UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARABACENTRO DE CINCIAS E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE FSICA

JOS JACINTO CRUZ DE SOUZA

UMA ABORDAGEM EXPERIMENTAL ATRAVS DA TEORIA DE AUSUBEL NO ENSINO DE PTICA

CAMPINA GRANDE PB 2008

JOS JACINTO CRUZ DE SOUZA

UMA ABORDAGEM EXPERIMENTAL ATRAVS DA TEORIA DE AUSUBEL NO ENSINO DE PTICA

Monografia apresentada ao Curso de Licenciatura Plena em Fsica da Universidade Estadual da Paraba, em cumprimento s exigncias para obteno do ttulo de graduado em Licenciatura Plena em Fsica.

Orientador: Jean Paulo Spinelly da Silva

Campina Grande - PB 2008

JOS JACINTO CRUZ DE SOUZA

UMA OBORDAGEM EXPERIEMNTAL ATRAVS DA TEORIA DE AUSUBEL NO ENSINO DE PTICA

Aprovado em _____ de _________ de 2008.

BANCA EXAMINADORA

Prof. Dr. Jean Paulo Spinelly da Silva UEPB CCT Orientador

Prof. Dra. Morgana Lgia de Farias Freire UEPB CCT Examinadora

Prof. Mes. Elialdo Adriola Machado UEPB CCT Examinador

AGRADECIMENTOS

A Deus, pois, sem sua ajuda, nada teria sido possvel.

minha famlia (a de sangue e a de corao), em especial ao meu pai Joo Rodrigues, minha me Judiv e ao meu tio Jailson pela confiana e pelo apoio por sua fora conhecimento e disposio, diante das minhas limitaes.

Aos meus amigos do curso de fsica, pelas conversas e pela amizade.

professora Morgana Ligia e a Elialdo, pelas valiosas sugestes na banca de qualificao acadmicas. e os conhecimentos transmitidos durante minhas atividades

direo, aos professores e aos alunos que participaram deste trabalho.

Ao Prof. Dr. Jean Spinelly, por aceitar a orientao deste estudo e conduzir seu desenvolvimento com muita sabedoria e pacincia.

Ao amor da minha vida inteira Ana Kely, por sempre me proporcionar carinho e ateno. Te amo pra sempre, obrigado por tudo.

Enfim, a todos que direta ou indiretamente, contribuiro para a concluso do curso.

ResumoNa maioria das escolas, os fundamentos bsicos da ptica tm sido transmitidos para o aluno de uma forma totalmente fora de sua realidade, a partir de uma metodologia ultrapassada, ou seja, quadro e giz. A falta de um laboratrio para demonstraes e trabalhos prticos impede que o estudante tenha uma viso mais slida dos fenmenos fsicos e faz com que o mesmo no se interesse pela disciplina. Diante disso, com o intuito de aproximar a fsica apresentada na sala de aula e a realidade vivencial do aluno, fizemos uma abordagem experimental no ensino da ptica, onde adotamos a Teoria de Ausubel como referencial terico. Inicialmente, aplicamos questionrios para determinar o nvel de conhecimento espontneo dos alunos em relao ao contedo a ser trabalhado e buscar elementos, como experimentos e questes, para efetuar mudanas na estrutura cognitiva do aprendiz. Depois da anlise dos questionrios, dividimos os alunos em grupos e solicitamos que cada equipe construsse um experimento utilizando materiais de baixo custo e o apresentasse em sala de aula. Aps a apresentao de uma determinada equipe, fizemos algumas discusses sobre o contedo abordado, enfatizando a parte conceitual bem como os aspectos matemticos envolvidos na teoria. Com o intuito de verificar se houve uma aprendizagem significativa, ao final dessa etapa, aplicamos novamente o questionrio utilizado na anlise das concepes prvias. A nossa proposta foi aplicada a 86 alunos de trs escolas de ensino mdio da rede particular e estadual, localizadas nas cidades de Bayeux e Santa Rita-PB.

Palavras - Chave: O ensino da ptica, teorias de aprendizagem, Ausubel.

LISTA DE FIGURASFigura1: Porcentagem de acertos obtidos na primeira questo no pr-teste e psteste .......................................................................................................................... 36

Figura2: Porcentagem de acertos obtidos na segunda questo no pr-teste e psteste .......................................................................................................................... 37

Figura3: Porcentagem de acertos obtidos na terceira questo no pr-teste e psteste .......................................................................................................................... 38

Figura4: Porcentagem de acertos obtidos na quarta questo no pr-teste e psteste .......................................................................................................................... 40

Figura5: Porcentagem de acertos obtidos na quinta questo no pr-teste e psteste .......................................................................................................................... 41

Figura6: Porcentagem de acertos obtidos nas questes discursivas no pr-teste . 42

Figura7: Porcentagem de acertos obtidos nas questes discursivas ps-teste ..... 44

Figura8: Foto do experimento: Reflexo da Luz, construdo pelos alunos do 2 ano da Escola Dom Bosco, no ano de 2007 .................................................................... 46

Figura9: Foto do experimento: Refrao da Luz, construdo pelos alunos do 2 ano do Instituto Augusto dos Anjos, no ano de 2007 ....................................................... 46

Figura10: Foto do experimento: Associao de Espelhos, construdo pelos alunos do 2 ano da Escola Estadual Dvila Lins, no ano de 2007 ..................................... 47

SUMRIOCaptulo 1 Introduo ............................................................................................ 8 Captulo 2 Fundamentao Terica .................................................................... 10 2.1 Teorias da Aprendizagem no Ensino de Fsica ........................................ 10 2.1.1 Teorias de Aprendizagem ................................................................... 10 2.1.2 A Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel .......................... 11 2.1.3 Como se d a Aprendizagem Significativa ......................................... 14 2.1.4 Tipos de Aprendizagem ...................................................................... 15 2.1.5 O processo de Assimilao ................................................................ 17 2.1.6 Organizador Prvio (OP) .................................................................... 19 2.2 Algumas Consideraes das Dificuldades no Ensino de Fsica ............... 21 2.3 A Utilizao de Experimentos no Ensino de Fsica ................................... 25 2.4 O Ensino da ptica ................................................................................... 28 Captulo 3 Metodologia ....................................................................................... 32 Captulo 4 Resultados e Discusses .................................................................. 36 Captulo 5 Consideraes Finais ........................................................................ 48 Referncias Bibliogrficas ......................................................................................... 50 Anexos Experimentos Realizados pelos Alunos no Campo da ptica................... 52

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Captulo 1 Introduo comum nas escolas de ensino mdio nos deparar com professores de fsica enfrentando grandes dificuldades em construir o conhecimento junto com seus alunos de maneira atraente, contextualizada e funcional. Talvez a mais contundente seja o seu desligamento da realidade vivencial do aluno, o que tem resultado em textos e materiais didticos, em geral, distantes dessa realidade. Pode-se argumentar que muito difcil fugir das idealizaes nesse nvel de ensino, pois nossos alunos no tm o ferramental matemtico que lhes possibilite a anlise de situaes mais complexas. Mas nada os impede de conhecer essas limitaes, de saber que a realidade no to comportada e uniforme como muitos dos nossos livros de fsica insinuam. Neste contexto, poucos professores de fsica tm conscincia da necessidade de trazer exemplos e contedos relacionados ao dia-a-dia dos alunos para dentro da sala de aula e, ao que parece, um nmero ainda menor pensa em modificar esse quadro. Esta constatao j tinha sido argumentada nas orientaes dos Parmetros Curriculares Nacionais (PCNs) em que Muitos deles tem se sentido perdidos, sem os instrumentos necessrios para as novas tarefas, sem orientaes mais concretas em relao ao que fazer (BRASIL,2006). Os alunos, por sua vez, preocupam-se apenas com as notas e com a promoo, os assuntos estudados so logo esquecidos e aumentando os problemas da disciplina. No estudo da ptica, por exemplo, os aspectos referentes natureza da luz, sua interao com a matria e sua ligao com o processo de viso, so, em geral, pouco considerado pelos docentes. Acontece que o ensino desvinculado dos

aspectos fsicos ligados natureza da luz e ao processo de viso acaba no s tornando o aprendizado mais difcil como tambm pode reforar muita das concepes espontneas e proporcionar aos estudantes uma apreenso incorreta dos conceitos cientificamente aceitos. A parte experimental, por sua vez, pouco

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explorada pelos professores devido falta de materiais para construo de experimentos. Pesquisas em busca de mtodos cada vez mais eficientes para construo de conhecimentos cientficos em sala de aula mostraram que necessrio conhecer como os indivduos aprendem e como se d o desenvolvimento mental desde sua infncia. Em outras palavras, preciso saber mais sobre as teorias da aprendizagem e como as utilizar no planejamento e na implantao das prticas instrucionais em sala de aula. As principais correntes tericas so: a comportamentalista, a humanista e a cognitivista. Dentro da corrente cognitivista, podemos destacar a teoria de aprendizagem significativa de Ausubel. Segundo tal teoria, a aprendizagem se d do ativo envolvimento do aprendiz na construo do conhecimento, onde as idias prvias dos estudantes desempenham um papel importante no processo de aprendizagem (MOREIRA, 1982). Com o intuito de aproximar a fsica apresentada dentro da sala de aula e a realidade vivencial do aluno, escolhemos o estudo da ptica. Para tanto, realizaremos uma abordagem experimental atravs da Teoria de Ausubel, tomando como referncia os alunos de duas escolas localizadas nas cidades de Bayeux e Santa Rita no estado da Paraba. Este trabalho est organizado da seguinte forma: No captulo 2, faremos uma breve reviso sobre a teoria da aprendizagem de Ausubel, destacando os principais aspectos da mesma; apresentaremos as dificuldades no ensino de fsica; enfatizaremos a importncia da utilizao de experimentos no ensino de fsica; e mostraremos um panorama geral sobre o ensino da ptica. No captulo 3, exporemos a metodologia utilizada na elaborao desse trabalho. No captulo 4, mostraremos e discutiremos os resultados obtidos. Por fim, no captulo 5, apresentaremos as nossas concluses.

