UMA PROPOSTA DE AULA DE ÓPTICA PARA O ENSINO … · trabalho é apresentada uma proposta de aula de Óptica geométrica voltada ao ensino básico para que o professor possa utilizar

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ - UESC

Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física

ELTON ARAÚJO DOS SANTOS

UMA PROPOSTA DE AULA DE ÓPTICA PARA O ENSINO

MÉDIO BASEADA EM METODOLOGIAS DE ENSINO

ATIVAS

ILHÉUS – BA

2017

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ELTON ARAÚJO DOS SANTOS

UMA PROPOSTA DE AULA DE ÓPTICA PARA O ENSINO

MÉDIO BASEADA EM METODOLOGIAS DE ENSINO

ATIVAS

ILHÉUS – BA

2017

Dissertação apresentada ao Mestrado Nacional

Profissional em Ensino de Física da Universidade

Estadual de Santa Cruz como requisito para

obtenção do grau de Mestre em Ensino de Física sob

orientação do Prof. Drº Zolacir Trindade.

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S237 Santos, Elton Araujo dos. Uma proposta de aula de óptica para o ensino médio baseada em metodologias de ensino ativas / Elton Araújo dos Santos. - Ilhéus : UESC, 2017. 74f. : il. Orientador : Zolacir Trindade. Dissertação (Mestrado) – Universidade Estadual de Santa Cruz. Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física. Inclui referências.

1. Física – Estudo e ensino. 2. Ciências – Estudo e ensino. 2.Óptica. I. Trindade, Zolacir. II. Título. CDD – 530.07

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5

AGRADECIMENTOS

Primeiramente, agradeço à Deus pela sua bondade infinita e presença em minha vida.

Aos meus pais, Edvaldo Alves dos Santos e Zilda Fernandes Araújo que não mediram

esforços para a realização dos meus projetos, passando sempre mensagens de apoio, carinho e

força.

Aos meus irmãos Eduardo Araújo e Edvaldo Júnior que contribuíram para o meu

equilíbrio emocional, me confortando nos momentos difíceis mesmo estando longe.

A minha esposa Rosicléia Hermes pela grande paciência e dedicação durante toda essa

jornada.

Aos meus tios, tias, primos, primas e amigos, que me apoiaram em todos os momentos

e sei que posso sempre contar.

Ao corpo docente e funcionários responsáveis pelo Mestrado Nacional Profissional em

Ensino de Física, polo UESC 44, pela oportunidade de realização de estudos e trabalhos em

minha área de pesquisa. Aos colegas do mestrado pelo auxílio nas tarefas desenvolvidas durante

o curso. À CAPES pela provisão da bolsa de mestrado.

Ao Colégio Estadual Luís Eduardo Magalhães por permitir a realização desta

pesquisa. Aos estudantes e membros do Colégio pela parceria, ao professor Heraldo Oliveira.

A todos os que colaboraram de algum modo para possibilitar a concretização desse

trabalho.

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UMA PROPOSTA DE AULA DE ÓPTICA PARA O ENSINO BÁSICO

BASEADA EM METODOLOGIAS DE ENSINO ATIVAS

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 10

1.REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................... 12

1.1 O Ensino de Física no Brasil .................................................................... 12

1.2 Método Peer Instruction - Instrução pelos Colegas (IpC) .................... 14

1.3 Método Just-in-Time Teaching - Ensino sob Medida (EsM) ................ 15

1.4 Uso integrado dos métodos Ensino sob Medida (EsM) e Instrução pelos

Colegas (IpC) ................................................................................................... 16

1.5 O uso dos métodos EsM e IpC e a teoria de ensino de Vygotsky ......... 19

2. MATERIAL DIDÁTICO PRODUZIDO ............................................................. 21

2.1 Tarefas de Leituras (TL) .......................................................................... 21

2.2 Slides .......................................................................................................... 41

2.3 Experimentos ............................................................................................ 42

2.4 Flashcards (cartões de resposta) ............................................................. 46

3.PROCEDIMENTOS E APLICAÇÕES EM SALA DE AULA ........................... 47

1ª ETAPA DE APLICAÇÃO ........................................................................... 48



4. CONSIDERÇÕES FINAS ..................................................................................... 59

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................. 61

6. ANEXOS .................................................................................................................. 64

Cartões ................................................................................................................ 64

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Aparatos experimentais .................................................................................... 66

Planos de aula .................................................................................................... 69

RESUMO

As dificuldades metodológicas pelas quais passa o ensino de ciências nas escolas, em particular

o ensino de Física, exigem a adoção de novas estratégias que fomentem um processo de ensino-

aprendizagem devidamente contextualizado e significativo para o estudante. Nesta perspectiva,

a procura de métodos que venha a melhorar o processo de ensino aprendizagem relacionando

os conceitos físicos. O estudo desses métodos tem por objetivo permitir aos professores uma

argumentação mais consistente sobre os fenômenos físicos e favorecendo uma melhor

compreensão por parte dos estudantes. A proposta do uso de métodos ativos vem sendo testada

em cursos de diferentes níveis e alcançando bons resultados. Durante o trabalho metodologias

de ensino são apresentadas na perspectiva onde o estudante também participe da sua formação,

como é o caso do Ensino sob Medida (EsM) e da Instrução pelos Colegas (IpC), relacionando

o uso dos métodos a teoria de aprendizagem sociointeracionista proposta por Vygotsky. Neste

trabalho é apresentada uma proposta de aula de Óptica geométrica voltada ao ensino básico

para que o professor possa utilizar em suas aulas, o intuito é fornecer a outros professores

materiais e ideias de metodologias de como trabalhar conteúdos de óptica geométrica para

estudantes do ensino médio, por meio de um trabalho aplicado em sala. Utilizando esses

métodos e os matérias o trabalho apresenta uma descrição da prática realizada em uma turma

de 2ª série no Ensino Médio na Cidade de Bom Jesus da lapa na Bahia, onde foi possível fazer

uma análise qualitativa dos acertos e obtido bons resultados com a utilização dos métodos

ativos.

Palavras-chave: Ensino de Física, Ensino sob Medida, Instrução pelos colegas, Óptica geométrica.

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ABSTRACT

The methodological difficulties of science teaching in schools, in particular the teaching of

physics, require the adoption of new strategies that foster a teaching-learning process that is

contextualized and meaningful for the student. In this perspective, the search for methods that

will arouse the interest and the motivation of the students has been studied and tested by many

teachers. The study of these methods aims at allowing teachers a more consistent argument

about physical phenomena and favoring a better understanding on the part of the students. The

proposal of the use of active methods has been tested in courses of different levels and reaching

good results. In this work, proposals are presented aimed at the high school so that the teacher

can use for the planning of the class, and thus are presented educational materials with the

intention of a better practice of teaching physics related to optics. During the work teaching

methodologies are presented in the perspective where the student also participates in its

formation, methods known as Measured Teaching (EsM) and Instruction by Colleagues (IpC)

together with the theory of socio-interactionist teaching proposed by Vygotsky, the intention is

Provide other teachers with materials and ideas on how to work geometric optics content for

high school students through classroom work. Using these methods and the materials the work

presents a description of the practice performed in a 2nd grade class in High School, where it

was possible to do a quantitative analysis and obtained good results.

Keywords: Teaching, practices, methodology, optics

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LISTA DE FIGURAS

Figura 01: Linha temporal do uso dos métodos EsM e do IpC com adaptação do uso de

experimentos.............................................................................................................................17

Figura 02:Diagrama do processo de implementação do método IpC (Peer Instruction). Em

destaque, a etapa conhecida como ConcepTest. Adaptado de Lasry, Mazur e Watkins

(2008)........................................................................................................................................18

Figura 03: Apresentação dos slides com os temas propostos..................................................41

Figura 04: Visualização do kit experimental. Em (a) vê-se a bancada óptica com a base

giratória (goniômetro) no centro. Em (b), vê-se a câmara escura para a realização do

experimento do “Fantasma de Pepper”.....................................................................................41

Figura 05: Representação do raio de luz retilíneo na bancada óptica......................................43

Figura 06: Demonstração experimental da lei de reflexão utilizando a bancada óptica............43

Figura 07: Banco óptico com formação de imagem entre espelhos planos ..............................43

Figura 08: Flashcards (cartões de resposta) confeccionados....................................................45

Figura 09: Demonstração experimental da propagação da luz.................................................47

Figura 10: Questão conceitual 1 utilizada na 1ª etapa..............................................................48

Figura 11: Questão conceitual 2 utilizada na 1ª etapa...............................................................49




Figura 15: Questão conceitual 3 utilizada na 2ª etapa.............................................................53




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INTRODUÇÃO

As estratégias didáticas tradicionalmente adotadas para o Ensino de Física nas escolas

resumem-se a aulas expositivas, nas quais o professor é um mero expositor que supostamente

“explica” os conteúdos da disciplina e os alunos são ouvintes passivos que, também

supostamente, “aprendem” a matéria. Tais aulas estão focadas na listagem de conceitos, cuja

fundamentação teórica é superficialmente discutida, e de inúmeras fórmulas matemáticas que

devem ser decoradas, como se as mesmas não fossem dedutíveis de algumas poucas relações

fundamentais.

