar aos alunos o que acontecerá quando for rotacionado cada
experimento. Para aplicar o disco de Newton feito com o ventilador: utilizar os moldes com
cores primárias. Questionar aos alunos qual cor surgirá da rotação das cores primárias e então
questionar qual cor surgirá da rotação das cores do arco-íris.
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Sétimo passo: fundamentar teoricamente. Informar que através deste experimento, é
possível refazer uma experiência conhecida como Disco de Newton.
Oitavo: avaliar o aprendizado. Avaliar se o aluno entendeu sobre a formação da cor
branca através do experimento de disco de Newton.
Nono: estimular o conhecimento. Solicitar que os alunos citem exemplos práticos do dia
a dia que eles acham semelhantes ao experimento demonstrado.
4.6.2 Reflexo das cores
Orientações sobre como aplicar o experimento Reflexo das Cores, conforme figura 45.
Figura 45 - Experimento reflexo das Cores
Fonte: próprio autor
Primeiro passo: pergunta motivadora. Questionar: Como enxergamos as cores?
Segundo passo: contextualizar. Citar os objetos absorvem todas as cores que estão na
luz branca e refletem apenas a cor que enxergamos.
Terceiro passo: descrever o experimento. Informar que este experimento tem como
objetivo demonstrar que as cores que enxergamos é basicamente reflexo da luz.
Quarto passo: citar materiais utilizados. Informar que foram utilizados: cartolina preta,
holofote colorido ou fonte de luz de diversas cores e cartolinas coloridas.
Quinto passo: confeccionar o experimento. Utilizar cartolinas coloridas e escrever o
nome da cor de cada cartolina sobre a cartolina correspondente. Foi utilizado um refletor do
tipo LED que possui controle remoto, facilitando a escolha de diversas cores.
Sexto passo: aplicar o experimento. Posicionar todas as cartolinas feitas. Ligar a luz
branca e observar as cores das cartolinas. Utilizar diversas cores.
Sétimo passo: fundamentar teoricamente. Informar que as cores dos objetos que
enxergamos é proveniente da luz que intercepta esse objeto e reflete em nossos olhos.
Oitavo passo: avaliar o aprendizado. Questionar os alunos sobre a situação de, ao invés
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de serem utilizadas diversas cores do holofote, fosse utilizada uma lâmpada de luz negra, qual
cor seria possível enxergar para as cores de cartolinas utilizadas neste experimento.
Nono passo: estimular o conhecimento. Solicitar que os alunos citem exemplos práticos
do dia a dia que eles acham semelhantes ao experimento demonstrado.
4.6.3 Luz branca
Orientações sobre como aplicar o experimento Luz Branca, conforme figura 56.
Figura 46 - Experimento Luz Branca
Fonte: próprio autor
Primeiro passo: Questionar: como se formam as cores do arco-íris?
Segundo passo: contextualizar. Citar que dependendo da fonte que a luz branca é
originada, é possível obter diferentes intensidades e riquezas de cores.
Terceiro passo: descrever o experimento. Informar que este experimento tem como
objetivo demonstrar a desfragmentação da luz branca, possibilitando enxergar as cores que a
compõe, emitida por diferentes fontes de luz.
Quarto passo: citar materiais utilizados. Informar que foram utilizados: cartolina preta,
DVD, fita adesiva, tesoura, luminária de mesa, vela, fósforo e lâmpadas.
Quinto passo: confeccionar o experimento. Utilizar a tesoura para cortar o DVD de
modo a separar em 2 partes. Utilizar apenas a parte da cor roxa, retirando com cuidado algumas
partes prateadas que possam ficar grudadas ao DVD.
Sexto passo: aplicar o experimento. Utilizar lâmpada de luz negra e verificar que só
reflete os objetos da cor branca. Utilizar lâmpada incandescente e fluorescente para observar a
intensidade das cores formadas. Utilizar uma fonte primária, como a vela.
Sétimo passo: fundamentar teoricamente. Informar que neste experimento, o DVD é
utilizado por possuir diversos orifícios em sua superfície que permitem a passagem de luz. É
possível observar através do DVD a luz que determinadas lâmpadas emitem.
Oitavo passo: avaliar o aprendizado. Questionar os alunos sobre qual fonte de luz tem
maior intensidade de cores neste experimento.
Nono passo: estimular o conhecimento. Solicitar que os alunos citem exemplos práticos
do dia a dia que eles acham semelhantes ao experimento demonstrado.
81
5 ANÁLISE DE RESULTADOS
Esta análise foi feita de forma quantitativa no que diz respeito ao estudo estatístico do
número de respostas corretas obtidas nos questionários inicial (antes de aplicar o experimento)
e intermediário (após aplicação da sequência de ensino). Então, de posse dos questionários
respondidos pelos alunos, foram geradas tabelas com as imagens das respostas e gráficos
comparativos dos resultados obtidos no questionário inicial e intermediário.
A pesquisa também é de caráter qualitativo, pois, apesar de não haver tempo hábil para
analisar se houve evolução dos conhecimentos dos alunos que participaram deste trabalho ao
longo dos anos de estudo deles, foi possível obter suas opiniões sobre a sequência de ensino
proposta e sobre aulas experimentais.
No primeiro momento, foi aplicado um questionário inicial, contendo 12 perguntas
simples, para sondar conhecimentos prévios dos alunos, solicitando que citem o que eles
possuem de conhecimento sobre conceitos como: propagação da luz; reversibilidade da luz;
independência dos raios da luz; fontes primárias e secundárias; sombra e penumbra; meios
transparentes, translúcidos e opacos; câmara escura; reflexão; refração; associação de espelhos;
lentes e espelhos esféricos e dispersão da luz.
No segundo momento, foi aplicada a sequência de ensino deste trabalho, seguindo a
seguintes etapas: pergunta motivadora; contextualizar; descrever o experimento; citar materiais
utilizados; confeccionar o experimento; aplicar o experimento (os alunos têm a oportunidade
de observar o funcionamento do experimento, estimulando-os a pensar sobre os conceitos
físicos relacionados); fundamentar (os discentes obtêm explicações físicas do professor);
avaliar o aprendizado e estimular o conhecimento.
No terceiro momento, objetivando analisar melhorias no aprendizado dos alunos após a
aplicação da sequência de ensino, foi aplicado um questionário intermediário, investigando se
os alunos entenderam melhor sobre o conceito proposto por cada experimento e solicitado que
eles citem com suas próprias palavras, explicações físicas sobre cada conceito abordado.
No quarto momento, objetivando obter a opinião dos alunos quanto à sequência de
ensino e sobre a utilização de experimentos, foi aplicado um questionário final, contendo as
perguntas: “Qual sua opinião sobre esta sequência didática adaptada ao ensino fundamental
abordando conceitos de Física?” e “Qual sua opinião sobre aulas sendo utilizados
experimentos?”.
82
5.1 Questionário inicial
Apresentadas 12 questões solicitando que os alunos citem algo sobre cada conceito.
5.1.1 Introdução
Nesta seção foram abordados conceitos de propagação da luz; independência dos raios
da luz; fontes primárias e secundárias; sombra e penumbra; meios transparentes, translúcidos e
opacos; câmara escura.
