MUSEUS DE CIÊNCIAS: Uma proposta de ensino para espaços ... · Tabela 1: Ângulos e imagens 62 Tabela 2: Lentes esféricas 1. 79 Tabela 3: Lentes esféricas 2. 79 Tabela 4: Olho

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS

Mestrado Profissionalizante em Ensino de Ciências e Matemática

MUSEUS DE CIÊNCIAS:

Uma proposta de ensino para espaços não formais

Wallas Siqueira Jardim

BELO HORIZONTE

2013



Uma proposta de ensino para espaços não formais

Dissertação apresentada ao Programa de

Pós Graduação em Ensino de Ciência e

Matemática, da Pontifícia Universidade

Católica de Minas Gerais, como requisito

parcial a obtenção do Título de Mestre em

Ensino de Física.

Orientadora: Prof.ª Dr.ª Adriana Gomes

Dickman

BELO HORIZONTE

2013

FICHA CATALOGRÁFICA

Elaborada pela Biblioteca da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais

Jardim, Wallas Siqueira

J37m Museus de ciências: uma proposta de ensino para espaços não formais /

Wallas Siqueira Jardim. Belo Horizonte, 2013.

123f.: il.

Orientadora: Adriana Gomes Dickman

Dissertação (Mestrado) – Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais. Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática.

1. Museus de ciências – Aspectos educacionais. 2. Física – Estudo e ensino.

3. Ótica. 4. Ensino e aprendizagem. I. Dickman, Adriana Gomes. II. Pontifícia

Universidade Católica de Minas Gerais. Programa de Pós-Graduação em Ensino

de Ciências e Matemática. III. Título.

CDU: 5:37.02



Uma proposta de ensino para espaços não formais.

Dissertação apresentada ao Programa de

Pós Graduação em ensino de Ciências e

Matemática, da Pontifícia Universidade

Católica de Minas Gerais, como requisito

parcial a obtenção do Título de Mestre em

Ensino de Física.

_______________________________________

Adriana Dickman (Orientadora) – PUC Minas

_______________________________________

Maria Inês Martins – PUC Minas

_______________________________________

Flávio de Jesus Resende – PUC Minas

Belo Horizonte, 30 Setembro 2013.

AGRADECIMENTOS

A todos que contribuíram para a realização deste trabalho, fica aqui a minha

gratidão, especialmente:

A Deus, por estar comigo, durante toda caminhada e ter me dado sabedoria e

discernimento;

Não posso deixar de agradecer à minha orientadora, Prof.ª Dr.ª Adriana

Gomes Dickman, por ter sido grande aliada na construção e realização desta

pesquisa através do conhecimento, disponibilidade, amizade e orientações;

Aos meus professores, funcionários e colegas do curso de Mestrado em

Ensino de Ciências e Matemática, fonte de inspiração e conhecimento;

À minha noiva Moara Soares, pela paciência, companheirismo e incentivo;

Ao meu amigo e colega de trabalho, Prof. Ms. Magno Barbosa Dias, pelas

palavras de sabedoria;

Ao coordenador do Parque da Ciência da UFVJM, Prof. Dr. Mauro Lúcio

Franco, pela troca de experiências;

Aos meus amigos da Escola Pequeno Príncipe, Cooped, do Polo de Inovação

de Teófilo Otoni, da UFVJM e do Instituto Federal do Norte de Minas, pelo apoio;

Aos meus familiares, presença fundamental em minha vida;

Por fim, não há palavras que possam descrever a gratidão que tenho pelo

casal Newton e Maristela.

RESUMO

Neste trabalho foi elaborada uma proposta de ensino para professores do ensino

médio que pretendem visitar um Museu de Ciências com seus alunos. Assim, o

produto educacional, um roteiro de atividades para o ensino de Óptica, tem como

objetivo orientar os professores a relacionar os equipamentos e experimentos

observados durante a visita ao Museu de Ciências com os temas abordados em sala

de aula antes e após a visita, dando continuidade ao processo de ensino e

aprendizagem. O desenvolvimento das atividades teve como base a teoria de

Schön, que defende a prática reflexiva a partir da reflexão na ação, reflexão sobre a

ação e reflexão sobre a reflexão-na-ação. A necessidade de um roteiro foi percebida

em uma sondagem realizada com professores que visitaram o Parque da Ciência da

Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM). Os resultados

mostraram que a maioria dos professores não planeja e/ou prepara os estudantes

antes de conduzi-los ao espaço, realizando algumas atividades somente após as

visitas. O produto educacional é dividido em dois momentos: construção de

experimentos, relacionados à exposição, pelos alunos antes da visita ao museu, e

no segundo momento, após a visita, aplicação do roteiro de atividades e exercícios.

O contato dos alunos com os assuntos e experimentos abordados em sala de aula,

e equipamentos observados durante a visita ao espaço não formal, possibilita que o

aprendiz tenha a oportunidade de construir o seu próprio conhecimento, e o

professor de refletir sobre sua ação constantemente.

Palavras-chave: Museus de Ciências, ensino de Física, Óptica, Prática Reflexiva de

Schön.

ABSTRACT

In this work we elaborate a teaching proposal for High school teachers that intend to

visit a Science Museum with their students. Thus, the aim of the educational product,

a roadmap with activities for teaching Optics, is to guide teachers to relate the

equipments and experiments seen in a Science Museum with the topics discussed in

classroom, before and after the visit, continuing the teaching and learning process.

The development of the activities followed the theory by Schön, based on the

reflective practice from the reflection-in-action and reflection on reflection-in-action.

The need of a roadmap was realized in a research conducted with teachers that have

visited the Science Park at Federal University of Jequitinhonha and Mucuri Valleys

(UFVJM). According to the data, we observe that the majority of the teachers do not

plan or prepare their students before bringing them to the science museum, and a

few activities are carried in the classroom only after the visit. The educational product

is divided in two moments: the construction of experiments, related to the exhibition

equipments, by the students before the visit to the museum, and in a second

moment, after the visit, the application of the roadmap with activities and exercises.

The contact with the topics and experiments discussed in classroom, and with the

equipments observed during the visit to the museum, will allow the students to

construct their own knowledge, giving the teacher a constant opportunity of

reflection-in-action.

Keywords: Science Museums, Physics education, Optics, Schön’s Reflective

Practice.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1: Gráfco da quantidade de visitas realizada por professor. 34

Figura 2: Gráfico do nível de escolaridade e as disciplina. 35

Figura 3: Gráfico do preparo dos estudantes antes da visita ao Parque

da Ciência.

35

Figura 4: Gráfico de continuidade das atividades após as visitas. 36

Figura 5: Modelo de uma câmara escura de orifício. 44

Figura 6: Feixe de luz sendo refletido. 45

Figura 7: Ângulos entre os espelhos planos e imagens formadas. 46

Figura 8: Corte da garrafa. 47

Figura 9: Esquema geral da montagem. 48

Figura 10: Ilustração da moeda dentro da xícara. 49

Figura 11: Modelo utilizado para dobrar o arame. 50

Figura 12: Caixa sendo cortada. 51

Figura 13: Inserido corte da cartolina na caixa. 52

Figura 14: Esquema geral da montagem. 52

Figura 15: Experimento câmara escura de orifício. 55

Figura 16: Experimento feixe de luz sendo refletido. 56

Figura 17: Caixa de levitação. 57

Figura 18: Tirinha de humor. 58

Figura 19: Experimento: ângulos entre espelhos planos e o número de.

Imagens.

62

Figura 20: Espelho infinito do Parque da Ciência. 63

Figura 21: Periscópio do Parque da Ciência. 64

Figura 22: Caixa misteriosa do Parque da Ciência. 65

Figura 23: Caleidosfera do Parque da Ciência. 65

Figura 24: Caleidoscópio gigante do Parque da Ciência. 66

Figura 25: Tirinha de humor, Menino maluquinho. 67

Figura 26: Erre se puder do Parque da Ciência. 70

Figura 27: Experimento espelho esférico. 70

Figura 28: Espelho côncavo, Arquimedes. 71

Figura 29: Experimento refração. 77

Figura 30: Desafio óptico do Parque da Ciência 77

Figura 31: Experimento lente d'água. 78

Figura 32: Experimento lente convergente. 80

Figura 33: Olho humano do Parque da Ciência. 80

Figura 34: Tirinha de humor, lentes esféricas. 83

LISTA DE QUADROS

Quadro 1: Questionário de sondagem . 32

Quadro 2: Catálogo do gerador de Van Der Graaff. 39

Quadro 3: Sugestão para o planejamento das aulas. 53

LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Ângulos e imagens 62

Tabela 2: Lentes esféricas 1. 79

Tabela 3: Lentes esféricas 2. 79

Tabela 4: Olho humano 82

Tabela 5: Problemas de visão 82

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO 14

1.1 O Ensino de Física na escola 14

1.2 Museus de Ciências: Espaços não Formais de aprendizagem 16

1.3 O Papel do professor 19

1.4 Experiência pessoal 21

1.5 A Proposta da pesquisa 22

2. REFERENCIAL TEÓRICO E REVISÃO DA LITERATURA 24

2.1 O Processo de ensino e aprendizagem nos Museus de Ciências 24

2.2 O Professor atuando como Profissional Reflexivo 25

2.3 Revisão da Literatura 28

3. METODOLOGIA DA PESQUISA 30

3.1 Levantamento Preliminar 30

3.1.1 Elaboração do questionário 31

3.1.2 Perfil dos entrevistados 33

3.1.3 Dados coletados 34

3.1.4 Análise dos resultados 37

3.2 Construção do Roteiro de atividades e escolha do conteúdo 38

3.2.1 Elaboração do Catálogo de experimentos do Parque da Ciência 38

3.3 Construção de atividades experimentais com Roteiro 39

3.4 Momentos da Ação e Reflexão na utilização do Roteiro 40

4. ROTEIRO DE ATIVIDADES 42

4.1 Apresentação 42

4.2 Preparando os estudantes antes das visitas 43

4.3 Atividades a serem realizadas após as visitas 54

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS 87

REFERÊNCIAS 90

APÊNDICES 93

14

1. INTRODUÇÃO

Com o avanço da tecnologia, vive-se em um mundo cada vez mais

globalizado marcado por constantes modificações em que o acesso ao

conhecimento não se restringe apenas aos pesquisadores e intelectuais.

Compreender e inserir-se nesse contexto social significa conhecer, dominar e utilizar

as diversas formas de conhecimento.

Habilidades e capacidades que possibilitam ao cidadão analisar criticamente

diferentes situações político-sociais, de modo a utilizar o conhecimento científico-

tecnológico na busca de soluções de problemas do cotidiano, precisam ser

constantemente desenvolvidas. Portanto, acredita-se que para um cidadão atuar

com autenticidade, tendo condições de inserir-se na sociedade em busca de uma

melhor qualidade de vida, necessita, dentre outras coisas, acompanhar o

desenvolvimento científico e tecnológico do seu tempo. Assim, a ciência não deve

ser estudada apenas pelos cientistas e vista como um produto pronto e acabado.

Este avanço também influenciou a escola e como consequência a vida

profissional dos professores, exigindo dos mesmos adaptação e acompanhamento

às mudanças por meio de novas propostas de ensino, sendo preciso ir além das

quatro paredes da sala de aula.

1.1 O Ensino de Física na escola

A aproximação do homem com a Ciência principia através da sua interação e

socialização com o mundo. O aprendizado se faz presente mesmo para aqueles que

não têm acesso à informação escolar, pois esta interação os torna capazes de

adquirir um conhecimento espontâneo sobre Ciência e Matemática. Compete ao

professor, portanto, aproximar os estudantes do conhecimento científico, o que não

é uma tarefa fácil. É, pois complexa. O mesmo precisa induzir os estudantes a

construírem o seu próprio conhecimento, atentando para que este tenha significado

em suas vidas.

O ensino de Física por sua vez, não deveria se restringir apenas ao uso de

fórmulas e aplicações matemáticas, devendo abranger teorias e experimentos que

se aplicam aos diversos fenômenos do nosso dia a dia. As fórmulas e exemplos,

15

quando são contextualizados e aplicados à realidade dos estudantes, através de

atividades experimentais e práticas, podem auxiliá-los à melhor compreenderem o

mundo em que vivem.

Assim, os assuntos a serem trabalhados pelos professores devem ser

contextualizados, a fim de interagir mais com a vida dos estudantes. Em acordo com

as Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares

Nacionais para o Ensino Médio (PCN+), o ensino de física ganha um novo sentido,

pois:

Trata-se de construir uma visão da Física que esteja voltada para a formação de um cidadão contemporâneo, atuante e solidário, com instrumentos para compreender, intervir e participar na realidade. Nesse sentido, mesmo os jovens que, após a conclusão do ensino médio não venham a ter mais qualquer contato escolar com o conhecimento em Física, em outras instâncias profissionais ou universitárias, ainda assim terão adquirido a formação necessária para compreender e participar do mundo em que vivem (BRASIL, 2002, p.56).

Com o objetivo de formar um ser social e crítico, os Parâmetros Curriculares

Nacionais para o Ensino Médio (PCN) defendem também um ensino de Física

centrado na informação científica e no contexto social, em que a Física é

relacionada com o cotidiano. Deste modo visa à formação do cidadão, com os

conhecimentos necessários para o exercício do senso crítico, tornando a sua

participação na sociedade mais efetiva e mais consciente de suas relações com o

mundo.

Os PCN e PCN+ para o Ensino Médio, na área de Ciências da Natureza,

Matemática e suas Tecnologias, se configuram como parâmetros que sugerem

propostas para o ensino de Física que se adequam à melhoria do aprendizado dos

estudantes. De acordo com os PCN+ é preciso propor novas metodologias, já que:

O ensino de Física vem deixando de se concentrar na simples memorização de fórmulas ou de repetição automatizada de procedimentos, em situações artificiais ou extremamente abstratas, ganhando consciência de que é preciso lhe dar um significado, explicitando seu sentido já no momento do aprendizado, na própria escola média. (BRASIL, 2002, p. 60).

Os professores de Física em sua prática docente têm encontrado dificuldades

em ensinar os conteúdos e acompanhar as mudanças atuais, o que pode ser

justificado pela falta de investimentos em laboratórios e espaços extraescolares em

16

que os estudantes possam colocar em prática o que foi ensinado de forma teórica. A

mesma visão pode ser encontrada nos PCN+, que dizem que “[...] os professores

têm se sentido perdidos, sem os instrumentos necessários para as novas tarefas e

sem orientações mais concretas em relação ao que fazer” (BRASIL, 2002, p. 60).

Ensinar Física não é simplesmente repassar conhecimento para os alunos,

esperando que os mesmos dominem os assuntos através da memorização e a

utilização de fórmulas matemáticas. Os professores precisam, não apenas dominar

os conteúdos, mas saber ensiná-los de forma diferenciada. Cabe aos professores

refletirem sobre o que realmente deve e como ser ensinado, de que forma ordenar

os assuntos a serem abordados e quais as melhores alternativas para chegar a uma

atividade prática e contextualizada.

A proposta desta pesquisa é disponibilizar aos professores uma nova

metodologia, através de alternativas lúdicas e práticas que podem ser encontradas

nos ambientes extraescolares, pois estas, quando bem planejadas podem facilitar a

compreensão e associação dos conteúdos com aplicações práticas dos assuntos a

serem abordados.

1.2 Museus de Ciências: Espaços não formais de aprendizagem

A educação formal se dá em ambientes escolares, em que o aluno segue um

programa proposto. Por outro lado, na educação não formal, que acontece fora das

quatro paredes do ambiente escolar, a aprendizagem ocorre através da interação

dos estudantes com outros espaços, podendo acontecer em locais distintos como

eventos científicos organizados por instituições, locais que recebem visitas técnicas

como usinas hidrelétricas, museus e centros tecnológicos.

De acordo com Chagas (1993), a educação formal caracteriza-se por ser

altamente estruturada e se desenvolver em instituições próprias como as escolas e

as universidades, enquanto que na educação não formal, a aprendizagem pode se

desenvolver de acordo com os desejos do estudante em locais diversos, propícios a

conversas e interações com o meio.

Os museus se classificam como espaços não formais de aprendizagem e se

diferem dos espaços formais, pois não há formalidade e organização sistemática dos

conteúdos, podendo ser caracterizados como um complemento da escola.

17

Marandino afirma que “[...] o museu não organiza necessariamente seus conteúdos

a partir do currículo formal, apesar dos conceitos apresentados na exposição

guardarem relação com as temáticas científicas universais” (MARANDINO, 2001, p.

92).

Chagas (1993) defende a importância de promover a relação entre os

espaços formais e não formais, descrevendo as vantagens de estabelecer esta

relação. Segundo a autora uma visita aos museus:

Proporciona aos seus alunos o contato com objetos e a vivência de experiências que, em geral, não fazem parte do universo da escola. Os museus dispõem de recursos físicos e humanos que permitem a construção de ambientes em que o aluno experimenta, em contexto, aspectos concretos de conceitos científicos. Através do ensaio e manipulação de modelos envolvendo quer esses conceitos, quer as suas aplicações tecnológicas, os alunos encetam estratégias de pesquisa pessoal das quais resulta melhor compreensão. Objetos cotidianos são vistos sob novos prismas e objetos fascinantes que fazem parte do imaginário do jovem, como por exemplo, as cabines de pilotagem de um avião a jato podem tornar-se acessíveis. Ao viverem estas experiências os alunos percebem-se das relações estreitas que existem entre a Ciência e a tecnologia e das implicações que ambas exercem sobre a vida do dia-a-dia. (CHAGAS, 1993, p. 12).