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Captulo 2 Fundamentao Terica2.1 - Teorias da Aprendizagem no Ensino de Fsica

2.1.1 - Teorias de Aprendizagem

No setor escolar, a busca por aqueles professores, que se preocupam por mtodos cada vez mais prticos na construo dos conhecimentos cientficos, muito grande. No entanto, apesar de vrias alternativas metodolgicas serem testadas, os problemas continuam a se repetir. Com base nessa problematizao o direcionamento adequado conhecer como os indivduos aprendem e como se d o desenvolvimento mental desde sua infncia, ou seja, ter conhecimento das teorias de aprendizagem. A finalidade do conhecimento de algumas dessas teorias de servir de base para o planejamento e a implantao das prticas instrucionais em situaes na sala de aula. As principais correntes tericas do processo de ensino-aprendizagem so: a comportamentalista, a humanista e a cognitivista. A corrente comportamentalista considera o aprendiz como um ser que responde a estmulos fornecidos pelo ambiente externo (MOREIRA, 1983b). Essa teoria no leva em considerao os mtodos mentais do aprendiz durante o processo de aprendizagem, pois seu princpio esta voltado ao comportamento observvel. A teoria de Skinner provavelmente a mais completa sistematizao do enfoque comportamentalista. A linha humanstica observa o indivduo primordialmente como pessoa, ou seja, livre para fazer escolhas em cada situao. Nesse enfoque a aprendizagem

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no se limita a um aumento de conhecimentos ela influncia nas escolhas e atitudes do educando. J a orientao cognitivista enfatiza o processo de cognio, por meio do qual o ambiente do individuo possui significados atribudos realidade em que se encontra. Preocupa-se com o procedimento de compreenso, transformao, armazenamento e do uso da informao envolvida na cognio, e procura identificar regularidades nesse processo (MOREIRA, 1983b). Engloba-se nesta corrente Ausubel e entre outros. Na prtica, s vezes possvel identificar a direo seguida pelos tericos do ensino e da aprendizagem, outras no, pois seus posicionamentos combinam diferentes aspectos de uma linha para outra. Os modelos construtivistas que so bastante relevantes no mbito atual tem sido uma das formas encontradas por muitos professores em funo de um novo mtodo no ensino de fsica. Esse trabalho ter como referncia a teoria de Ausubel, em que o foco principal de suas pesquisas foi aprendizagem escolar. Novak (1998, p. 51) afirma que:A idia fundamental da teoria de Ausubel a de que a aprendizagem significativa um processo em que as novas informaes ou os novos conhecimentos estejam relacionados com um aspecto relevante, existente na estrutura de conhecimentos de cada indivduo.

Por esse motivo, acreditamos que as suas idias sobre aprendizagem podem contribuir para melhorar o processo de ensino aprendizagem em fsica.

2.1.2 - A Teoria de Aprendizagem Significativa de AusubelAusubel mdico-psiquiatra de formao, mas dedicou sua carreira acadmica psicologia educacional. Ao aposentar-se, h vrios anos, voltou psiquiatria (MOREIRA, 1999). Entre alguns tipos de aprendizagem Ausubel se ocupa primordialmente da cognitiva, ou seja, como a informao armazenada ou processada na mente do individuo. Essa teoria ficou conhecida como teoria da aprendizagem significativa. Para Ausubel (1980), a aprendizagem significativa um processo atravs do qual uma nova informao relaciona-se com um aspecto relevante da estrutura de conhecimento do individuo. Ou seja, este processo envolve a interao da nova

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informao com a estrutura de conhecimento especfico pelo qual Ausubel define como subsunores1 existente na estrutura cognitiva do aprendiz. Por sua vez, os professores devem criar situaes didticas com a finalidade de descobrir esses conhecimentos, que foram designados por ele mesmo como conhecimentos prvios. Conhecimento pode ser entendido como produto, ou pode ser entendido como processo em construo (BRASIL, 2006). Essas duas compreenses so opostas e, por isso, determinam formas completamente diferentes de trabalhar com os estudantes. Se a escola trabalhar o conhecimento como simples informao a ser passada ao estudante, ela no respeitar o saber que ele traz consigo, nem levar em conta a realidade do aluno. Caso o conhecimento seja trabalhado como um processo estar equilibrando os saberes diferentes adquiridos pelo aprendiz a informao cientifica. Os conhecimentos prvios seriam os suportes em que o novo conhecimento se apoiaria e a esse processo ele prprio designou de ancoragem. A idia foi expressa na seguinte frase: [...] O fator isolado mais importante influenciando a aprendizagem aquilo que o aprendiz j sabe. Averige isso e ensine-o de acordo (AUSUBEL, 1980). Portanto, aprender cincia significativamente torna-se um processo ativo de construo cognitiva onde o conhecimento do aluno absolutamente fundamental.E fundamental porque a aprendizagem significativa de um material qualquer um processo que consiste numa interao substantiva, no literal e no arbitrria (plausvel, sensvel e no aleatria) desse material com idias ncora (subsunes) relevantes existentes previamente na estrutura cognitiva, com as quais esse material se relaciona. (AUSUBEL, 1963).

Este processo de ancoragem de nova informao resulta em crescimento e modificao do conceito subsunor. Isso significa que os subsunores existentes na estrutura cognitiva podem ser abrangentes e bem desenvolvidos ou limitados e pouco desenvolvidos dependendo da freqncia com que ocorre aprendizagem significativa em contexto com dado subsunor. Muitas vezes, no ensino de fsica, os estudantes so direcionados ao aprendizado com uma infinidade de teorias sem nenhuma ligao ao cotidiano. Os alunos possuem determinadas informaes, mas eles no esto ativados, caberia, ento, ao professor descobrir esses conhecimentos prvios, ativ-los e com base1

A palavra subsunor no existe em portugus trata-se de uma tentativa de aportuguesar a palavra inglesa subsumer. Seria mais ou menos equivalente a inseridor, facilitador ou subordinador.

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nisso, ensinar o novo tema. Para Moreira (1999), o subsunor constitui um conceito, uma idia ou uma proposio j existente na estrutura cognitiva, capaz de servir de ancoradouro a uma nova informao, de modo que esta adquira, assim, significado para o sujeito. E quando o material a ser aprendido no interage com subsunores ocorre o que David Ausubel chamou de aprendizagem mecnica. o caso, por exemplo, em que o aluno decora frmulas, leis, etc. sem compreender o seu significado. No entanto, Ausubel no v oposio entre a aprendizagem mecnica e a significativa, ou seja, a aprendizagem mecnica inevitvel no caso de conceitos inteiramente novos para o aluno, mas, posteriormente ela se transformar em significativa. Quando um indivduo aprende significativamente ocorre, ento, uma reorganizao ativa de uma rede de significados pr-existentes na estrutura cognitiva desse indivduo (GOWIN, 1981). Para esclarecer como produzida a aprendizagem escolar, Ausubel prope distinguir dois eixos, entre as aprendizagens que acontecem na sala de aula. Por um lado distingue entre aprendizagem receptiva/aprendizagem por descoberta, por outro lado, entre aprendizagem de memorizao/aprendizagem significativa. A aprendizagem significativa refere-se maneira de organizar o processo de aprendizagem e a estrutura em torno de uma aprendizagem por descoberta ou receptiva. Essa dimenso refere-se maneira como o aluno recebe os contedos que deve aprender quanto mais se aproxima uma aprendizagem por descoberta, mais esses contedos so recebidos de modo no completamente acabado e o aluno deve descobri-los antes de assimil-los e na aprendizagem por recepo o que deve ser aprendido apresentado ao aprendiz em sua forma final. No entanto, em alguns momentos possvel recorrer a esse tipo de aprendizagem como apoio didtico. Entretanto, aps a descoberta em si a aprendizagem s significativa se o contedo descoberto ligar-se a conceitos subsunores relevantes j existentes na estrutura cognitiva (MOREIRA, 1983b). Quer por recepo ou por descoberta a aprendizagem significativa, segundo a concepo Ausubeliana, se a nova informao incorpora-se de forma no arbitraria estrutura cognitiva do aluno. Ao contrrio, a aprendizagem memorstica remete ao tipo de processo que interfere na aprendizagem e origina um continum limitado pela aprendizagem significativa, por um lado; e pela aprendizagem mecnica ou repetitiva, por outro.

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Nesse caso, a distino estabelece, ou no, por parte do aluno, relaes substanciais entre os conceitos que esto presentes na sua estrutura cognitiva e o novo contedo que preciso aprender. Quanto mais se relaciona o novo contedo de maneira resumida e no-arbitrria com algum aspecto da estrutura cognitiva prvia que lhe for relevante, mais prximo se est da aprendizagem significativa. Quanto menos se estabelece esse tipo de relao, mais prxima se est da aprendizagem mecnica ou repetitiva. Segundo a teoria de Ausubel, na aprendizagem significativa h trs vantagens essenciais em relao aprendizagem mecnica. Em primeiro lugar, o conhecimento ao admitir de maneira significativa retido e lembrado por mais tempo. Em segundo, aumenta a capacidade de aprender outros contedos de uma maneira mais fcil, mesmo se a informao original for esquecida. E, em terceiro, uma vez esquecida, facilita a aprendizagem seguinte direcionando uma

reaprendizagem.A explicao dessas vantagens est nos processos especficos por meio dos quais se produz a aprendizagem significativa onde se implica, como um processo central, a interao entre a estrutura cognitiva prvia do aluno e o contedo de aprendizagem (AUSUBEL, 1980).

Essa interao traduz-se em um processo de modificao mtua tanto da estrutura cognitiva inicial como do contedo necessrio para aprender, constituindo o ncleo da aprendizagem significativa, sendo decisivo em saber os domnios e a potencialidade do indivduo.

2.1.3 - Como se d a Aprendizagem Significativa

A aprendizagem significativa ocorre quando a nova informao ancora-se em conceitos relevantes pr-existentes na estrutura cognitiva do aprendiz. Para Ausubel (1963, p. 58), a aprendizagem significativa o mecanismo humano, por excelncia, para adquirir e armazenar a vasta quantidade de idias e informaes representadas em qualquer campo de conhecimento. Da, a estrutura cognitiva significa uma estrutura hierrquica de conceitos interligados s representaes de experincias sensoriais do indivduo.

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Existem trs condies bsicas para que ocorra a aprendizagem significativa, so elas: No-arbitrariedade do material Entende-se por no-arbitrariedade quando os materiais potencialmente significativos, apresentados ao sujeito, relacionam-se de forma no-arbitrria com as idias preexistentes em sua estrutura cognitiva. O material dito potencialmente significativo quando apresenta a propriedade de ser relacionvel com a estrutura cognitiva preestabelecida do sujeito. Essa relao no ocorre com qualquer idia, mas com as idias relevantes existentes. Esses novos conhecimentos aprendidos ancoram-se em conhecimentos anteriores. Substantividade Essa condio pressupe que, ao se aprender de forma significativa, retm-se a substncia das novas idias, no as palavras precisas usadas para sua expresso. Dessa forma, o mesmo conceito ou proposio pode ser expresso de diferentes maneiras, mediante aos distintos smbolos ou grupos de representaes, que so equivalentes em termos de significados. Disponibilidade do sujeito para a aprendizagem significativa Outra condio para que a aprendizagem significativa ocorra a predisposio favorvel do sujeito para isso. A expresso predisposio favorvel do sujeito indica que relevante o que o sujeito sente. Para Novak (1998, p. 19).[...] amplia a teoria ao defender que o sujeito pensa, sente e age e que as experincias de aprendizagem potencialmente significativas so aquelas que o levam a um engrandecimento pessoal, proporcionando, ao mesmo tempo, certo domnio conceitual que lhe permita o uso eficiente na soluo de problemas reais, do dia-a-dia.