5.1.1.1 Propagação da luz
Apenas 13 alunos responderam, 31,7% desta amostra, conforme tabela 01.
Tabela 01 – Respostas obtidas no questionário inicial sobre propagação da luz Respostas dos alunos
Aluno 02
Aluno 06
Aluno 08
Aluno 11 Aluno 13
Aluno 14
Aluno 20
Aluno 21 Aluno 24 Aluno 27 Aluno 29 Aluno 33
Aluno 39
Fonte: próprio autor
5.1.1.2 Reversibilidade da luz
Apenas 10 alunos responderam, 24,39% desta amostra, conforme tabela 02.
Tabela 02 – Respostas obtidas no questionário inicial sobre reversibilidade da luz Respostas dos alunos Aluno 02 Aluno 03 Aluno 08 Aluno 11 Aluno 13 Aluno 14 Aluno 20 Aluno 21 Aluno 24 Aluno 39
Fonte: próprio autor
83
5.1.1.3 Independência dos raios da luz
Apenas 02 alunos responderam, 4,87% desta amostra, conforme tabela 03.
Tabela 03 – Respostas obtidas no questionário inicial sobre independência dos raios da luz Resposta do aluno Aluno 06
Aluno 14
Fonte: próprio autor
5.1.1.4 Fontes primárias e secundárias
Apenas 01 aluno respondeu, 2,43% desta amostra, conforme tabela 04.
Tabela 04 – Respostas obtidas no questionário inicial sobre fontes primárias e secundárias Resposta do aluno Aluno 14
Fonte: próprio autor
5.1.1.5 Sombra e penumbra
Nenhum dos 41 alunos respondeu este item.
5.1.1.6 Meios transparentes, translúcidos e opacos – análise de resultados
Nenhum dos 41 alunos respondeu este item.
5.1.1.7 Câmara escura
Apenas 02 responderam, 4,87% desta amostra, conforme tabela 05.
Tabela 05 – Respostas obtidas no questionário inicial sobre câmara escura Respostas dos alunos Aluno 07
Aluno 14
Fonte: próprio autor
5.1.2 Reflexão
Apenas 01 respondeu, 2,43% desta amostra, conforme tabela 06.
Tabela 06 – Respostas obtidas no questionário inicial sobre reflexão Resposta do aluno Aluno 06
Fonte: próprio autor
84
5.1.3 Refração
Nenhum dos 41 alunos respondeu este item.
5.1.4 Associação de espelhos planos
Nenhum dos 41 alunos respondeu este item.
5.1.5 Lentes e espelhos esféricos
Nenhum dos 41 alunos respondeu este item.
5.1.6 Dispersão da luz
Nenhum dos 41 alunos respondeu este item.
5.2 Análise das respostas sobre ter entendido melhor através de cada experimento
Objetivando coletar dados sobre a opinião dos alunos, conforme tabela 07.
Tabela 07 – Respostas sobre ter entendido melhor através de cada experimento
Experimentos Respostas
Sim Não Em branco Propagação da luz 39 02 00 Reversibilidade da luz 35 02 04 Independência dos raios da luz 41 00 00 Fontes primárias e secundárias 39 00 02 Sombra e penumbra 38 03 00 Meios transparentes, translúcidos e opacos 37 01 03 Câmara escura 34 06 01 Incidência e reflexão 38 00 03 Fibra óptica 38 01 02 Levitação 40 00 01 Holograma caseiro 39 01 01 Aquário e laser 41 00 00 Efeito monga 41 00 00 Espelho do susto 40 00 01 Decalcar desenhos 39 00 02 Número de imagens formadas 39 00 02 Caleidoscópio 36 00 05 Periscópio 41 00 00 Imagem no infinito 40 00 01 Microscópio caseiro 40 00 01 Projetor caseiro 31 08 02 Espelhos esféricos caseiros 41 00 00 Disco de Newton 41 00 00 Reflexo das cores 40 00 01
Luz branca 37 00 04
Fonte: próprio autor
85
5.3 Questionário intermediário – citar algo após ter sido aplicado experimento
5.3.1 Introdução
Analisar o que os alunos aprenderam após ser aplicado cada experimento.
5.3.1.1 Propagação da luz
Após ser aplicado o experimento, 31 alunos responderam, 76,6% desta amostra,
conforme tabela 08.
Tabela 08 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre propagação da luz Respostas dos alunos Aluno 01 Aluno 02 Aluno 04
Aluno 05 Aluno 06 Aluno 07 Aluno 09 Aluno 10 Aluno 11 Aluno 12 Aluno 13 Aluno 14
Aluno 16 Aluno 20
Aluno 21 Aluno 22
Aluno 23 Aluno 24
Aluno 25 Aluno 26
Aluno 28 Aluno 29
Aluno 31 Aluno 33
Aluno 34
Aluno 35 Aluno 36 Aluno 38
Aluno 39
Aluno 40
Aluno 41
Fonte: próprio autor
86
5.3.1.2 Reversibilidade da luz
Obtido como resposta “a luz se propaga de um lado para o outro” por 15 dos 23 alunos
que responderam, destacadas as demais respostas conforme tabela 09.
Tabela 09 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre reversibilidade da luz Respostas dos alunos Aluno 06
Aluno 13
Aluno 23
Aluno 24
Aluno 34
Aluno 38
Aluno 39
Aluno 41
Fonte: próprio autor
5.3.1.3 Independência dos raios da luz
Após ser aplicado o experimento, 28 alunos responderam, 68,29% desta amostra,
seguem algumas respostas, conforme tabela 10.
Tabela 10 – Respostas no questionário interm. sobre independência dos raios da luz Respostas dos alunos Aluno 01
Aluno 09
Aluno 11
Aluno 12
Aluno 14
Aluno 16
Aluno 20
Aluno 23
Aluno 24
Aluno 28
Aluno 34 Aluno 36
Aluno 40
Fonte: próprio autor
87
5.3.1.4 Fontes primárias e secundárias
Após ser aplicado o experimento, 24 alunos responderam, 58,54% desta amostra,
seguem algumas respostas, conforme tabela 11.
Tabela 11 – Respostas no questionário interm. sobre fontes primárias e secundárias Respostas dos alunos Aluno 11
Aluno 13
Aluno 14
Aluno 21
Aluno 22
Aluno 23
Aluno 24
Aluno 39 Aluno 41
Fonte: próprio autor
5.3.1.5 Sombra e penumbra
Após ser aplicado o experimento, 27 alunos responderam, 65,85% desta amostra,
seguem algumas respostas, conforme tabela 12.
Tabela 12 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre sombra e penumbra Respostas dos alunos Aluno 01
Aluno 04
Aluno 09
Aluno 12
Aluno 13
Aluno 21
Aluno 22
Aluno 23
Aluno 24
Aluno 28
Aluno 36
Aluno 40
Fonte: próprio autor
88
5.3.1.6 Meios transparentes, translúcidos e opacos
Após ser aplicado o experimento, 23 alunos responderam, 56,1% desta amostra,
conforme tabela 13.