A discussão superficial dos conceitos fundamentais e o foco na memorização, não

permite a correta distinção entre o objeto de estudo da Física um fenômeno da natureza e o

modelo teórico aplicado para descrevê-lo este último, o conteúdo a ser ensinado na disciplina.

Deste modo, durante a exposição do professor o estudante tem dificuldades em abstrair a

situação-problema a ser resolvida mesmo que está remeta a uma situação cotidiana e tão pouco

é capaz de interpretá-la em termos de um modelo teórico devidamente fundamentado nos

princípios da Física. Consequentemente, a resolução de listas de exercícios e avaliações se

resume a decorar “tipos de questões” e saber qual a fórmula matemática que se deve aplicar a

cada tipo.

Além disso, quando pensamos no Ensino de Física no nível básico, a realidade

brasileira esbarra em problemas como conteúdo programático extenso comparado à carga

horária semanal dedicada à disciplina, a escassez de profissionais licenciados em Física no

mercado de trabalho, limitações na infraestrutura das instituições de ensino, entre outros. Estes

fatores não favorecem a adoção de novas estratégias didáticas em sala de aula, colaborando

para a manutenção da prática de ensino tradicional.

O trabalho apresentado nesta dissertação apresenta uma proposta de aula, na qual é

utilizado métodos ativos para estruturação das aulas, fazendo com que os estudantes participem

das aulas, sendo necessário que estude antes da aula.

Os Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCNEM), que são

referência nacional do currículo escolar (BRASIL, 1999), orientam que o processo de ensino-

11

aprendizagem em Física seja voltado a incentivar os alunos a observar e a questionarem o

mundo ao seu redor, tornando-se autônomos intelectualmente

É fato que o professor possui uma responsabilidade muito grande no processo de

ensino e aprendizagem do aluno, mas não pode ser o único responsável pelo rendimento do

aluno. Araújo e Mazur (2013) evidencia tal responsabilidade por parte do professor:

Tal responsabilidade não é um fardo leve. Em meio a condições não

raro adversas de infraestrutura e apoio institucional, o professor tem

como tarefa propiciar condições para que possam se engajar no

processo de aprendizagem e orientá-los de modo a alcançar uma

aprendizagem significativa da matéria em estudo. (ARAUJO, MAZUR,

2013, p. 364).

A proposta colocada na dissertação procura fazer com que o estudante deixe de ser

apenas um receptor do conhecimento e assuma um papel mais ativo em sala de aula ou seja o

estudante participe da aula. Para isso, ele necessita estudar antecipadamente para as aulas, e

buscar informações nos textos fornecidos pelo professor chamado no decorrer da dissertação

de TL (tarefa de leitura). Esses métodos une a interação do aluno com seus colegas de classe e

o estudo prévio, buscando a compreensão dos conceitos básicos de Física.

A aula ministrada pelo professor consiste em uma exposição curta do assunto abordado

no estudo prévio dos alunos, centrada nos pontos em que eles apresentam maiores dificuldades,

o Método de Ensino sob medida faz com que o professor possa preparar uma aula após a

aplicação de um questionário na qual ele avalia o grau de dificuldade dos estudantes.

Em seguida, o professor propõe um teste conceitual sobre o tema abordado e,

dependendo do índice de acertos da turma, o mesmo pode refazer esta exposição, formar

pequenos grupos de alunos e estimulá-los a discutirem entre si ou seguir em frente para o

próximo teste conceitual.

A discussão entre os colegas deve ser mediada pelo professor, induzindo sempre os

alunos a questionarem uns aos outros, com o objetivo de promover o aprendizado. Quanto ao

andamento da aula, se o índice de acertos for superior a 70%, o professor explica brevemente a

resposta e passa para o tópico seguinte, sem explanações profundas. Se o índice de acertos for

inferior a 30%, o professor volta a explicar o assunto abordado, e apresenta novamente um teste

sobre o assunto (pode ser o mesmo teste aplicado), reiniciando o ciclo. Se o índice de acertos

ficar entre 30% e 70%, o professor orienta os alunos a formarem pequenos grupos.

O professor deve, então, estimular a discussão entre os membros do grupo. Logo após

a discussão, cada aluno submete sua resposta, de maneira individual. Nesta situação, quando o

12

índice de acertos fica entre 30% e 70% e o professor orienta a formação de pequenos grupos de

alunos para discutirem as respostas, geralmente, o aluno que marcou a resposta correta, durante

a primeira submissão de resposta, consegue convencer aquele que marcou a resposta errada

antes das discussões (MAZUR, 1997).

Os testes conceituais devem ser adequadamente selecionados. As questões criadas, ou

selecionadas, devem ser de múltipla escolha e abordar conceitos que exigem raciocínio dos

alunos para o entendimento do conteúdo, ao invés de força-lo a memorizar fórmulas e conceitos,

ou que simplesmente substitua um número em uma fórmula (MAZUR, 1997; CROUCH,

MAZUR, 2001; CROUCH, FAGEN, MAZUR, 2002).

Espera-se que este trabalho possa contribuir positivamente para futuras pesquisas em

ensino de Física, visando melhorar qualitativamente a aprendizagem dos alunos, e a aula

ministrada pelo professor, servindo como referência também para outras disciplinas do

currículo do aluno, tanto no Ensino Fundamental quanto no Ensino Médio.

1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Nesse capítulo será apresentado as referências encontradas na literatura que foram

utilizadas como base de estudo para a aplicação e confecção da proposta. Através da leitura de

livros e artigos sobre as teorias e métodos de ensino, assim como o contexto educacional

brasileiro. Para isso foram realizadas pesquisas sobre aplicações do uso dos métodos Ensino

sob Medida (EsM) e Instrução pelos Colegas (IpC) assim como o uso integrado desses dos

métodos, com aplicações e resultados obtidos..

1.1 O Ensino de Física no Brasil

O debate sobre o uso de metodologias no ensino de Física em diferentes níveis, tem feito

com que professores que tenham esse interesse em inovar as aulas fazendo com que os

estudantes possam participar ativamente das aulas. Diversos projetos curriculares foram criados

visando renovar os currículos antigos, buscando um ensino contextualizado que deixe de lado

o ensino livresco e passe a utilizar instrumentos didáticos, devidamente articulados com

estratégias que relacione o conteúdo a ser ensinado com o contexto dos estudantes.

Pimenta (1996) afirma que os professores devem estar preparados para as constantes

transformações sociais e ter em vista a importância de se atender às novas demandas da

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sociedade. Assim, é necessário definir quais características da docência devem permanecer

como práticas consagradas, quais devem deixar de existir por se mostrarem ultrapassadas e

quais devem ser modificadas adquirindo novas características, e ajustando-se às exigências

atuais.

Pietrocola (2005) afirma que o ensino de Física na educação básica tem passado por

transformações, visto que é necessário mostrar na escola as possibilidades oferecidas pela Física

e pela ciência em geral, como formas de construção da realidade sobre o mundo que nos cerca.