2.1.4 - Tipos de Aprendizagem

Segundo Ausubel (1980, p. 3940), os seres humanos so capazes de aprender de forma significativa, relacionando conceitos, idias e proposies a idias claras e disponveis na estrutura cognitiva. Para ele, essas novas idias so subsumidas, modificando, por sua vez, as idias que deram suporte ou funcionaram como ncora. Atravs desse processo, novos subsunores, com capacidade de ancoragem para novas idias, vo se desenvolvendo. Esse tipo de aprendizagem, como j foi

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visto anteriormente, tem como caracterstica bsica possibilidade de ser evocada com maior facilidade pelo indivduo, sendo, portanto, mais duradoura. Para Ausubel (ibidem, p. 39), h trs tipos de aprendizagem significativa: a aprendizagem representacional, a aprendizagem conceitual e a aprendizagem proposicional.

Aprendizagem representacional

Refere-se ao significado de palavras e smbolos unitrios. Esse tipo de aprendizagem constitui o tipo bsico de aprendizagem da espcie humana. O indivduo relaciona o objeto ao smbolo que o representa. Esses smbolos so convencionais e permitem ao indivduo conhecer e organizar o mundo exterior e interior. Nesse caso, nomear, classificar e definir funes constitui exemplos de aprendizagem representacional. Ausubel considera que esse tipo o que mais se aproxima da aprendizagem mecnica ou automtica.

Aprendizagem conceitual

Para Ausubel (1980), os conceitos representam unidades genricas ou idias categricas e so representados por smbolos particulares. A aprendizagem representacional o ponto de partida para a aprendizagem conceitual, e pode-se afirmar que esses dois tipos de aprendizagem so interdependentes. Os conceitos representam regularidades em eventos, situaes ou propriedades e possuem atributos essenciais comuns que so designados por algum signo ou smbolo. Cabe ressaltar que o sujeito pode aprender o smbolo do conceito antes do conceito propriamente dito ou, ento, o contrrio. Aprende-se, por exemplo, o conceito de bola e associa-se ao seu objeto. Para que no se confunda, a aprendizagem conceitual um tipo complexo de aprendizagem representacional. Ela pode ser significativa a partir do momento que for substantiva e no-arbitrria, ao contrrio de quando apenas nominalista ou simplesmente representacional de um determinado objeto.

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Aprendizagem proposicional

Refere-se aos significados expressos por grupos de palavras combinadas em proposies ou sentenas. Ausubel destaca que, ao se aprender o significado de uma proposio verbal, por exemplo, aprendemos primeiramente o significado de cada um dos termos componentes. Esse tipo de aprendizagem pode atingir formas mais complexas de aprendizagem significativa. Nesse caso, a tarefa aprender o significado que est alm da soma dos significados das palavras e dos conceitos que compem a proposio. Ausubel considera que a aprendizagem significativa proposicional mais complexa do que as aprendizagens representacionais e conceituais, no sentido de que as representaes e os conceitos podem constituir os subsunores para a formao de proposies. Uma proposio potencialmente significativa para o sujeito, expressa verbalmente por uma sentena, contendo tanto os significados denotativos quanto os conotativos dos conceitos envolvidos, interage com idias relevantes, estabelecidas na estrutura cognitiva e, dessa interao, surgem os significados da nova proposio.

2.1.5 O processo de Assimilao

Para tornar mais claro e preciso o processo de aquisio e organizao de significados na estrutura cognitiva, Ausubel prope a teoria da assimilao. Esta teoria que, segundo ele, possui valor explanatrio tanto para aprendizagem, como para reteno. O aprendizado sempre necessrio quando o individuo adquire informao numa rea de conhecimento completamente nova para ele. Isto quando os novos conceitos ou as novas proposies so potencialmente significativos para o aluno e ele desenvolve um esforo no sentido de relacion-los com os subsunores que possui, ocorre um processo de assimilao cognitiva.

Esquematicamente temos: a relacionado com a A A a

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a - Nova informao potencialmente significativa. A Subsunor existente na estrutura cognitiva. A a Produto interacional ou interativo (subsunor modificado). (adaptado de Moreira e Buchweitz, 2000). Por este processo de assimilao, a aprendizagem significativa vai progredindo medida que os subsunores se tornam cada vez mais elaborados e vo permitindo cada vez mais a ancoragem de novas informaes (MOREIRA, 1982). Portanto, a assimilao um processo que ocorre quando um conceito ou proposio a, potencialmente significativo, assimilado sob uma idia ou conceito mais inclusivo, j existente na estrutura cognitiva, como um exemplo, extenso, elaborao ou qualificao do mesmo. Tal como foi sugerido no diagrama, no s a nova informao a, mas tambm o conceito subsunor (A), com o qual ela se relaciona, modificado pela interao. Alm disso, (a') e (A) permanecem relacionados como co-participantes de uma nova unidade (a A) que nada mais do que o subsunor modificado. Ausubel sugere que a assimilao ou ancoragem provavelmente tenha um efeito facilitador na reteno. Para explicar como novas informaes recentemente assimiladas permanecem disponveis durante o perodo de reteno ele admite que, durante um perodo de tempo varivel, os alunos conseguem diferenciar de suas idias ncora e, portanto, reproduzveis como entidades individuais:

Aa

A + a

No entanto, no decorrer do tempo, as novas idias tendem a ser esquecida, sendo assimiladas pelos subsunores. Ele denominou obliterao, esse processo da nova idia torna-se menos dissocivel na estrutura cognitiva, at que no seja mais possvel transmitir de modo isolado. Essas idias so, portanto, assimiladas e reduzidas com o passar do tempo. Aps a fase de obliterao, (Aa) reduz-se a (A), e isso caracteriza o esquecimento do novo conhecimento, ento a idia representada por (a) dificilmente poder ser evocada da maneira que foi aprendida.

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2.1.6 - Organizador Prvio (OP)

Caso a existncia prvia de conceitos subsunores no exista, como pode ser a aprendizagem significativa nesse caso? Como podemos formar as novas informaes e relacion-las aos conhecimentos prvios dos indivduos? Somente no decorrer do tempo, com a aquisio das idias ncoras que o conceito passar a ter significado para o aluno. Objetivando acelerar esse processo, Ausubel sugere a manipulao da estrutura cognitiva do aluno atravs do uso de organizadores prvios.Quando o sujeito no dispe de subsunores que ancorem novas aprendizagens ou quando for constatado que os subsunores existentes em sua estrutura cognitiva no so suficientemente claros e estveis para desempenhar as funes de ancoragem do novo conhecimento (AUSUBEL, 1980, p. 71).

Esses instrumentos tambm podem servir como ativadores de subsunores que no estavam sendo usados pelo indivduo, mas que esto presentes na estrutura cognitiva. Organizadores prvios so materiais introdutrios apresentados antes do material a ser aprendido em si (MOREIRA, 1983b). O organizador prvio constitui um instrumento (textos, trechos de filmes, esquemas, desenhos, fotos, pequenas frases afirmativas, perguntas, apresentaes em computador, mapas conceituais, etc.) que apresentado ao aluno, em primeiro lugar, num nvel de maior abrangncia, que permita a integrao dos novos conceitos aprendidos. A principal funo do organizador prvio preencher o espao entre aquilo que o aprendiz j conhece e o que precisa conhecer. Ou seja, organizadores prvios so teis para facilitar a aprendizagem na medida em que funcionam como pontes cognitivas. Diante do que foi exposto, podemos entender que o papel do professor passa a ser de um facilitador na aprendizagem significativa, no mais aquele que transmite conhecimento, e sim aquele que auxilia os educando a aprender a viver como indivduos em processo de transformao. Moreira (1983b, pg.71) salienta quatro tarefas fundamentais para o professor durante esse processo de aprendizagem:

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1. Determinar a estrutura conceitual e proporcional da matria de ensino. Isto , identificar os conceitos e princpios unificadores, inclusivos, com maior poder explanatrio e propriedades integradoras, e organiz-los hierarquicamente de modo que, progressivamente, abranjam os menos inclusivos at chegar aos exemplos e dados especficos. 2. Identificar quais os subsunores (conceitos, proposies e idias claras, precisas, estveis) relevantes aprendizagem do contedo a ser ensinado, que o aluno deveria ter em sua estrutura cognitiva para poder aprender significativamente este contedo. 3. Diagnosticar daquilo que o aluno j sabe; determinar, dentre os subsunores especificamente relevantes (previamente identificados ao mapear e organizar a matria de ensino), quais os que esto disponveis na estrutura cognitiva do aluno. 4. Ensinar utilizando recursos e principio que facilitem a passagem da estrutura conceitual da matria de ensino para a estrutura cognitiva do aluno de uma maneira significativa. A tarefa do professor aqui a de auxiliar o aluno a assimilar a estrutura da matria de ensino e organizar sua prpria estrutura cognitiva nessa rea de conhecimento, atravs da aquisio de significados claros, estveis e transferveis. bvio que para isso deve-se levar em conta no s a estrutura conceitual da matria de ensino, mas tambm a estrutura cognitiva do aluno no inicio da instruo e tomar providncias adequadas.

Sem receio de ser redundante, aprender de forma significativa nada mais do que aprender com sentido, ou com significado. Esse tipo de aprendizagem permite a evocao das idias aprendidas quando elas se fizeram necessrias, devido ao fato de serem mais estveis e disponveis na mente do sujeito.