A palavra museu, que vem do grego “mouseion”, é uma denominação da

antiga Grécia, do templo ou santuário das musas. De acordo com as pesquisas de

Gaspar (1993) a primeira instituição de que se tem notícia com essa denominação

foi o Museu de Alexandria. O autor relata que:

Entre os grandes nomes que passaram pelo Museu de Alexandria destaca-se Euclides, que fundou lá sua grande escola de matemática e escreveu seus “Elementos de Geometria”, além de Arquimedes, Apolonius de Perga e Eratóstenes. Como destaca Alexandre. “Alguns atuais estudiosos do movimento dos museus, enfatizam sua função de pesquisa e preferem definir o museu como uma comunidade de pesquisadores” [...] (GASPAR, 1993, p. 08).

Em suas pesquisas, Gaspar (1993) descreveu que, séculos depois, o termo

museu passou a ser associado a coleções e que Aristóteles foi um dos estudiosos

que possuía objetos com finalidades científicas. A partir do contínuo crescimento

dessas coleções veio a necessidade de possuírem um local para as exposições aos

mais próximos, vindo a surgir as galerias destinadas às obras de arte.

A exterioridade dos museus veio a se estabelecer ao final do século XVIII,

originando uma preocupação educativa com estes após as conquistas da Revolução

18

Francesa. Valente (1995) destacou o caráter público dos museus, em que este se

torna um espaço de convivência social.

O papel dos museus se tornou importante, pois além de preservar, conservar,

pesquisar e expor uma diversidade de equipamentos históricos e tecnológicos tem

como missão servir a sociedade como um espaço diversificado para as práticas

educativas.

Segundo Gouveia (1992) os Museus de Ciências surgiram no Brasil a partir

de projetos oficiais do Governo Federal voltados para a melhoria do ensino de

ciências na década de 1960. Para Gaspar (1993) a criação dos centros de ciências

no Brasil é o oposto do observado em países Europeus e no Japão, que desde o

início de século XX, se preocuparam com a função educativa e de divulgação

científica.

Com o crescimento dos museus nas instituições de ensino e pesquisa,

diversos pesquisadores se interessaram em focar seus estudos e pesquisas nos

Centros de Ciências, verificando a contribuição destes para a sociedade atuando

como espaços não formais de aprendizagem.

Os museus, antes vistos como espaços de exposições de coisas

ultrapassadas e antigas, têm crescido e espalhado, oferecendo os mais modernos e

sofisticados equipamentos científicos e tecnológicos, passando a se preocupar com

o presente e o futuro, fornecendo informações atualizadas e científicas.

Para Gaspar,“[...] os Museus de Ciências tendem a se tornar não só um lugar

onde as pessoas têm um encontro com as conquistas passadas da humanidade,

mas também com a realidade dos dias atuais, e, sobretudo com as perspectivas do

mundo futuro”. (GASPAR, 1993, p. 17).

Capovilla e Dazzi definem bem o museu como “[...] um espaço dinâmico,

expressão de vida e da história de uma sociedade, um local de trocas simbólicas,

“um mercado” em que são apreciadas, avaliadas, discutidas, analisadas,

interpretadas e compreendidas as mais diversas manifestações humanas”.

(CAPOVILLA; DAZZI, 2001, p. 193). Estes espaços podem ser vistos como um

grande aliado na difusão do conhecimento científico dos estudantes, através da

forma lúdica de apresentar os conteúdos, antes estudados de forma abstrata.

Podem ainda, despertar o interesse dos alunos e promover participações coletivas,

19

tornando-se espaços propícios à difusão do conhecimento científico, através da

diversidade e incentivo à pesquisa.

Com o objetivo de diversificar e modernizar, diversos museus têm se

denominado Centro de Ciências ou Parque da Ciência. Estes espaços têm os

mesmos objetivos, que são divulgar e popularizar a Ciência e a tecnologia.

Pode-se encontrar também uma nova forma de divulgação científica, através

dos museus itinerantes, criados e adaptados em carretas e ônibus que levam os

equipamentos aos estudantes, aos espaços públicos e ambientes escolares.

A interação dos estudantes com estes espaços tornou-se uma alternativa

para os professores que pretendem diversificar a abordagem dos assuntos

discutidos em sala de aula. Marandino afirma que “[...] uma das tendências atuais do

trabalho dos Museus é caracterizar o perfil deste espaço, na perspectiva de que este

seja mais do que um complemento da escola”. (MARANDINO, 2001, p. 89).

O aprendizado nesses ambientes se torna prático e atrativo quando é inserido

pelo professor em seu planejamento pedagógico, pois os estudantes podem falar

livremente com os colegas de grupo, discutir o que está sendo analisado, além de

tocar e sentir o que estava longe da realidade de cada um deles. De acordo com

Moraes, “[...] em museus e centros de ciências mediar é provocar diálogos entre

visitantes e experimentos, interação presencial ou virtual capaz de promover novas

aprendizagens aos visitantes”. (MORAES, 2007, p. 57).

Os museus são espaços privilegiados de aprendizagem coletiva por

promoverem a curiosidade dos estudantes, motivando e despertando o interesse

dos mesmos pelos conteúdos a serem abordados em sala de aula, que faz com que

os assuntos se tornem mais dinâmicos. As visitas contribuem para que os

estudantes percebam as diferentes formas de articulação entre os temas. Mas, para

que isto ocorra de forma satisfatória, é necessário que o professor saiba aproveitar a

oportunidade para interligar a visita ao museu com a dinâmica da sala de aula.

1.3 O Papel do professor

Os professores de Ciências e Matemática precisam aderir à nova realidade de

diversificação do ensino, através de novas metodologias e inserção de atividades

práticas e contextualizadas em suas ações pedagógicas.

20

Os assuntos se tornam complexos e abstratos quando são estudados de

forma teórica, sem conexão com o cotidiano dos estudantes. Aplicar a teoria e as

leis científicas, através de contextualizações e aulas práticas, aproxima os

aprendizes da realidade, possibilitando a percepção da aplicação da ciência com as

evoluções tecnológicas e o meio em que estamos inseridos. Pode-se observar nos

PCN+ esta mesma analogia que orienta os professores a:

Apresentar uma Física que explique a queda dos corpos, o movimento da lua ou das estrelas no céu, o arco-íris e também os raios laser, as imagens da televisão e as formas de comunicação. Uma Física que explique os gastos da “conta de luz” ou o consumo diário de combustível e também as questões referentes ao uso das diferentes fontes de energia em escala social, incluída a energia nuclear, com seus riscos e benefícios. Uma Física que discuta a origem do universo e sua evolução. Que trate do refrigerador ou dos motores a combustão, das células fotoelétricas, das radiações presentes no dia-a-dia, mas também dos princípios gerais que permitem generalizar todas essas compreensões. Uma Física cujo significado o aluno possa perceber no momento em que aprende, e não em um momento posterior ao aprendizado. (BRASIL, 2002, p. 23).

O professor deve ter alternativas para que possa contextualizar os conteúdos,

propondo aos estudantes realização e construção de experimentos, objetivando o

contato e a interação com os equipamentos científicos. Para Schön “[...] uma aula

prática é um ambiente projetado para a tarefa de aprender uma prática. Em um

contexto que se aproxima de um mundo prático, os estudantes aprendem fazendo,

ainda que sua atividade fique longe do mundo real do trabalho” (SCHÖN, 2000, p.

40).

A atividade prática pode ser realizada através da efetivação de oficinas e

atividades experimentais que podem ser propostas pelos professores aos

estudantes em sala de aula, nos laboratórios de ciências e em espaços

extraescolares. Estas abordagens também podem ser vistas em diversas partes dos

PCN+ que enfatizam:

É indispensável que a experimentação esteja sempre presente ao longo de todo o processo de desenvolvimento das competências em Física, privilegiando-se o fazer, manusear, operar, agir, em diferentes formas e níveis. É dessa forma que se pode garantir a construção do conhecimento pelo próprio aluno, desenvolvendo sua curiosidade e o hábito de sempre indagar, evitando a aquisição do conhecimento científico como uma verdade estabelecida e inquestionável. (BRASIL, 2002, p. 84).

Com o crescimento e expansão das Universidades e Centros de pesquisa no

Brasil, os Museus de Ciências se tornaram acessíveis em diversas cidades e podem

21

ser utilizados pelos professores como uma alternativa prática e atrativa. Estes

aproximam os estudantes dos fenômenos científicos, através da exposição de

equipamentos nestes espaços, onde os estudantes têm acesso à diversidade, ao

lúdico e ao novo. A aprendizagem antes conduzida de forma tradicional pode se

tornar algo não transmitido ou depositado, mas sim compartilhado, tocado e atrativo.

Alunos e professores se tornam aprendizes e são desafiados pelo simples ato de

brincar, e têm a oportunidade de adquirir uma nova perspectiva de aprendizagem e

prática pedagógica.

Os Museus de Ciências sendo locais repletos de experimentações e práticas

pedagógicas não garantem resultados positivos quando não há preparo dos

estudantes antes das visitações. Assim, antes de conduzir os estudantes aos

espaços extraescolares, professor e aluno devem estar preparados à visita e dar

continuidade ao processo de ensino e aprendizagem.

1.4 Experiência pessoal

A temática desta pesquisa voltada ao ensino em espaços não formais se deu

pela experiência, desde a graduação, iniciada em 2001, como monitor no

Laboratório de ensino de Física e Matemática do Centro Universitário de Belo

Horizonte. A principal função exercida como instrutor era receber estudantes do

ensino básico para expor atividades experimentais, visitar escolas e instituições de

ensino, através do Projeto Laboratório Itinerante. Diante de oficinas, exposição dos

equipamentos e brinquedos, percebeu-se a possibilidade dos estudantes

associarem a prática e o lúdico, com o abstrato.

Ao finalizar a graduação, foi realizada uma pesquisa e análise sobre a

importância da inserção de atividades práticas no ensino, durante a construção do

trabalho de conclusão de curso.

A experiência veio a solidificar, ao atuar como colaborador dos projetos de

popularização da Ciência e Tecnologia no Museu de Ciência da UFVJM

(Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri), conhecido como

Parque da Ciência, localizado na cidade de Teófilo Otoni (MG).

Durante o desenvolvimento desta pesquisa atuava no Parque como

coordenador de projetos, recebendo no espaço da Universidade, professores e

22

alunos do ensino básico, para exposição dos equipamentos, divulgação da Ciência

com propostas de atividades práticas, experimentais, deslocamento às escolas e

praças públicas para exposições.

O Parque da Ciência tem como proposta, apresentar equipamentos científicos

de forma lúdica e interativa, popularizar a ciência e tecnologia, estimular a

participação de professores e alunos das instituições de ensino dos vales do

Jequitinhonha e Mucuri, bem como contribuir para o estudo coletivo e

contextualizado da Ciência.

O espaço dispõe de uma diversidade de equipamentos e brinquedos,

coloridos, atrativos, que podem simular situações que são vivenciadas pelos

estudantes de forma teórica na escola. Os equipamentos podem ser aplicados às

diversas áreas de conhecimento.

Para o ensino de Física os equipamentos contextualizam os fenômenos do

Eletromagnetismo, Óptica, Termodinâmica e Mecânica, por meio da exposição e da

prática experimental. Em Matemática através dos desafios lógicos e deduções de

fórmulas a partir dos experimentos, jogos e simulações. A contribuição deste em

outras áreas, como em Biologia e Química, é realizada por meio da diversidade dos

experimentos, sendo desenvolvidas experiências atrativas e dinâmicas, dispondo

ainda de um painel interativo sobre a formação e explicação das pedras preciosas e

uma maquete da bacia hidrográfica, que simula como ocorrem problemas

ambientais e desastres naturais em uma cidade no período chuvoso, bem como os

problemas de saneamento básico.

As visitas ao Parque podem ser agendadas através do site da Universidade,

em média são atendidos semanalmente 150 estudantes.

1.5 A Proposta da pesquisa

Em busca de contribuir para a qualidade e eficiência na relação entre as

visitações nos museus de ciências e a sala de aula, percebeu-se a importância em

elaborar uma proposta para os professores que pretendem visitar o Parque da

Ciência da UFVJM (Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri).

A elaboração desta pesquisa foi inspirada na idealização dos trabalhos de

Schön que contribuiu de forma notável, para a compreensão da teoria e prática

23

pedagógica, baseando-se na “reflexão na ação”. Tal prática pode ocorrer, quando

estudantes e professores visitam os espaços não formais como os museus de

ciência.

Neste contexto, este trabalho tem como objetivo principal a elaboração de um

roteiro para o ensino de Óptica, direcionado aos professores que pretendem visitar o

Parque da Ciência da UFVJM. Este servirá para orientar os mesmos a darem

continuidade no processo de ensino e aprendizagem dos estudantes propiciando

melhor compreensão dos temas abordados em sala de aula.

Visando orientar o professor durante a utilização do roteiro, foi necessária a

elaboração de um catálogo dos experimentos do Parque da Ciência, proposto como

modelo para a elaboração de atividades nos diversos assuntos e disciplinas que

podem ser explorados durante uma visita aos espaços extraescolares.

Esta pesquisa principia com uma descrição das novas exigências e realidade

do ensino, focando a necessidade de propor novas metodologias, visando informar

aos professores a importância da interação dos estudantes nos museus de ciências.

O capítulo que segue traz uma discussão sobre a possibilidade de ocorrência

do processo de ensino e aprendizagem nos museus de ciências. Espaços propícios

ao estudo coletivo, através das exposições, em que os assuntos podem ser

contextualizados, possibilitando aos professores se tornarem profissionais reflexivos,

relacionando esta ação com as pesquisas de Schön, que defende a prática reflexiva

em três momentos. Neste foi realizado também um estudo de revisão da literatura,

no qual esta dissertação pode ser relacionada com outras pesquisas direcionadas à

mesma temática.

A metodologia desta pesquisa que se encontra no capítulo 3, tem início com

um levantamento preliminar, decorrente da elaboração de um questionário, aplicado

aos professores que já conduziram estudantes até ao Parque da Ciência da UFVJM.

Em cada item deste, discutiram-se como os dados coletados foram analisados,

evidenciando o resultado e a importância da elaboração do roteiro de atividades.

O capítulo 4 apresenta o roteiro destinado ao ensino de óptica, para que os

professores utilizem como modelo ao conduzir os estudantes ao espaço

extraescolar. Sendo tecidas no capítulo 5, as considerações finais deste trabalho.

24

No apêndice I foi disponibilizado o catálogo de experimentos do Parque da

Ciência. Este foi criado com a finalidade de orientar o professor quanto ao

funcionamento, aplicação e descrição dos equipamentos do espaço.

Nos apêndices II e III, encontram-se, disponíveis imagens de visitas ao

Parque da Ciência e exposições do espaço em praça pública.

2. REFERENCIAL TEÓRICO E REVISÃO DA LITERATURA

2.1 O Processo de ensino e aprendizagem nos Museus de Ciências

O conhecimento científico do estudante deve ser explorado durante as

mediações nos Museus de ciências. Saad ressalta a importância em aproveitar a

motivação e o interesse dos aprendizes, e afirma que “[...] as Demonstrações em

ciências são um meio/ferramenta que merece novas investigações e reflexões

acerca de seu papel no atual contexto educacional” (SAAD, 2001, p. 160).

Durante a exposição dos equipamentos nos Museus de Ciências, os

conteúdos não deverão apenas despertar interesse e motivação, devem ser

trabalhados para que o estudante possa compreender os fenômenos apresentados.

Assim, estes poderão ser relacionados pelos professores durante as aulas.

Atualmente, algumas instituições de ensino têm investido em pesquisas e

incentivado a criação dos Museus de Ciência. Diversos pesquisadores concentram

seus estudos nos museus como espaços não formais e buscam uma melhor relação

entre estes e a escola, ocasionando, deste modo, o aumento no interesse dos

professores das diversas áreas, para as visitações e aproveitamento desses

espaços para a difusão do conhecimento científico.