Visando essa necessidade, o ensino de Física na escola média ganhou um novo sentido a partir

das diretrizes apresentadas nos PCNs. 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. Assim

segundo os PCN+:

A Física deve apresentar-se, portanto, como um conjunto de competências específicas

que permitam perceber e lidar com os fenômenos naturais e tecnológicos, presentes

tanto no cotidiano mais imediato quanto na compreensão do universo distante, a partir

de princípios, leis e modelos por ela construídos. (BRASIL, 2002, p. 59)

As Orientações Curriculares do Ensino Médio (OCNEM), orientam para que os

professores problematizem a aula partindo dos conhecimentos prévios dos alunos, fazendo

assim uma contextualização histórica, para que a partir dessas discussões os estudantes

alcancem o conhecimento científico. Nesse sentido, é importante e necessário que o estudante

compreenda a ciência como uma construção sociocultural, como uma produção humana,

passível de erros, mas que se trata de um conhecimento legitimado pela comunidade científica.

Essa visão histórico-construtivista confere autenticidade ao conhecimento científico e permite

a produção de sentido ao conteúdo do ensino escolar. Assim segundo os PCNs:

O ensino de Física vem deixando de concentrar-se na simples memorização de

fórmulas ou repetição automatizada de procedimentos, em situações artificiais ou

extremamente abstratas, ganhando consciência de que é preciso dar-lhe um

significado, explicitando seu sentido já no momento do aprendizado, na própria escola

média. (BRASIL, 2002, p. 2)

Os livros didáticos são os instrumentos didáticos mais utilizados hoje nas salas de aula

do Brasil; são imprescindíveis, mas precisam ser usados como auxilio e não como única

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ferramenta de trabalho. Segundo Pimentel (1998) o professor deve estar preparado para corrigir

e complementar o livro didático, assim como levar o aluno a uma relação estreita com o mesmo.

Deste modo, o docente deve dispor de outros recursos didáticos a serem aplicados em sala de

aula, a exemplo de textos paradidáticos, softwares, recursos audiovisuais, experimentos

didáticos, entre outros.

As metodologias ativas de aprendizagem têm recebido atenção crescente nos últimos

anos, motivada pela busca por alternativas às abordagens tradicionais, que, em muitos casos,

estão reduzidas à simples transferência de informação.

Segundo Berbel (2011), a utilização de metodologias ativas pode estimular a

motivação autônoma no estudante, uma vez que trazem para as aulas elementos antes

desconsiderados. Esse é o estímulo inicial para que ele deixe a condição de agente passivo no

processo de aprendizagem para atuar de forma efetiva na construção do próprio conhecimento.

Nesse sentido, diversas metodologias têm sido descritas como ativas, as quais, entre

outras, baseiam-se na resolução de problemas complexos, em estudos de caso na aprendizagem

por projetos, ou ainda na instrução pelos próprios estudantes.

A seguir será abordado de uma forma geral os métodos e a discussão sobre o uso desses

métodos em conjunto.

1.2 Método Peer Instruction - Instrução pelos Colegas (IpC)

Instrução pelos Colegas (IpC) é um método de ensino interativo, baseado em pesquisas

em ensino, desenvolvido pelo professor Eric Mazur na Universidade de Harvard nos anos 90.

Ele tem sido adotado em várias disciplinas, em diferentes instituições de nível superior de todo

o mundo. A proposta foi introduzida pela primeira vez pelo professor Eric Mazur em uma

disciplina de Física Básica nessa mesma universidade e se popularizou em diversas partes do

mundo, em especial nos Estados Unidos, Canadá e Austrália (CROUCH, FAGEN, MAZUR,

2002).

O método utiliza a forma de ensino descentralizada, sendo assim os estudantes

participam a da aula e também valoriza a interação dos estudantes de uma classe, através de

discussões sobre questões conceituais propostas pelo professor, o método (IpC) tem por

15

objetivo que o estudantes juntamente com o professor sejam sujeitos ativos na sala e que o

estudante não se comportem apenas como um receptor do conhecimento como acontece nos

métodos tradicionais de ensino, fazendo com que todos os estudantes se envolvam com o tema

da aula, por meio de questionamentos estruturados, promovendo o aprendizado colaborando

com a prática de ensino.

A implementação deste método permite que o mesmo possa ser usados em conjunto

com outros métodos, como por exemplo, o uso do (IpC) junto com Ensino sob Medida (EsM),

sendo assim o uso desse método tem como objetivo a participação dos estudantes e que os

mesmos interessem, contribuindo para a compreensão dos conceitos físicos, desenvolvendo

habilidades de comunicação e fazendo com que os professores possam detectar as dificuldades

sobre os temas abordados na aula.

A vantagem do uso do método (Ipc) para Mazur(1997), está no engajamento mental

dos estudantes, vez que são estimulados a pensar, no debate coletivo e no frequente feedback

por parte dos estudantes e do professor.

Os resultados do método (IpC) são monitorados pelo computador ou por métodos que

contabilizam a porcentagem de erros e acertos e há estudos que demonstram a melhoria da

capacidade de resolução dos problemas por parte dos alunos.

1.3 Método Just-in-Time Teaching - Ensino sob Medida (EsM)

O método de ensino Just-in-Time Teaching (JiTT) ou Ensino sob Medida (EsM), foi

proposto em 1996 pelo professor Gregory M. Novak e colaboradores com o objetivo de utilizar

a tecnologia para melhorar a aprendizagem de ciências em sala de aula (NOVAK, et.al, 1999).

O Ensino sob Medida (EsM) foi projetado para desenvolver a habilidade de trabalho

em grupo entre os estudantes e a capacidade de comunicação oral e escrita (NOVAK,

et.al,1999) dando responsabilidades aos alunos pela sua própria aprendizagem e aumentando a

retenção de conhecimento dos conteúdos a longo prazo.

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O método Ensino sob Medida (EsM) ocorre por meio de tarefas que são apresentadas

antes da explanação preparatórias para as aulas, as respostas dos alunos às tarefas preparatórias

estabelecem um valioso feedback para o professor ajustar e organizar sua aula, focando nas

principais dificuldades manifestadas pelos alunos. Esse método tem uma grande vantagem

comparado ao método tradicional de ensino, usualmente o professor gasta muito tempo em aula

explicando conceitos simples que o aluno poderia compreender sozinho com alguma leitura

prévia de um material, como um capítulo de um livro-texto, alguma referência na internet ou

um material de autoria do próprio docente.

Os questionários propostos pelo método (EsM), exigem do estudante não só fazer a

leitura do material entregue a (TL), mas também responder questões propostas no material que

será entregue para o professor que servirá como base para o planejamento e preparação da aula,

apoiando assim nas dificuldades encontradas nas atividade respondidas, partindo desse

conhecimento prévio dos estudantes.

1.4 Uso integrado dos métodos Ensino sob Medida (EsM) e Instrução pelos

Colegas (IpC)

Nesse trabalho foram utilizados os dois métodos no intuito de unir as duas estratégias

na busca da aprendizagem dos estudantes. Sendo assim o método do Ensino sob Medida para

a análise da compreensão dos estudantes após a leitura da (TL) permitindo que o professor

possa, de fato, levar em conta o conhecimento prévio dos estudantes na organização do ensino

e para a elaboração das breves exposições orais, quanto a escolha das questões conceituais. O

método instrução pelos colegas vem para somar com o Ensino sob Medida, fazendo com que

após a exposição oral do professor os estudantes também participem da aula ou seja, os

estudantes tenham uma interação e que os mesmos possam discutir os conceitos apresentados

antes e durante a aula.

A proposta sugere que aqueles estudantes que já conseguiram construir

adequadamente seus conhecimentos, ou estão próximos disso, passam a auxiliar o professor

ajudando os colegas a partir de discussões em grupos.

17

O uso dos métodos EsM e do IpC, possibilita que tendo em mãos as respostas das

questões das Tarefas de Leituras antes da aula, faz com que o mesmo possa adotar abordagens

que facilitam o entendimento dos alunos e que o mesmo gaste menos tempo em conteúdos já

conhecidos pelos estudantes, sendo assim o professor poderá escolher questões conceituais que

abrange o conhecimento e forneça oportunidades de conhecer novas informações, fazendo uma

avaliação do nível dos estudantes antes e depois da aula.

A figura 01 apresenta passo a passo dos procedimentos tanto do professor quanto dos

estudantes antes e durante a aula, a linha temporal do uso dos métodos EsM e IpC, descreve as

funções de cada um e o tempo em que deve acontecer cada passo, sendo assim o que acontece

antes da aula faz parte do método do EsM, onde o professor elabora as Tarefas de Leitura e

envia para os estudantes isso com uma antecedência de 2 á 7 dias antes da aula, para que os

mesmos possam fazer a leitura e responder as questões e enviando ao professor, nessa parte o

professor inicia a preparação da exposições orais e define quais questões conceituais vai utilizar.