Tabela 13 – Respostas no quest. interm. sobre meios transparentes, translúcidos e opacos Respostas dos alunos Aluno 02
Aluno 04
Aluno 05
Aluno 06
Aluno 09
Aluno 10
Aluno 11
Aluno 12
Aluno 14
Aluno 20
Aluno 21
Aluno 22
Aluno 23
Aluno 24
Aluno 25
Aluno 28
Aluno 31
Aluno 33
Aluno 35
Aluno 36
Aluno 38
Aluno 39
Aluno 40
Fonte: próprio autor
89
5.3.1.7 Câmara escura
Após ser aplicado o experimento, 17 alunos responderam, 41,46% desta amostra,
conforme tabela 14.
Tabela 14 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre câmara escura Respostas dos alunos Aluno 01
Aluno 02 Aluno 07
Aluno 10
Aluno 11
Aluno 12
Aluno 16
Aluno 20
Aluno 21 Aluno 22 Aluno 23
Aluno 25
Aluno 28
Aluno 31 Aluno 35 Aluno 38
Aluno 40
Fonte: próprio autor
5.3.2 Reflexão
Após ser aplicado o experimento, 12 alunos responderam, 29,27% desta amostra,
conforme tabela 15.
Tabela 15 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre reflexão Respostas dos alunos Aluno 05 Aluno 06 Aluno 08
Aluno 09
Aluno 10 Aluno 12 Aluno 22 Aluno 26
Aluno 37 Aluno 38
Aluno 39
Aluno 40
Fonte: próprio autor
90
5.3.2.1 Incidência e reflexão
Após ser aplicado o experimento, 31 alunos responderam, 75,61% desta amostra,
seguem algumas respostas, conforme tabela 16.
Tabela 16 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre incidência e reflexão Respostas dos alunos Aluno 11
Aluno 12
Aluno 14
Aluno 15
Aluno 17
Aluno 24
Aluno 27
Aluno 36 Aluno 37 Aluno 38 Aluno 39 Aluno 40 Aluno 41
Fonte: próprio autor
5.3.2.2 Fibra óptica
Após ser aplicado o experimento, 33 alunos responderam, 80,49% desta amostra,
seguem algumas respostas, conforme tabela 17.
Tabela 17 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre fibra óptica Respostas dos alunos Aluno 08
Aluno 11
Aluno 15
Aluno 18
Aluno 21
Aluno 23 Aluno 24
Aluno 27
Aluno 28
Aluno 31
Aluno 34
Aluno 37
Aluno 40
Aluno 41
Fonte: próprio autor
91
5.3.2.3 Levitação
Após ser aplicado o experimento, 38 alunos responderam, 95,12% desta amostra,
seguem algumas respostas, conforme tabela 18.
Tabela 18 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre levitação Respostas dos alunos Aluno 02
Aluno 11 Aluno 12
Aluno 15
Aluno 19 Aluno 20 Aluno 21 Aluno 22
Aluno 27 Aluno 29
Aluno 31 Aluno 39 Aluno 40 Aluno 41
Fonte: próprio autor
5.3.3 Refração
Após ser aplicado o experimento, 14 alunos responderam, 34,15% desta amostra,
seguem algumas respostas, conforme tabela 19.
Tabela 19 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre refração Respostas dos alunos Aluno 03
Aluno 07
Aluno 17
Aluno 18
Aluno 19
Aluno 23
Aluno 27
Aluno 28
Aluno 34
Fonte: próprio autor
92
5.3.3.1 Holograma caseiro
Após ser aplicado o experimento, 34 alunos responderam, 82,93% desta amostra,
seguem algumas respostas, conforme tabela 20.
Tabela 20 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre holograma caseiro Respostas dos alunos Aluno 10
Aluno 11
Aluno 12
Aluno 20 Aluno 21
Aluno 22 Aluno 28
Aluno 29
Aluno 37
Aluno 40
Aluno 41
Fonte: próprio autor
5.3.3.2 Aquário e laser
Após ser aplicado o experimento, 34 alunos responderam, 82,93% desta amostra,
seguem algumas respostas, conforme tabela 21.
Tabela 21 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre aquário e laser Respostas dos alunos Aluno 02
Aluno 05
Aluno 06
Aluno 09
Aluno 11
Aluno 12
Aluno 22
Aluno 23
Aluno 24
Aluno 28
Aluno 31 Aluno 32
Aluno 36 Aluno 37
Fonte: próprio autor
93
5.3.3.3 Efeito monga
Após ser aplicado o experimento, 34 alunos responderam, 82,93% desta amostra,
seguem algumas respostas, conforme tabela 22.
Tabela 22 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre efeito monga Respostas dos alunos Aluno 02
Aluno 03 Aluno 05
Aluno 06 Aluno 07
Aluno 08
Aluno 09
Aluno 10
Aluno 11
Aluno 12
Aluno 23
Aluno 27 Aluno 31 Aluno 36
Aluno 40
Fonte: próprio autor
5.3.3.4 Espelho do susto
Após ser aplicado o experimento, 30 alunos responderam, 73,17% desta amostra,
seguem algumas respostas, conforme tabela 23.
Tabela 23 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre espelho do susto Respostas dos alunos Aluno 01
Aluno 03
Aluno 04
Aluno 05
Aluno 12 Aluno 13 Aluno 17
Aluno 23
Aluno 31 Aluno 36
Aluno 40
Fonte: próprio autor
94
5.3.3.5 Decalcar desenhos
Após ser aplicado o experimento, 32 alunos responderam, 78,05% desta amostra,
seguem algumas respostas, conforme tabela 24.
Tabela 24 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre decalcar desenhos Respostas dos alunos Aluno 01 Aluno 02 Aluno 03
Aluno 04
Aluno 05
Aluno 06
Aluno09
Aluno 10 Aluno 11 Aluno 12
Aluno 13
Aluno 14 Aluno 17
Aluno 18
Aluno 19
Aluno 20 Aluno 21 Aluno 22
Aluno 23 Aluno 24
Aluno 26
Aluno 28 Aluno 30 Aluno 31
Aluno 32 Aluno 33
Aluno 34 Aluno 35
Aluno 36
Aluno 37 Aluno 38
Aluno 40
Fonte: próprio autor
95
5.3.4 Associação de espelhos planos
Após ser aplicado o experimento, 13 alunos responderam, 31,7% desta amostra,
conforme tabela 25.
Tabela 25 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre associação de espelhos planos Respostas dos alunos Aluno 07 Aluno 08 Aluno 12 Aluno 18 Aluno 22 Aluno 23 Aluno 26 Aluno 28
Aluno 32 Aluno 34 Aluno 36 Aluno 37 Aluno 38
Fonte: próprio autor
5.3.4.1 Número de imagens formadas
Após ser aplicado o experimento, 18 alunos responderam, 43,9% desta amostra,
conforme tabela 26.
Tabela 26 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre número de imagens formadas Respostas dos alunos Aluno 01 Aluno 03 Aluno 04 Aluno 07 Aluno 09 Aluno 10 Aluno 12 Aluno 16 Aluno 17 Aluno 22 Aluno 23 Aluno 26 Aluno 28 Aluno 30 Aluno 32 Aluno 33 Aluno 34 Aluno 40
Fonte: próprio autor
96
5.3.4.2 Caleidoscópio
Após ser aplicado o experimento, 12 alunos responderam, conforme tabela 27.