Marandino, em muitos dos seus trabalhos, procurou analisar o papel dos

museus de ciências para o ensino, buscando diferenciar o espaço museu do espaço

sala de aula. O museu pode ser classificado como um complemento da escola,

sendo um espaço não formal de aprendizagem. A autora em um dos seus trabalhos

constatou que o discurso expositivo, como acontece nos Museus de Ciências, é uma

dimensão de produção de conhecimentos, observando que as exposições nestes

são entendidas como unidades pedagógicas. Em outro trabalho, que busca

caracterizar os museus como espaços não formais, a autora relata:

25

Em linhas gerais, pode-se dizer que os museus trabalham com o saber de referência tanto quanto a escola, porém dão a este saber uma organização diferenciada, além de utilizarem linguagens próprias. Assim, o museu se diferencia da escola não só quanto à seleção e amplitude dos conteúdos abordados, como também em relação à forma de apresentação deles. Os museus de ciências pretendem assim ampliar a cultura científica dos cidadãos, promovendo diferentes formas de acesso a este saber. Através de variados estímulos oferecidos ao público, diferentes daqueles da escola, o processo de aquisição do conhecimento se torna particular nesses espaços. (MARANDINO, 2001, p. 93)

Para Marandino “[...] museus e escolas são espaços sociais que possuem

histórias, linguagens, propostas educativas e pedagogias próprias. Socialmente são

espaços que se interpenetram e se completam mutuamente e ambos são

imprescindíveis para a formação do cidadão cientificamente alfabetizado”

(MARANDINO, 2001, p. 98)

Em suas pesquisas, Chagas (1993) descreve a importância de estabelecer a

relação entre os museus e as escolas, destacando a necessidade de preparar o

professor, durante sua formação, para atuarem nos espaços formais e não formais

de aprendizagem. A autora enfatiza a importância de desenvolver nestes,

habilidades para exploração de recursos dos museus, objetivando uma melhor

preparação científica dos estudantes.

O processo de ensino e aprendizagem exige interação, sendo preciso que o

meio ofereça desafios e estabeleça novas exigências ao raciocínio do estudante.

2.2 O Professor atuando como profissional reflexivo

O professor na sua prática pedagógica deve incentivar o trabalho coletivo,

atuar de forma a provocar diálogos e troca de ideias, promovendo participações

coletivas e propor novas metodologias de ensino, tornando-se um grande aliado na

formação do conhecimento científico dos alunos.

Durante o planejamento do seu trabalho, é necessário, em sua prática

docente, atuar como um profissional reflexivo, o que o leva a agir, refletir e

questionar sobre o seu próprio método de ensino.

Schön (2000) fundamentou o seu trabalho na teoria da investigação de John

Dewey (1959), que defendeu a importância do pensamento reflexivo, apontando

ideias para praticá-lo, destacando a aprendizagem através do fazer. Enfatizou ainda,

26

que o profissional deve enxergar por si próprio e à sua maneira, a relação entre os

meios, métodos empregados e resultados atingidos. Nessa perspectiva, Schön

propõe uma nova metodologia da prática docente, focalizando-a na ação e reflexão

na ação. Este afirma que:

Na base dessa visão da reflexão-na-ação do profissional está uma visão construcionista da realidade com a qual ele lida – uma visão que nos leva a vê-lo construindo situações de sua prática, não apenas no exercício do talento artístico profissional, mas também em todos os outros modos de competência profissional. (SCHÖN, 2000, p. 39).

O conceito proposto por Schön pode ser aplicado a esta metodologia, sendo

entendido como um processo pelo qual o professor aprende, partindo da análise e

interpretação da sua própria prática pedagógica. Este torna-se reflexivo, crítico,

autônomo e criativo, sendo um profissional aberto a novos conhecimentos e

desafios, contribuindo de forma significativa à concepção do conhecimento científico

do estudante.

A reflexão dá ao professor a oportunidade de rever os acontecimentos e

métodos durante a sua prática pedagógica, se tornando um profissional competente,

com novas metodologias de ensino, pois o seu trabalho ao ser executado é avaliado

por ele mesmo. Schön (2000) afirma que a reflexão deve ser um processo contínuo

e permanente. A ação reflexiva visa o profissional avaliar constantemente o seu

trabalho, em que Dewey conclui:

A experiência reflexiva é o pensar sobre a ação e o efeito desta, pois quando pensamos e refletimos sobre uma ação e sua consequência, esse elemento de pensar muda para uma experiência de mais qualidade, mais significativa e, portanto, reflexiva. (DEWEY, 1979, p. 159)

A forma como a reflexão é vista e interpretada é analisada por Schön, pois

suas ideias têm influenciado a prática dos profissionais em educação. O autor

defende que o desenvolvimento de uma prática reflexiva deve estar sustentado em

três ideias centrais, sendo a “reflexão-na-ação”, a “reflexão sobre a ação” e a

reflexão sobre a “reflexão-na-ação”.

A primeira ideia ocorre quando o professor aponta o conhecimento no

momento da ação, buscando refletir sobre ela. A segunda procede ao refletir sobre a

ação efetivada, o que o leva a observar, refletir e interferir sobre a mesma. A terceira

ideia trata de uma atuação mais intensa, refletindo sobre o discorrido durante a

27

reflexão sobre a ação.

Schön (2000) propõe uma formação docente baseada na valorização da

prática reflexiva, sendo a ação profissional um momento de construção do

conhecimento embasado no trabalho. Os professores reflexivos têm a oportunidade

de atuar com base na sua própria investigação, fazendo da reflexão uma parte

complementar do seu trabalho.

O professor que conduz seus alunos aos espaços não formais com a

perspectiva de apenas sair da rotina, não cria uma relação do espaço com a teoria

em sala de aula, não reflete sobre a sua prática e não atinge um resultado

satisfatório.

Ao conduzir os estudantes a espaços não formais, podem-se encontrar as

mesmas dificuldades e desafios da sala de aula, surgindo a necessidade de

repensar a prática docente, para que a ação se torne algo mais produtivo e

dinâmico. Marandino também utilizou as ideias de Schön em suas pesquisas sobre

museus de ciências e afirma que:

Durante a ação, o mediador passa por diferentes situações-problema, como conflitos, dúvidas, desinteresse do grupo ou de algum visitante específico, entre outras. Para solucioná-las ele reflete sobre as vivências e experiências adquiridas e, na própria ação, toma uma decisão (nem precisando verbalizá-la). Assim, uma visita monitorada, considerada como processo de formação, constitui-se essencialmente de tomadas de decisão, mesmo que para esse mediador essas não sejam tão claras e conscientes (MARANDINO, 2008, p.29).

O professor reflexivo é aquele que busca continuidade no processo de

aprendizagem do estudante. Sua ação torna-se produtiva quando há reflexão, não

permite ação de forma compulsiva. Seu papel é fundamental no desenvolvimento da

interação do estudante com o experimento e processo em sala de aula. O professor

passa a ser, portanto, o mediador entre museu e sala de aula.

Nos PCN+ também pode-se compreender a importância da reflexão na

prática do professor, ao afirmar que:

O que se deseja, afinal, são professores reflexivos e críticos, ou seja, professores com um conhecimento satisfatório das questões relacionadas ao ensino-aprendizagem e em contínuo processo de autoformação, além de autônomos e competentes para desenvolver o trabalho interdisciplinar. Um dos instrumentos úteis a essa reflexão baseia-se em procedimentos de auto-observação e análise, em que se destaca a importância de o professor saber o que faz em sala de aula e de saber por que faz dessa forma e não de outra. Na reflexão sobre a própria prática, acabam emergindo também

28

traços da história de vida dos profissionais, que podem conduzir reflexões sobre as crenças que permeiam seu conceito de ensino e aprendizagem. Pensar e repensar o discurso e a prática, individual ou coletivamente, nos relatos em grupos da biografia profissional de cada professor, num movimento cooperativo, de corresponsabilidade e negociação, poderá levar à convergência para o aperfeiçoamento profissional e, em última análise, para a construção da escola pretendida. (BRASIL, 2002, p. 144).

Ensinar Física é um desafio, pois ocorrem mudanças rápidas, obrigando os

professores a alterar a metodologia do seu trabalho, instigando-os a criar novos

mecanismos para atender as necessidades dos aprendizes. A reflexão pode abrir

novos caminhos para a prática do professor e ajudá-lo a propor novas perspectivas

profissionais e realizações pessoais.

2.3 Revisão da Literatura

Ao pesquisar publicações que abordam sobre a temática desta dissertação,

percebeu-se que diversos pesquisadores buscaram direcionar suas pesquisas e

estudos aos Museus de Ciências, evidenciando o potencial destes, como espaços

não formais de aprendizagem e como complemento da escola.

Dentre os autores constatou-se que Falk e Dierhing (1992), Gaspar (1993),

Chagas (1993), Valente (1995), Cazelli (1992), Marandino (2001), Gouveia e Amaral

(1998) contribuíram de forma significativa, através de suas pesquisas, se dedicando

a entender a aprendizagem nos museus, bem como a importância da utilização

destes espaços para a difusão do conhecimento científico.

Destaca-se o trabalho de Marandino (2001), que faz uma relação entre o

museu e a escola, a partir da realização de uma atividade pedagógica com uma

turma do ensino fundamental, através de uma visita no Museu de Ciências na cidade

de Rio de Janeiro. Para a realização da sua pesquisa, a autora se inspirou nos

trabalhos de Schön e Pérez Gomez (1992), destacando a condição da prática

reflexiva. Considerou fundamental para a discussão: A relação dos alunos com o

espaço físico do museu; a relação entre o currículo formal e os espaços não formais

e o tema da aprendizagem nesses espaços.

A autora realizou uma visita focada em apresentar o conteúdo formal sobre

sistemas de medidas em física, trabalhado em sala de aula, que teve como objetivo

comum dirigir seus alunos ao espaço e explorar o acervo de instrumentos científicos

29

do museu como cronômetros, lunetas e relógios de precisão. Antes de conduzir os

estudantes ao espaço, a autora preocupou em prepará-los ao propor a criação de

uma maquete, modelo do sistema solar, elaborando atividades voltadas para os

sistemas de medidas em física para os alunos da oitava série do Ensino

Fundamental. Assim, os aprendizes puderam observar e estabelecer a relação entre

a escala utilizada em sala de aula e a observada no museu.

Marandino (2001) afirma que “[...] na condição de professor, durante a visita,

procuramos estar próximos dos alunos orientando-os quando era solicitado,

incentivando a exploração de alguns modelos e espaços e organizando os grupos

para que eles pudessem aproveitar ao máximo a visita.” (MARANDINO 2001, p. 92).

Esta dissertação, assim como o trabalho da Marandino inspirou-se nos

trabalhos do Schön (1992), que defendem a prática reflexiva. Buscou-se construir

um roteiro de atividades para que os professores tenham um objetivo comum ao

conduzir seus alunos aos espaços extraescolares, tomando como referência o

Parque da Ciência da UFVJM, onde o professor é orientado a preparar os seus

alunos antes da visita ao espaço e dar continuidade no processo após a mesma. O

Roteiro foi preparado com atividades voltadas para o ensino da Óptica para alunos

do ensino médio.

Em seu trabalho Marandino instiga a ideia dos museus como complemento da

escola, reforçando e argumentando através da pergunta:

Atrelar ou não a visita ao museu ao programa de disciplina escolar? Esta é uma questão que se coloca para o professor que quer ao mesmo tempo ensinar os conteúdos formais necessários, como também ampliar a cultura científica de seus alunos para além desses conteúdos. Esse, porém, é na verdade um dilema falso, já que o mais importante é a maneira pela qual a relação com o conhecimento é estabelecida. Assim, a perspectiva deve ser a de ampliação da cultura, mas estabelecendo relações com os conhecimentos que estão sendo trabalhados concretamente em aula. Para a escola, dois ganhos se dão: os conteúdos de aula se tornam mais dinâmicos e o aluno percebe diferentes formas de articulação entre os temas abordados. (MARANDINO, 2001, p. 93).

Para elaboração desta pesquisa procurou alternativas para trabalhar esta

ideia do museu como um complemento da escola, propondo estabelecer uma

relação concreta entre a teoria e a prática, atrelando toda a teoria abordada em sala,

com os experimentos observados no Parque da Ciência da UFVJM.

30

Marandino, em seu trabalho, procurou descrever a relação entre museu e

escola, caracterizando os museus como espaços não formais de aprendizagem,

como um complemento da escola.

Para elaboração da presente proposta de ensino, buscaram-se alternativas

para trabalhar a ideia do museu como um complemento da escola, propondo

estabelecer uma relação concreta entre a teoria e a prática, atrelando toda teoria

abordada em sala, com os experimentos observados no Parque da Ciência da

UFVJM. Esta pesquisa busca reforçar a importância dos museus como espaços

alternativos de aprendizagem e com a criação do roteiro de aprendizagem, induzir

os professores a prepararem seus alunos, com propostas de atividades e

discussões de grupos.

3. METODOLOGIA DA PESQUISA

Os passos seguidos nesta pesquisa para a elaboração e desenvolvimento do

produto, são descritos neste capítulo.

A elaboração do roteiro teve como base uma sondagem realizada com

professores que haviam visitado o Parque da Ciência da UFVJM, através da

aplicação de um questionário. De acordo com a análise dos resultados dos dados

obtidos, percebeu-se a importância de criar um catálogo dos experimentos do

espaço, objetivando familiarizar o professor com os equipamentos. Através deste, o

professor terá a oportunidade de interagir, bem como conhecer suas aplicações,

podendo aproximar os conteúdos a serem abordados em sala de aula dos

equipamentos observados durante as visitações no Parque da Ciência da UFVJM.

3.1 Levantamento preliminar

O objetivo do levantamento preliminar é conhecer o perfil dos professores, a

forma como são realizadas as visitas e entender como os professores conduzem os

estudantes ao Parque da Ciência da UFVJM, analisar ocorrência de atividades em

sala de aula antes e após as visitações, para que se chegue ao produto da

pesquisa.

O instrumento utilizado foi um questionário direcionado aos professores que

31

trabalham nas escolas de ensino básico que visitaram o Parque da Ciência da

UFVJM.

3.1.1 Elaboração do questionário

O questionário dispõe de perguntas para os professores sobre formação,

atuação e tempo de trabalho como docentes, além de questões que buscam

identificar o preparo dos estudantes antes das visitas ao Parque da Ciência e a

continuidade dada no processo de ensino e aprendizagem após as visitações. Foi

possível também, analisar a visão dos docentes com relação ao aproveitamento e a

participação coletiva dos estudantes, a fim de identificar como os professores

procedem e planejam suas atividades, ao direcionar os aprendizes a estes espaços.

As questões abordadas para análise são apresentadas no quadro 1, seguidas

de uma análise detalhadas das mesmas.

A primeira pergunta tem o objetivo de colher informações sobre as turmas que

visitaram o Parque da Ciência, bem como obter informações sobre como os

professores desenvolvem atividades com os alunos antes e após as visitações.

A segunda foi elaborada com o objetivo de analisar a influência das visitas no

aspecto comportamental dos estudantes e colher informações visando identificar

como se dá o contato com outros ambientes, interação com os equipamentos do

Parque da Ciência e interesse dos estudantes nos conteúdos abordados em sala de

aula.

A terceira tem finalidade de identificar se a visita teve algum impacto positivo

sobre sua prática pedagógica e a última, analisar se a visita possibilitou aos

estudantes relacionar os espaços museu e escola.

32

Quadro 1: Questionário de sondagem

Questionário

1 – Sobre a sua formação acadêmica:

1.1) Titulação:

( ) Pós-Doutorado ( ) Doutorado ( ) Mestrado

( ) Especialização Lato-Sensu ( ) Graduação

( ) Outro. Qual? ________________________________________________

1.2) Qual o tipo de graduação que você cursou?

( ) Bacharelado ( ) Licenciatura ( ) Tecnólogo

1.3) Formação:

( ) Matemática ( ) Física ( ) Química

( ) Outro. Qual? ________________________________________________

2 – Sobre a sua atuação profissional:

2.1) Qual disciplina você leciona no Ensino Médio?

( ) Matemática ( ) Física ( ) Química

( ) Outro. Qual? ________________________________________________

2.2) Há quanto tempo?

( ) Entre 0 e 5 anos ( ) Entre 5 e 10 anos ( ) Mais de 10 anos

Pergunta 1.

a) Quantas vezes você já conduziu os seus alunos ao Parque da Ciência da UFVJM?

b) As turmas foram de:

( ) E. Fundamental ( ) E. Médio ( ) E. Fundamental e Médio

c) Antes de conduzir os alunos, houve preparo de atividades?

33

( ) sim ( ) não

Se a resposta for sim, descreva como ocorreu.

d) Depois da visita houve desenvolvimento de atividades relacionadas com esta?

( ) Sim ( ) não

Se a resposta for sim, descreva como ocorreu.

Pergunta 2.

Você percebeu que houve aumento no interesse dos estudantes pela disciplina após a

visita no Parque da Ciência?

( ) Sim ( ) não

Se a resposta for sim, cite três aspectos percebidos no comportamento dos estudantes em sala

de aula.

Pergunta 3.

O que a visita contribuiu para a melhoria da prática pedagógica?

Descreva.

Pergunta 4.

Os estudantes conseguiram associar os conteúdos dados em sala com as atividades

desenvolvidas no Parque da Ciência? Cite três aspectos que confirmam a sua resposta.

Fonte: Elaborado pelo autor.

3.1.2 Perfil dos entrevistados

Os questionários foram aplicados para trinta professores que conduziram os

estudantes ao Parque da Ciência da UFVJM e que lecionam as disciplinas de

Ciências do ensino fundamental, Física, Química e Matemática do ensino médio em

escolas públicas e particulares da cidade de Teófilo Otoni (MG), no ano de 2012.

Para a análise dos dados foram selecionados dez questionários nos quais os

professores responderam e justificaram todas as questões. Desta maneira,

questionários com dados incompletos não foram utilizados.