Figura 01. Linha temporal do uso dos métodos EsM e do IpC (com adaptação).

Fonte: (baseado em Watkins e Mazur (2010).

Durante a aula o professor utiliza o método IpC com uma implementação que foi

adaptada ao uso do método, que é o uso de experimentos com ferramenta de auxílio nas

exposições orais, sendo assim a exposição fica composta de uma explanação oral sobre o tema

e a demonstração de experimentos que venha a apresentar fenômenos físicos, após isso o

professor apresenta a questão conceitual para que os estudantes iniciem a votação que apresenta

a figura 02.

18

Figura 02. Diagrama do processo de implementação do método IpC (Peer Instruction). Em

destaque, a etapa conhecida como ConcepTest.

Fonte: Adaptado de Lasry, Mazur e Watkins (2008).

Na figura 02 apresenta o processo de implementação durante a aula seguindo alguns

passos que vai depender do andamento da aula, ou seja, é seguido de acordo a quantidade de

acertos dos estudantes.

Mazur (1997) utiliza os valores 30% e 70% como referências para avaliação, sendo

assim abaixo de 30% o professor retorna a exposição, caso a quantidades de acertos esteja entre

30% e 70% os alunos discutem em grupos para alcançarem a alternativa correta, caso a

quantidade de acertos tenha sido acima de 70% o professor discute sobre a alternativa e passa

para outra questão.

A escolha das conceituais devem ser escolhidas de modo que venha abranger o

conteúdo e que consista de uma reflexão acerca do conteúdo, que esteja de algum modo

contextualizada.

19

1.5 O uso dos métodos EsM e IpC e a teoria de ensino de Vygotsky

A utilização dos métodos ativos no ensino básico, favorece que durante a discussão

em grupos os estudantes possam interagir e essa interação é importante para a que cheguem a

conclusão da resposta correta e que um colega explique e ajude o outro a compreensão do

conteúdo. Vygotsky tem uma grande importância, pois em suas teorias discute o papel da

interação social no desenvolvimento do ser humano. Segundo Oliveira (1993) o processo de

aprendizagem Vygotsky baseia-se em quatro pontos. São eles: a mediação, a internalização do

conhecimento, a zona de desenvolvimento proximal e a formação de conceitos.

Mediação: Por mediação entende-se a etapa do desenvolvimento do pensamento

centrada na presença de estímulos e signos, o que faz com que o homem modifique as suas

atividades.

Processo de internalização: Para Vygotsky, a interação social é que provoca a alteração

e o desenvolvimento das funções psíquicas superiores.

Zona de desenvolvimento proximal: Vygotsky vincula esse conceito à relação entre

aprendizagem escolar e desenvolvimento. É esse, talvez, o fator principal da sua teoria, tendo

como pressuposto básico a existência de uma diferença entre o escore obtido quando a criança

desempenha uma tarefa sozinha, chamada de nível de desenvolvimento real, e quando a

desempenha com a ajuda de adultos ou, mesmo, através da cooperação de crianças mais

adiantadas, chamado nível de desenvolvimento potencial

Formação de conceitos: A questão relativa à formação de conceitos é, para Vygotsky,

uma extensão do processo de internalização, caracterizando-se pelo confronto entre o

conhecimento espontâneo e o científico.

Nos estudos de Vygotsky (1993) a aprendizagem escolar toma a dimensão do social,

da interação dos indivíduos. Isso fica evidente nas suas discussões acerca do que ele denomina

zona de desenvolvimento proximal, caracterizado como a distância entre o nível do

desenvolvimento real da criança (estudante), determinado pelas capacidades de resoluções de

problemas de forma independente e o nível de desenvolvimento potencial, que representa aquilo

que a criança consegue realizar com a ajuda de um adulto ou com o auxílio de companheiros

20

mais capazes. Quando levado isso em consideração, a aprendizagem escolar tende a se tornar

mais eficiente, atingindo um grupo maior de alunos.

Werner e Becker (2004) aborda que a cooperação entre os estudantes de uma classe

no processo de aprendizagem permite que os “mais adiantados” auxiliem os ‘’mais atrasados”

, pois, segundo Vygotsky (1999, p. 113), “aquilo que a criança pode realizar com assistência

hoje, ela será capaz de fazer sozinha amanhã”. No processo educativo, pode-se dizer que aquilo

que o aluno faz hoje com o auxílio do professor ou de seus colegas poderá ser realizado de

forma independente no futuro.

Baseando nesses princípios a busca de novas estratégia para o ensino tem por objetivo

a construção do conhecimento, e que o mesmo seja provido por mediações do professor e da

interação entre os estudantes.

21

2 . MATERIAL DIDÁTICO PRODUZIDO

Para uso dos métodos (IpC) e (EsM) foi necessário a confecção do material didático,

sendo esse material produzido o mesmo é constituído dos seguintes recursos didáticos, as

tarefas de leitura para os conteúdos a serem trabalhados, os slides para uso na exposição oral

na sala e projeção das questões, os experimentos para uso em conjunto com a exposição oral e

os flashcards (cartões) para a votação das alternativas.

2.1 Tarefas de Leituras (TL)

Os temas escolhidos para a confecção das tarefas de leituras abordam tópicos de Óptica

voltado para o Ensino Básico para turmas de 2ª série do ensino médio e foram produzidas 3

(TL) sobre óptica geométrica.

As tarefas de leituras foram produzidas utilizando, vários materiais como livros

didáticos, notas de aula disponíveis na internet e dissertações que são citadas nas referências.

TAREFA DE LEITURA - 1

Tema: Natureza e princípios de propagação da luz

1.1 Introdução

Medo do escuro. Brincadeiras com a sombra das mãos criando formas

engraçadas numa parede. São experiências que passamos muito cedo, relacionadas

com o que chamamos de luz. Aprendemos que a noite é escura e o dia é claro, que

no escuro (ou se fecharmos os olhos) não vemos. Mais tarde descobrimos que, por

meio de óculos, lupas, telescópios e outros instrumentos ópticos, podemos mudar a

maneira de ver coisas pequenas ou distantes.

Mas o que é a luz?

Hoje em dia, os físicos têm mais de uma resposta para essa pergunta! De

início, isso pode parecer estranho, mas a explicação é simples. Se olharmos o mundo

à nossa volta, muitas coisas estão acontecendo ao mesmo tempo; se escolhermos

22

uma dessas coisas, a luz, por exemplo, ela apresentará dois tipos de comportamentos

e tudo fica muito complicado de entender.

O que os cientistas fazem é escolher um dos comportamentos da luz e

construir um modelo para ele. Depois escolhem outro comportamento e fazem outro

modelo para este. Com os modelos, estudamos um comportamento simples de cada

vez, escrevemos relações matemáticas e fazemos previsões. Para o físico, entender

o que é a luz significa dispor de um conjunto de modelos capazes de descrever seu

comportamento em cada situação.

O primeiro estudo serve para descrever o comportamento da luz na

brincadeira com a sombra das mãos, o funcionamento de espelhos e lentes (de

óculos, lupas etc.) e do olho humano. Esse estudo é conhecido como óptica

geométrica.

Quando ligamos uma lâmpada, acendemos uma vela ou quando a noite

termina, o ambiente se ilumina, deixa de ser escuro porque agora há uma fonte de luz

– a lâmpada, a vela, o Sol. Nesse modelo supomos que a luz sai da fonte e se propaga

em linha reta em todas as direções. Representamos isso desenhando linhas (ou semi-

retas), com origem na fonte, a que chamamos raios luminosos. Desenhamos também

uma flecha indicando para onde a luz se propaga. Além disso, supomos que se um

raio interceptar outro isso em nada modifica suas trajetórias.

1.2 Natureza da luz contexto histórico

Teoria corpuscular da luz. Em 1672, o físico inglês Isaac Newton apresentou

uma teoria conhecida como modelo corpuscular da luz. Nesta teoria a luz era

considerada como um feixe de partículas emitidas por uma fonte de luz que atingia o

olho estimulando a visão. Esta teoria conseguia explicar muito bem alguns fenômenos

de propagação da luz como a reflexão e a refração.