Tabela 27 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre caleidoscópio Respostas dos alunos Aluno 01 Aluno 03 Aluno 04 Aluno 08 Aluno 10 Aluno 16 Aluno 17 Aluno 23 Aluno 28
Aluno 31 Aluno 32 Aluno 38
Fonte: próprio autor
5.3.4.3 Periscópio
Após ser aplicado o experimento, 20 alunos responderam, conforme tabela 28.
Tabela 28 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre periscópio Respostas dos alunos Aluno 01
Aluno 03 Aluno 04
Aluno 07 Aluno 08
Aluno 10 Aluno 15 Aluno 16
Aluno 18 Aluno 19 Aluno 23 Aluno 26 Aluno 27 Aluno 28
Aluno 30 Aluno 31 Aluno 32 Aluno 34
Aluno 37 Aluno 38
Fonte: próprio autor
97
5.3.4.4 Imagem no infinito
Após ser aplicado o experimento, 22 alunos responderam, 53,66% desta amostra,
conforme tabela 29.
Tabela 29 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre imagem no infinito Respostas dos alunos Aluno 01
Aluno 03
Aluno 04
Aluno 07
Aluno 08
Aluno 10 Aluno 15
Aluno 16
Aluno 18
Aluno 19 Aluno 23
Aluno 26
Aluno 27
Aluno 28
Aluno 30
Aluno 31
Aluno 32 Aluno 33
Aluno 34
Aluno 35
Aluno 37
Aluno 38
Fonte: próprio autor
5.3.5 Lentes e espelhos esféricos
Após ser aplicado o experimento, 02 alunos responderam, 4,88% desta amostra,
conforme tabela 30.
Tabela 30 – Respostas no questionário intermediário sobre lentes e espelhos esféricos Respostas dos alunos Aluno 19
Aluno 33
Fonte: próprio autor
98
5.3.5.1 Microscópio caseiro
Após ser aplicado o experimento, 21 alunos responderam, 51,22% desta amostra,
conforme tabela 31.
Tabela 31 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre microscópio caseiro Respostas dos alunos Aluno 01
Aluno 04
Aluno 07 Aluno 09
Aluno 10
Aluno 12
Aluno 14
Aluno 16 Aluno 18
Aluno 22 Aluno 23 Aluno 26 Aluno 28
Aluno 30 Aluno 31 Aluno 33 Aluno 34 Aluno 35 Aluno 38 Aluno 40 Aluno 41
Fonte: próprio autor
5.3.5.2 Projetor caseiro
Após ser aplicado o experimento, 07 alunos responderam, 17,07% desta amostra,
conforme tabela 32.
Tabela 32 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre projetor caseiro Respostas dos alunos Aluno 09 Aluno 12 Aluno 18
Aluno 23
Aluno 33
Aluno 35 Aluno 40
Fonte: próprio autor
99
5.3.5.3 Espelhos esféricos caseiros
Após ser aplicado o experimento, 05 alunos responderam, 12,2% desta amostra,
conforme tabela 33.
Tabela 33 – Respostas no questionário intermediário sobre espelhos esféricos caseiros Respostas dos alunos Aluno 09
Aluno 12
Aluno 18
Aluno 23
Aluno 35
Fonte: próprio autor
5.3.6 Dispersão da luz
Após ser aplicado o experimento, 07 alunos responderam, 17,07% desta amostra,
conforme tabela 34.
Tabela 34 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre dispersão da luz Respostas dos alunos Aluno 04
Aluno 09
Aluno 12
Aluno 14
Aluno 21
Aluno 36
Aluno 40
Fonte: próprio autor
100
5.3.6.1 Disco de Newton
Após ser aplicado o experimento, 30 alunos responderam, 73,17% desta amostra,
seguem algumas respostas, conforme tabela 35.
Tabela 35 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre disco de Newton Respostas dos alunos Aluno 12
Aluno 13
Aluno 22
Aluno 23
Aluno 24
Aluno 26
Aluno 27
Aluno 28
Aluno 36
Aluno 37 Aluno 40
Fonte: próprio autor
5.3.6.2 Reflexo das cores
Após ser aplicado o experimento, 30 alunos responderam, 73,17% desta amostra,
seguem algumas respostas, conforme tabela 36.
Tabela 36 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre reflexo das cores Respostas dos alunos Aluno 11
Aluno 14
Aluno 17
Aluno 21 Aluno 22
Aluno 23
Aluno 26
Aluno 29 Aluno 30
Aluno 31
Aluno 32 Aluno 36
Aluno 40
Aluno 41
Fonte: próprio autor
101
5.3.6.3 Luz branca
Após ser aplicado o experimento, 26 alunos responderam, 63,41% desta amostra,
conforme tabela 37.
Tabela 37 – Respostas obtidas no questionário intermediário sobre luz branca Respostas dos alunos Aluno 04
Aluno 08
Aluno 09
Aluno 10
Aluno 12
Aluno 13
Aluno 14
Aluno 15
Aluno 16
Aluno 17
Aluno 18
Aluno 22
Aluno 23
Aluno 26
Aluno 27
Aluno 28
Aluno 30
Aluno 31
Aluno 32
Aluno 33
Aluno 34
Aluno 35
Aluno 36
Aluno 37
Aluno 38
Aluno 40
Fonte: próprio autor
102
5.4 Comparativos entre os questionários inicial e intermediário
Comparativos entre respostas obtidas nos questionários inicial e intermediário, sendo
analisados os conceitos principais: propagação da luz; reversibilidade da luz; independência
dos raios da luz; fontes primárias e secundárias; sombra e penumbra; meios transparentes,
translúcidos e opacos; câmara escura; reflexão; refração; associação de espelhos planos;
espelhos e lentes esféricas; e dispersão da luz. Também foram analisadas as respostas obtidas
mediante realização de experimentos sobre estes conceitos, como: incidência e reflexão; fibra
óptica; levitação; holograma caseiro; aquário e laser; espelho do susto; decalcar desenhos;
número de imagens formadas; caleidoscópio; periscópio; imagem no infinito; microscópio
caseiro; projetor caseiro; espelhos esféricos caseiros; disco de Newton; reflexo das cores e luz
branca.
Para melhor visualização dos resultados, foram gerados gráficos comparativos dos
resultados dos principais conceitos e da quantidade de respostas satisfatórias obtidas através de
cada um dos experimentos.
5.4.1.1 Propagação da luz
No questionário inicial, conforme citado no item 5.1.1.1, 13 responderam algo sobre
propagação da luz. E no questionário intermediário, conforme citado no item 5.3.1.1, 31
responderam algo satisfatoriamente, conforme gráfico 01.
Gráfico 01 – Comparativo sobre propagação da luz
Fonte: próprio autor
13141516171819202122232425262728293031
Questionário inicial Questionário intermediário
Nú
me
ro d
e a
lun
os
Comparativo entre questionário inicial e
intermediário
103
5.4.1.2 Reversibilidade da luz
No questionário inicial, conforme citado no item 5.1.1.2, 10 responderam algo sobre
reversibilidade da luz. E no questionário intermediário, conforme citado no item 5.3.1.2, 23
responderam algo satisfatoriamente, conforme gráfico 02.