34

Os dados da pesquisa mostram que dentre os dez professores participantes,

cinco lecionam Física, três Matemática, um leciona Química e outro Ciências. Dentre

os profissionais que lecionam Física, 60% possuem licenciatura em Física, enquanto

que os outros são licenciados em Matemática. Com relação aos professores que

trabalham com as disciplinas de Química e Matemática, percebe-se que os mesmos

possuem licenciatura na própria área de atuação. Identificou-se que 100% dos

entrevistados são especialistas em suas áreas de atuação.

3.1.3 Dados coletados

Em relação à primeira questão, identifica-se que 60% dos professores

conduziram os estudantes mais de uma vez ao parque da Ciência. No gráfico da

figura 1 é mostrada a quantidade de visitas realizadas pelos professores. Entre

colchetes é indicado o número de professores.

Figura 01: Quantidade de visitas realizadas por professor.

Fonte: Dados da pesquisa

Os dez professores fizeram um total de 17 visitas ao Parque da Ciência,

sendo que 54% dos visitantes foram estudantes do Ensino médio.

O gráfico da figura 2 mostra o nível de escolaridade dos estudantes que

visitaram o espaço e as respectivas disciplinas, sendo que a denominação “Física 1,

2 e 3” representa turmas do ensino médio que foram levadas por professores de

física. “Outros” representam turmas do ensino médio levadas por professores de

química e Matemática. “Ciências” representa os alunos do 9º ano do ensino

fundamental, levados por professores de Ciências.

Observa-se que 40% dos entrevistados foram professores de Física, 40% de

Química e Matemática e 20% de Ciências. Os números entre colchetes representam

35

a quantidade de turmas que visitaram o parque por disciplina.

Figura 02: Nível de escolaridade e as disciplinas


Sobre o preparo dos estudantes antes de visitar o Parque da Ciência, ao

analisar o gráfico da figura 3, percebe-se que 70% dos professores não realizaram

preparo.

Figura 03: Preparo dos estudantes antes da visita ao Parque da Ciência


Os professores entrevistados, que afirmaram ter preparado os estudantes

antes das visitações, asseguraram que este ocorreu através do incentivo a

pesquisas sobre o Parque da Ciência e desenvolvimento de atividades

experimentais em sala de aula.

Ao analisar o gráfico da figura 4, observa-se que 80% dos entrevistados

desenvolveram atividades após as visitações.

36

Figura 04: Continuidade das atividades após as visitações


Os entrevistados relataram incentivar os estudantes a realizarem pesquisas

sobre o funcionamento e aplicação dos experimentos observados no museu. De

acordo com os mesmos foram realizadas oficinas e debates em sala de aula com a

apresentação dos relatórios, confeccionados pelos estudantes durante a visita.

Os entrevistados afirmaram que perceberam mudanças no interesse dos

alunos após a visita, identificando aumento da motivação pelo estudo e associação

dos assuntos abordados durante a visita.

Na discussão, os professores serão identificados pelas letras A, B, C, D, E, F

para preservar sua identidade.

A professora A, de Ciências, relatou que: “Os estudantes se mostraram mais

empenhados pelos conteúdos, mais atenciosos e mais comprometidos com os seus

deveres.”

Para a professora B, de Física:

Os alunos ficaram mais receptivos, o relacionamento deles comigo e entre eles melhorou, pois foi uma experiência de convivência positiva fora do contexto da sala de aula. A visão sobre a disciplina e o conhecimento foi ampliado e alguns se mostraram mais motivados a estudar.

Os professores se mostraram satisfeitos com a ação em conduzir os

aprendizes ao Parque da Ciência, descrevendo que a visita contribuiu de forma

significativa para sua prática pedagógica.

Segundo o professor C, de Física: “A contribuição mais significativa foi no

sentido motivacional com a elevação da minha autoestima, contagiado com as

curiosidades e o interesse dos alunos nas aulas de física após a visita.” Para o

professor de Física D: “Após a visita ao Parque da Ciência percebi a importância em

37

associar os conteúdos abordados com a vivência dos estudantes e com a realização

de atividades práticas em sala de aula, e exibição de vídeos com experiências”.

Os docentes afirmam que a visita contribui de forma significativa,

possibilitando aos estudantes associação dos conteúdos abordados em sala de aula

com os equipamentos apresentados no museu.

Para a professora E, de Matemática:

Para os alunos do ensino médio, especialmente os conceitos de física e matemática como, por exemplo, a representação do Teorema de Pitágoras os ajudou a ter uma visão melhor dos conteúdos quando estou explorando os exercícios, e eles me perguntam se é igual ao do Parque da Ciência.

A professora F relatou que: “Foi uma experiência pedagógica fantástica, tanto

para os alunos, quanto para mim enquanto professora de Química.”

3.1.4 Análise dos resultados

Após analisar os relatos dos professores entrevistados, observa-se que as

visitas dos estudantes ao parque, possibilitaram a aproximação entre estudantes,

alunos e professores e com a disciplina.

A visita proporcionou aos professores reflexão e percepção quanto à

importância de realizar atividades práticas em sala de aula, o que possibilita

reconhecer que experiências simples facilitam a assimilação dos conteúdos e

despertam o interesse dos estudantes.

De acordo com os dados coletados, a maioria dos professores não planeja

e/ou prepara os estudantes antes de conduzi-los ao espaço, realizando atividades

somente após as visitas. As atividades realizadas em sala de aula concentram-se

em pesquisas sobre o Parque da Ciência, debates e apresentação de relatórios.

Por meio desta análise identifica-se a necessidade da criação de um roteiro

de atividades, para que professores possam preparar atividades, interligando as

mesmas com equipamentos observados durante a visita extraescolar.

O produto desta pesquisa visa ampliar o processo de ensino e aprendizagem,

por meio do preparo das visitas ao museu de ciências, buscando relacionar os

fenômenos observados com os assuntos abordados em sala de aula.

38

3.2 Construção do Roteiro de atividades e escolha do conteúdo

Nesta seção busca-se relatar a elaboração do roteiro de atividades e a

justificativa da temática abordada no guia.

Durante a construção do guia, veio a necessidade de abordar um assunto

específico. Diante disto, elaborou-se o roteiro direcionado ao estudo da Óptica, o

que se justifica pela diversidade de equipamentos que envolvem o estudo deste

conteúdo nos Museus de Ciências, facilitando a preparação de um roteiro que

abrange uma quantidade maior de conteúdos vistos em sala de aula.

Por meio da utilização do roteiro, o professor terá a oportunidade de associar

o planejamento da visita aos equipamentos do Parque da Ciência. Deste modo

criou-se um catálogo de experimentos do museu, para que os mesmos possam

preparar as aulas e associá-las com estes.

3.2.1 Elaboração do Catálogo de Experimentos do Parque da Ciência da

UFVJM

Inicialmente busca-se informar os professores sobre os equipamentos e

brinquedos que fazem parte do acervo do Parque da Ciência, para que os mesmos

possam conhecer a proposta e aplicação didática de cada um.

Deste modo, foi construído um catálogo que se encontra disponibilizado no

portal do Parque da Ciência da UFVJM e no Apêndice A desta pesquisa.

Para que os professores possam, de acordo com o roteiro de atividades,

escolher os temas a serem discutidos em sala de aula antes da visita ao Parque, é

importante que estes tenham conhecimento de todos os equipamentos exibidos.

Para isso, com o catálogo, estes conhecerão os equipamentos, a aplicação destes e

a relação com os conteúdos a serem abordados, utilizando-o na elaboração de

atividades.

Através do catálogo o professor terá a oportunidade de realizar as visitas

focadas nos assuntos que deseja trabalhar com seus alunos em sala de aula. Segue

no quadro 2, exemplo do catálogo.

39

Quadro 2: Catálogo do gerador de Van Der Graaff

Fonte: Elaborado pelo autor

3.3 Construção de atividades experimentais com roteiro

Existem alternativas para o professor que pretende contextualizar as aulas

teóricas, sendo uma destas as atividades experimentais, realizadas utilizando

materiais de baixo custo, de fácil manipulação e confeccionados pelos próprios

alunos.

Visando facilitar a contextualização, a compreensão dos conteúdos pelos

estudantes e a utilização do roteiro, foi proposta a confecção de experimentos

direcionados ao ensino de Óptica, de modo que sejam construídos pelos alunos

antes da visita ao Parque da Ciência.

Foram utilizados como fonte de pesquisa, os portais da UNESP (Universidade

Estadual Paulista) e Feira de Ciências, para a criação das atividades experimentais

que estão disponíveis no roteiro.

O professor deve preparar a aula e após a explicação do conteúdo, propor a

construção de experimentos de acordo com o que foi abordado para que,

GERADOR DE VAN DER GRAAFF

Conteúdo de Física: Eletrostática, Processos de eletrização, Poder das

pontas, Campo elétrico.

Objetivo: Aplicar e contextualizar os processos de eletrização.

Descrição: O gerador é composto por uma correia de material isolante, dois

roletes, uma cúpula de descarga, um motor, duas escovas e uma coluna de

apoio, que ao ser ligado, eletriza a esfera condutora.

Explicação: A correia ao atritar nas escovas, eletriza a esfera de material

condutor. Neste, uma carga positiva é transportada, continuamente, pela

correia de borracha para dentro de uma cúpula metálica oca. A carga é

coletada e armazenada na superfície externa, até que o potencial elétrico se

torne tão elevado que cria um campo elétrico ao redor do gerador. A

distribuição das cargas ocorre, o que explica os processos de eletrização. É

possível visualizar o poder das pontas quando o estudante está em contato

com a esfera e os seus cabelos se levantam.

40

posteriormente, os alunos os relacionem com os equipamentos e experimentos

observados no museu.

3.4 Momentos da Ação e Reflexão na utilização do roteiro

Antes da visita, o professor poderá introduzir os conteúdos da Óptica de um

modo geral. Explicar os tipos de fontes de luz por meio de exemplos, discutir os

fenômenos da propagação retilínea da luz, da reflexão, refração e absorção da luz, a

formação de sombras e penumbras, a ocorrência de eclipses (solar, lunar e outros),

câmara escura, formação de imagens nas lentes esféricas e em espelhos planos e

esféricos.

No segundo momento, o professor poderá propor aos grupos a criação de

atividades experimentais, com a finalidade de aproximá-los dos assuntos teóricos

através da prática, e assim prepará-los para a visita ao Parque da Ciência. Ao

propor a construção das atividades, é importante auxiliar os estudantes na escolha

dos experimentos, de modo que se envolvam com os assuntos abordados em sala

de aula e que serão vistos no parque.

A reflexão na ação, a reflexão sobre a ação e a reflexão sobre a reflexão-na-

ação, que são os três processos reflexivos defendidos por Schön (1997, 2000),

podem auxiliar o professor para a realização desta atividade, que pode ser

desenvolvida da seguinte forma:

REFLEXÃO NA AÇÃO

A reflexão na ação poderá surgir antes de conduzir os alunos ao Parque da

ciência. Após dividir a turma em grupos, para que seja proposta a criação das

atividades experimentais, o professor deverá iniciar as explicações sobre o

conteúdo, que serão concluídas com a apresentação dos experimentos construídos

por cada grupo.

A proposta de criação destes experimentos poderá contribuir para a

compreensão dos assuntos abordados e a interação dos estudantes com os

equipamentos do espaço extraescolar. Assim deverá haver aproximação destes com

os conteúdos e atividades práticas.

41

A REFLEXÃO NA AÇÃO começa a se caracterizar quando os grupos

estiverem apresentando as atividades experimentais para a turma. Neste processo o

professor poderá refletir sobre a sua prática e resultados, podendo rever o conteúdo

com este, sendo discutido pelos estudantes.

REFLEXÃO SOBRE A AÇÃO

Durante a visita, o professor deverá ter mais tempo de refletir e reconstruir

mentalmente o que foi abordado, pois neste momento, os alunos aprendem

observando e tocando, enquanto o professor se torna um mediador, de modo a

descobrir como o seu conhecimento na ação contribuiu para uma interação

satisfatória ou não com os equipamentos do parque.

Por ser um processo após a aula, no espaço extraescolar, o professor poderá

analisar de forma crítica o que está sendo observado pelos estudantes, e como será

feita a relação entre os equipamentos e o conteúdo, e refletir sua ação em sua

prática. Nesta etapa, começa a se caracterizar a REFLEXÃO SOBRE A AÇÃO, pois

neste momento o professor pode questionar o seu próprio método de ensino.

É interessante que haja a participação e interação dos professores no

momento das observações e exposição dos equipamentos, para que no tempo

certo, possam dirigir seus alunos aos experimentos específicos dos conteúdos a

serem abordados. Este é o momento da reflexão na ação, em que o professor tem a

oportunidade de pensar na reconstrução da sua prática para que o produto final

deste trabalho atinja resultados satisfatórios.

REFLEXÃO SOBRE A REFLEXÃO-NA-AÇÃO

Após a visita, o professor deverá aplicar o roteiro de atividades. Neste

momento entende-se que os alunos estarão preparados e terão habilidades

necessárias para relacionar os experimentos com a teoria aplicada.

Os estudantes terão a oportunidade de discutir e relacionar as atividades do

roteiro com os experimentos construídos pelos grupos e com os equipamentos

vistos no Parque da Ciência.

42

A partir da aplicação do roteiro de atividades, começa a se caracterizar o

momento da reflexão sobre a reflexão-na-ação. É importante promover a discussão

dos grupos após a realização do roteiro, propor a resolução e realização da correção

dos exercícios de aprofundamento com a turma.

Por fim, o professor terá a oportunidade de refletir a ação, a observação e a

interação dos estudantes com a prática, propiciando aos mesmos, aplicação do

conhecimento abordado. Este estará aberto a novas práticas de trabalho, pois neste

processo podem ser determinadas novas ações.

4. ROTEIRO DE ATIVIDADES

4.1 Apresentação

Prezado Professor,

Apresentamos aqui um roteiro de atividades projetado para orientá-lo na

preparação dos estudantes às visitas aos espaços não formais, como nos Museus

de Ciências.

Este é dividido em dois momentos distintos, para que seja utilizado no

preparo dos alunos antes de conduzi-los a estes espaços, dando continuidade no

processo de ensino e aprendizagem, interligando sala de aula e museu.

Para a elaboração deste material, selecionamos o conteúdo de Óptica

geométrica e utilizamos o Parque da Ciência da UFVJM como referência.

Ao planejar uma visita a espaços extraescolares, percebemos a necessidade

em preparar os nossos estudantes antes das visitas e dar continuidade no processo

através de atividades contextualizadas como propostas.

Além dos conteúdos básicos propostos pelos livros didáticos de física para o

ensino médio, com a utilização deste roteiro, você terá a oportunidade de relacioná-

los aos experimentos, fenômenos do dia a dia e desenvolvimento de processos

tecnológicos.

O roteiro foi elaborado de maneira a auxiliá-lo na sua prática pedagógica que

tem se tornado um desafio, devido às constantes mudanças e evoluções

tecnológicas sucedidas a nossa volta.

43

Os equipamentos escolhidos para a construção deste roteiro podem ser

encontrados em espaços como museus de ciências, em laboratórios de ciências e

até mesmo descritos como atividades nos livros didáticos.

Este roteiro dispõe de atividades e exercícios, cuja finalidade é analisar,

elucidar e até mesmo ampliar a teoria a ser apresentada e relacionada com os

equipamentos compartilhados durante a exposição.

Para auxiliá-lo na adequação deste roteiro para o ensino de outros conteúdos,

foi criado um catálogo dos equipamentos disponíveis no Parque da Ciência da

UFVJM, acompanhado com a descrição do seu funcionamento e a relação com os

conteúdos que são abordados em sala de aula.

Por fim, desejo a você professor, que desenvolva suas práticas pedagógicas

da melhor maneira possível, se tornando um profissional reflexivo em suas ações e

contribuindo de forma significativa para a formação dos nossos estudantes.

Faça uso desta proposta com dedicação e entusiasmo.

Bom trabalho!

4.2 Preparando os estudantes antes da visita

Primeiro Momento: Construção dos Experimentos.

Propõe-se a construção de sete experimentos. Diante disso é sugerido ao

professor dividir a turma em sete grupos e propor a criação dos experimentos. Estes

serão apresentados em sala de aula pelos estudantes após a conclusão da

explicação dos conteúdos, de acordo com o planejamento no quadro 03, que se

encontra disponibilizado na página 56.

Experimento 01: Câmara escura de orifício

Conteúdo de Física: Propagação da luz

Objetivo: Conhecer os princípios da óptica geométrica, compreender a propagação

retilínea da luz e relacionar o ângulo visual com a distância do observador ao objeto.

44

Descrição: A câmara escura é uma caixa de paredes opacas, existindo em uma

delas um pequeno orifício. Um objeto luminoso ou iluminado é colocado na frente da

câmara. O experimento mostra como a imagem é formada comprovando que a luz

propaga em linha reta. Também pode ser explorado o comportamento da luz ao

penetrar no olho humano, que se comporta como uma câmara escura de orifício, e o

orifício central se comporta como a pupila. Quando a luz penetra nesta, chega à

região oposta chamada de retina, onde a imagem é formada.

Figura 5: Modelo de uma câmara escura de orifício

Fonte: Portal feira de ciências

Material Utilizado

01 caixa de sapato

01 pedaço de papel vegetal;

01 tesoura;

01 tubo de cola de papel;

01 vela;

Construção: Faça um furo no fundo da caixa. Recorte o papel vegetal com o

diâmetro de aproximadamente 1 cm maior do que o diâmetro da abertura da caixa.