Teoria ondulatória da luz Cristian Huygens, em 1670, mostrou que as leis de

reflexão e refração podiam ser explicadas por uma teoria ondulatória, mas esta teoria

não foi imediatamente aceita.

Somente no século XVIII as experiências de Thomas Young e Augustin

Fresnel, sobre interferência, e as medidas da velocidade da luz em líquidos, realizadas

pelo cientista francês L. Foucault, demonstraram a existência de fenômenos óticos

23

nos quais a teoria corpuscular não se aplicava, mas sim uma teoria ondulatória. Young

conseguiu medir o comprimento de uma onda, e Fresnel mostrou que a propagação

retilínea da luz e os efeitos de difração, são explicados considerando a luz como onda.

No século XIX, o cientista francês L. Foucault, medindo a velocidade da luz

em diferentes meios (ar/água), verificou que a velocidade da luz era maior no ar do

que na água, contradizendo a teoria corpuscular que considerava que a velocidade

da luz na água deveria ser maior que no ar (Newton não tinha condições, na época,

de medir a velocidade da luz).

Na segunda metade do século XIX, James Clerk Maxwell , através da sua

teoria de ondas eletromagnéticas, provou que a velocidade com que a onda

eletromagnética se propagava no espaço era igual à velocidade da luz, cujo valor é,

aproximadamente:

c = 3 x 10 8 m/s = 300 000 km/s

1.3 Fontes de luz Definimos fonte de luz todo corpo que é capaz de emitir luz. Certamente todos

já notamos a nossa volta várias fontes de luz, podemos citar algumas : lâmpadas, sol,

faróis elétricos, vaga-lume, etc.

Convém definirmos de maneira simples o que é um corpo luminoso e um

corpo iluminado:

Corpo luminoso: são corpos que produzem a luz que emitem. Como

exemplos, podemos citar o Sol, a chama de uma vela, um metal superaquecido etc.

Figura 1.1.Imagem do sol

Algumas dessas fontes de luz primária são permanentes, como no caso do

Sol, enquanto outras são temporárias, como a chama da vela e o metal

superaquecido.

24

Corpo iluminado: são corpos que recebem luz de uma fonte e a refletem.

Como exemplo, podemos citar a Lua, pois reflete a luz do Sol.

Figura 1.2.Imagem da lua

No instante em que você acende uma lâmpada num ambiente escuro, os

objetos nele contidos passam a receber a luz e também a refleti-la, permitindo que

sejam vistos. Portanto, são fontes de luz secundária: a mesa, o vaso, a parede etc.

Uma fonte de luz pode ser puntiforme ou extensa:

• Fonte puntiforme é toda fonte cujas dimensões são desprezíveis em ralação

às distâncias envolvidas que a separam de um observador.

• Fonte extensa é toda fonte cujas dimensões não são desprezíveis em

relação às distâncias envolvidas que a separam de um observador.

1.4 Meios de propagação da luz

As substâncias ou meios encontrados na natureza se comportam de

diferentes maneiras em relação à propagação da luz, conhecemos os meios

transparente, translúcido e opaco. Convém definirmos cada um desses meios

resumidamente:

• Meio transparente é aquele que permite a propagação da luz através de si

de maneira ordenada por distâncias consideráveis, isto é, permite a visualização nítida

dos objetos através dele. Citamos como exemplo o ar, o vidro, a água etc.

• Meio translúcido é aquele que permite a propagação da luz através de si,

mas a espalha desordenadamente, de modo que os objetos vistos através dele não

25

podem ser identificados, isto é, não permite a visualização nítida. Por exemplo, vidro

fosco, papel de seda, papel celofane, o ar atmosférico, etc.

• Meio opaco é aquele que impede a propagação da luz através de si, não

permitindo a visualização dos objetos. Por exemplo: madeira, concreto, portas de

madeira, animais, vegetais, paredes de concreto, etc

1.5 Princípios de propagação da luz

O desenvolvimento da Óptica Geométrica foi feito com base em três princípios

fundamentais:

•Princípio da propagação retilínea da luz

Num meio homogêneo e transparente, a luz propaga-se em linha reta. Como

exemplos citamos o caminho percorrido pela luz que sai de um projetor de filmes, a

câmara escura.

• Princípio da independência dos raios de luz

Os raios de luz de um feixe são independentes. Isto é, se um raio luminoso cortar

outro, ele segue seu caminho como se nada tivesse acontecido.

Figura 1.3.Feixes de luz

•Princípio da reversibilidade dos raios de luz

O caminho de um raio de luz não se modifica quando as posições da fonte e do

observador são alteradas. Isto quer dizer que o caminho da ida é igual ao caminho da

volta. Quando estamos no banco dianteiro do nosso automóvel, podemos observar as

pessoas sentadas no banco traseiro e elas podem nos enxergar pelo espelho devido

a esse princípio.

26

Figura 1.4.Princípio da reversibilidade

Questões

1.Numa aula de Física foi comentada a situação esquematizada abaixo, onde

motorista e passageiro conversam olhando no

espelho retrovisor interno do carro. Com esse

exemplo, o professor pretendia demonstrar uma

aplicação da (o):

a) reflexão difusa.

b) princípio da reflexão.

c) princípio da reversibilidade da Luz.

d) princípio da independência dos raios luminosos

2.O vidro fosco é um meio:

a) opaco; b) translúcido; c) transparente; d) nenhuma das anteriores;

3. A luz se propaga:

a) em linha curva; b) somente no ar; c) num só sentido; d) em linha reta;

4. Uma fonte luminosa projeta luz sobre as paredes de uma sala; um pilar intercepta

parte desta luz. A penumbra que se observa é devida:

a) ao fato de não ser pontual a fonte luminosa;

b) ao fato de não se propagar a luz em linha reta;

c) aos fenômenos de interferência da luz depois de tangenciar os bordos do pilar;

d) aos fenômenos de difração;

27


Tema: Reflexão e Refração da luz

2.1 Introdução

O que ocorre quando a luz atinge um objeto? Sob o ponto de vista da óptica

ela pode ser refletida (luz retorna ao ar), refratada (luz atravessa o meio de separação)

ou absorvida (luz absorvida pelo meio). Vamos descrever os fenômenos sobre

reflexão e refração. Em muitas situações conseguimos perceber a imagem de um

objeto ou de uma pessoa através de seu reflexo em um espelho, no vidro de uma

janela ou na superfície da água (superfícies refletoras). Essas ocorrências se verificam

sempre que a luz incide sobre uma superfície de separação entre dois meios. Na

prática, quando acontece mais de um desses fenômenos, aquele que prevalece sobre

os outros torna-se objeto de observação e análise no estudo da óptica.

2.2 Reflexão da luz

Portanto na reflexão os raios de luz incidentes sobre uma superfície retornam

ao mesmo meio após a interação com a superfície. Quando a reflexão ocorre em uma

superfície lisa formando uma imagem tal como a de um espelho, é chamada de

reflexão especular. Por outro lado, os objetos ao seu redor só são visíveis graças a

reflexão, que neste caso é denominada de reflexão difusa. Os feixes de luz

provenientes da lâmpada que ilumina o laboratório, ao incidirem em um objeto tal

como um caderno sobre a mesa, é espalhado em todas as direções, permitindo que

qualquer aluno no laboratório possa ver este caderno.

A superfície do caderno é aparentemente lisa, mas na verdade funciona para

luz como uma superfície irregular. Observe na Figura 2.1 que os feixes de raios

paralelos da luz incidente permanecem paralelos após a reflexão especular, mas são

espalhados após a reflexão em uma superfície irregular, figura 2.2.

28

Figura 2.1. Reflexão especular na superfície Figura 2.2. Reflexão difusa ar-água em superfície irregular

As leis da reflexão já eram conhecidas na Grécia antiga. Na figura 2.3

ilustramos os elementos principais da óptica geométrica: o raio luminoso, a normal no

ponto de incidência e os ângulos que sempre são medidos em relação a normal. Na

figura, um raio luminoso incide sobre uma superfície refletora em um ponto P.

Traçamos neste ponto a normal à superfície N, reta perpendicular ao plano da

superfície e passando no ponto P e destacamos os ângulos θ1=θr, denominados

ângulos de incidência e ângulo de reflexão respectivamente. As leis da reflexão

afirmam que:

• O raio refletido permanece no plano de incidência, formado pelo raio

incidente e a normal à superfície no ponto de incidência.