Gráfico 02 – Comparativo sobre reversibilidade da luz
Fonte: próprio autor
5.4.1.3 Independência dos raios da luz
No questionário inicial, conforme citado no item 5.1.1.3, 02 responderam algo sobre
independência dos raios da luz. E no questionário intermediário, conforme citado no item
5.3.1.3, 28 responderam algo satisfatoriamente, conforme gráfico 03.
Gráfico 03 – Comparativo sobre independência dos raios da luz
Fonte: próprio autor
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Questionário inicial Questionário intermediário
Nú
me
ro d
e a
lun
os
Comparativo entre questionário inicial e intermediário
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
Questionário inicial Questionário intermediário
Nú
me
ro d
e a
lun
os
Comparativo entre questionário inicial e
intermediário
104
5.4.1.4 Fontes primárias e secundárias
No questionário inicial, conforme citado no item 5.1.1.4, 01 respondeu algo sobre fontes
primárias e secundárias. E no questionário intermediário, conforme citado no item 5.3.1.4, 24
responderam algo satisfatoriamente, conforme gráfico 04.
Gráfico 04 – Comparativo sobre fontes primárias e secundárias
Fonte: próprio autor
5.4.1.5 Sombra e penumbra
No questionário inicial, conforme citado no item 5.1.1.5, nenhum aluno respondeu algo
sobre sombra e penumbra. E no questionário intermediário, conforme citado no item 5.3.1.5,
27 responderam algo satisfatoriamente, conforme gráfico 05.
Gráfico 05 – Comparativo sobre sombra e penumbra
Fonte: próprio autor
123456789
101112131415161718192021222324
Questionário inicial Questionário intermediário
Nú
me
ro d
e a
lun
os
Comparativo entre questionário inicial e
intermediário
0123456789
101112131415161718192021222324252627
Questionário inicial Questionário intermediário
Nú
me
ro d
e a
lun
os
Comparativo entre questionário inicial e
intermediário
105
5.4.1.6 Meios transparentes, translúcidos e opacos
No questionário inicial, conforme citado no item 5.1.1.6, nenhum aluno respondeu algo
sobre meios transparentes, translúcidos e opacos. E no questionário intermediário, conforme
citado no item 5.3.1.6, 23 responderam algo satisfatoriamente, conforme gráfico 06.
Gráfico 06 – Comparativo sobre meios transparentes, translúcidos e opacos
Fonte: próprio autor
5.4.1.7 Câmara escura
No questionário inicial, conforme citado no item 5.1.1.7, 02 responderam algo sobre
câmara escura. E no questionário intermediário, conforme citado no item 5.3.1.7, 17
responderam algo satisfatoriamente, conforme gráfico 07.
Gráfico 07 – Comparativo sobre câmara escura
Fonte: próprio autor
0123456789
1011121314151617181920212223
Questionário inicial Questionário intermediário
Nú
me
ro d
e a
lun
os
Comparativo entre questionário inicial e intermediário
23456789
1011121314151617
Questionário inicial Questionário intermediário
Nú
me
ro d
e a
lun
os
Comparativo entre questionário inicial e intermediário
106
5.4.2 Reflexão
No questionário inicial, conforme citado no item 5.1.2, 01 respondeu algo sobre
reflexão. E no questionário intermediário, conforme citado no item 5.3.2, 12 responderam algo
satisfatoriamente, conforme gráfico 08.
Gráfico 08 – Comparativo sobre reflexão
Fonte: próprio autor
Analisando o número de respostas obtidas após a aplicação dos experimentos:
incidência e reflexão (31 respostas); fibra óptica (33 respostas); e levitação (39 respostas).
Conforme gráfico 09.
Gráfico 09 – Respostas relacionadas aos experimentos de reflexão
Fonte: próprio autor
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Questionário inicial Questionário intermediário
Nú
me
ro d
e a
lun
os
Comparativo entre questionário inicial e intermediário
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Incidência e reflexão Fibra óptica Levitação
Experimentos sobre reflexão
107
5.4.3 Refração
No questionário inicial, conforme citado no item 5.1.3, nenhum aluno respondeu algo
sobre refração. E no questionário intermediário, conforme citado no item 5.3.3, 14 responderam
corretamente, conforme gráfico 10.
Gráfico 10 – Comparativo sobre refração
Fonte: próprio autor
Analisando o número de respostas obtidas após a aplicação dos experimentos:
holograma caseiro (34 respostas); aquário e laser (34 respostas); efeito monga (34 respostas);
espelho do susto (30 respostas); e decalcar desenhos (32 respostas). Conforme gráfico 11.
Gráfico 11 – Respostas relacionadas aos experimentos de refração
Fonte: próprio autor
0
1
2
3
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9
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14
Questionário inicial Questionário intermediário
Nú
me
ro d
e a
lun
os
Comparativo entre questionário inicial e intermediário
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15
20
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30
35
40
Holograma caseiro Laser e aquário Efeito monga Espelho do susto Decalcar desenhos
Experimentos sobre refração
108
5.4.4 Associação de espelhos planos
No questionário inicial, conforme citado no item 5.1.4, nenhum aluno respondeu algo
sobre associação de espelhos planos. E no questionário intermediário, conforme citado no item
5.3.4, 13 responderam algo satisfatoriamente, conforme gráfico 12.
Gráfico 12 – Comparativo sobre associação de espelhos planos
Fonte: próprio autor
Analisando o número de respostas obtidas após a aplicação dos experimentos: número
de imagens formadas (23 respostas), caleidoscópio (12 respostas); periscópio (21 respostas); e
imagem no infinito (22 respostas). Conforme gráfico 13.
Gráfico 13 – Respostas relacionadas aos experimentos de associação de espelhos planos
Fonte: próprio autor
0
1
2
3
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7
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11
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13
Questionário inicial Questionário intermediário
Nú
me
ro d
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lun
os
Comparativo entre questionário inicial e intermediário
0
5
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15
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30
35
40
Número de imagens
formadas
Caleidoscópio Periscópio Imagem no infinito
Nú
me
ro d
e a
lun
os
Título do Eixo
Experimentos sobre refração
109
5.4.5 Lentes e espelhos esféricos
No questionário inicial, conforme citado no item 5.1.5, nenhum aluno respondeu algo
sobre lentes e espelhos esféricos. E no questionário intermediário, conforme citado no item
5.3.5, 02 responderam algo satisfatoriamente, conforme gráfico 14.
Gráfico 14 – Comparativo sobre lentes e espelhos esféricos
Fonte: próprio autor
Analisando o número de respostas obtidas após a aplicação dos experimentos:
microscópio caseiro (21 respostas); projetor caseiro (07 respostas); e espelhos esféricos caseiros
(05 respostas). Conforme gráfico 15.