Cole o papel vegetal na abertura, como na imagem acima.

Experimento 2: Feixe de laser sendo refletido por espelhos planos

Conteúdo de Física: Reflexão da luz

45

Objetivo: Analisar o fenômeno da reflexão regular da luz e enunciar as leis da

reflexão da luz.

Descrição: Através do feixe de luz emitido pelo laser, utilizar os espelhos como

anteparo, podendo observar o caminho percorrido pelo feixe a ser refletido.

Figura 6: Feixe de luz sendo refletido


Material Utilizado:

3 espelhos planos;

Um laser;

Experimento 3: Ângulos entre dois espelhos planos.

Conteúdo de Física: Número de imagens formadas entre dois espelhos planos.

Objetivo: Determinar o número de imagens geradas por um objeto entre dois

espelhos planos, que formam um ângulo qualquer entre si.

Material Utilizado:

Dois espelhos planos;

46

Suporte para os espelhos com base para espelho formando ângulos de 30°,

45°, 60° e 90°;

Um objeto pequeno.

Figura 7: Ângulos entre espelhos planos e o número de imagens formadas

Fonte: Portal alunos online

Descrição: Quando um objeto é colocado em frente aos espelhos planos, o

estudante irá observar que diminuindo o ângulo entre os dois espelhos, aumenta-se

o número de imagens e quando estão dispostos paralelamente formam-se infinitas

imagens.

Experimento 04: Espelho Côncavo

Conteúdo de Física: Espelhos Esféricos

Objetivo: Construir um espelho côncavo, bem como observar como os raios de luz

se comportam quando são refletidos por ele.

Material Utilizado:

Garrafa Pet de 2 litros, ou qualquer outro objeto que possa fornecer um anel

com diâmetro semelhante;

Embalagem de salgadinhos “Elma Chips” ou uma embalagem de pó de café;

Pente e lanterna;

Cola branca.

47

Construção:

Corte a garrafa transversalmente de modo a formar um anel (Figura 1).

Corte o anel ao meio de forma que visto de cima seja um semicírculo (Figura

2).

Cole um pedaço da embalagem de salgadinho (com o mesmo tamanho da

parte da garrafa) na face côncava do "semicírculo", tendo cuidado para que a

face mais refletora da embalagem fique voltada para a concavidade do

"semicírculo", com a finalidade de se formar um espelho côncavo. A face mais

refletora da embalagem é o lado de dentro.

Ilumine, com a lanterna, a superfície na qual será realizada a experiência,

fazendo com que o feixe de luz gerado pela lanterna fique quase paralelo à

superfície.

Coloque o pente na frente deste fixo na posição vertical.

A luz gerada pela lanterna foi dividida em pequenos feixes. Colocando

o espelho côncavo na frente desses feixes, é possível observar a reflexão

destes em direção ao foco do espelho.

Figura 08: Corte da garrafa

Fonte: Portal da Unesp

http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/opt08.htm

48

Figura 09: Esquema geral da montagem


Descrição: Um pente e uma lanterna são utilizados para formar feixes luminosos

paralelos. Ao interceptar os feixes com um espelho côncavo, observa-se que os

raios luminosos são refletidos por ele, passando por um ponto que é a metade do

seu raio, ou seja, o foco.

Experimento 5: Refração

Conteúdo de Física: Refração

Objetivo: Observar os efeitos da refração da luz

Material utilizado:

Uma xícara lisa e transparente;

Uma moeda;

Água.

49

Figura 10: Ilustração da moeda dentro da xícara

Fonte: Portal brasil escola

Descrição: Colocar no fundo da xícara a moeda, posicionando-a de modo que a

borda da xícara tampe completamente a moeda. Sem mover a cabeça, vá enchendo

a xícara de água. Em determinado momento você passará a ver a moeda que antes

estava escondida. Olhando o esquema da figura 10, observa-se que os raios de luz

que partem da moeda podem chegar ao olho do observador quando a xícara está

cheia de água. A luz sofre refração ao sair para o ar. Quando a xícara estiver vazia,

os raios de luz que partem da moeda não conseguem chegar ao observador naquela

posição.

Experimento 6: Lente d’água

Conteúdo de Física: Refração e Lentes esféricas

Objetivo: Construir uma lente de aumento.

Material utilizado:

01 Arame de aço fino;

Um lápis;

Água.

Construção:

Enrole e torça o arame em volta do lápis para formar uma argola;

50

Mergulhe a argola na água, de modo que uma gota fique presa à argola.

Figura 11: Método utilizado para dobrar o arame


Descrição: Faz-se uma argola de arame e mergulhe-a em água. A tensão

superficial da água - propriedade que as moléculas de água têm de se manterem

unidas, faz com que a gota fique presa de forma abaulada na argola de arame,

formando uma lente biconvexa e, portanto, convergente. Quando se aproxima a

lente de algo e se olha através dela, observa-se que esta aumenta a imagem, ou

seja, funciona como uma lente de aumento.

Experimento 07: Lente convergente

Conteúdo de Física: Olho humano e lente convergente

Objetivo: Construir um sistema em que é possível observar a trajetória de um raio

sendo refratado por uma lente convergente.

Material Utilizado:

Fio elétrico;

Bocal de lâmpada;

Plug elétrico;

Lâmpada de 60 Watts do tipo cristal;

Caixa de sapatos;

Garrafa plástica de refrigerante de 500 ml;

51

Régua Molegata;

Cartolina;

Adesivo plástico para PVC (cola de cano);

Duratex.

Construção:

Corte uma fatia da garrafa na parte mais lisa, onde fica o rótulo, com

aproximadamente três centímetros de largura;

Corte a fatia ao meio, transversalmente, de modo que vista de cima, tenha a

forma de um semicírculo;

Cole as duas extremidades da tira na régua e depois cole na madeira de 30 x

80 cm;

Corte um retângulo da caixa de sapatos a partir da borda (ver figura 12);

Cole um pedaço de cartolina no lugar do retângulo retirado (Ver figura 13);

Faça apenas um corte na cartolina, com tesoura, de fora para dentro da

caixa.

Monte o circuito que irá acender a lâmpada (fio, plug e bocal);

Coloque a lâmpada sobre a madeira e tape-a com a caixa. A luz emitida pela

caixa será reduzida a um feixe fino que passa através do corte feito na

cartolina colada, onde foi retirado um retângulo da caixa;

Coloque água dentro da caixa feita com a régua e a garrafa e direcione a ela

o feixe emitido pela caixa.

Figura 12: Caixa sendo cortada


52

Figura 13: Inserindo o corte da cartolina na caixa


Figura 14: Esquema geral da montagem


Descrição: A caixa de sapatos com a lâmpada dentro é arranjada de modo que saia

dela um feixe fino de luz. O feixe, ao atravessar uma lente convergente feita com

uma régua e um pedaço de uma garrafa de refrigerante cheia de água, é refratado.

Mudando-se a posição de incidência do raio sobre a lente, observa-se que eles

convergem depois de passar pela lente, ou seja, tendem a se encontrar.

53

Segundo Momento: Explicação dos conteúdos

Neste momento sugere-se ao professor que apresente aos alunos os conceitos

da Óptica geométrica.

No quadro 3, elaborou-se um planejamento de como pode-se relacionar os

conteúdos com as atividades experimentais.

Quadro 3: Sugestão para o Planejamento das aulas

Conteúdo

Número de

aulas

Abordagens

Atividade

Experimental

Propagação retilínea

da luz

01

Discuta os tipos de fontes

de luz;

Discuta os fenômenos da

propagação retilínea.

Grupo 01: Propor ao

grupo que apresente a

atividade experimental

1.

Reflexão da Luz

02

Apresente as Leis da

Reflexão;

Exemplifique com

situações do cotidiano;

Conceitue raio de luz

incidente e reflexão.

Grupo 02: Propor ao

grupo que apresente a


2.

Espelho Plano

01

Demonstre a formação

das imagens virtuais no

espelho plano.

Grupo 03: Propor ao

grupo apresentar a


3.

Espelhos esféricos

02

Diferencie o espelho

côncavo e o convexo.

Discuta os casos de

formação gráfica de

imagens;

Apresente as equações

matemáticas.

Grupo 04: Propor ao

grupo apresentar a


4.

54

Conteúdo

Número de

aulas

Abordagens

Atividade

Experimental

Refração da Luz

02

Explique o que é refração

diferenciando da reflexão;

Apresente as leis da

refração;

Apresente os fenômenos

da reflexão total e da

dispersão.

Grupo 05: Propor ao

grupo apresentar a


5.

Lentes esféricas

02

Diferencie lentes

convergentes e

divergentes;

Defina os elementos

geométricos de uma lente;

Discuta a formação de

imagens nas lentes

convergentes e

divergentes.

Grupo 06: Propor ao

grupo apresentar a


6.

Instrumentos ópticos e

olho humano

02

Discuta as funções de

como as imagens são

formadas nos diversos

instrumentos ópticos;

Discuta o olho humano e

os problemas da visão.

Grupo 07: Propor ao

grupo apresentar a


7.


4.3 Atividades a serem realizadas após a visita

As atividades foram elaboradas, de modo que os conceitos que envolvem os

fundamentos da Óptica geométrica, tais como a reflexão da luz e os espelhos

planos, a refração da luz e o olho humano possam ser explorados. Para realizar tais

atividades, será necessário que os estudantes tenham desenvolvido os

experimentos propostos no item 4.2 deste roteiro.

55

Atividade 01.

Conteúdos de Física: Fundamentos da óptica geométrica, Propagação retilínea da

luz, reflexão da luz e espelhos planos.

Desenvolvimento:

Dividir os grupos para discussão sobre os experimentos: Câmara escura de

orifício e feixe de luz refletido, que foram construídos e apresentados em sala de

aula, pelos grupos 1 e 2, e a caixa de levitação, observada durante a visita no

Parque da Ciência, propondo a realização de atividades em grupos para discussão,

e posteriormente, apresentar as conclusões à turma.

Questão 01. Observe a figura 15, que representa a câmara escura de orifício,

observe-a para responder a questão.

Figura 15: Experimento Câmara Escura de Orifício

Fonte: Portal feira de ciências

a) A imagem formada é direita ou invertida? Justifique.

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

b) Compare o tamanho da imagem com o objeto, movimente o objeto e

descreva as suas conclusões sobre o que ocorre com a imagem quando a

posição do objeto é variada.

56

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

c) Utilizando uma régua para calcular a distância do objeto em relação ao

anteparo e ao orifício e para medir o tamanho do objeto, calcule qual será o

tamanho da imagem através da equação da câmara escura.

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

Questão 02. A figura abaixo 16, que representa o experimento do Feixe de Luz

sendo refletido. Após analisar o experimento feixe de luz, descreva o que ocorre

com a trajetória do feixe, quando é refletido relacionando às leis da reflexão da luz.

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Figura 16: Experimento Feixe de luz sendo refletido


As questões 03; 04 e 05 referem-se ao experimento “Caixa de levitação do Parque

da Ciência”, representado na figura 17.

Questão 03. Durante a visita ao Parque da Ciência, observou-se, que a caixa de

levitação constitui-se, de apenas um espelho plano posicionado na diagonal da

mesma. Explique, baseando-se, na formação das imagens nos espelhos planos, por

57

que o colega de classe parecia estar levitando, mesmo por apresentar apenas a

perna esquerda suspensa.

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Figura 17: Caixa de levitação do Parque da Ciência


Questão 04. De as características do tipo de imagem da perna do colega formada

no espelho.

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Questão 05. Sabendo que a perna do colega estava 15 cm distante do espelho,

analise:

a) a distância que a imagem da perna estava do espelho;

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

58

b) a distância que a perna estava da sua imagem.

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

Questão 06. Relacione os experimentos: Câmara escura, Feixe de um laser e a

caixa de levitação, com a propagação retilínea da luz.

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Questão 07. Observe a tirinha e responda.

Figura 18: Tirinha de humor

Fonte: http://fisicaantoniovaladares.blogspot.com.br

a) Analisando a tirinha de humor do Zé Lelé, percebe-se que ilustra uma

situação frequente em nosso cotidiano de nos observar no espelho. Pense

um pouco e apresente uma explicação para a formação de imagens nos

espelhos planos.

____________________________________________________________

____________________________________________________________

____________________________________________________________

b) Observando a imagem de Chico Bento, percebe-se que o seu rosto não

aparece inteiro no espelho, discuta com seus colegas, se é possível

através de um espelho menor que o nosso tamanho obtermos uma

imagem inteira do nosso corpo no espelho.

http://fisicaantoniovaladares.blogspot.com.br/2011/06/tiras-de-humor-envolvendo-as-leis-de.html

59

Considerações:

Após a apresentação e discussão dos grupos, o professor poderá formalizar a

explicação dos conteúdos referentes à propagação retilínea da luz e formação de

imagens nos espelhos planos.

Espera-se que os estudantes consigam associar o que está sendo ensinado

com todos os experimentos.

Exercícios para aprofundamento

O professor poderá propor a resolução destes exercícios, que servirão como

aprofundamento dos assuntos abordados.

01. (FATEC) Um objeto y de comprimento 4,0 cm projeta uma imagem y' em uma

câmara escura de orifício, como indicado na figura.

O comprimento de y' é, em centímetros, igual a:

a) 2,5

b) 2,0

c) 1,8

d) 1,6

e) 0,4

02. (UFMG) Marília e Dirceu estão em uma praça iluminada por uma única

lâmpada. Assinale a alternativa em que estão CORRETAMENTE

representados os feixes de luz que permitem a Dirceu ver Marília.

60

03. O esquema representa o alinhamento do Sol, da Terra e da Lua no momento

de um eclipse.

Neste instante, uma pessoa situada no ponto A observará um eclipse:

a) parcial da Lua.

b) total da Lua.

c) parcial do Sol.

d) total do Sol.

04. (Mackenzie) Certa pessoa possui um espelho plano retangular, de 90 cm de

altura. Quando ela fica em pé diante do espelho, disposto verticalmente e

convenientemente posicionado, consegue ver sua imagem de corpo inteiro.

Nessas condições, pode-se afirmar que a referida pessoa tem uma altura

máxima de:

a) 1,80m

b) 1,70m

61

c) 1,67m

d) 1,53m

05. (PUC-PR) Pedro, que utiliza seu relógio na mão esquerda, coloca-se a três

metros de um espelho plano. O garoto levanta a mão esquerda. Analise as

afirmações a seguir:

I - Pedro vê sua imagem a seis metros de si.

II - A imagem é invertida, isto é, está com os pés para cima.

III - A imagem levanta a mão que não possui relógio.

IV - A imagem tem a mesma altura do garoto.

Assinale a única alternativa correta:

a) I e III.

b) II e IV.

c) I.

d) I e IV.

Atividade 02.

Conteúdos de Física: Associação de espelhos planos.

Desenvolvimento: Dividir os grupos para discussão sobre os experimentos:

Ângulos entre dois espelhos plano, construído e apresentado pelo grupo 3 e os

experimentos: Caixa misteriosa, espelho infinito, caleidoscópio gigante, caleidosfera

e periscópio que foram observados durante a visita no Parque da Ciência, propondo

a realização de atividades em grupos para discussão, e posteriormente, apresentar

as conclusões à turma.

Questão 01. Observe a figura 19, que representa o experimento do grupo 3: ângulos

entre os espelhos planos.

62

Figura 19: Experimento ângulos entre espelhos planos e o número de imagens

formadas

Fonte: Portal alunos online

Ao analisar o experimento ângulos entre os espelhos, prenda os espelhos com fita

durex e coloque a união no centro do transferidor, coloque os espelhos formando

diferentes ângulos e conte as imagens formadas, em seguida coloque os espelhos

em paralelo e conte o número de imagens, preencha a tabela abaixo e responda as

questões.

Tabela 1: ângulos e imagens

Ângulo Imagens

30º

45º

60º

90º

120º

180º


a) Observe o resultado encontrado e experimente deduzir a equação de

formação de imagens;

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

63

b) Por que essa lei não serve para espelhos paralelos?

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

________________________________________________________________

c) Faça uma conclusão dos resultados encontrados.

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

Questão 02. A figura 20 representa o espelho infinito do Parque da Ciência.

Compare o efeito observado com o experimento ângulo entre dois espelhos, da

questão anterior, estabelecendo relação entre ambos.

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Figura 20: Espelho infinito do Parque da Ciência


Questão 03. Observe a figura 21, que representa o periscópio observado no Parque

da ciência.

64

Figura 21: Periscópio do Parque da Ciência


a) Descreva como funciona o periscópio observado no Parque da Ciência.

___________________________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________

b) Descreva como foi possível durante a visita ao Parque da ciência

visualizar o seu colega no mesmo depois de tapar com o obstáculo do

experimento.

___________________________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________

Questão 03. Observe a caixa misteriosa do Parque da Ciência, representada na

figura 22. Discuta com seus colegas o seu funcionamento, destacando a disposição

dos espelhos planos e o feixe de luz emitido.