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2.2 Algumas Consideraes das Dificuldades no Ensino de Fsica

Basta ter familiaridade com o ambiente escolar ou conversar com alguns professores e alunos para sentir que a fsica considerada uma disciplina difcil, e que muitos alunos a evitariam se pudessem. Talvez seja ela a disciplina curricular que os alunos menos gostam de estudar, principalmente no ensino mdio. A confirmao dessa hiptese pode estar no excessivo nmero de alunos reprovados no final de cada semestre ou ano letivo. Essa situao tem sido tema de discusses em vrios eventos nacionais e internacionais enfim, preocupao de todos que de uma forma ou de outra estejam envolvidos com o ensino de fsica, mesmo assim, a situao continua a mesma. Algumas causas tm sido apontadas como as responsveis pelo baixo ndice no desempenho dos alunos e pelo fato deles no gostarem de estudar fsica, dentre elas se destacam o grande nmero de alunos por turma, a falta de professores habilitados para ministrar disciplina, a quase inexistncia de equipamentos e atividades experimentais, as dificuldades metodolgicas e didticas e,

principalmente, a concepo do professor sobre o processo ensino-aprendizagem da fsica. Acredita-se que um professor que no domina os conceitos bsicos ou que no apresentam facilidade em transmiti-lo, sem dvida, no ter condies para oferecer um bom ensino. Por outro lado, mesmo um professor que domina o contedo e capaz de transmiti-lo pode ensinar de maneira inadequada, na medida em que simplesmente se considera um transmissor de informaes. H tambm aqueles professores que fazem questo de apresentar fsica como uma cincia extremamente difcil, da qual s ele tem o domnio, sendo, por isso, admirado e respeitado pelos alunos. A estes fatores certamente se somariam outros, podendo constituir uma lista interminvel de razes pelas quais a fsica tem sido to odiada pelos que a aprendem, pois as aulas de fsica no esto sendo atraentes o suficiente, para manter a ateno do aluno e levar a uma conjugao, onde se possa crescer no conhecimento em fsica.

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Alm disso, precisamos ter a conscincia que, no ensino mdio, o objetivo no formar cientistas, mas sim construir cidados atravs dos conhecimentos adquiridos em sua vida diria s teorias fsicas existentes. [...] No existe em cincia, verdade absoluta. Existe, sim, uma verdade para um dado momento do conhecimento (BEN-DOV, 1996). Em grande maioria dos docentes de fsica as crticas mais relevantes e contnuas referem-se aos sistemas educativos, os recursos nas escolas seja ela pblica ou particular em outra parte a questo salarial, podendo refletir nas concepes de ensino dos professores. Conforme Lopes (2004), a aprendizagem de fsica uma tarefa exigente e das suas dificuldades queixam-se alunos, pais e outros agentes externos ao sistema educativo. Para entendermos melhor essa situao a seguir apresentaremos um quadro com algumas dificuldades indicando o processo de aprendizagem na fsica designada por Lopes (2004).

Quadro 1 - Exemplos de referncia sobre os problemas do ensino e da aprendizagem de fsica (modificado). Tipos de indicadores Indicadores O ndice de reprovao em fsica elevado tanto no ensino secundrio como nos cursos universitrios em que a Instrucionais fsica no predominante. O investimento nas instalaes de

equipamentos e sua manuteno foram muito reduzidos durante longos anos. Acham que a fsica, tal como ensinada nas aulas: - No est ligada ao seu dia-a-dia; - Recorre demasiado a formulas, para Opinies dos alunos tudo; - No recorre a experincias, o que seria interessante e facilitaria a tarefa de aprender.

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Queixam-se: - A abordagem dos diferentes assuntos demasiado terica, no permitindo ver Opinies dos alunos e sentir como as coisas se passam;- No participam nas experincias que

eventualmente so feitas.

Consideram que os alunos: - No entendem os problemas, no tem conhecimentos tericos adequados; - No tem raciocnio lgico e apetncia pela fsica.

Queixam-se sistematicamente: -Da extenso dos programas, razo pela Opinies dos Professores qual no tem tempo para realizar

experincias.

Assumem que: - O ensino de fsica muito terico, mais que no tem diante da extenso das instrues e a inexistncia de condies materiais para realizar experincia; -Pouco tempo para realizar experincias na sala de aula. Trabalho experimental nas aulas de fsica: - rara a sua realizao, mas quando existe mecanicista, ou seja, apenas Observao da prtica eletiva apresentado um roteiro com informaes necessrias para que os alunos podem e devem fazer;

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-

A

atividade

experimental o

assume carter

quase Observao da prtica eletiva

sempre

ilustrao/verificao de uma verificao terica que foi objeto de prvia e uma boa apresentao do contedo.

Essas indicaes abordadas com professores e alunos mostram nitidamente uma necessidade maior em fazer dos contedos da fsica algo mais interessante e atraente, onde os estudantes sejam eles de nvel mdio ou at mesmo universitrio, possam observar uma aplicao real de algumas propriedades e conceitos estudados em sala de aula. Mas, como trazer certas realidades do cotidiano do aluno para introduzir o conhecimento cientfico necessrio em sua formao? Conforme os PCNs de fsica (2002), estamos buscando construir uma viso da fsica que esteja voltada para formao de um cidado contemporneo, atuante e solidrio, com instrumentos para compreender, intervir e participar na realidade. Nesse sentido, mesmo os jovens que, aps a concluso do ensino mdio no venham a ter mais qualquer contato escolar com o conhecimento em fsica, em outras instncias profissionais ou universitrias, ainda assim tero adquirido a formao necessria para compreender e participar do mundo em que vivem. Essa busca pela construo de um conhecimento representativo no campo da fsica indispensvel uma aprendizagem significativa dos fenmenos naturais e tecnolgicos presentes tanto no cotidiano mais imediato quanto na compreenso do universo distante, a partir de princpios, leis e modelos por ela construdos ao longo do tempo. Na aprendizagem de fsica por sua vez ressaltada, descreve muitas grandezas exercidas como meios de transmitir seus conhecimentos. O problema didtico justamente saber de que forma possvel facilitar que todas aquelas dimenses sejam trabalhadas, aprendidas e o seu domnio efetivo seja progressivo tanto em quantidade e qualidade (LOPES, 2004). Na verdade no se tem uma receita como soluo para essas dificuldades no ensino-aprendizagem de fsica pelo quais alguns pesquisadores vm trabalhando com a meta de poder transformar a viso da fsica por muitos alunos, tornando-a mais interativa e dinmica. Uma alternativa relevante proporcionar ao ensino de fsica, atividades experimentais simples e montadas com materiais de baixo custo e fcil acesso, a partir dos quais os estudantes elaboram uma descrio leiga e uma

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descrio cientifica cada uma delas mostrando-se adequado para o uso em um determinado contexto.

2.3 - A Utilizao de Experimentos no Ensino de Fsica

do conhecimento dos professores de cincias em especial a fsica que a experimentao desperta um forte interesse entre alunos de diversos nveis escolares. Em seus depoimentos, os alunos costumam atribuir experimentao um carter motivador, ldico essencial para sua interpretao e aprendizagem. E por meio dos aspectos quantitativos e qualitativos na experimentao, a prtica dos conceitos estudados, torna-se mais acessvel e real na vida cotidiana do aluno. A utilizao de experimentos em sala de aula seja como construo, manuseio ou at mesmo como demonstrao, , com certeza, uma forma de tornar a aula muito mais significante para o aluno. Alm disso, a torna mais prazerosa para o professor, pois este percebe o envolvimento do aluno na realizao dessas atividades. Como podemos observar anteriormente fsica vem acompanhada da "fama" de ser uma disciplina onde a grande maioria dos alunos apresenta dificuldades. Na realidade o ensino de fsica, est voltado muito para a matemtica ou fora do contexto do aluno. Os fenmenos fsicos e os conceitos recebem uma ateno muito pequena. Como professores de fsica, sentimos um desconforto ou insegurana, quanto aos contedos que realmente so relevantes de se trabalhar, pois sabemos que na grande maioria das escolas, o nmero de aulas reduzido. Essas dificuldades e problemas que afetam o sistema de ensino em geral e particularmente o ensino de fsica no so recentes e tem sido diagnosticado h muitos anos, levando diferentes grupos de estudiosos e pesquisadores a refletirem sobre suas causas e conseqncias. Conforme Thomaz (2000) assegura que:As propostas para as possveis solues indicam a orientao de se desenvolver uma educao voltada para a participao plena dos indivduos, que devem estar capacitados a compreender os avanos tecnolgicos atuais e atuar de modo fundamentado [...].

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Da, a compreenso da natureza, constitui um elemento fundamental formao da cidadania. O uso das atividades experimentais, como estratgia no ensino de fsica, tem sido visto por vrios professores e alunos como uma das maneiras de se minimizar os problemas existentes no processo ensino-aprendizagem. Em geral, as aulas de fsica resumem-se apenas na exposio do contedo, onde o professor deposita suas informaes e os alunos aceitam como verdades, tornando a fsica uma cincia muito distante da realidade cotidiana e, conseqentemente, de difcil compreenso. Como nem sempre os experimentos confirmam uma hiptese na forma de generalizao ou lei, em muitas escolas no existem laboratrios especficos para o ensino de fsica, o que aumentam as possibilidades de um experimento no atingir seus objetivos, ento, cabe ao professor encontrar atividades que limitam a demonstrar aos alunos, fenmenos com a finalidade de motiv-los e ilustrar sua exposio e buscar alternativas para desenvolver as habilidades e competncias. O trabalho experimental faz parte da prpria essncia da construo do conhecimento cientfico (LOPES, 2004). De fato, para que o processo de conhecimento faa sentido so imprescindveis s consideraes de objetos e fenmenos que faam parte da experincia diria do aluno. Deste modo, a interao com a fsica torna-se mais prtica, menos enfadonha e os conceitos tornam-se mais fceis de serem assimilados. Fazer uma experincia associar a razo observao, ou seja, poder no apenas observar a natureza e sim participar ativamente do processo de conhecimento atravs de modelos experimentais que representem a prpria natureza. A funo fundamental do uso dos experimentos no ensino de fsica aproximar a realidade cotidiana do estudante aos conhecimentos cientficos discutidos em sala de aula. Esse mtodo didtico em transmitir os conhecimentos cientficos tem sido incentivado pelas novas propostas de ensino do pas, tais como a Lei das Diretrizes e Base (LDB) e os Parmetros Curriculares Nacionais (PCN) (2002). Segundo a mesma, tal prtica incentiva a maior participao dos alunos nas aulas e desperta o interesse para os contedos abortados. A influncia do conhecimento prvio para uma nova aprendizagem parece ser o ponto principal na aprendizagem. Destaca-se ento a posio de Ausubel, pois