Gráfico 15 – Respostas relacionadas aos experimentos de lentes e espelhos esféricos
Fonte: próprio autor
0
1
2
Questionário inicial Questionário intermediário
Nú
me
ro d
e a
lun
os
Comparativo entre questionário inicial e intermediário
0
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15
20
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30
35
40
Microscópio caseiro Projetor caseiro Espelhos esféricos caseiros
Nú
me
ro d
e a
lun
os
Experimentos sobre lentes e espelhos esféricos
110
5.4.6 Dispersão da luz
No questionário inicial, conforme citado no item 5.1.6, nenhum aluno respondeu algo
sobre dispersão da luz. E no questionário intermediário, conforme citado no item 5.3.6, 07
responderam algo satisfatoriamente, conforme gráfico 16.
Gráfico 16 – Comparativo sobre dispersão da luz
Fonte: próprio autor
Analisando o número de respostas obtidas após a aplicação dos experimentos: disco de
Newton (30 respostas); reflexo das cores (30 respostas); e luz branca (26 respostas). Conforme
gráfico 17.
Gráfico 17 – Respostas relacionadas aos experimentos de dispersão da luz
Fonte: próprio autor
0
1
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4
5
6
7
Questionário inicial Questionário intermediário
Nú
me
ro d
e a
lun
os
Comparativo entre questionário inicial e intermediário
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Disco de Newton Reflexo das cores Luz branca
Nú
me
ro d
e a
lun
os
Título do Eixo
Experimentos sobre lentes e espelhos esféricos
111
5.5 Análise das respostas individuais obtidas no questionário intermediário
Comparando resultados individuais entre o total das respostas obtidas no questionário inicial e o questionário intermediário. O desempenho individual no questionário intermediário (somando o número de respostas dos conceitos principais e respostas sobre cada experimento relacionados com estes conceitos principais), conforme as informações descritas neste parágrafo foram apresentados na tabela 38.
Tabela 38 – Análises de desempenho individual dos alunos
Total de respostas do questionário inicial
Total de respostas dos conceitos no questionário intermediário
Total de respostas sobre experimentos
Total de respostas no questionário intermediário
Aluno 01 00 04 15 19 Aluno 02 02 06 08 14 Aluno 03 01 01 11 12 Aluno 04 00 05 13 18 Aluno 05 00 08 08 16 Aluno 06 03 07 07 14 Aluno 07 01 04 12 16 Aluno 08 02 02 10 12 Aluno 09 00 08 14 22 Aluno 10 00 08 15 23 Aluno 11 02 06 09 15 Aluno 12 00 10 14 24 Aluno 13 02 05 06 11 Aluno 14 05 06 12 18 Aluno 15 00 02 11 13 Aluno 16 00 03 13 16 Aluno 17 00 01 12 13 Aluno 18 00 02 15 17 Aluno 19 00 02 08 10 Aluno 20 02 07 04 11 Aluno 21 02 08 07 15 Aluno 22 00 09 13 22 Aluno 23 00 09 17 26 Aluno 24 02 06 09 15 Aluno 25 00 07 01 07 Aluno 26 00 04 14 18 Aluno 27 01 01 10 11 Aluno 28 00 07 15 22 Aluno 29 01 04 04 08 Aluno 30 00 00 15 15 Aluno 31 00 03 15 18 Aluno 32 00 01 14 15 Aluno 33 01 06 14 20 Aluno 34 00 05 14 19 Aluno 35 00 07 11 18 Aluno 36 00 06 12 18 Aluno 37 00 02 13 15 Aluno 38 00 09 14 23 Aluno 39 02 06 02 08 Aluno 40 00 08 12 20 Aluno 41 00 03 09 12
Fonte: próprio autor
112
5.6 Análise das respostas obtidas no questionário final
5.6.1 A primeira pergunta do questionário
Para a pergunta: “Qual sua opinião sobre esta sequência didática adaptada ao ensino
fundamental abordando conceitos de Física?”. Dos 41 alunos, 20 responderam, conforme tabela
39.
Tabela 39 – Respostas da primeira pergunta do questionário final Respostas dos alunos Aluno 01
Aluno 02
Aluno 08
Aluno 09
Aluno 10
Aluno 11
Aluno 12
Aluno 13
Aluno 14
Aluno 20
Aluno 21
Aluno 22
Aluno 23
Aluno 33
Aluno 35
Aluno 36
Aluno 37
Aluno 38
Aluno 40
Aluno 41
Fonte: próprio autor
113
5.6.2 A segunda pergunta do questionário
Para a pergunta: “Qual sua opinião sobre aulas sendo utilizados experimentos?”, dos 41
alunos, 22 responderam, conforme tabela 40.
Tabela 40 – Respostas da segunda pergunta do questionário final Respostas dos alunos Aluno 01
Aluno 02
Aluno 08
Aluno 09
Aluno 10
Aluno 11
Aluno 12
Aluno 13
Aluno 14
Aluno 20
Aluno 21
Aluno 22
Aluno 23
Aluno 24
Aluno 29
Aluno 33
Aluno 35
Aluno 36
Aluno 37
Aluno 38
Aluno 40
Aluno 41
Fonte: próprio autor
114
5.7 Análise dos resultados de acordo com a teoria da aprendizagem significativa de Ausubel
Ausubel cita três condições para a aprendizagem significativa: material potencialmente
significativo, o material precisa ser apresentado aos alunos de forma interessante atrativa e,
organizada sequencialmente, de modo a facilitarem o aprendizado; disponibilidade de
subsunçores adequados, que é o professor identificar os conhecimentos prévios dos alunos antes
de aprofundarem novos conhecimentos, ou seja, é interessante que o professor teste o nível de
conhecimento dos alunos sobre os assuntos que serão ministrados; predisposição a aprender
que caracteriza-se como a vontade do aluno em aprender novos conhecimentos, pois, sem
motivação, os alunos apenas memorizam os assuntos de forma mecânica e eles estando
motivados a aprender, conseguem aprender mais facilmente o conteúdo abordado.
5.7.1 Material potencialmente significativo
Evidenciando que esta sequência é um material potencialmente significativo, no item
5.6.1, com respostas para o questionamento “Qual sua opinião sobre esta sequência didática
adaptada ao ensino fundamental abordando conceitos de Física?”: "achei super legal, devia ter
mais vezes", "acho legal, facilita o aluno a entrar no ensino médio sabendo o básico", "muito
bom", "amei, melhor aula", "muito legal e eficiente", "excelente", "experimentos muito
interessantes, que prende nossa atenção", "dá para entender bem mais", "amei, quero mais por
favor", "amei, a melhor aula, excelente", "amei, maravilhoso", "super interessante, e como
estamos indo rumo ao ensino médio, nos serviu como estímulo ao aprendizado sobre Física".