65

Figura 22: Caixa misteriosa do Parque da Ciência


___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Questão 04. Descreva como foi possível obter uma imagem esférica no caleidosfera

observado no Parque da Ciência, que está representado na figura 23, destacando a

disposição dos espelhos planos.

Figura 23: Caleidosfera do Parque da Ciência


___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

66

Questão 05. Ao observar as imagens formadas no caleidoscópio do Parque da

Ciência, representado na figura 24. Discuta com seus colegas como foi possível

obter as diversas imagens coloridas apenas ao girá-lo. Descreva como ele é

formado e como os espelhos planos devem ser conjugados de modo a obter a

simetria entre as imagens.

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Figura 24: Caleidoscópio gigante do Parque da Ciência


Questão 06. Relacione os experimentos abordados com a formação e Associação

de imagens nos espelhos planos.

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Questão 07. Após analisar a tirinha de humor da figura 25, elabore um comentário

de acordo com a formação da imagem em espelhos planos, sobre o diálogo dos

personagens.

67

Figura 25: Tirinhas de humor, Menino Maluquinho


___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Considerações:

Após a apresentação e discussão dos grupos, o professor poderá formalizar a

explicação dos conteúdos, bem como a utilização da equação para calcular o

número de imagens que podem ser encontradas em relação ao ângulo entre os

espelhos.


com o experimento visto durante a visita ao Parque da Ciência.


Propor aos estudantes a resolução destes exercícios que servirão como

aprofundamento dos conteúdos abordados.

01. (PUC) O estudo da luz e dos fenômenos luminosos sempre atraiu os

pensadores desde a antiga Grécia. Muitas são as aplicações dos espelhos e

lentes, objetos construídos a partir dos estudos realizados em Óptica. A figura

representa um periscópio, instrumento que permite a observação de objetos

mesmo que existam obstáculos opacos entre o observador e uma região ou

objeto que se deseja observar. Considere que, nesse periscópio, E1 e E2 são


68

espelhos planos. A respeito do periscópio e dos fenômenos luminosos que a ele

podem ser associados são feitas as afirmativas:

I. A colocação de espelhos planos, como indicada na figura, permite que a luz

proveniente da árvore atinja o observador comprovando o princípio da

propagação retilínea da luz.

II. O ângulo de incidência do raio de luz no espelho E1 é congruente ao ângulo

de reflexão nesse mesmo espelho.

III. Como os espelhos E1 e E2 foram colocados em posições paralelas, os

ângulos de incidência do raio de luz no espelho E1 e de reflexão no espelho

E2 são congruentes entre si. Dessas afirmativas está correto apenas o que

se lê em:

a) I e II

b) I e III

c) II e III

d) I, II e III

69

02. (UERJ) Uma garota, para observar seu penteado, coloca-se em frente a um

espelho plano de parede, situado a 40 cm de uma flor presa na parte de trás dos

seus cabelos. Buscando uma visão melhor do arranjo da flor no cabelo, ela

segura, com uma das mãos, um pequeno espelho plano atrás da cabeça, a 15

cm da flor. Calcule a menor distância entre a flor e sua imagem, vista pela garota

no espelho de parede.

03. (FAAP-SP) Com Três bailarinas colocadas entre dois espelhos planos fixos, um

diretor de cinema consegue uma cena, onde são vistas, no máximo, 24

bailarinas. O ângulo entre os espelhos vale:

a) 10º

b) 25º

c) 30º

d) 45º

Atividade 03.

Conteúdos de Física: Espelhos esféricos


Espelho côncavo, construído e apresentado pelo grupo 4, o experimento Erre se

Puder observado durante a visita no Parque da Ciência, propondo a realização de

atividades em grupos para discussão, e posteriormente, apresentar as conclusões à

turma.

Questão 01. No experimento representado na figura 26, Erre se puder, ao soltar a

bolinha, em qualquer uma das calhas que estão dispostas sobre o suporte,

70

percebeu-se que ela sempre atingiu o ponto que estava marcado. Defina este

ponto, explique a função deste para a formação das imagens nos espelhos

esféricos.

Figura 26: Erre se puder do Parque da Ciência


___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Questão 02: O experimento construído pelo grupo 04, representado na figura 27,

mostra os feixes de luz emitidos pela lanterna sendo refletidos em diversas

posições, e se convergindo em um único ponto. Relacione este fenômeno com o que

ocorreu no experimento Erre se puder visto no Parque da Ciência. Defina este

ponto.

Figura 27: Experimento espelho esférico

Fonte: Portal Unesp

71

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Questão 03: O Cientista e inventor grego Arquimedes viveu no século III a. C., na

cidade de Siracusa na Sicília. Conta-se que ele incendiou uma esquadra romana,

usando espelhos côncavos para concentrar os raios solares sobre os navios.

Figura 28: Espelho Côncavo de Arquimedes

Fonte: http://profcopini.blogspot.com.br

a) De acordo com o acontecimento histórico, Arquimedes utilizou espelhos

côncavos para queimar os navios. Explique o que aconteceria se ele

utilizasse espelhos convexos.

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

b) Relacione o acontecimento histórico com os experimentos: Espelho côncavo

e Erre se puder.

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

72

Considerações:

Após a apresentação e discussão dos grupos, o professor poderá formalizar

explicação dos conteúdos, bem como reconhecer a distância focal em um espelho

esférico, o formalismo matemático e a mudança de posição do objeto e a formação

da imagem em relação a distância focal.


com o experimento visto durante a visita ao Parque da Ciência.


O professor poderá propor as estudantes que resolvam os exercícios

propostos que servirão como aprofundamento nos conteúdos abordados.

01. (UFV-MG) O espelho do farol do automóvel é côncavo. Além disso, o farol do

automóvel tem um refletor constituído por um espelho esférico e um filamento de

pequenas dimensões que pode emitir luz, onde o filamento está no foco do

espelho para aumentar o campo de visão. Um farol de automóvel consiste em

um filamento luminoso colocado entre dois espelhos esféricos côncavos de

mesmo eixo, voltados um para o outro e de tamanhos diferentes, de modo que

todos os raios oriundos do filamento se refletem no espelho maior e se projetam

paralelos, conforme a figura:

A posição correta no filamento é:

https://sites.google.com/site/megatrop31415/_/rsrc/1345338407008/fisica/optica-geometrica/trabalho---optica-geometrica/Sem t%C3%ADtulo.png?height=143&width=400

73

a) no centro de curvatura do espelho menor e no foco do espelho maior.

b) no vértice do espelho menor e no centro de curvatura do espelho maior.

c) no foco de ambos os espelhos.

d) no centro de curvatura de ambos os espelhos.

e) no foco do espelho menor e no centro de curvatura do espelho maior.

02. (UFF-RJ) A figura mostra um objeto e sua imagem produzida por um espelho

esférico.

Escolha a opção que identifica corretamente o tipo do espelho que produziu a

imagem e a posição do objeto em relação a esse espelho.

a) O espelho é convexo, e o objeto está a uma distância maior que o raio do

espelho.

b) O espelho é côncavo, e o objeto está posicionado entre o foco e o vértice do

espelho.

c) O espelho é côncavo, e o objeto esta posicionado a uma distância maior que

o raio do espelho.

d) O espelho é côncavo, e o objeto esta posicionado entre o centro e o foco do

espelho.

e) O espelho é convexo, e o objeto está posicionado a uma distância menor que

o raio do espelho.

03. (UFPB) Com relação a uma experiência envolvendo espelhos curvos, em um

determinado laboratório, considere as afirmativas abaixo:

I. A imagem de um objeto, colocado na frente de um espelho convexo, é

sempre virtual.

http://www.infoescola.com/files/2010/05/exec202.jpg

74

II. A imagem de um objeto, colocado na frente de um espelho côncavo, é sempre

real.

III. A distância focal é sempre igual ao raio do espelho.

IV. A imagem de um objeto, projetada em um anteparo, é sempre real.

Estão corretas apenas:

a) III e IV

b) II e IV

c) I e IV

d) II e III

e) I e II

04. (UFTM-MG) Uma estudante, em sua casa, observa um vaso de vidro

transparente esférico vazio e, nele, vê duas imagens da mesma janela,

localizada a frente do vaso. Isso ocorre porque as superfícies do vaso funcionam

como espelhos esféricos. A externa, mais próxima da janela equivale a um

espelho convexo, a interna, mais afastada equivale a um espelho côncavo. Pode

se afirmar que essas imagens estão localizadas

a) fora do vaso e são, ambas, direitas.

b) fora do vaso e são, ambas, invertidas.

c) dentro do vaso e são, ambas direitas.

d) dentro do vaso e são, ambas invertidas.

e) dentro do vaso, uma é direita e a outra invertida.

05. (Enem-simulado) A energia solar, cada vez mais, vem sendo utilizada para

substituir a energia obtida pela queima de combustíveis fósseis. Uma de suas

aplicações está no uso de concentradores solares, dispositivos utilizados para o

aquecimento de água e de óleo que posteriormente podem ser aproveitados para

diversas finalidades. Um concentrador solar típico capta a energia solar que

incide em um espelho cilíndrico côncavo e a concentra sobre um cano, no qual

há água e óleo. Considere que tal espelho seja esférico. Na figura abaixo,

75

observe que a energia solar que atinge o concentrador é refletida pelo espelho e

se dirige para o cano absorvedor, por onde passam a água ou o óleo a serem

aquecidos.

Preocupada com o aquecimento global, a diretoria de um grande clube esportivo

decidiu instalar concentradores solares para aquecer a água de suas piscinas. Os

projetos apresentados ofereciam duas alternativas:

1. Espelhos concentradores com vários painéis, totalizando 50 m de

comprimento, possuindo distância focal de 2,0 m e canos transportadores de

água com 1,0 cm de diâmetro;

2. Espelhos concentradores com vários painéis, totalizando 50 m de

comprimento, possuindo distância focal de 4,0 m e canos transportadores de

água com 1,0 cm de diâmetro.

Considere que a distância do Sol a Terra seja 200 vezes o diâmetro do Sol, que a

vazão de água pelos canos seja sempre constante e que os concentradores têm

eficiência de 100%. Nas duas propostas apresentadas, há um dispositivo para girar

o concentrador, de modo que a energia solar sempre chegue aos espelhos na

direção do eixo principal, e os concentradores têm a mesma seção reta retangular,

isto é, eles recebem a mesma quantidade de energia solar a cada instante. Com o

objetivo de conseguir o melhor aproveitamento da energia solar, de modo que a

água seja aquecida o mais rapidamente possível, a diretoria do clube deve optar

a) pela alternativa 1 e exigir que o cano absorvedor fique a 1,0 m da linha central

do concentrador.

76

b) pela alternativa 1 e exigir que o cano absorvedor fique a 2,0 m da linha central

do concentrador.

c) pela alternativa 2 e exigir que o cano absorvedor fique a 1,0 m da linha central

do concentrador.

d) pela alternativa 2 e exigir que o cano absorvedor fique a 2,0 m da linha central

do concentrador.

e) por qualquer das alternativas, desde que o cano absorvedor fique a 1,0 m e a

2,0 da linha central do concentrador, respectivamente, nas propostas 1 e 2.

Atividade 04.

Conteúdos de Física: Refração da luz, Lentes esféricas e olho humano.


Refração apresentado pelos grupos 5; 6 e 7, Desafio óptico e Olho humano

observados durante a visita no Parque da Ciência. Propondo-os realizar as

atividades em grupo para discussão, e posteriormente, apresentar as conclusões à

turma.

Questão 01. O experimento refração, apresentado pelo grupo 05 e representado na

figura 29, mostrou que a moeda colocada no fundo da xícara apresentava posições

diferentes, nas situações em que a xícara estava vazia e quando continha água.

Observe e responda:

Figura 29: Experimento refração

Fonte: Portal brasil escola

77

a) Descreva o que ocorre com a velocidade da luz quando passa do ar para a

água, justificando o motivo de a moeda ser vista de forma diferente quando

imersa dentro da água.

______________________________________________________________

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

b) De acordo com o fenômeno observado, analise as informações abaixo, que

enunciam as Leis da refração, corrigindo-as se necessário.

1ª Lei: “O raio incidente I, o raio refletido R e a reta normal à superfície de

separação S pertencem a planos diferentes”.

______________________________________________________________

_____________________________________________________________

2ª Lei ou Lei de Snell-Descartes: “Para cada par de meios e para cada luz

monocromática que se refrata, é constante o produto do seno do ângulo que

o raio forma com a superfície e o índice de refração do meio em que se

encontra”

______________________________________________________________

______________________________________________________________

Questão 02. No experimento “Desafio óptico” do Parque da Ciência, representado

na figura 30.

Figura 30: Desafio óptico do Parque da Ciência

Fonte: Parque da Ciência da UFVJM

78

Percebe-se que as palavras aparecem invertidas, sendo que algumas poderiam ser

lidas mesmo que invertidas, devido a serem formadas por letras verticalmente

simétricas. Discuta com seus colegas, sobre qual o tipo de lente explica o

funcionamento do tubo de acrílico.

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Questão 03. O experimento lente d’água apresentado pelo grupo 06, representado

na figura 31, é formado apenas por uma haste e um arame imerso na água,

funcionou como uma lente convergente.

Figura 31: Experimento Lente d’água


a) Explique como foi possível visualizar a imagem aumentada através da água,

baseando-se na refração da Luz.

______________________________________________________________

______________________________________________________________

____________________________________________________________________

b) Esta lente funciona como convergente ou divergente? Justifique.

______________________________________________________________

______________________________________________________________

_____________________________________________________________

79

c) Reveja o comportamento óptico da lente convergente e divergente

preenchendo a tabela 2 abaixo.

Tabela 2: Lentes esféricas 1

Lente Bordas delgadas Bordas espessas

Convergente n lente ___nmeio n lente ___nmeio

Divergente n lente ___nmeio n lente ___nmeio


d) Defina os termos ou conceitos a seguir:

foco principal objeto - foco principal imagem – imagem direita –

imagem invertida.

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

e) Reveja o uso do referencial de Gauss completando a tabela 3 a seguir.

Tabela 3: Lentes esféricas 2

Lente Distância focal Vergência

Convergente

Divergente


Questão 04. A figura 32 representa no experimento Lente convergente apresentado

pelo grupo 07.

O feixe de luz ao atravessar a lente convergente refratou-se. Observa-se que eles

convergem depois de passar pela lente, ou seja, tendem a se encontrar. Explique o

motivo do feixe de luz ser desviado ao atravessar a parte da garrafa e relacione

com o experimento lente d’água apresentado pelo grupo 6.

80

Figura 32: Experimento lente convergente


___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Questão 05. O equipamento do Parque da Ciência, representado na figura 33,

simula o funcionamento de um olho humano. Discuta com seus colegas de grupo o

tipo da lente utilizada no mesmo e as características da imagem formada.

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Figura 33: Olho humano do Parque da Ciência


81

Questão 06. O experimento Câmara escura, apresentado pelo grupo 01, foi

utilizado para mostrar a propagação retilínea da luz, o mesmo pode ser explorado

para analisar o comportamento da luz ao penetrar o olho humano. Faça uma

relação do funcionamento do experimento com o olho humano.

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Questão 07. O cristalino do nosso olho funciona como uma lente esférica? Discuta

com seus colegas a função do nosso olho e a formação da imagem na retina.

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Questão 08. Relacione os experimentos construídos pelos grupos 01, 06 e 07 com

o experimento “Olho humano” observado no Parque da Ciência.

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Questão 09. Defina os termos ou conceitos a seguir.

Acomodação visual – ponto remoto – ponto próximo

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Questão 10. Discuta com seus colegas e preencha as tabelas 04 e 05 abaixo.

82

Tabela 4: Olho humano

O objeto em relação ao olho

Distância do Objeto Aproxima Afasta

Foco Diminui

Vergência

Cristalino Mais convergente (mais curvo)


Tabela 05: Problemas de visão

Doença Problema Correção

Miopia Imagem se forma antes da retina

Hipermetropia

Presbiopia

Astigmatismo

Fonte: Elaborado pelo autor.

Questão 11. Leia a tirinha da figura 34, identifique as propriedades da lente e

descreva a relação entre a fala do personagem com o que você entende sobre o

princípio de propagação da luz nas lentes esféricas com a distância focal.

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Figura 34: Tirinha de humor, lentes esféricas.



83

Considerações:

Após a apresentação e discussão dos grupos, o professor poderá relacionar esta

atividade com os conteúdos abordados, sempre relacionando a refração com a

formação das imagens no olho humano, a fim de que os estudantes consigam

associar o que está sendo ensinado com o experimento visto durante a visita ao

Parque da Ciência.


Propor a resolução dos exercícios que servirão como aprofundamento nos

conteúdos abordados.

01. (UNIFE-SP) Um raio de luz monocromática provém de um meio mais refringente

e incide na superfície de separação com o outro meio menos refringente. Sendo

ambos os meios transparentes, pode-se afirmar que esse raio:

a) dependendo do ângulo de incidência, sempre sofre refração, mas pode sofrer

reflexão.

b) dependendo do ângulo de incidência, sempre sofre reflexão, mas pode sofrer

refração.

c) qualquer que seja o ângulo de incidência, só pode sofrer refração, nunca

reflexão.

d) qualquer que seja o ângulo de incidência, só pode sofrer reflexão, nunca

refração.

e) qualquer que seja o ângulo de incidência, sempre sofre refração e reflexão.