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para ele, o professor deve ensinar levando em conta aquilo que o aluno j sabe, utilizando recursos e princpios no objetivo de facilitar a aprendizagem significativa da estrutura conceitual e proposicional da matria de ensino(MOREIRA, 1983). importante lembrar que o construtivismo no um mtodo, uma postura. Ser construtivista considerar o aluno como um construtor de sua estrutura de conhecimento (ibidem). Devemos aliar as atividades experimentais com o conhecimento prvio dos alunos para poder construir uma base conceitual que possibilite a introduo dos conhecimentos cientficos. tarefa do professor de fsica, apresentar situaes diferentes permitindo ao aluno ir transformando seus conceitos prvios em direo ao conhecimento cientfico. O papel do professor como mediador desta transformao fundamental. Conforme Vygotsky (1996), a aquisio de conhecimento dada pela interao do sujeito com o meio. Nesta concepo de ensino-aprendizagem, a construo do conhecimento parte dos organizadores prvios dos alunos, atravs de uma diversidade de situaes aonde vo sendo integradas durante este processo de aquisio. E, no decorrer de certo tempo geralmente longo o aluno vai elaborando o seu campo conceitual na construo do conhecimento cientfico em substituio aos seus conhecimentos prvios no-cientficos. A experimentao exerce a funo no s de instrumento para o desenvolvimento das habilidades previamente atribudas, mas uma conduo autntica da cincia, no momento que os dados extrados dos experimentos constituem a palavra final sobre o entendimento do fenmeno em causa. O trabalho experimental, quando conduzido numa perspectiva atravs da aprendizagem fundamental dos contedos cientficos, faz com que os alunos passem a desenvolver as capacidades necessrias para atuarem na sociedade de um modo mais eficaz, qualquer que seja o seu campo de ao. um meio por excelncia para a criao de oportunidade e o desenvolvimento nos alunos dessas mesmas capacidades. Segundo David Ausubel (1980), criador da teoria da aprendizagem significativa, cujo seus trabalhos muito tm contribuindo para uma nova viso sobre o ensino das cincias, diz:Para que ocorra a aprendizagem, necessrio partir daquilo que o aluno j sabe, e os professores deveriam criar situaes didticas com a finalidade

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de descobrir esse conhecimento definido por ele como conhecimento prvio, que serve de suporte para novos conhecimentos que sero adquiridos e construdos.

No entanto, tal como Ausubel e outros psiclogos e filsofos contemporneos argumentam que a aprendizagem significativa s existir se o aluno notificar-se da importncia pessoal da matria a ser aprendida. O desenvolvimento das atividades sugeridas tem implicaes importantes e significativas sobre o processo de ensino, a aula em se, adquiri uma dinmica muito diferente da tradicional aula expositiva, abrindo a possibilidade para uma participao realmente ativa dos alunos no processo de aprendizagem, pois o mesmo tem a chance de se manifestar e comparar as suas idias com os conceitos que o professor apresenta e verificar sua ocorrncia ou no numa situao prtica, sendo necessrio que o trabalho dos professores lhes proporcione um desafio, um problema ou uma questo que o aluno veja interesse em resolver e se sinta motivado para encontrar uma soluo. A elaborao do conhecimento cientfico apresenta-se dependente de uma abordagem experimental, no tanto pelos temas de seu objeto de estudo, os fenmenos naturais, mas fundamentalmente porque a organizao desse

conhecimento ocorre preferencialmente nos entremeios da investigao. Tomar a experimentao como parte de um processo pleno de investigao uma necessidade, reconhecida entre aqueles que pensam e fazem o ensino de fsica, pois a formao do pensamento e das atitudes do sujeito deve ser direcionada em procedimentos prticos e investigativos tornando-o mais prximo de sua realidade.

2.4 - O Ensino da pticaA luz tem uma importncia muito grande para o ser humano. Quase toda a nossa capacidade de nos orientarmos espacialmente e detectarmos perigos dependem de nossa viso e, portanto, da luz (BARTHEM, 2005). Por isso a ptica um dos ramos da fsica que desperta grande interesse nos estudantes. A importncia dos conceitos da ptica e suas contribuies no desenvolvimento tecnolgico so atualmente confirmadas no PCN+. De acordo com o mesmo, as competncias e habilidades a serem desenvolvidas so:

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identificar objetos, sistemas e fenmenos que produzem imagens para reconhecer o papel da luz e as caractersticas dos fenmenos fsicos envolvidos; associar as caractersticas de obteno de imagens a propriedades fsicas da luz, para explicar, reproduzir, variar ou controlar a qualidade das imagens produzidas.(BRASIL, 2002).

As origens da tecnologia ptica situam-se na antiguidade remota com os espelhos primitivos sendo feitos de cobre polido, bronze, e mais tarde, de espculo (do latim speculum, significando espelho), uma liga de cobre rica em estanho (STRONG, 1958). A partir do sculo XVII a ptica ganha um carter mais cientfico com grandes nomes que foram responsveis pelo seu enriquecimento tais como: Newton, Huygens, Thomas, Young, etc (SEGR, 1996). Adveio ento em 1960 a descoberta do laser e com isso este cenrio foi totalmente desestruturado, dando lugar a uma seqncia frentica de novas descobertas encadeadas a novas aplicaes tecnolgicas (HECHT, 1987). Acreditava-se que a ptica era uma cincia totalmente resolvida, devendo apenas ser melhorada na parte do clculo de instrumentos pticos. Passou-se assim a considerar a ptica exclusivamente como uma disciplina tcnica, na qual os avanos seriam realizados apenas para melhoria de instrumentos e com os recursos tericos j disponveis praticamente desde o sculo XIX (STRONG, 1958). Desde ento percebemos, agora de modo sistematizado por esses grandes nomes, que a ptica faz parte do nosso cotidiano, mas tal fato parece ter sido esquecido por muitos professores e alguns livros didticos bem como pelos atuais currculos dos cursos de fsica. Os contedos cientficos e educacionais foram trabalhados e distribudos ao longo da estrutura curricular de acordo com suas categorias e funes bsicas. Mas parece que neste contexto educacional o ensino da ptica tem perdido o seu espao, comeando pelo ensino bsico, ou seja, no segundo grau. Com uma metodologia totalmente ultrapassada, ou seja, quadro e giz, os fundamentos bsicos da ptica so transmitidos para o aluno de uma forma totalmente fora de sua realidade, onde eles no conseguem compreender a relao existente entre aquilo que ensinado e os fenmenos do seu dia-a-dia. Sabemos que o ensino nas escolas de nvel fundamental e mdio no tem o objetivo de ministrar um ensino aprofundado e especializado nestas reas, mas pelo menos o aluno deve adquirir a capacidade de construir pontes entre a sala de aula

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e as realidades da vida cotidiana. Um dos problemas do ensino da ptica , infelizmente, a falta de atividades experimentais, impedindo que o estudante tenha uma viso mais concreta dos fenmenos fsicos.Quando se estuda ptica no ensino mdio, o enfoque tradicionalmente se restringe ao estudo de aspectos geomtricos, baseados nos conceitos de raios de luz e na analise das caractersticas de alguns elementos especficos, como por exemplo, espelhos e faces paralelas, prismas lentes (GIRCOREANO; PACCA, 2001).

Os aspectos referentes natureza da luz, sua interao com a matria e sua ligao como processo de viso e as atividades experimentais, em geral, so desconsideradas. Entretanto os fenmenos pticos esto ocorrendo ao nosso alcance a todo instante. O professor deve ser capacitado para ligar esses eventos e assim trabalhar os conhecimentos a partir das experincias cotidianas. A ttulo de exemplo podemos citar: interferncia em bolhas de sabo, o arco ris, os culos usados pelos estudantes, iluses de ptica etc. Uma vez que muito difcil para o aluno visualizar a propagao da luz e seus respectivos comportamentos diante de vrios fenmenos. Parecendo que o tracejar de linhas geomtricas que deveriam representar a propagao da luz fica reduzido a somente a um simples desenho geomtrico sem nenhum contexto fsico implcito. Conforme os Parmetros Curriculares Nacionais para o ensino mdio, No se trata de apresentar ao jovem a fsica para que ele simplesmente seja informado de sua existncia, mas para que esse conhecimento transforme-se em uma ferramenta a mais em suas formas de pensar e agir (BRASIL, 2002). Mas o problema no to simples assim tambm temos que lidar com o contedo demasiadamente extenso, dificultando um aprofundamento maior e a formao de um dilogo construtivo. Esse quadro no decorre unicamente do despreparo dos professores, nem de limitaes impostas pelas condies escolares. Expressa, ao contrrio, algumas modificaes estruturais, que veio sendo gradualmente projetada pelos participantes do sistema escolar passando a ser tomada como coisa natural. preciso rediscutir qual fsica ensinar para possibilitar uma melhor compreenso do mundo e uma formao para a cidadania mais adequada. Sabemos todos que, para tanto, no existem frmulas de sucesso prontas. Essa a questo a ser enfrentada pelos professores de cada escola em sua realidade social,

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procurando corresponder aos desejos e esperanas de todos os participantes do processo educativo, reunidos atravs de uma proposta pedaggica clara e objetiva. No se trata, portanto, de elaborar novas listas de tpicos de contedo, mas, sobretudo de proporcionar ao ensino de fsica nova dimenso. Isso significa promover um conhecimento contextualizado e integrado vida do jovem na inteno de apresentar uma fsica que tente explicar alguns dos pequenos problemas que natureza nos fornece, tornando assim a transmisso desses conhecimentos muito mais palpvel aos que esto aprendendo.Para o ensino mdio uma proposta interessante seria a criao de kits que abarcam experincias simples, com a utilizao de materiais de baixo custo, facilmente reproduzidos, que permitem levar o ensino experimental para a sala de aula, minimizando a carncia de laboratrios nas escolas brasileiras (MURAMATSU, 2003).

Alm de leituras e discusses crticas de textos didticos na rea de ptica, de textos alternativos (jornais, revistas, etc.) envolvendo contedo fsico, de textos relativos concepo de cincia (artigos e entrevistas), na resoluo de exerccios, usualmente trabalhados no segundo grau, poderia ser includa diferentes maneiras de se chegar soluo. Podemos admitir que os problemas do ensino mdio tenham carter semelhante com os do ensino superior tirando a parte laboratorial, tendo tambm muitos problemas, no pode ser comparado com das escolas que na maioria das vezes nem possui um. Diante disso, as mesmas solues apresentadas para os alunos do segundo grau poderiam ser aplicadas no ensino superior, teramos assim no s aulas, mas ricas como tambm profissionais, mas qualificados. Portanto, a elaborao de experimentos aliados mtodos de trabalho com fundamento pedaggico consistente facilitar muito na transmisso dessa importante disciplina. O ensino da ptica pode e deve ser melhorado em todos os nveis de formao. As modernas tecnologias exigem um conhecimento cada vez maior de tpicos avanados da fsica, com a ptica destacando-se entre essas. Embora tenhamos focalizado todo o nosso contexto sobre o ensino da ptica, a nossa discusso poderia ter tido um carter mais geral, uma vez que toda esta problemtica tambm verificada em outras disciplinas.