5.7.2 Disponibilidade de subsunçor
Analisando os resultados obtidos através da comparação das respostas nos questionários
inicial e intermediário, foi muito satisfatório em todos os conceitos e experimentos abordados
neste trabalho, destacando que inicialmente foi analisado os conhecimentos prévios dos alunos
e analisado o aprendizado dos alunos durante a aplicação da sequência de ensino deste trabalho,
constando incorporação de novos conceitos e melhorias no aprendizado, conforme melhorias
na quantidade de respostas satisfatórias obtidas sobre cada item: propagação da luz (13 para
31), reversibilidade da luz (10 para 23), independência dos raios da luz (de 02 para 28), fontes
115
primárias e secundárias (de 01 para 24), sombra e penumbra (de nenhum para 27), meios
transparentes, translúcidos e opacos (de nenhum para 23), câmara escura (de 02 para 17),
reflexão (de 01 para 12 e 31 respostas satisfatórias para o experimento incidência e reflexão, 33
para fibra óptica e 39 para levitação; refração (de nenhum para 14 e 34 respostas satisfatórias
para o experimento holograma caseiro, 34 para aquário e laser, 34 para efeito monga, 30 para
espelho do susto e 32 para decalcar desenhos; associação de espelhos planos (de nenhum para
13 e 23 respostas satisfatórias para o experimento número de imagens formadas, 12 para
caleidoscópio, 21 para periscópio e 22 para imagem no infinito; lentes e espelhos esféricos (de
nenhum para 02 e 21 respostas satisfatórias para o experimento microscópio caseiro, 07 para
projetor caseiro e 05 para espelhos esféricos caseiros; dispersão da luz (de nenhum para 07 e
30 respostas satisfatórias para o experimento disco de Newton, 30 para reflexo das cores e 26
para luz branca;
5.7.3 Predisposição a aprender
Evidenciando maior motivação nos alunos em aprender, no item 5.6.2, com respostas
para o questionamento “Qual sua opinião sobre aulas sendo utilizados experimentos?”: "bem
legal", "acho divertido e causa boa impressão sobre as aulas", "legal, massa, parabéns", "muito
boa, torna a aula mais interessante", "a gente aprende mais utilizando experimentos", "muito
bem explicada e ajudou muito", "tornando a aula divertida e interessante", "uma ótima ideia,
aulas assim são bem mais interessantes", "dá para aprender melhor", "amei demais, quero mais,
foram aulas bem proveitosas", "ótima aula, precisamos de mais", "muito legal, mostra várias
teorias, sendo utilizados na prática, precisamos de mais aulas assim", "ótimo, se torna bem mais
compreensível e inovador, pois além de aprender, você pode presenciar", "excelente", "melhor
forma de fixar o conhecimento"
116
6 CONCLUSÕES
Inicialmente foi aplicado um questionário inicial, com o objetivo de analisar os
conhecimentos prévios dos alunos, então foi solicitado que os alunos citassem o que eles
entendiam sobre: propagação da luz; reversibilidade da luz; independência dos raios da luz;
fontes primárias e secundárias; sombra e penumbra; meios transparentes, translúcidos e opacos;
câmara escura; reflexão; refração; associação de espelhos planos; lentes e espelhos esféricos; e
dispersão da luz. Considerando que participaram 41 alunos e que neste questionário inicial
foram 12 perguntas, foram 492 perguntas ao todo e somente foram obtidas 29 respostas ao todo,
ou seja, responderam apenas 5,89% das perguntas.
Após ser aplicado o questionário inicial, foram aplicados 25 experimentos: propagação
da luz; reversibilidade da luz; independência dos raios da luz; fontes primárias e secundárias;
sombra e penumbra; meios transparentes, translúcidos e opacos; câmara escura; incidência e
reflexão; fibra óptica; levitação; holograma caseiro; aquário e laser; efeito monga; espelho do
susto; decalcar desenhos; número de imagens formadas; caleidoscópio; periscópio; imagem no
infinito; microscópio caseiro; projetor caseiro; espelhos esféricos caseiros; disco de Newton;
reflexo das cores; e luz branca. Então, considerando que as mesmas 12 perguntas feitas no
questionário inicial foram reaplicadas no questionário intermediário aos 41 alunos, totalizando
492 perguntas, foram obtidas 208 respostas. Logo, passou de 29 respostas obtidas no
questionário inicial para 208 respostas no questionário intermediário, ou seja, melhoria de
717,24%, ou seja, mais de 7 vezes maior o desempenho da turma.
E este resultado é ainda mais surpreendente, se for levado em conta todas as perguntas
do questionário intermediário que, além de conter as mesmas 12 perguntas do questionário
inicial, solicita também que os alunos citem com suas próprias palavras o que eles entenderam
sobre cada um dos 18 experimentos aplicados, totalizando assim 30 perguntas para cada 1 dos
41 alunos, gerando um total de 1230 perguntas. Os alunos responderam 659 satisfatoriamente,
das 1230 perguntas do questionário intermediário, resultando em aproximadamente 53,58% das
perguntas foram respondidas.
Comparando o resultado das porcentagens de respostas obtidas no questionário inicial e
no questionário intermediário, a porcentagem aumento de 5,89% obtidos no questionário inicial
para 53,58% no questionário intermediário, representando aproximadamente numa melhoria de
909,68%, ou seja, mais de 9 vezes maior o desempenho da turma.
117
Após ser aplicado o questionário intermediário, foi aplicado o questionário final, com
apenas 2 perguntas simples e foram obtidas respostas muito satisfatórias e gratificantes. Dos 41
alunos, 20 alunos responderam a primeira pergunta e 22 a segunda pergunta.
A primeira pergunta do questionário final foi: “Qual sua opinião sobre esta sequência
didática adaptada ao ensino fundamental abordando conceitos de Física?”. Com o objetivo de
saber a opinião dos alunos sobre a sequência didática proposta no produto educacional
vinculado a este trabalho, após ter explicado aos alunos cada fase da sequência didática:
pergunta motivadora, contextualizar, descrever o experimento, citar os materiais utilizados,
confeccionar o experimento, aplicar o experimento, fundamentar, avaliar o aprendizado e
estimular o conhecimento.
Oralmente, de um modo em geral, os alunos elogiaram muito o fato de ter criado um
material para auxiliar outros professores a aplicarem aulas diferenciadas, com explicações bem
detalhadas, contendo fotos explicativas, já aplicando a Física no Ensino Fundamental. Para esta
pergunta foram obtidas respostas como: “super legal, deveria ter mais vezes”, “facilita o aluno
a entrar no ensino médio sabendo”, “amei, melhor aula”, “muito legal e eficiente”, “excelente”,
“experimentos muito interessantes que prendem nossa atenção”, “dá para entender bem mais”,
“amei, quero mais, por favor”, “amei, a melhor aula”, “é interessante para dar uma ideia de
Física para uma melhor compreensão para o ensino médio”, “é bem importante e ao mesmo
tempo interessante para os alunos”, “amei, maravilhoso”, “é muito educativo”, “amei, melhor
aula, excelente” e “superinteressante, e como estamos indo em rumo ao ensino médio, nos
serviu como estímulo ao aprendizado sobre Física”, entre outras respostas.
A segunda pergunta do questionário final foi: “Qual sua opinião sobre aulas sendo
utilizados experimentos?”. Com o objetivo de saber a opinião dos alunos sobre aulas com
experimentos, possibilitando que os alunos vejam os resultados propostos por cada
experimento, tirar suas próprias conclusões.