• O ângulo de incidência θ1 é igual ao ângulo de reflexão θr, ou seja, θ1 = θr.

Figura 2.3. Reflexão especular na superfície refletora.

2.3 Refração da luz Outro fenômeno fundamental na óptica geométrica é a refração. Este é

caracterizado pela mudança na direção de propagação da luz ao mudar de meio

de propagação. A figura 2.4 exemplifica também a refração. Observe que o raio

de luz se aproxima da normal à superfície quando passa do ar meio 1 para a água

29

meio 2, alterando sua direção de propagação. No nosso cotidiano são muitos os

fenômenos devido a refração: a miragem, causada pela refração da luz nas

camadas aquecidas próximas ao solo, o prolongamento do dia pela refração da

luz solar na atmosfera, o arco-íris e outros fenômenos.

Figura 2.4. Refração da luz

As leis da refração, descobertas por Willebrord Snell em 1621, afirmam

que:

• O raio refratado está no mesmo plano.

• O ângulo de incidência θ1 e o ângulo de refração θ2 representados na

figura 2.4 obedecem a seguinte relação:

n1 sen θ1= n2 sen θ (1)

Onde n é uma constante característica do meio dada pela razão entre a

velocidade da luz no meio v (que depende da cor e portanto da frequência da luz

incidente) e a velocidade da luz no vácuo c, n é adimensional e n ≥ 1.Sendo expressa

pela relação:

n = 𝑐

𝑣 (2)

O índice de refração da água vale 4/3, o do vidro comum aproximadamente

1,5 e o do ar 1,0. O índice de refração é uma grandeza adimensional, pois é calculado

30

a partir da razão de duas velocidades. Geralmente quanto maior a densidade de um

meio maior é seu índice de refração.

Quando o raio refratado se aproxima da normal, dizemos que a luz entrou

em um meio mais refringente. Quando se afasta da normal, entrou em um meio

menos refringente.

Várias vezes dizemos que o índice de refração também depende da cor da

luz que se refrata. Isso tem algumas consequências, que apresentaremos a seguir,

através de um exemplo. A figura 2.5 mostra a luz solar ou branca incidindo sobre um

prisma triangular de vidro, mas ao sair, do outro lado, está separada em várias cores

(na realidade, não há uma passagem brusca de uma cor para outra, como no desenho,

mas sim contínua e gradual).

Figura 2.5. Fenômeno de dispersão da luz

A luz branca parece ser a mais simples, mas é, pelo contrário, formada por

luzes de várias cores combinadas. Ao passar pelo prisma de vidro, a pequena

diferença no índice de refração de cada cor faz com que cada raio se desvie em

ângulos diferentes. A violeta corresponde o maior desvio e, portanto, o maior índice

de refração. O menor desvio ocorre para o vermelho. Se fizermos uma cor, ou seja,

uma região estreita do feixe colorido, incidir sobre outro prisma, não ocorre nova

separação em outras cores. A dependência entre índice de refração e cor é

denominada dispersão, esse fenômeno é responsável, também, pela formação do

arco-íris.

31

Um fenômeno interessante, denominado reflexão interna total, ocorre quando

a luz passa de um meio mais refringente (maior índice de refração) para um meio

menos refringente (menor índice de refração). Vamos utilizar como exemplo a luz que

sai do fundo de uma piscina e atinge o olho de um observador fora da piscina.

Figura 2.6. Reflexão total de uma luz no fundo de uma piscina

A origem deste fenômeno está no fato da luz se afastar da normal quando sai

da água para o ar. Sabemos que o ângulo de afastamento da normal é máximo para

um ângulo de refração de 90o, correspondendo de acordo com a lei de Snell a um

ângulo de incidência limite θL. Com isso, para ângulos de incidência maiores que o

ângulo limite, não ocorre refração, a luz é refletida na superfície e volta ao meio de

incidência. Uma lâmpada no fundo de uma piscina, durante a noite, ilumina com maior

intensidade apenas um círculo em sua superfície, caracterizando a reflexão interna

total. O restante da piscina é iluminado pela reflexão. Discuta com seus colegas de

grupo esta situação. O fenômeno também explica o “desaparecimento” de uma moeda

no fundo da piscina para um observador, enquanto a mesma é visível para um

segundo observador próximo. Em um prisma também verificamos este fenômeno.

Questões

1)Um raio luminoso incide perpendicularmente sobre um espelho plano, conforme a

figura abaixo. Portanto, esse raio:

32

a) é absorvido pelo espelho.

b) é refratado perpendicularmente ao espelho.

c) é refratado rasante ao espelho.

d) é refletido perpendicularmente ao espelho.

2) O índice de refração absoluto de um material:

a) relaciona-se à velocidade de propagação da radiação monocromática no material e à velocidade da luz no vácuo.

b) não dependo da estrutura atômica do material, mas depende da velocidade da radiação monocromática no vácuo.

c) independe da frequência da radiação incidente no material e assume valores sempre positivos.

d) depende do comprimento de onda da radiação incidente no material e assume valores sempre menores que a unidade

3) Um raio de luz passa do vácuo, onde sua velocidade é 3.108 m/s, para um líquido,

onde a velocidade passa a ser 2,4 . 108 m/s. O índice de refração do líquido é:

a) 0,6 b) 1,25 c) 1, 5 d) 1,8

4) Observe a seguinte figura

Podemos afirmar que:

a) o índice de refração do meio B é metade do índice de refração do meio A.

b) o meio A é menos refringente que o meio B.

c) a velocidade de propagação da luz no meio A é o dobro que a velocidade da luz no meio B.

d) o índice de refração do meio A é maior do que o do meio B.

33


Tema: Formação de imagens

3.1 Introdução

Podemos considerar um espelho qualquer superfície que reflita

especularmente a luz. Ao fazer isso, ele permite que os raios luminosos que refletiram

em algum objeto possam atingir nossos olhos, permitindo que os visualizemos.

Quando a superfície refletora é bem plana e polida, a luz incidente muda de

direção, mas se mantem ordenada. Isto, que acontece quando vemos nossa imagem

refletida, é chamado reflexão regular. Quando a superfície é irregular, rugosa, a luz

volta de maneira desordenada; então temos uma reflexão difusa. Neste caso, em vez

de vermos nossa imagem, vemos o objeto.

Provavelmente você viu em algum local ou em meios de comunicações

espelhos que “deixam” as pessoas mais magras ou mais gordas, mais altas ou mais

baixas. Isso acontece porque nem todos os espelhos são iguais, muito menos as

imagens geradas por ele.

3.2 Formação de imagens em espelhos planos

A seguir estudaremos as imagens formadas em espelhos planos e alguns

casos utilizando arranjos de espelhos.

Os espelhos planos são aqueles que não possuem nenhum ângulo de

inclinação e todas as imagens produzidas por ele são iguais ao objeto. Vamos

observar geometricamente na figura 3.1, analisando os raios que se iniciam no ponto

A e chegam aos pontos B e B1: o ângulo D dos triângulos ADB e BDC é reto e os

ângulos ABD e DBC são congruentes pela Lei de Reflexão. Sendo o lado DB

pertencente aos dois triângulos, consequentemente os lados AD e DC têm a mesma

medida. Podemos afirmar que o objeto e imagem estão a mesma distância do espelho

plano, de lados opostos e que ambos possuem a mesma dimensão.

34

Figura 3.1 - Imagem formada no espelho plano.

A figura a seguir representa um objeto colocado de frente a um espelho plano,

nota-se que a imagem formada é igual ao objeto, o que vamos discutir é como que se

ocorre essa formação da imagem seguindo do princípio de observar os raios de luz

incidente e refletido no espelho.

Figura 3.2. Imagem formada no espelho plano Fonte: elaborado pelo autor.

A imagem obtida em um espelho plano possui as seguintes características:

É virtual, parece formar-se atrás do espelho;

É direita e do mesmo tamanho do objeto;

Forma-se à mesma distância do espelho que o objeto;

Simétrica do objeto em relação ao espelho.

35

3.3 Imagens entre espelhos planos

A associação de espelhos planos acontece quando a luz refletida por um

espelho 1 E1 atinge um segundo espelho 2 E2, formando assim uma combinação de

imagens refletidas.

Podemos ter dois tipos de associação.