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Captulo 3 MetodologiaEste trabalho envolveu a aprendizagem de conceitos da ptica, atravs de um enfoque experimental e baseado na teoria da aprendizagem de Ausubel. A amostra, deste estudo de caso, foi composta por 86 estudantes, do ensino mdio, das escolas Instituto Augusto dos Anjos, Escola Estadual Dvila Lins, localizadas na cidade de Bayeux - PB e na Escola Dom Bosco, localizada na cidade de Santa Rita - PB. A nossa pesquisa se desenvolveu da seguinte forma: i) Inicialmente, fizemos uma anlise da estrutura conceitual da matria de ensino e identificando os conceitos relevantes ao ensino e aprendizagem no campo da ptica. ii) Em seguida, com o intuito de avaliar os conceitos relacionados ptica e produzir uma proposta pedaggica para o ensino da mesma, realizamos, atravs de um questionrio, uma sondagem das concepes prvias dos alunos sobre o tema, tanto do ponto de vista conceitual como prtico. O questionrio foi composto por oito questes, com algumas extradas da literatura, sendo as cinco primeiras de mltipla escolha e as outras trs dissertativas. As questes abordaram as caractersticas da luz e alguns fenmenos do dia-a-dia. iii) Aps a anlise dos resultados, obtidos na sondagem de concepes, iniciamos a construo dos experimentos para serem utilizados em atividades de ensino. Dividimos os alunos em grupos e solicitamos que cada equipe construsse um experimento utilizando materiais de baixo custo. Tais experimentos envolviam os seguintes tpicos: reflexo da luz, refrao da luz, disperso da luz branca, associao de espelhos e espelho cncavo. O roteiro para montagem de cada experimento segue em anexo. Os grupos de trabalho tiveram praticamente duas semanas para construir os experimentos. Esta atividade foi desenvolvida extraclasse, com o nosso auxlio. A apresentao de cada experimento ocorreu

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no incio de cada assunto correspondente da ptica. Aps a apresentao de uma determinada equipe, fizemos algumas discusses sobre o contedo abordado enfatizando a parte conceitual bem como os aspectos matemticos envolvidos na teoria. iv) Com o intuito de verificar se houve uma aprendizagem significativa, ao final dessa etapa, aplicamos novamente o questionrio utilizado na sondagem.

Segue abaixo, o questionrio aplicado.

Escola: Professor: Aluno (a): ptica

Srie:

1. Um aluno e seu professor discutem o que segue: Professor: Explique como voc v o lpis. Aluno: Sinais nervosos vo desde meus olhos at meu crebro. Professor: Correto. Mas, entre o lpis e seus olhos, o que acontece?. Como voc responderia a esta pergunta? a) Raios vo dos meus olhos at o lpis de modo que assim posso v-lo. b) A luz do ambiente refletida no lpis chega at os meus olhos. c) No acontece nada, o lpis est iluminado e isto basta para que eu possa v-lo. d) Os olhos emitem raios que retornam ao crebro trazendo a informao da imagem do lpis. e) Tanto o ambiente como meus olhos emitem raios de luz para o lpis, mas o que permite sua visualizao so especificamente os raios que partem dos olhos.

2. Um estudante observa um pedao de papel em um laboratrio e o v como sendo vermelho. O estudante tira as seguintes concluses sobre o que est observando:

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I. II. III.

O papel pode ser branco e estar sendo iluminado com uma luz vermelha. O papel pode ser vermelho e estar sendo iluminado com uma luz vermelha. O papel pode ser vermelho e estar sendo iluminado com uma luz branca.

Segundo as observaes do estudante, est correto o que se afirma em: a) b) c) d) II, somente. III, somente. I e II, somente. II e III, somente. e) I, II e III.

3. Onde se forma a imagem de um objeto colocado em frete a um espelho? a) b) c) d) e) Na frente do espelho. Na superfcie do espelho. Atrs do espelho. Entre o espelho e o objeto. Na frente do objeto.

4. Um feixe de luz, vindo do ar, incide sobre um aqurio de vidro com gua. Sabe-se que a velocidade da luz menor na gua e no vidro que no ar. Com base nessas informaes, assinale a alternativa em que melhor se representa a trajetria do feixe de luz entrando e saindo do aqurio.

a)

b)

c)

d)

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5. Marlia e Dirceu esto em uma praa iluminada por uma nica lmpada. Assinale a alternativa em que esto CORRETAMENTE representados os feixes de luz que permitem a Dirceu ver Marlia.

a)

b)

c)

d)

6. Um casal de namorados se distrai sentado beira de uma piscina de guas calmas. A moa afirma que muito funda enquanto ele olha e diz que no. Quem estar correto? Como voc explicaria esse fenmeno?

7. Explique como se d a formao do arco-ris. Existe alguma relao com fsica?

8. Porque vemos o cu claro durante o dia e escuro durante a noite?

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Captulo 4 Resultados e DiscussesComo tnhamos discutido na metodologia, o nosso trabalho, inicia-se com a aplicao de um questionrio de conhecimentos prvios. No faremos, pois, separao entre turmas, na analise dos resultados. Para facilitar a comparao das questes objetivas, os resultados so apresentados antes e depois da proposta apresentada. J nas questes discursivas (6), (7) e (8), colocamos as respostas mais freqentes antes e depois do mtodo e alguns comentrios dos alunos sobre o fenmeno envolvido. Analisaremos agora as respostas do questionrio.

Questo 1120% 100% Porcentagem 80% 60% 40% 20% 0% A B C D E AlternativasFigura 1 - Porcentagem de acertos obtidos na primeira questo no pr-teste e psteste.

Respostas antes Respostas depois

A indagao das idias dos alunos sobre a viso dos objetos compreende uma parte essencial do questionrio. Nesta questo foram analisados os princpios da propagao retilnea e a reflexo da luz. A resposta que ocorreu com maior

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freqncia foi alternativa (b) (correta), onde praticamente 37 alunos identificaram corretamente a necessidade da luz ser refletida nos objetos e chegar aos nossos olhos para que possa ver o lpis, evidenciando que a estruturao deste conhecimento, neste momento, se encontra bem fundamentada. Mas por volta de 32 alunos marcaram a letra (d), mostrando o modelo de raio visual sustentado por Plato, [...] supunha que a viso era devida ao reencontro dos raios emitidos pelo olho e daqueles emitidos pelos corpos luminosos (BARTHEM, 2005). Essas idias podem dar conta das formas de explicao frente aos fatos do dia-a-dia direcionado a uma concepo errada dos fenmenos. A figura 1 mostra que, antes da aplicao do mtodo proposto, tivemos 42% de acertos. As respostas, aps as aulas contextualizadas e experimentais, mostram que o nmero de aprendizes que usam os conceitos da propagao retilnea da luz cresceu para 96%.

Questo 290% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% A B C D E AlternativasFigura 2 - Porcentagem de acertos obtidos na segunda questo no pr-teste e psteste.

Porcentagem

Respostas antes Respostas depois

As idias sobre a cor, como qualidade prpria de cada corpo ou associada a uma luz, costumam ser problemtica para os alunos. Certamente, isto acontece por falta de experincia diante da iluminao de objetos com luz diferente da branca.

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Para indagar suas interpretaes, nos casos mais simples, nesta questo foram verificados os aspectos a disperso da luz e as cores dos objetos. De modo geral, ao referimos a cor de um objeto, estamos supondo que ele esteja sendo iluminado com luz branca (luz solar ou luz de uma lmpada comum). Os alunos indicaram com maior freqncia alternativa (b), desconsiderando que a cor de um objeto no apenas depende do objeto (cores que ele capaz de refletir), mas, tambm, da cor da luz que o ilumina. Aps a apresentao e discusso do experimento relacionado disperso da luz e a formao da cor branca, o percentual de acerto da questo (alternativa (e)) aumentou de 19% para 85% (ver figura 2). Os alunos constataram, na prtica, a situao descrita anteriormente, proporcionando um entendimento melhor sobre as cores dos objetos, resultando assim, em parte dos alunos, uma boa fundamentao do conhecimento cientifico e uma mudana de interpretao dos fenmenos relacionados ao contexto do problema.

Questo 390% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% A B C D E AlternativasFigura 3 - Porcentagem de acertos obtidos na terceira questo no pr-teste e psteste.

Porcentagem

Respostas antes Respostas depois

Nesta questo, verifica as concepes dos alunos sobre a localizao da imagem de um objeto colocado em frente a um espelho plano, e tinha cinco

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respostas possveis: na frente do espelho, na superfcie do espelho, atrs do espelho, entre o espelho e o objeto, e na frente do objeto. Houve um empate entre as respostas correspondentes s alternativas (a) e (b). O grande nmero de alunos que responderam que a imagem se forma na frente ou na superfcie do espelho precisava ser explicado. Mas, por que os alunos, que se olham no espelho todos os dias e esto to familiarizados com eles, ainda assim cometiam esses erros? Para o aluno, a imagem est l, no espelho, e nada precisa chegar ao olho para que possa ser vista. Podemos entender essa explicao se considerarmos que, para o estudante, a luz no tem relao com a viso. O olhar encontra a imagem no espelho. Para determinar experimentalmente algumas caractersticas da imagem fornecida por um espelho plano colocamos uma vela acesa em frente a uma placa de vidro semitransparente (ou semi-escurecida), que funciona como um espelho plano, dando origem a uma imagem desta vela (situada atrs da placa). Ento um aluno colocou outra vela, apagada, igual primeira, na regio atrs da placa fazendo com que vela apagada coincidisse com a imagem da vela acesa. Aps essa demonstrao, os alunos verificaram na prtica seus conceitos referentes formao da imagem no espelho, observando seus conceitos e comparando-os na atividade descrita em sala de aula. As idias comearam a se concretizar em novas concepes e, como conseqncia, tivemos um aumento significativo de respostas correta. De fato, de acordo com figura 3, o percentual de acertos aumentou de 16% para 79%. Vimos ento que as atividades realizadas em sala de aula com espelhos planos e os conceitos da formao de imagens serviram de base para o novo conhecimento, proporcionando uma significativa identificao de como as imagens se formam e auxiliando na interpretao sobre imagem virtual.

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Questo 480% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% A B C D AlternativasFigura 4 - Porcentagem de acertos obtidos na quarta questo no pr-teste e psteste.