Foram obtidas respostas como: “bem legal”, “acho divertido e causa boas impressões
sobre as aulas”, “legal, massa, massa, parabéns”, “muito boa, torna a aula mais interessante”,
“a gente aprende mais utilizando experimentos”, “muito bem explicada e ajudou muito”,
“tornando a aula divertida e interessante”, “uma ótima ideia, aulas assim são bem mais
interessantes”, “dá para entender melhor”, “amei demais, quero mais, forram aulas bem
proveitosas”, “ótima aula, precisamos de mais”, “muito legal, mostra várias teorias sendo
utilizadas na prática, precisamos de mais aulas assim”, “ótimo, se torna bem mais
118
compreensível e inovador, pois além de aprender, você pode presenciar”, “é muito
interessante”, “muito importante para os alunos, pois eles ficaram interessados em participar
das aulas e interagir”, “quero mais, gostei muito”, “excelente”, “tornando a aula divertida e
interessante”, “melhor forma de fixar o conhecimento”
Oficialmente, pelo mestrado, o produto educacional vinculado a este trabalho foi
aplicado em 2 turmas regulares de uma escola municipal da cidade de Juazeiro do Norte-CE,
para 41 alunos no turno da tarde. E foram obtidos resultados surpreendentes. Porém, este
produto foi aplicado em diversas situações para analisar se seria aplicável também em turmas
que não são regulares do ensino fundamental. Para isto, foi aplicado em uma escola particular,
em uma turma de mestrandos, em forma de palestra num auditório, em forma de exposição e
em forma de feira de ciências.
Numa turma regular de uma escola particular da cidade de Juazeiro do Norte, foi
aplicado em uma turma de 25 alunos do 9º ano do ensino. Foi possível aplicar todos os
experimentos em apenas 2 aulas seguidas de 50 minutos cada, pois foi testado apresentar cada
experimento e suas explicações físicas. A professora que observou a aula e os alunos fizeram
muitos elogios ao trabalho e ficaram surpresos com a quantidade de experimentos que é possível
confeccionar utilizando materiais de baixo custo para ministrar aulas diferenciadas.
Apresentação do produto educacional a alunos do Mestrado Nacional Profissional em
Ensino de Física da Universidade Regional do Cariri. Foi uma oportunidade incrível, pois tive
oportunidade de mostrar aos meus colegas mais sobre meu produto educacional, enfatizando a
importância de quem escolher como tema a Física experimental, que faça um manual bem
explicativo que dê condições de professores montarem os experimentos e aplicarem em sala de
aula sem dificuldades. O resultado foi muito satisfatório, obtendo elogios de todos os colegas.
Palestra de 150 pessoas, no evento “I Workshop de Inovação Tecnológica do Sertão de
Pernambuco” durante a “X Semana Nacional de Ciências e Tecnologia”, ministrada palestra no
Instituto Federal de Salgueiro, no estado de Pernambuco, onde foi mostrado cada página do
livro para explicar cada passo a passo da sequência didática e montado sobre a mesa do
auditório o experimento. A palestra durou cerca de 1 hora e meia e deu para apresentar todos
os experimentos. Este evento recebeu alunos e professores do Instituto Federal de Salgueiro.
Muitos professores solicitaram acesso ao livro, pois já queriam aplicar a sequência em sala de
aula, porém, ficou acertado que será divulgado o material gratuitamente assim que defendido
119
oficialmente ao mestrado em questão. Os professores gostaram muito de saber que terão acesso
ao material de forma totalmente gratuita.
Exposição, no evento “V Semana de Física da URCA” e “II Encontro de Ensino de
Física do Cariri – ENEFC”, sendo montados os experimentos sobre mesas e, atrás de cada
experimento, foi disponibilizado um resumo da sequência de ensino relativo àquele
experimento, objetivando montar uma exposição em que os visitantes obtivessem explicações
ao ler o material e observar os experimentos. Neste evento o púbico foi bastante variado,
participando alunos do ensino fundamental e médio de escolas públicas e particulares de
algumas cidades próximas, assim como alunos e professores de universitários, tanto da
Universidade Regional do Cariri, como também de outras universidades.
Feira de ciências, numa escola pública da cidade de Juazeiro do Norte-CE, montados
todos os experimentos e recebendo grupos de alunos de várias escolas públicas e particulares,
do ensino fundamental e médio juntamente com seus professores, sendo explicado cada um dos
25 experimentos montados sobre uma bancada do laboratório de ciências desta escola. Foi
bastante satisfatório, pois o público foi bastante variado.
Contudo, o produto educacional “Sequências de ensino transpostas didaticamente ao
ensino fundamental utilizando experimentos ópticos de baixo custo” pode ser aplicado
satisfatoriamente em diversos formatos: aula para turmas regulares, palestra, exposição ou feira
de ciências; e para diversos públicos: ensino fundamental, ensino médio, universitários e
professores.
120
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALMOULOUD, S. A. As transformações do saber científico ao saber ensinado. Educar em Revista, Curitiba, n. especial, p. 191-210, 2011. Editora UFPR AMARAL, I. A. Conhecimento formal, experimental e estudo ambiental. Ciência e Ensino, Campinas, n°.3, dez. 1997, p. 14 ARAÚJO, M. S.; ABIB; Atividades experimentais no ensino de física: diferentes enfoques, diferentes finalidades. Revista Brasileira de Ensino de Física. São Paulo, v. 25, n. 2, p. 176-194, Junho. 2003. AUSUBEL, D. P. Aquisição e Retenção de Conhecimentos: Uma Perspectiva Cognitiva. Lisboa: Plátano, 2003. AUSUBEL, D. P.; NOVAK, J. D. Psicologia Educacional. Trad. De Eva Nick e outros. Rio de Janeiro: Interamericana, 1980. BIZZO, Nélio. Ciências: fácil ou difícil. São Paulo: Ática, 2002, p. 74-75. BORGES, A. T. Novos rumos para o laboratório escolar de ciências. Cad. Brás. Ens. de Fís. n.3, vol. 19, p.291 – 313, 2002. BRASIL, Ministério da Educação. Parâmetros Curriculares Nacionais para o ensino Médio – 2000, vol III. CHEVALLARD, Y. La transposición didáctica: del saber sabio al saber enseñado. Buenos Aires: Aique Grupo Editor, 1991. DELIZOICOV, D.; ANGOTTI, J. A. Metodologia do ensino de ciências. São Paulo, Cortez, 1991. DOLZ, NOVERRAZ & SCNEUWLY. Sequências didáticas para o oral e a escrita: apresentação de um procedimento. In. DOLZ & SHNEUWULY (orgs) Gêneros Orais e Escritos na Escola. São Paulo: Mercado de Letras, 2004. GASPAR, A. Experiências de Ciências para o Ensino Fundamental. São Paulo: Ática, 2009, p. 25. GASPAR, A.; MONTEIRO, I.C.C. Atividades experimentais de demonstração em sala de aula: uma análise segundo o referencial da teoria de Vygotsky. Investigações em Ensino de Ciências, v. 10, n°. 2, p. 227-254, 2005. GONÇALVES, M. C. Concepções de professores e o ensino de probabilidade na escola básica. Dissertação (Mestrado em Educação Matemática). Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, São Paulo, São Paulo, Brasil.
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122
APÊNDICE A – QUESTIONÁRIO INICIAL
123
APÊNDICE B – QUESTIONÁRIO INTERMEDIÁRIO
124
125
126
127
128
129
130
131
APÊNDICE C – QUESTIONÁRIO FINAL