1) Associação em paralelo

O número de imagens do objeto colocado entre os espelhos, formadas nos

espelhos é infinita. Cada imagem formada gera uma outra fazendo assim o papel de

objeto e assim sucessivamente.

A figura 3.3 nos mostra esse caso particular em que os espelhos são dispostos

paralelamente.

Figura 3.3.Formação de imagens em espelhos paralelos

A imagem formada de F em relação ao espelho E é o ponto I1. Essa imagem

passa a ser o objeto para o espelho E’, produzindo então a imagem I2, a qual vai ser

o objeto para o espelho E, e assim por diante. Da mesma forma, a imagem de F em

relação ao espelho E’ é o ponto I3, o qual funcionará como objeto para E, produzindo

a imagem I4, e assim por diante. Desse modo, são formadas infinitas imagens, como

podemos ver na figura 3.4.

36

Figura 3.4. Infinitas imagens formadas entre dois espelhos paralelos

Nos cabeleireiros é habitual encontrar dois espelhos colocados um em frente

ao outro, o que permite obter imagens semelhantes a estas. Da próxima vez que for

ao cabeleireiro não esqueça de reparar esse fenômeno.

2) Associação angular

Quando dois espelhos planos são associados formando um determinado

ângulo entre si, e um objeto é colocado entre eles, os raios de luz provenientes do

objeto refletem várias vezes nos dois espelhos, formando várias imagens. Nesse

caso, a imagem virtual gerada por um espelho serve como objeto para o outro espelho.

Vejamos a figura 3.5 em que dois espelhos planos estão dispostos de modo a formar

um ângulo reto, ou seja, um ângulo de 90º entre eles.

Figura 3.5.Representam um esquema de formação de 3 imagens do objeto

37

Podemos observar que cada espelho formará uma imagem do objeto (I1 e I2),

além de uma imagem da imagem formada pelo outro espelho. Esta última imagem é

formada no mesmo ponto por ambos os espelhos (I12). O número total de imagens

formadas por este conjunto de espelhos é 3.

O número de imagens fornecidas por dois espelhos planos, inclinados entre

si, relativamente a um objeto colocado entre eles, depende de três fatores:

a) do valor do ângulo diedro que os espelhos formam entre si;

b) do lugar que o objeto ocupa no campo limitado pelos espelhos;

c) do lugar onde o observador se coloca para observar as imagens.

Considere α como sendo o ângulo formado por dois espelhos planos com as

superfícies refletoras. A quantidade de imagens formadas por um ponto objeto P,

colocado entre os dois espelhos, pode ser determinada pela equação:

(3)

Onde:

N = número de imagens

O ângulo α deve ser expresso em graus.

Quando a expressão 360º/α for um número par, o ponto objeto P poderá

assumir qualquer posição entre os dois espelhos.

Se a expressão 360º/α for um número ímpar, o ponto objeto P, deverá ser

posicionado no plano bissetor de α.

Figura 3.6. Imagens formadas por um objeto entre espelhos planos Fonte: elaborado pelo autor.

38

3.4 Outras utilizações dos espelhos

Atualmente o espelho é um objeto presente em nosso cotidiano e utilizado

para as mais diversas finalidades, tais como enfeites em casas e lojas, retrovisores

em automóveis, peças de telescópios e em usinas solares para produção de energia

elétrica.

Figura 3.7. Espelho de um banheiro. Figura 3.8. Espelho retrovisor de um carro. Fonte: elaborado pelo autor. Fonte: elaborado pelo autor.

Os espelhos são ainda utilizados na construção de Periscópios. Um

Periscópio permite-nos ver para além de um obstáculo, fornecendo-nos uma imagem

de um nível superior (ou inferior) aquele em que nos encontramos. Os submarinos

encontram-se equipados com periscópios. Com este equipamento, e estando

submersos, conseguem detectar navios na superfície da água.

Figura 3.9. Periscópio é um objeto que possui espelhos

paralelos em um ângulo de 45º

39

Questões

1.Um espelho plano fornece uma imagem de um objeto real:

a) real e direita. b) real e invertida. c) virtual e invertida. d) real e menor. e) virtual e direita.

2. Observando as imagens formadas por dois espelhos planos de um objeto entre eles

colocado, Carlos verifica que, para determinado ângulo, formam-se 5 imagens,

entretanto, fazendo variar o ângulo entre os espelhos, o número de imagens diminui.

Pode-se concluir que:

a) o ângulo era inicialmente de 60°, e o ângulo entre os espelhos estava aumentando.

b) o ângulo era inicialmente de 30°, e o ângulo entre os espelhos estava aumentando.

c) o ângulo era inicialmente de 60°, e o ângulo entre os espelhos estava diminuindo.

d) o ângulo era inicialmente de 72°, e o ângulo entre os espelhos estava diminuindo.

e) o ângulo era inicialmente de 72°, e o ângulo entre os espelhos estava aumentando.

3. A figura F indica um ladrilho coloca do perpendicularmente a dois espelhos que

formam um ângulo reto. Assinale a alternativa que corres ponde às três imagens

formadas pelos espelhos.

40

4. 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) 10°

b) 25°

c) 30°

d) 45°

e) 60°

41

2.2 Slides

É comum a utilização de slides ou apresentações em multimídia utilizando o

Datashow como forma de dinamizar a aula e despertar o interesse do aluno. Várias pesquisas

têm sido realizadas nos últimos anos para a verificação da eficácia e da efetividade do uso

dessas novas tecnologias.

Estudos realizados apontam efeitos positivos na utilização de softwares de

apresentação (slidewares) no processo ensino aprendizagem, tendo em vista que é fundamental

ao professor que mantenha a atenção ao texto, recursos visuais e o design do slide. Aponta

MAYER (2001), que as pessoas aprendem melhor quando as mensagens multimídia são

projetadas de maneira consistente.

Toda e qualquer tecnologia que possui potencialidades e características de

comunicação e manipulação de informações, parece adequar-se perfeitamente as atividades

ligadas à educação, na medida em que o ato de ensinar e aprender consiste, sobretudo, em uma

relação de comunicação por excelência ASSIS (2002).

Diante do avanço tecnológico que vivenciamos é imprescindível que a escola e a

academia como instrumentos formadores do cidadão, estejam capazes de integrar essas

tecnologias em sala de aula. O educador vem inovando e adotando novas formas de ensinar, a

sala de aula passou a ter novos recursos e o uso do giz e da lousa deixaram de serem os únicos

recursos existentes.

No contexto acadêmico o uso adequado de apresentações multimídia (com o uso do

programa PowerPoint), com imagem, animações e de som, como instrumentos de apoio ao

ensino.

De acordo com ASSIS (2002), o aprendizado com auxílio de recursos

computadorizados tem sido empregado com êxito, tanto no Brasil como no exterior, a utilização

do multimídia vem ajudando alunos e professores a tornarem o aprendizado mais fácil, rápido

e eficiente.

Desta forma, o slide deve ser utilizado para enriquecer o processo educacional e não

como um artefato para a substituição do professor. Pensando nos efeitos positivos do uso de

slides para auxílio nas aulas, foi produzido um slide para cada aula, no intuito de demonstrar

42

imagens importantes contidas nas tarefas de leitura, na figura a seguir é colocada uma prévia

com alguns tópicos dos slides.

Figura 03. Apresentação dos slides com os temas propostos.

Fonte: elaborado pelo autor.

2.3 Experimentos

A utilização de experimentos nas salas aula possibilita que os alunos investiguem,

questionem e observem, tirando suas conclusões e proporcionando uma melhor compreensão

dos fenômenos físicos.

Fagundes (2007) tenta mostrar que a experimentação pode ser um meio, uma estratégia

para aquilo que se deseja aprender ou formar, e não o fim, desmistificando a perspectiva errônea

na qual se pensa que após o professor passar uma informação teórica basta propor aos seus

alunos um experimento para demonstrar o que foi dito.

Segundo Carvalho (2007), aulas que utilizem experimentos didáticos necessitam de

planejamento para que a aplicação do recurso tenha significado, ou seja, o professor deve saber

quando e como inserir os experimentos didáticos na sala de aula, assim como em que tipo de

abordagem o experimento será utilizado, ou seja, demonstrativo ou investigativo, mas sempre

com foco na problematização do conteúdo que se queira ensinar.