Porcentagem

Respostas antes Respostas depois

Os aspectos a refrao da luz e alguns fenmenos relacionados mesma nessa questo direcionavam ao aluno como a luz se comporta quando muda de ambiente. Ocorreu, portanto, um mesmo nmero de respostas nas alternativas (b) e (c) (correta). Nesse caso observa-se que os alunos trazem pouco conhecimento relacionado propagao da luz e os fatores que influenciam na mudana de direo, bem como as informaes sobre a natureza da luz. Por meio de textos e atividades experimentais relacionadas ao tema antes da introduo do assunto (refrao da luz), os alunos comentaram, atravs do experimento construdo por eles (anexo), todas as questes aliadas ao contexto, tornado a aula muito mais dinmica e interativa. A figura 4 mostra que, ao aplicarmos novamente o questionrio, aps a realizao das atividades, o percentual de acertos aumentou para 75%. Entretanto, cerca de 21 estudantes tiveram dificuldades, evidenciando que alguns dos alunos ainda no estruturaram os conceitos da refrao da luz na acepo cientfica.

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Questo 5100% Porcentagem 80% 60% 40% 20% 0% A B C D AlternativasFigura 5 - Porcentagem de acertos obtidos na quinta questo no pr-teste a psteste.

Respostas antes Respostas depois

Na questo 5 foram analisadas as relaes entre o princpio de reversibilidade e novamente a propagao retilnea da luz. Como vemos, tivemos uma maioria de respostas corretas (alternativa (a)), comprovando, em parte dos alunos, uma boa estruturao do conhecimento prvio e cientfico do tema. Nas alternativas (b) e (c) ocorreu uma igualdade de respostas, supondo que nossos olhos emitiam raios luminosos e quando atingirem a garota tornava-a visvel. Ao conhecer as concepes dos mesmos sobre o tema, foi proposta uma diversidade de atividades e pesquisas sobre determinados fenmenos do dia-a-dia para se consolidar o conhecimento no s cientifico, mas a partir do conhecimento prvio associar a teoria com atividade experimental na sala de aula. De acordo com a figura 5, vemos que, aps a realizao das atividades, o percentual de acertos aumentou de 33% para 89%.

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Questes 6,7 e 870% 60% Porcentagem 50% 40% 30% 20% 10% 0% 6 7 QuestesFigura 6 - Porcentagem de acertos obtidos nas questes discursivas no pr- teste.

% de acertos % de respostas parcialmente corretas % de "no sei a resposta" % total de erros

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Podemos verificar atravs da figura acima, que algumas das respostas dadas nas questes discursivas foram consideradas parcialmente corretas, visto que correspondiam de forma incompleta aos objetivos da questo. Verificamos ainda, altos ndices de respostas como no sei. Isso comprova que os alunos do ensino mdio praticamente desconhecem ou no sabem explicar os fenmenos relacionados luz assim como suas aplicaes e utilizao. A sexta questo tratou de um fato muito comum no dia-a-dia, que a impresso de observar o fundo da piscina mais prximo do que parece. Nessa questo, a maioria das respostas foi no sei a resposta, e com isso podemos verificar que eles praticamente no tm nenhum conhecimento sobre o fenmeno da refrao da luz. Apenas um aluno respondeu de forma correta, confirmando que a moa esta certa, pois a velocidade da luz menor na gua tendo a impresso da piscina ser rasa. Tivemos algumas respostas consideradas parcialmente corretas, como por exemplo: A moa. Por que a luz reflete uma imagem distorcida devido diferena de ambiente. A moa. Quando olhamos diretamente para gua, vemos o cho da piscina est perto, porque a gua reflete a luz.

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Na stima questo abordamos mais uma vez o fenmeno da refrao e disperso da luz. Dessa vez, gostaramos de saber se o aluno tinha conhecimento de como se forma o arco-ris, um dos eventos mais comuns da natureza. Obtivemos o maior nmero de respostas no sei com 61,6%. Os estudantes, como podemos observar, no tinham ainda o conhecimento de certos acontecimentos do seu cotidiano e, como base nisso, direcionamos as atividades experimentais

contextualizadas, estabelecendo uma forma significativa de abordar o assunto. Durante os comentrios dos alunos, temos um ndice melhor de respostas consideradas parcialmente corretas em relao s outras questes, citadas a seguir:

Sim. A luz do sol que branca quando refletida na gua transmite as cores do arco-ris. Sim. A luz bate na gua e so refletidas no ar varias cores. Sim. A luz branca que refletindo emite vrias cores.

A oitava pergunta tratava da difuso da luz quando observa o cu totalmente claro durante dia e escuro durante a noite. O fenmeno responsvel quando a luz solar difundida pelas partculas da atmosfera terrestre j a noite devido posio do sol em ralao a terra observamos o cu escuro. Tivemos nessa questo um ndice maior nas respostas no sei. O conhecimento, mais uma vez, restrito apenas na sala de aula sem nenhuma ligao com seu cotidiano. Em relao s explicaes avaliadas como parcialmente corretas, temos:

Porque reflete a luz do sol. Porque durante o dia existe a emisso dos raios solares e o ar reflete a sua luz.

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80% 70% 60% Porcentagem 50% 40% 30% 20% 10% 0% 6 7 QuestesFigura 7 - Porcentagem de acertos obtidos nas questes discursivas ps-teste.

% de acertos

% de respostas parcialmente corretas % de "no sei a resposta" % toral de erros 8

As figuras 6 e 7 mostram os resultados obtidos das questes discursivas antes e depois da aplicao da metodologia proposta, respectivamente. Analisando tais grficos, vemos que alguns dos conceitos relacionados refrao da luz e a formao das cores foram modificados mediante as atividades sugeridas aos alunos. Na questo 6 foi perceptvel essa transformao quando os alunos comentam sobre a refrao da luz. Algumas dessas respostas so citadas a seguir:

A luz ao passar do ar para gua diminui sua velocidade dando a impresso de estar mais rasa. A velocidade da luz alterada quando passa de um ambiente para outro.

Diante das respostas apresentadas na questo 7, propusemos um experimento no qual os alunos observaram a formao das cores do arco-ris (anexo). A apresentao do experimento e os questionamentos sobre o fenmeno motivaram os estudantes a conhecer e aprender mais a respeito dos conceitos da

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ptica e da fsica de maneira geral. As respostas com maior freqncia, aps o trabalho desenvolvido para conhecer a formao das cores do arco-ris, foram:

devido disperso da luz branca numa gota de gua. A Incidncia sobre uma gota de gua faz refrata-se e ocorre a refrao da luz. Na ultima questo tivemos um rendimento nitidamente considervel quando apresentamos a mesma questo ligada viso da cor do cu durante o dia e a noite. Ficou claro para o estudante o motivo dessa diferena perante as respostas dadas dos mesmos:

porque ocorre a Refrao na atmosfera. A luz refrata na atmosfera terrestre devido das partculas existentes.

Os resultados aqui obtidos superaram todas as expectativas. Verificamos que alm de modificar os conceitos prvios, a abordagem utilizada despertou a curiosidade e o interesse dos alunos pelos conceitos relacionados ptica, levando a uma aprendizagem significativa. As respostas, antes independentes, comearam a se relacionar com as atividades cotidianas, assim como nos trabalhos experimentais. A motivao e a criatividade, durante a confeco de cada experimento, tambm foram fatores que estiveram sempre presentes. A seguir, so apresentadas as fotos de alguns dos trabalhos desenvolvidos pelos alunos.

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Figura 8 - Foto do experimento: Reflexo da Luz, construdo pelos alunos do 2 ano da Escola Dom Bosco, no ano de 2007.

Figura 9 - Foto do experimento: Refrao da Luz, construdo pelos alunos do 2 ano do Instituto Augusto dos Anjos, no ano de 2007.

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Figura 10 - Foto do experimento: Associao de Espelhos, construdo pelos alunos do 2 ano da Escola Estadual Dvila Lins, no ano de 2007.

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Captulo 5 Consideraes FinaisA ausncia de atividades experimentais e o ensino descontextualizado tm sido apontados como umas das dificuldades do ensino de fsica. Motivados por estes fatos, fizemos, neste trabalho, uma abordagem experimental no ensino da ptica, tomando como referencial terico a Teoria de Ausubel. A nossa proposta foi composta das seguintes etapas: avaliao do conhecimento prvio atravs de um questionrio; elaborao e apresentao de experimentos, com materiais de baixo custo, por parte dos alunos e, por fim, a aplicao do mesmo questionrio, para avaliar se houve aprendizagem significativa. Ao final dessas etapas, observamos um aumento considervel nos percentuais de acertos de cada questo. Alm disso, durante as atividades experimentais a criatividade e o entusiasmo foram fatores freqentes na equipe responsvel pela construo de cada experimento. Foi possvel observar que eles no se prendiam ao roteiro da atividade, procurando alternativas e materiais para incrementar o experimento proposto. Podemos dizer que a construo e apresentao de cada experimento, bem como as discusses que sucederam os mesmo, despertaram a capacidade criadora dos alunos, proporcionando um melhor entendimento das equaes correspondentes no estudo da ptica. Aps a aplicao do mtodo proposto, observamos que alguns conceitos prvios, antes isolados, comearam a se relacionar, se adaptar e se transformar, caracterizando que ocorreu uma aprendizagem significativa. Acreditamos que na busca de uma aproximao entre os conhecimentos prvios do aluno e os cientficos, que os professores devem embasar as suas prticas pedaggicas. Muito mais do que uma questo de estratgia de ensino uma questo de necessidade para que, de fato, o processo ensino-aprendizagem se consolide. Essa forma de ensino, em que os alunos tm espaos para expor suas opinies, para discutirem as suas idias de maneira a poder confront-las deve ser sempre o objetivo principal do ensino em sala de aula, em particular da fsica, ou a

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principal varivel dependente usada na avaliao da eficcia do ensino, pois, s assim, o aluno conseguir adquirir um verdadeiro conhecimento acerca do assunto discutido.

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VYGOTSKY, L. S. Obras Escogidas: (Psicologia infantil). v.4. Madrid: Visor, 1996.