02. (UFSC) A mãe zelosa de um candidato, preocupada com o nervosismo do filho

antes do vestibular, prepara uma receita caseira de "água com açúcar" para

acalmá-lo. Sem querer, a mãe faz o filho relembrar alguns conceitos

relacionados à luz, quando o mesmo observa a colher no copo com água, como

mostrado na figura a seguir.

84

Sobre o fenômeno apresentado na figura acima, é CORRETO afirmar que:

(01) a luz tem um comportamento somente de partícula.

(02) a velocidade da luz independe do meio em que se propaga.

(04) a colher parece quebrada, pois a direção da propagação da luz muda ao se

propagar do ar para a água.

(08) a velocidade da luz na água e no ar é a mesma.

(16) a luz é refratada ao se propagar do ar para a água.

Soma _____

03. (UFMG) Rafael, fotógrafo lambe-lambe, possui uma câmara fotográfica que

consiste em uma caixa com um orifício, onde é colocada uma lente. Dentro da

caixa, há um filme fotográfico posicionado a uma distância ajustável em relação à

lente. Essa câmara está representada, esquematicamente, na figura que se segue.

Para produzir a imagem nítida de um objeto muito distante, o filme deve ser

colocado na posição indicada, pela linha tracejada. No entanto, Rafael deseja

fotografar uma vela que está próxima a essa câmara. Para obter uma imagem

nítida, ele, então, move o filme em relação à posição acima descrita. Assinale a

85

alternativa cujo diagrama melhor representa a posição do filme e a imagem da vela

que é projetada nele.

04. (UFPEL-RS) O olho humano é um sofisticado sistema óptico que pode sofrer

pequenas variações na sua estrutura, ocasionando os defeitos da visão. Com base

em seus conhecimentos, MARQUE as alternativas corretas justificando cada uma

delas.

I. No olho míope, a imagem nítida se forma atrás da retina, e esse defeito da

visão é corrigido usando uma lente divergente.

II. No olho com hipermetropia, a imagem nítida se forma atrás da retina, e esse

defeito da visão é corrigido usando uma lente convergente.

III. No olho com astigmatismo, que consiste na perda da focalização em

determinadas direções, a sua correção é feita com lentes cilíndricas.

IV. No olho com presbiopia, ocorre uma dificuldade de acomodação do cristalino,

e esse defeito da visão é corrigido mediante o uso de uma lente divergente.

05. (PUC-SP) Certo professor de física deseja ensinar a identificar três tipos de

defeitos visuais apenas observando a imagem formada através dos óculos de seus

alunos, que estão na fase da adolescência. Ao observar um objeto através do

primeiro par de óculos, a imagem aparece diminuída. O mesmo objeto observado

pelo segundo par de óculos parece aumentado e apenas o terceiro par de óculos

distorce as linhas quando girado.

86

Através da análise das imagens produzidas por esses óculos podemos concluir que

seus donos possuem, respectivamente:

a) Miopia, astigmatismo e hipermetropia.

b) Astigmatismo, miopia e hipermetropia.

c) Hipermetropia, miopia e astigmatismo.

d) Hipermetropia, astigmatismo e miopia.

e) Miopia, hipermetropia e astigmatismo.

87

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Em diferentes níveis de escolaridade, o ensino de Ciências e Matemática se

apresenta de forma abstrata, com definições resumidas que às vezes não são

compreendidas pelos estudantes, deixando de ser acessível e aplicável em seu

cotidiano.

O aprendizado dentro das quatro paredes, em que o professor é visto como o

único instrumento de ensino, e os alunos como objetos de aprendizagem, tem sido

consideradas ultrapassadas. É preciso aderir ao novo, envolver os estudantes às

informações e ferramentas disponíveis.

Os Museus de Ciências apresentam diversidade de informações e ampla

contextualização dos assuntos, que podem ser facilmente assimiladas através das

visitas à exposição. A forma em que estas ocorrem, permite aos visitantes,

aproximação aos conteúdos através da observação e participações coletivas.

Entretanto, atividades extraescolares, sem continuidade e planejamento, dificilmente

conseguirão alcançar resultados satisfatórios, pois a quantidade de observações em

curto intervalo de tempo, não permite aos alunos aprofundarem-se nos assuntos.

Por outro lado, na sala de aula, o professor dispõe de mais tempo para

abordar e organizar os conteúdos em seu planejamento, mas encontra dificuldade

de despertar o interesse dos aprendizes apenas com exposição teórica e

demonstrações de fórmulas matemáticas. Assim, é necessário que se tenha uma

maior aproximação entre os museus e as escolas, pois, enquanto estes se destacam

por despertar o interesse dos estudantes pela ciência, em sala, o professor terá mais

opções de aprofundar os assuntos.

Desta maneira, neste trabalho foi elaborado um produto educacional,

direcionado ao professor que conduz seus alunos a espaços não formais de

aprendizagem, que consequentemente, terá oportunidade de harmonizar estes dois

ambientes.

No primeiro momento do trabalho, sugere-se a interação dos estudantes com

os experimentos, através da manipulação, construção e exposição em sala,

contribuindo para a construção do conhecimento científico. Este contato possibilita

uma melhor compreensão da teoria que está fundamentada no funcionamento dos

88

diversos equipamentos que despertam a curiosidade e interesse dos alunos nos

espaços não formais.

Por meio da relação que será construída entre os assuntos abordados,

experimentos apresentados pelos estudantes e equipamentos observados durante a

visita ao espaço não formal, o aprendiz poderá construir o seu próprio conhecimento

durante a realização das atividades propostas no roteiro, e o professor de refletir

sobre sua ação constantemente.

As atividades foram elaboradas, buscando relacionar os assuntos teóricos

abordados em sala de aula, com a prática construída e vivenciada pelos próprios

aprendizes no museu.

Com a utilização do roteiro, o professor poderá planejar seu trabalho de forma

mais dinâmica, se tornar um profissional reflexivo em suas ações e criar uma boa

relação entre o processo de ensino nos museus e na escola.

A metodologia desta pesquisa se amoldou aos conceitos propostos por Schön

(2000), que defendeu a prática reflexiva. Durante a elaboração desta pesquisa,

buscou-se induzir o professor a tornar-se reflexivo, de modo que, com a utilização do

roteiro de atividades, terá a oportunidade de se avaliar. Em sua prática e ao conduzir

os estudantes aos espaços não formais, o professor, poderá agir e refletir, refletir

sobre o agir e durante a aplicação das atividades refletir, após refletir e agir. Schön

(2000), propõe estes três momentos que se intercalam durante a prática pedagógica

do educador, que pretende acompanhar as mudanças que ocorrem no ensino e no

cotidiano dos estudantes.

A aplicação de um questionário de sondagem possibilitou a elaboração de um

produto que atende a necessidade dos professores. Através da análise dos dados

coletados mesmo, percebeu-se que as visitas ocorriam com frequência, mas que

faltava algo que direcionasse professores e alunos antes e após a visita. Assim

criou-se um roteiro de atividades voltado para o ensino da óptica, que possibilita

uma interação mais dinâmica dos conteúdos vistos em sala de aula com os

equipamentos observados nos museus de ciências.

O produto apresentado nesta pesquisa pretende contribuir para formação dos

estudantes, melhoria da qualidade do trabalho dos educadores e adequação ao

mercado de trabalho.

89

Os experimentos e atividades práticas, quando bem desenvolvidos e planejados

podem se tornar grandes aliados na prática educativa do professor em sua relevante

tarefa de mediador e facilitador da aprendizagem.

Conteúdos de diversas áreas de conhecimento podem ser explorados em

visitas a espaços não formais de aprendizagem, como em museus, usinas

hidrelétricas, eventos científicos entre outros. Assim, o professor poderá construir o

seu próprio roteiro com a temática a ser abordada em sala de aula e relacionada

com o espaço a ser visitado.

90

REFERÊNCIAS

BRASIL. Ministério da Educação. Parâmetros Curriculares Nacionais. Ensino

Médio: Ciências da natureza, Matemática e suas tecnologias. Brasília:

MEC/Secretaria de Educação Básica, 2000. 109 p.

BRASIL. Ministério da Educação. PCN+ Ensino Médio: orientações

educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais.

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MEC/Secretaria de Educação Média e Tecnológica, 2002. 141p.

CAZELLI, S.; VALENTE, E.; GOUVÊA, G.; MARANDINO, M.; FRANCO, C.; A

Relação museu-escola: avanços e desafios na (re) construção do conceito

de museu. Atas da 21ª Reunião Anual da Associação Nacional de Pós-

Graduação e Pesquisa em Educação, Caxambu, 1998.

CAZELLI, S., GOUVÊA, G., FRANCO, C. e SOUSA C. N. Padrões de Interação

e Aprendizagem Compartilhada na Exposição Laboratório de Astronomia.

Revista Brasileira de Estudos Pedagógicos, Brasília, v. 78, n. 188/189/190,

p.413-471, 1997.

CAZELLI, S.; FRANCO, C. Alfabetismo científico: Novos desafios no contexto

da globalização. Submetido à Revista Ensaio, 2000.

CRESTANA, Silvério; HAMBURGER, Ernst W.;SILVA, Dilma M.;

MASCARENHAS, Sérgio; Educação para ciência: Curso para treinamento em

centros e museus de ciências. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2001.

CRESTANA, Silvério et al. Educação para a Ciência: Um curso para

treinamentos em centros e museus de ciências.

FALCÃO, D.; CAZELLI, S.; GOUVÊA, G.; QUEIROZ, G.; VALENTE, E.; ALVES,

F.; COLINVAUX, D. Aprendizagem em museus de ciência e tecnologia sob o

91

enfoque dos modelos mentais. Atas do I Encontro Nacional de Pesquisa em

Ensino de Ciências, Águas de Lindóia, 1997a.

FALCÃO, D., CAZELLI, S., MARANDINO, M., GOUVEA, G; VALENTE, M. E. e

FRANCO, C. Mudanças em Modelos Expressos de Estudantes que visitaram

uma Exposição de Astronomia. Atas do I Encontro Nacional de Pesquisa em

Ensino de Ciências, 1997, Águas de Lindóia, 1997b.

GASPAR, A. Cinco Anos de Atividades do Centro Interdisciplinar de

Ciências de Cruzeiro. Trabalho apresentado no III Encontro de Pesquisa em

Ensino de Física Porto Alegre; RS - 6 a 7 de julho de 1990.

GASPAR, A. Museus e centros de ciência: Conceituação e proposta de um

referencial teórico. Tese de Doutorado. FE-USP, São Paulo, 1993.

QUEIROZ, G. Professores Artistas–Reflexivos de Física no Ensino Médio.

Tese de Doutorado da PUC/RJ. Rio de Janeiro, 2000a. Acessível pela Internet:

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REBELLO, L. O perfil educativo dos museus de ciência da cidade do Rio de

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Professores em ação com modelos pedagógicos. Atas do VI Encontro de

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MARANDINO, M., GOUVÊA. G. e AMARAL D. P. do. A Ciência, o brincar e os

espaços não formais de educação. In Atas da 21ª Reunião Anual da ANPED,

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92

MARANDINO, M. Interfaces na relação museu-escola. São Paulo, USP 2001.

MARANDINO, Martha. Perspectivas da Pesquisa Educacional em Museus de

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de Ciências no Brasil e suas Metodologias. Ijuí: Editora Unijuí, 2006.

MARANDINO, M. (Org.). Educação em museus: a mediação em foco. São

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SCHÖN, D. Formar Professores como Profissionais Reflexivos. In: Nóvoa, A.

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SCHÖN, D.A. Educando o Profissional Reflexivo: um novo design para o

ensino e a aprendizagem. Trad. Roberto Cataldo Costa. Porto Alegre: Artmed,

2000.

93

APÊNDICES

APÊNDICE A - CATÁLOGO DOS EXPERIMENTOS DO PARQUE DA CIÊNCIA DA

UFVJM.

EXPERIMENTOS SOBRE MECÂNICA

1. CAINDO PARA CIMA

Figura 01: Caindo para cima

Fonte: http://www.parquedaciencia.com.br

Conteúdo de Física: Centro de Massa

Objetivo: Visualizar o efeito da localização do centro de massa sobre o movimento

de um corpo.

Descrição: Ao soltar o objeto da parte mais baixa do suporte mostrado na figura 36,

o mesmo sobe a calha ao invés de permanecer parado.

Explicação: Existe uma elevação na calha, o que impossibilitaria o duplo cone

(objeto) se mover nesta direção, mas o centro de massa do objeto se localiza no seu

http://www.parquedaciencia.com.br/

94

eixo de rotação, permitindo o mesmo se deslocar. Há uma diferença na altura entre

eixo de rotação e o centro de massa. No momento em que o objeto se localiza na

parte alta da caixa, pelo senso comum, espera-se que o objeto desça, mas como o

centro de massa é mais baixo que o eixo de rotação, acontece o contrário. Quando o

objeto se encontra na parte mais baixa da calha, espera-se que o mesmo não suba,

mas como o centro de massa está mais alto que o eixo de rotação acontece que o

mesmo sobe.

Figura 02: Objeto subindo


O objeto procura a posição de equilíbrio, que é quando o centro de massa coincide

com o eixo de rotação.

Figura 03: Objeto na posição de equilíbrio


95

2. EMPUXO

Figura 04: Empuxo


Conteúdo de Física: Hidrostática (Empuxo)

Objetivo: Analisar e compreender a ação do empuxo.

Descrição: Ao tocar o dedo na água contida em um dos recipientes da balança

posta em equilíbrio, observa-se que a balança se desequilibra.

Explicação: A balança inicialmente em equilíbrio contém a mesma quantidade de

água nos dois recipientes. Em um dos recipientes, quando o dedo é imerso na água,

certa quantidade de líquido é deslocada. Pelo princípio de Arquimedes, sabe-se que

o líquido exercerá no dedo, força de baixo para cima, denominada empuxo que é

igual ao peso do volume da água que se deslocou.


96

3. LUDIÃO

Figura 05: Ludião


Conteúdo de Física: Pressão e densidade

Objetivo: Discutir os conceitos de densidade e pressão, e até mesmo o princípio de

funcionamento dos submarinos.

Descrição: O experimento é composto de uma garrafa com água e um ludião, que

pode ser uma ampola de injeção vazia.

Explicação: A pressão no interior da garrafa aumenta quando ela é pressionada,

fazendo com que o volume de água no interior do ludião (ampola) aumente. Assim,

sua densidade cresce e ele desce, quando se aperta a garrafa. Ao diminuir a

pressão no interior da garrafa, ou seja, deixando a garrafa voltar à sua forma normal,

o ludião sobe.


97

4. COROA DO REI

Figura 06: Coroa do rei


Conteúdo de Física: Densidade e Empuxo

Objetivo: Utilizar os conceitos de densidade e empuxo para comparar a densidade

de cada coroa.

Descrição: O filósofo grego Arquimedes (282-212 a.C), foi quem pela primeira vez

verificou este fato. A história conta que o rei Hieron, solicitou a Arquimedes que

investigasse a acusação de que seu ourives havia confeccionado uma coroa com

prata e ouro e não apenas ouro puro como o rei havia mandado. Em seu famoso

banho, Arquimedes descobriu como solucionar o problema e saiu nu pelas ruas da

cidade gritando “eureca, eureca”.

Explicação: Este experimento possibilita ao estudante, comprovar e vivenciar a

famosa história de Arquimedes. Ao mergulhar na água as duas coroas (movendo

uma manivela), observa-se que a balança de braços iguais, que fora d’água estava

equilibrada, dentro d’água se desequilibra. O fenômeno ocorre devido à diferença


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de densidade entre as duas coroas, provocando uma diferença de empuxo. Essa

diferença de empuxo causaria a balança a inclinar-se, sendo mais imersa, a coroa

mais densa.

5. SUSTENTAÇÃO DE OBJETOS POR UM JATO DE AR

Figura 07: Jato de ar


Conteúdo de Física: Força e pressão

Objetivo: Através de uma brincadeira que envolve autocontrole e paciência discutir

os conceitos físicos que envolvem a força e a pressão.

Descrição: Uma bola de isopor é sustentada por um jato vertical de ar que é

expelido por um exaustor de baixo para cima que se equilibra com o peso da bola.

Explicação: O ar quando flui pela superfície curva da bola circunda e adere as suas

paredes. Devido essa ação do ar, surgem forças sobre a bola permitindo que ela

fique presa nesse fluxo de ar. A adesão do ar à bola provoca reduções locais de

pressão, originando forças que são exercidas ao redor da bola que a empurram

para o centro do fluxo sempre que ela se desvia da posição inicial.

99

6. CADEIRA DO FAQUIR

Figura 08: Cadeira do Faquir

,


Conteúdo de Física: Pressão e Força

Objetivo: Discutir os conceitos de força, pressão e área de contato.

Descrição: A cadeira composta com pregos espaçados entre si por 1 cm, permite

discutir o conceito de pressão como sendo a razão entre a força aplicada e a área

de contato.

Explicação: Os estudantes inicialmente têm medo de sentarem na cadeira, devido

aos diversos pregos com as partes pontiagudas expostas. Como existem muitos

pregos distribuídos de maneira uniforme, a pressão será pequena devido à área de

contato com os pregos ser grande.