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ANEXOS - Experimentos Realizados pelos Alunos no Campo da ptica

PTICA Reflexo da luz Escola: ________________________________ Equipe: _________________________Srie: ______

Introduo: Reflexo o fenmeno pelo qual a luz ao encontrar um obstculo rebatida. Para melhor compreender este fenmeno preciso antes definir as duas etapas da reflexo. Na primeira etapa (incidncia) o raio de luz chega at o espelho. Ao ngulo que este raio forma com o espelho denominado ngulo de incidncia. J na segunda etapa, o raio de luz sai do espelho (reflexo). Ao ngulo que este raio forma com o espelho conhecido como ngulo de reflexo. Para a reflexo existe uma lei: o ngulo de incidncia igual ao ngulo de reflexo. Idia do Experimento: Um espelho colocado na posio vertical em contato com a superfcie de uma mesa. Em sua frente, coloca-se um pente com os dentes encostados na mesma superfcie. Posiciona-se uma lanterna de modo que as sombras produzidas pelos dentes do pente atinjam o espelho fazendo sombra na superfcie, tanto quando incide no espelho, como quando refletem. Para conferir a lei da reflexo coloque um papel na superfcie da mesa, em baixo do espelho e do pente. Risque o papel com um lpis na base do espelho. Risque a trajetria de um dos raios que saem do pente e so refletidos pelo espelho. Observe que no papel aparecer a trajetria de um dos feixes de luz. possvel medir com um transferidor os ngulos de incidncia e reflexo e constatar que eles so iguais.

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Material utilizado: Pente Espelho Lanterna Papel Lpis ou caneta Transferidor

Esquema Geral de Montagem

Questes a serem explicadas na apresentao do experimento:

1. A imagem que se forma diante do espelho plano virtual ou real? 2. A distncia entre a imagem e o espelho e a distncia entre o objeto e o espelho, so iguais ou diferentes? 3. Porque conseguimos enxergar os objetos?

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PTICA Refrao da luz Escola: ________________________________ Equipe: ____________________________Srie: _______

Introduo:

A refrao o fenmeno no qual a luz muda sua direo de propagao ao mudar de um meio para outro, como, por exemplo, gua e ar, ar e vidro etc. O ndice de refrao (n) uma propriedade de um determinado meio (por exemplo: nar = 1; nvidro = 1,52; ngua = 1,33) e que influencia diretamente a intensidade e a direo do raio de luz refratado. Quando o ndice de refrao do meio do qual a luz provm menor do que o do meio em que ela vai penetrar, os raios tendem a se aproximar da reta normal superfcie que separa os meios. No nosso caso o feixe, ao penetrar na gua, se aproxima da normal porque o ndice de refrao da gua maior que o do ar. E ao sair, se afasta, pois nar < ngua, como na figura abaixo.

Idia do Experimento: Uma caixa de sapatos com uma lmpada dentro arranjada de modo que saia dela um feixe fino de luz. O feixe, ao atravessar uma caixa transparente cheia de gua refratado, ficando claro que ele muda sua trajetria. Material Utilizado Fio eltrico Bocal de lmpada Plug eltrico

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Lmpada de 60 W Caixa de sapato Rgua Molegata de marca Trident Cartolina Adesivo plstico ou cola Super-Bonder Caixa de CD gua Procedimento Experimental

Corte as extremidades da rgua retirando a inscrio da logomarca e fure, deixando a rgua com 16 cm.

Faa trs dobras na rgua de forma a resultar um anel retangular de 5 x 3cm e cole as duas extremidades (com a cola para PVC).

Retire com cuidado a tampa da caixinha de CD, retirando todas as suas laterais.

Cole a base deste "anel" formado pela rgua na tampa da caixa de CD, como na figura abaixo.

Corte um retngulo da caixa de sapatos a partir da borda (ver figura 1). Cole um pedao de cartolina no lugar do retngulo retirado. Faa apenas um corte na cartolina, com tesoura, de fora para dentro da caixa (ver figura 2).

Monte o circuito que ir acender a lmpada (fio, plug e bocal). Coloque a lmpada sobre a superfcie que ser realizada o experimento e tape-a com a caixa. A luz emitida pela caixa ser reduzida a um feixe fino que passa atravs do corte feito na cartolina colada onde foi retirado um retngulo da caixa.

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Coloque gua dentro da caixa feita com a rgua e tampa da caixa de CD e direcione a ela o feixe emitido pela caixa.

Esquema Geral de Montagem

Questes a serem explicadas na apresentao do experimento:

1. Em que situao o raio de luz ter maior desvio quando passa de um meio para outro? 2. Do que depende a refrao da luz? 3. Um casal de namorados se distrai sentado beira de uma piscina de guas calmas. A moa afirma que a piscina muito funda enquanto o rapaz olha e diz que no. Quem estar correto?Como voc explicaria esse fenmeno? 4. A fonte de luz utilizada no experimento corresponde a uma fonte extensa ou puntual?E em que ela se transformou?

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PTICA Fbrica de arco-ris: Disperso da luz branca Escola: ________________________________ Equipe: _______________________Srie: _______

Introduo: A luz normal, tambm chamada de luz branca, assim como a cor branca, a formada por componentes de luz de todas as cores. S podemos perceber que cada objeto tem sua cor porque quando luz branca incide sobre ele, este reflete a cor que o pigmento consegue emitir. Um objeto de cor vermelha, por exemplo, apesar de estar recebendo todas as cores, s reflete a componente vermelha; um objeto branco reflete todas as componentes e no absorve nenhuma; um objeto preto absorve todas as cores e no reflete nenhuma. Por isso que quando estamos expostos ao sol, vestindo uma roupa branca, sentimos estar esquentando menos que com uma roupa escura: a roupa branca reflete todas as componentes coloridas da luz branca, enquanto a preta absorve todas. Quando a luz branca sofre refrao, cada cor que a compe refratada com um ngulo diferente. Isto se deve a cada cor ter um ndice de refrao diferente, o que justifica cada cor ser refratada com um ngulo.

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Idia do Experimento: Um raio de luz penetra na gua e sofre refrao. Cada cor refrata com um ngulo diferente e ento as componentes seguem caminhos separados; aps, cada raio refletido por um espelho imerso na gua e volta para a superfcie; quando o raio sai da gua, sofre novamente refrao e cada cor j decomposta se decompe em outras cores da mesma "famlia", como por exemplo, a componente vermelha da luz d origem a vrios tons de vermelho. Quando os raios saem da gua, atingem um aparato onde possvel ver que a luz branca que incidiu na gua decomposta em todas as cores que a constitui. Esta decomposio chamada de espectro, que o mesmo visto em um arco-ris. Material Utilizado: Espelho Uma bandeja funda gua Cartolina Procedimento Experimental: Encha a bandeja com gua. Coloque o espelho inclinado dentro dela. Faa com que a luz do Sol reflita no espelho no interior da assadeira e atinja um aparato de preferncia de cor clara. Observe que a luz refletida um espectro composto pelas cores do arco-ris. Obs:

O melhor resultado obtido refletindo a luz do Sol em um local menos iluminado, como por exemplo, uma parede clara sombra ou uma cartolina no iluminada diretamente pela luz solar.

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Pode-se realizar tambm este experimento refletindo a luz emitida por uma lmpada fluorescente (luz fria) em uma folha branca.

Questes a serem explicadas na apresentao do experimento:

1. Como ocorre a separao das cores no experimento apresentado? 2. Existem mais cores alm das cores do arco-ris?Caso a resposta seja positiva, quais so elas? 3. Explique como formado o arco-ris na atmosfera terrestre.

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PTICA Associao de espelhos Escola: _______________________________ Equipe: ______________________________Srie: _____

Introduo: Associando espelhos corretamente, possvel fazer com que as imagens refletidas se multipliquem de acordo com o ngulo formado entre as faces dos espelhos. Matematicamente, o nmero de imagens constitudas por associaes de espelho de espelho fornecido pela equao:

Onde, n - nmero de imagens originadas pela associao e formado entre os espelhos.

- ngulo

Idia do Experimento: Dois espelhos tm um de seus lados unidos de modo que eles possam ser dispostos formando um ngulo. O ngulo menor fica entre as faces reflexivas. Coloca-se uma moeda entre as faces. Os raios de luz que partem dela chegam ao observador de vrios modos: 1 - Saem diretamente: imagem real. 2 - Fazem uma nica reflexo nos espelhos: primeira ordem; imagem virtual. 3 - Fazem duas ou mais reflexes: segunda ordem; imagem virtual, terceira ordem; imagem virtual etc.

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Material Utilizado: Dois espelhos Fita adesiva Moeda

Procedimento Experimental:

Retire as bordas dos espelhos. Cole os dois espelhos com a fita adesiva no lado no reflexivo. Deixe um espao entre os espelhos de modo que se possa encost-los, quando montados.

Esquema Geral de Montagem Na figura abaixo no aparecem todas as imagens que so formadas, para no saturar o desenho.

Questes a serem explicadas na apresentao do experimento:

1. Se os espelhos associados fossem colocados um de frente para o outro (ngulo de 0) com um objeto entre eles, quantas imagens seriam formadas? 2. Explique o que vem a ser uma imagem virtual e uma imagem real? 3. Se o ngulo for de 90 quantas imagens sero formadas nos espelhos?

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PTICA Espelho cncavo Escola: ________________________________ Equipe: _________________________Srie: _______

Introduo: Sabe-se que quando um raio de luz incide em um espelho plano, refletido com o mesmo ngulo com o qual incidiu em relao normal. Porm se encurvarmos este espelho, de modo que a superfcie refletora assuma uma forma cncava, isto no ocorre. Neste caso teremos um espelho cncavo que obedece a algumas propriedades. Uma delas, e a mais interessante neste caso, que raios que incidem paralelamente ao eixo central desse espelho cncavo, so refletidos passando pelo foco do mesmo, como na figura abaixo. Foco, ou distncia focal, a metade do raio de curvatura do espelho.

F o foco e C o centro de curvatura. Idia do Experimento: Um pente e uma lanterna so utilizados para formar feixes luminosos paralelos. Ao interceptar os feixes com um espelho cncavo, observa-se que os raios luminosos so refletidos por ele, passando por um ponto que a metade do seu raio, ou seja, o foco.

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Material Utilizado: Garrafa pet de 2L de refrigerante Embalagem de Salgadinhos Elma Chips Pente Lanterna Cola Branca Procedimento Experimental

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 semicrculo (Figura 2).

Cole um pedao da embalagem de salgadinho (com o mesmo tamanho da parte da garrafa) na face cncava do "semicrculo", tendo cuidado para que a face mais refletora da embalagem fique voltada para a concavidade do "semicrculo", com a finalidade de se formar um espelho cncavo. A face mais refletora da embalagem o lado de dentro.

Ilumine, com a lanterna, a superfcie na qual ser realizada a experincia, fazendo com que o feixe de luz gerado pela lanterna fique quase paralelo a esta superfcie.

Coloque o pente na frente deste fixe na posio vertical ("em p"). A luz gerada pela lanterna foi dividida em pequenos feixes. Colocando o espelho cncavo na frente desses feixes, possvel observar que eles so refletidos em direo ao foco do espelho.

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Obs:

Melhores resultados sero obtidos se