100

7. FOGUETE DE PRESSÃO

Figura 09: Foguete de pressão


Conteúdo de Física: Leis de Newton e pressão

Objetivo: Aplicação da lei de ação e reação.

Descrição: O foguete é construído com uma garrafa pet e uma plataforma para

lançamento que pode ser fixa numa base de madeira. A bomba de bicicleta é

adaptada a uma válvula para ser utilizada para pressurizar a garrafa que contém

água até um terço da sua capacidade.

Explicação: O princípio de funcionamento do foguete se baseia na terceira lei de

Newton, a lei da ação e reação, que evidencia que “Quando um corpo exerce uma

ação sobre outro, este reage sobre o primeiro com uma força de mesma

intensidade, mesma direção e sentido contrário”. À medida em que se aumenta a

quantidade de ar dentro da garrafa a pressão aumenta fazendo com que água seja

expelida para baixo “Ação” e exercendo uma força em sentido contrário “Reação”

fazendo com que a garrafa suba.

101

8. LATAS ADESTRADAS

Figura 10: Latas adestradas


Conteúdo de Física: Conservação da energia

Objetivo: Mostrar as transformações da energia cinética em elástica e elástica em

cinética.

Descrição: Pode-se observar que ao rolar, a velocidade da lata diminui até parar.

Após o repouso instantâneo, a lata volta a entrar em movimento na direção em que

foi lançada.

Figura 11: Modelo lata adestrada

Fonte: http://professorandrios.blogspot.com.br


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Explicação: A partir de uma simples montagem, constituída de um parafuso (objeto)

amarrado a um elástico preso no eixo da parte interna de uma lata, podem ser

observadas as transformações de energia. O elástico se enrola dentro da lata devido

ao peso do objeto, armazenando energia potencial elástica que se transforma em

energia cinética e vice-versa, por isso acontece o movimento de vai e vem.

Enquanto a lata rola pela superfície, a massa do objeto faz o elástico se rola rolar e

enrolar e armazenar energia elástica.

9. ESFERAS DE NEWTON

Figura 12: Esferas de Newton


Conteúdo de Física: Conservação do momento Linear

Objetivo: Observar a conservação do momento Linear através da colisão entra as

esferas suspensas.

Descrição: Ao serem erguidas, ocorrem colisões entre as esferas que estão

suspensas de modo a ficarem em contato e alinhadas. Essas colisões são

consideradas perfeitamente elásticas, se explicando pelo número de esferas que se

movem juntas antes da colisão ser sempre igual ao número de esferas que saem

juntas após a colisão.


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Explicação: O fato se deve pelo princípio da conservação da energia mecânica.

Em uma colisão linear perfeitamente elástica, a energia cinética das partículas

interventoras se conserva, desconsiderando as energias dissipativas, podemos

concluir que a velocidade de aproximação desses objetos antes da colisão é igual a

velocidade que se afastam após a colisão.

EXPERIMENTOS DE ENERGIA ELÉTRICA

1. CASINHA DO APAGÃO

Figura 13: Casinha do apagão

http://www.parquedaciencia.com.br

Conteúdo de Física: Energia elétrica

Objetivo: Analisar os consumos de energia dos aparelhos eletrodomésticos que

existem em uma residência.

Descrição: A casinha mostra em miniatura os aparelhos, que podem ser ligados e

desligados pelo estudante, permitindo fazer simulações e cálculos do consumo de

energia.


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Explicação: Este experimento possibilita ao estudante analisar o consumo de

energia elétrica de cada aparelho, que podem ser ligados ou desligados por uma

chavinha. O consumo aumenta, à medida que aumenta o número dos aparelhos

ligados.

2. ENERGIA EÓLICA

Figura 14: Energia eólica


Conteúdo de Física: Transformação da energia

Objetivo: Mostrar as transformações da energia eólica em energia elétrica e o

princípio do funcionamento das Usinas Eólicas.

Descrição: O estudante é desafiado a soprar e conseguir ligar a lâmpada que esta

acoplada ao suporte junto à hélice, o princípio do experimento é o funcionamento da

Usina Eólica que se baseia na transformação da energia mecânica em elétrica.

Explicação: através do sopro, a hélice entra em movimento acionando um dínamo

que como consequência provoca a variação do campo magnético em uma bobina.

Através da indução eletromagnética, surge uma corrente que acende a lâmpada.

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EXPERIMENTO DE TERMODINÂMICA

1. PÁSSARO SEDENTO

Figura 15: Pássaro sedento


Conteúdo de Física: Termodinâmica e Centro de gravidade

Objetivo: Mostrar a transferência de calor com o aumento da temperatura da

substância e o equilíbrio do brinquedo.

Descrição: O pássaro de vidro que fica bicando a água do copo sem parar consiste

em um recipiente especial, feito com duas esferas de vidro que compõem a cabeça

e o corpo ligados por um tubo de vidro. Dentro do recipiente há certa quantidade de

éter ou fréon, substâncias que se evaporam rapidamente à temperatura e pressão

ambientes. As pernas e pés do passarinho formam o apoio em relação ao qual a

estrutura de vidro pode balançar. Alguma penugem fina é colada à cabeça e ao

corpo do brinquedo e servem de ajuste para o equilíbrio.


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Explicação: Este experimento é essencialmente uma máquina térmica. A base do

corpo é a fonte quente (ambiente) e a cabeça é a fonte fria, resfriada com a água

que o bico do pássaro toca ao se inclinar. O bulbo de cima da cabeça do pássaro é

coberta por feltro e dentro do bulbo existe éter que é extremamente volátil. A cabeça

do pássaro é molhada com água que evapora e resfria o vapor do éter no interior da

cabeça do pássaro. A pressão diminui, aumenta a coluno do éter no tubo, descola o

centro de massa para cima e inclina o pássaro, que molha o bico novamente e o

ciclo se repete dando a impressão que o pássaro está bebendo a água do

recipiente.

EXPERIMENTOS DE ÓPTICA

1. DESAFIO ÓPTICO

Figura 16: Desafio óptico


Conteúdo de Física: Formação de Imagens e lentes cilíndricas.

Objetivo: Mostrar a formação das imagens nas lentes cilíndricas.


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Descrição: O experimento é composto de um tubo de acrílico e de algumas

Explicação: O tubo de acrílico funciona como uma lente cilíndrica que inverte as

imagens. As palavras que podem ser lidas normalmente são formadas por letras

verticalmente simétricas.

2. CALEIDOSCÓPIO GIGANTE

Figura 17: Caleidoscópio gigante


Conteúdo de Física: Formação de imagens e espelhos planos.

Objetivo: Mostrar a formação das imagens e simetria nos espelhos planos.

Descrição: O caleidoscópio é um dispositivo óptico constituído por três espelhos

planos colocados de modo a formar entre si ângulos de 60º.

Explicação: Os estudantes fazendo girar o caleidoscópio poderão visualizar

diversas imagens simétricas e coloridas, graças a reflexão da luz, originadas pelos

pequenos objetos coloridos, colocados diante dos espelhos que dão origem a novas

imagens simétricas através de sucessivas reflexões nos espelhos.

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3. ERRE SE PUDER

Figura 18: Erre se puder


Conteúdo de Física: Distância focal de uma superfície côncava.

Objetivo: Mostrar o ponto focal de uma superfície côncava.

Descrição: O experimento se baseia em diversas calhas das quais pode ser

largada uma esfera, que atinge um anteparo côncavo, uma curva em forma de

parábola, que faz a esfera convergir para o foco da parábola.

Explicação: As lentes e os espelhos esféricos possuem um ponto de convergência

dos raios luminosos, este ponto é chamado de foco. Tal fenômeno poderá ser

observado ao soltar uma pequena esfera de qualquer uma das calhas, a esfera

sempre atingirá o mesmo ponto, que é o ponto focal.

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4. PERISCÓPIO

Figura 19: Periscópio


Conteúdo de Física: Formação de imagens nos espelhos planos.

Objetivo: Observar a formação das imagens através da associação dos espelhos

planos.

Descrição: Duas pessoas se olham através de um tubo, onde estão acoplados

quatro espelhos planos, os mesmos refletem mutuamente a imagem do rosto das

pessoas que se observam de lados opostos, criando uma ilusão de que estão

sendo vistas diretamente, ao colocar um obstáculo no trajeto as pessoas continuam

se vendo. A caixa pode ser aberta para que os visitantes entendam como os

espelhos foram colocados.

Explicação: O periscópio utiliza dois espelhos paralelos distantes um do outro.

Para que a imagem fique perfeita, os espelhos devem formar um ângulo de 45º

com a estrutura do objeto. Os raios luminosos atingem o primeiro espelho, que os

reflete para o segundo espelho, sendo novamente refletidos para o visor. A luz

penetra por uma das extremidades e é refletida para os olhos do observador.

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5. CALEIDOSFERA

Figura 20: Caleidosfera



Objetivo: Mostrar a formação das imagens e simetria nos espelhos planos.

Descrição: Quatro espelhos planos são justapostos em formato de tronco de

pirâmide, originando um grande número de imagens, no fundo é inserido um

monitor que passa um vídeo.

Explicação: As imagens vistas terão formato esférico, devido à associação dos

espelhos planos e a simetria entre as imagens formadas.

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6. CAIXA MISTERIOSA

Figura 21: Caixa misteriosa



Objetivo: Observar o efeito da formação das imagens através da associação dos

espelhos planos.

Descrição: A caixa é montada em formato de L, com um semi-refletor (espelho) na

diagonal e um feixe de luz que é desviado possibilitando aos estudantes

visualizarem a fotografia de uma mulher bonita se transformar em um gorila. A

montagem está representada na figura abaixo.

Foto 22: Esquema da caixa misteriosa

Fonte: http://ivirtuc2.blogspot.com.br/2012/06/nao-monga-nao.html

http://ivirtuc2.blogspot.com.br/2012/06/nao-monga-nao.html

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Explicação: Em um lado da caixa é inserida a fotografia de uma mulher bonita e no

outro de um monstro. Quando se apaga a luz que está sendo emitida para a

fotografia da mulher, deixa-se acesa a do monstro, aparecendo no vidro apenas o

reflexo do monstro. E vice versa. Durante a observação dos estudantes, vai se

graduando o feixe de luz da fotografia da mulher e aumentando o feixe de luz da

fotografia do monstro. A impressão que se terá é que a imagem do monstro está

sobre a da mulher, como se fosse uma única imagem.

7. ESPELHO INFINITO

Figura 23: Espelho infinito



Objetivo: Observar a formação das imagens através da associação de dois

espelhos planos em paralelo.

Descrição: O espelho infinito dispõe de dois espelhos paralelos e lâmpadas de

LED.

Explicação: As lâmpadas de LED, ao serem ligadas, são simultaneamente

refletidas pelos dois espelhos, dando a percepção de que a mesa é infinita.

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8. O OLHO HUMANO

Figura 24: O Olho humano


Conteúdo de Física: Formação de imagens no olho humano.

Objetivo: Mostrar a formação das imagens nas lentes esféricas e no olho humano.

Descrição: O experimento tem o formato de um olho humano, os visitantes

poderão observar através de uma lente convergente a formação das imagens

invertidas, assim como acontece com o olho humano.

Explicação: Uma lente convergente representa o funcionamento da córnea do olho.

O globo de isopor representa o globo ocular, e o cristalino é representado por um

globo de vidro. No experimento o ajuste focal, que no olho é função do cristalino, é

feito pela lente convergente. A retina, que no olho é o anteparo onde se formam as

imagens, no experimento é representada por um papel vegetal, os visitantes podem

observar as imagens invertidas como o que acontece com o olho humano,

ajustando a distância focal.

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9. DISCO DE NEWTON

Figura 25: Disco de Newton


Conteúdo de Física: Teoria das cores, dispersão da luz.

Objetivo: Mostrar a formação da luz branca através da superposição das cores.

Descrição: O disco de Newton é composto por um disco pintado com as sete cores

principais que identificamos no arco-íris. Ao girar o disco ocorrerá superposição das

sete cores, que formarão a cor branca.

Explicação: Esta cor resulta da mistura das cores pintadas sobre o disco, as quais

representam apenas uma pequena fração das frequências de luz provenientes do

espectro solar visível, que variam de forma gradativa e continuamente do vermelho

ao violeta. Tal fenômeno também pode ser observado no prisma, quando um feixe

de luz branca que o atravessa se decompõe, dando origem a um espectro colorido.

Esse fenômeno denomina-se dispersão da luz, comprovando que a luz branca é

constituída pela superposição de muitas cores.

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EXPERIMENTOS DE ELETROMAGNETISMO

1. CIRCUITO EM SÉRIE E EM PARALELO

Figura 26: Circuito em série e em paralelo


Conteúdo de Física: Voltagem e corrente elétrica.

Objetivo: Mostrar o que ocorre com a voltagem e a corrente elétrica quando as

lâmpadas são associadas em série e em paralelo.

Descrição: O experimento dispõe de lâmpadas ligadas em série e lâmpadas

ligadas em paralelo, podendo ser observada a variação do brilho das lâmpadas

pelos estudantes.

Explicação: Com a utilização do experimento os estudantes poderão observar que

no circuito em série a corrente é a mesma em todas as lâmpadas e a voltagem se

divide, no circuito ligado em paralelo a voltagem é a mesma e a corrente se divide.


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2. IMÃS

Figura 27: Imãs


Conteúdo de Física: Propriedades dos ímãs.

Objetivo: Mostrar a repulsão e a atração magnética dos ímãs.

Descrição: O suporte dispõe de ímãs que quando colocados face à face com polos

iguais se repelem. A levitação dos ímãs ocorre devido à repulsão magnética.


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3. ANÉIS SALTITANTES

Figura 28: Anéis saltitantes


Conteúdo de Física: Eletromagnetismo.

Objetivo: Discutir os conceitos de variação do fluxo magnético, Lei de Lenz e

discutir a função da bobina de ferro.

Descrição: Este experimento é conhecido como “Anel de Thompsom”. Quando o

interruptor é ligado, o anel salta para o topo do núcleo de ferro.

Explicação: Quando o interruptor é ligado, é estabelecida uma corrente elétrica que

cria um campo magnético dentro e ao redor da bobina preenchida com um núcleo

de ferro que se prolonga para fora dela. Esse campo magnético é variável e induz

uma força eletromotriz no anel e, em consequência disso, passa a circular nele uma

corrente elétrica, cujo sentido é oposto ao campo magnético indutor da bobina,

causando uma forte repulsão. Se o anel estiver cortado o anel não se moverá, pois

a corrente não irá circular.


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4. FREIO MAGNÉTICO

Figura 29: Freio magnético


Conteúdo de Física: Eletromagnetismo, Lei de Faraday e Lei de Lenz.

Objetivo: Discutir os conceitos da indução eletromagnética.

Descrição: Ao ligar o interruptor o disco de alumínio começa a girar. Ao aproximar

um ímã do disco, este é freado.

Explicação: Ao aproximarmos o ímã do disco em movimento são criadas correntes

induzidas (correntes de Foucault). O disco é freado devido à interação do campo

magnético do ímã com o campo magnético criado pelas correntes induzidas no

disco em movimento, que se opõe ao campo magnético do ímã.


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5. GERADOR DE VAN DER GRAAF

Figura 30: Gerador de Van Der Graaff


Conteúdo de Física: Eletrostática, processos de eletrização, poder das pontas,

campo elétrico.

Objetivo: Mostrar como ocorrem os processos de eletrização e o poder das pontas.

Descrição: Em torno da esfera é criado um campo elétrico. É possível visualizar

este efeito quando os cabelos do estudante que está em contato com a esfera se

levantam.

Explicação: O gerador é composto por uma correia de material isolante, dois

roletes, uma cúpula de descarga, um motor, duas escovas e uma coluna de apoio.

A correia ao atritar nas escovas eletriza a esfera de material condutor. Nele uma

carga positiva é transportada continuamente pela correia de borracha para dentro

de uma cúpula metálica oca. A carga é coletada e armazenada na superfície

externa, até que o potencial elétrico se torna tão elevado que cria um campo elétrico

ao redor do gerador.

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APÊNDICE B - ESTUDANTES VISITANDO O PARQUE DA CIÊNCIA DA UFVJM

Figura 01: Estudantes da rede pública, conhecendo a Maquete


Figura 02: Estudantes da rede pública, recebendo brindes no Parque da

Ciência da UFVJM.


121

Figura 03: Professor que conduziu os estudantes ao Parque da Ciência sendo

entrevistado.


Figura 04: Entrevista com os estudantes que visitaram o Parque da Ciência


122

Figura 05: Observações Astronômicas na área externa da UFVJM


Figura 06: Parque da Ciência na escola


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APÊNDICE C: EXPOSIÇÕES NA PRAÇA TIRADENTES EM TEÓFILO OTONI.

Figura 01: Exposições do Parque da Ciência em Praça pública I


Figura 02: Exposições do Parque da Ciência em Praça pública II


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MUSEUS DE CIÊNCIAS: Uma proposta de ensino para espaços ... · Tabela 1: Ângulos e imagens 62 Tabela 2: Lentes esféricas 1. 79 Tabela 3: Lentes esféricas 2. 79 Tabela 4: Olho