43

O kit utilizado é composto por uma bancada e uma câmara escura dedicada ao

experimento do “Fantasma de Pepper”. A bancada foi construída em MDF (fibras de madeira

aglutinadas com resinas sintéticas) de tamanho 600 x 150 mm e no centro tem-se um disco

giratório (150 mm de raio e com transferidor) que pode ser removido, a depender do

experimento que se queira realizar.

A bancada serve de suporte para uma fonte de luz lazer (laser pointer), dois espelhos

planos de 200 x 400 mm e duas lentes de vidro biconvexas cujo fator de ampliação é de três

vezes. A câmara escura também foi fabricada em MDF, em forma de L, com quatro lâmpadas

de led e uma lâmina de vidro com dimensões (150 x 200 x 2) mm. O kit completo é ilustrado

nas figuras 04(a) e 04(b).

(a) (b)

Figura 04: Visualização do kit experimental. Em (a) vê-se a bancada óptica com a base giratória

(goniômetro) no centro. Em (b), vê-se a câmara escura para a realização do experimento do “Fantasma

de Pepper”.Fonte: elaborado pelo autor.

A utilização do kit experimental permite o estudo de vários fenômenos ópticos, a

começar pela propagação retilínea da luz e a definição do conceito de feixe de luz.

Como é mostrado na figura 05, utilizando um borrifador de água sobre o feixe é

possível visualizar sua característica retilínea.

44

Figura 05: Representação do raio de luz retilíneo na bancada óptica.


A lei da reflexão é facilmente demonstrada com uso o aparato, conforme ilustra a

figura 06, onde na projeção do lazer sobre o espelho podemos destacar o raio incidente e o raio

refletido.

(a) (b)

Figura 06: Demonstração experimental da lei de reflexão utilizando a bancada óptica.


Outro tema que pode ser discutido é a formação de imagens em espelhos planos onde a

variação do ângulo entre dois espelhos altera o número de imagens formadas, conforme ilustram

as figuras 07.

45

Figura 07: Banco óptico com formação de imagem entre espelhos planos


Na formação de imagem entre dois espelhos planos, o número de imagens está

relacionado ao ângulo entre os espelhos seguindo uma relação matemática que definem o

número de imagens visualizadas. Na figura 07 apresenta algumas demonstrações para ângulos

que se se tenha números de imagens exatas. Com a utilização do kit o professor tem a liberdade

de trabalhar com o experimento apresentado as imagens assim como na figura 07 e construir a

relação matemática.

46

2.4 Flashcards (cartões de resposta)

Durante a aplicação do método usualmente a votação é realizada por meio de algum

sistema de resposta como flashcards (cartões de resposta) ou clickers, espécie de controles

remotos individuais que se comunicam por radiofrequência com o computador do professor,

isso para escolas que possuam computadores e que possam ser instalados programas que

facilitam a mostrar e contabilizar as alternativa e os números de acertos e erros, porém nem

todas as escolas possuem essas ferramentas em condições de uso.

Para este trabalho, foram confeccionados cartões com alternativas A, B, C e D, para

votação da alternativa das questões conceituais o uso desses cartões fica a critério dos recursos

digitais disponíveis na escola.

Figura 08: Flashcards (cartões de resposta) confeccionados


Os cartões foram distribuídos para os alunos e no término da leitura da questão, os

estudantes votavam escolhendo assim a alternativa que consideram correta.

Com uso dos flashcards a votação teve ter um planejamento sobre a questão de que

momento votar, ou seja, assim que o professor orientar é importante que todos votem ao mesmo

tempo, para que não corra o risco de alguns estudantes ter como base a resposta do colega.

47

3.PROCEDIMENTOS E APLICAÇÕES EM SALA DE AULA

A metodologia adotada se baseia na aplicação do uso integrado dos métodos Ensino

sob Medida (EsM) e Instrução pelos Colegas (IpC), em uma turma de segundo ano, com 35

alunos, do Colégio Estadual Luís Eduardo Magalhaes conhecido por (Colégio Modelo) da Rede

Estadual de Ensino no Estado da Bahia na cidade de Bom Jesus da Lapa.

As etapas de aplicação tiveram procedimentos semelhantes, pois o intuito dessas

aplicações foram a utilização de métodos ativos em aulas de Física, para o ensino de temas de

óptica geométrica.

As etapas consistem em vários momentos sendo um deles o da entrega do material

para leitura prévia dos estudantes, que é chamado de Tarefa de Leitura ele foi confeccionado

para os estudantes chegarem na sala já sabendo qual conteúdo será abordado durante a aula e o

professor, com base nos questionários respondidos, possa preparar a aula de acordo com o nível

dos estudantes. As respostas das questões da Tarefa de Leitura servem como diagnóstico do

nível de conhecimento dos estudantes sendo assim a exposição e as questões conceituais para

a votação são planejadas e escolhidas. Partindo dessas informações, esse material é entregue

antes da aula, para este trabalho as (TL) foram entregues com uma semana de antecedência.

O outro momento consiste em uma exposição oral com o uso de slides e de

experimentos, o uso dos slides consiste em destacar informações e imagens importantes

contidas nas tarefas de leitura, fazendo que os slides sejam um auxílio para a explanação. A

utilização de experimentos traz um significado aos conceitos e explicações do conteúdo, porém

o uso de experimentos na sala de aula na rede pública estadual não é comum, pois a maioria

das escolas não possuem laboratórios e nem experimentos que possam ser utilizados nas aulas

de Física, Química e Biologia, ficando ao critério dos docentes desenvolver essas atividades.

Após a exposição são colocadas questões conceituais para que os estudantes possam

escolher, a votação pode ser realizada de diversas formas: de forma manual, com o levantar os

dedos dos alunos, com respostas do tipo Sim ou Não, ou com o auxílio de flashcards (cartões

de resposta). Ela pode ainda ser feita de forma automática, com o auxílio do clicker que vai

depender dos materiais disponíveis. No caso do Colégio por não possuir laboratório de

informática funcionando, foram utilizados os flashcards (cartões de resposta).

48

As questões conceituais colocadas para votação foram criadas, selecionadas de

vestibulares ou adaptadas desses processos seletivos com o intuito de atender os resultados de

aprendizagem esperados relacionados o objetivo era de apresentar questões que abordassem de

uma forma geral os conteúdos discutidos nas tarefas de leituras e que foram explanados na aula.

Sendo que utilizadas nas etapas foram retiradas de materiais da internet, algumas foram

adaptadas para o propósito do trabalho e suas fontes são citadas nas referências.

Durante o período de votação, espera-se do aluno uma reflexão sobre o tema abordado,

uma análise das possíveis alternativas e a escolha da alternativa que considerar correta. Após

finalizar o tempo de votação, o docente recolhe e analisa as respostas dos alunos, sem informar

qual a resposta correta. Ele então decide qual o seguimento que dará a aula com base nos índices

de acerto.

Após a aplicação de cada etapa, os estudantes ficaram um pouco surpresos com a nova

metodologia, por ser uma aula considerada por eles diferentes.

A seguir temos a descrição das 3 etapas de aplicação utilizando os métodos discutidos

anteriormente.

Como o colégio não possuía uma plataforma eletrônica para a realização das tarefas

online e muitos alunos tinham dificuldades em acessar a internet, as tarefas questionários foram

impressos e entregues aos estudantes.

1ª ETAPA DE APLICAÇÃO

.

Durante a primeira aplicação na qual o tema abordado foi: A Natureza e princípios de

propagação da luz. A apresentou-se conhecimentos que foram colocados nas tarefas de leitura

(TL) utilizando os slides elaborados. Até o momento da explanação os estudantes não se

entusiasmaram devido a prática comum desse recurso didático. Com o uso de experimentos

didáticos para demonstração de fenômenos de óptica relacionado ao tema foi possível observar

como estavam atentos.

49

Figura 09: Demonstração experimental da propagação da luz.

Durante a demonstração foi possível a apresentação de fenômenos citados nos slides,

como a propagação retilínea da luz e os tipos de meios transparentes, translúcidos e opacos,

destacando como ocorre a propagação da luz, os princípios de propagação, e como se classifica

os tipos de meios de acordo com a passagem da luz através desses materiais, para demonstração

desses experimentos foram utilizados materiais com apontador lazer, borrifador de água e

matérias como papel oficio, vidro e madeira.

Em seguida foram apresentadas questões conceituais de múltipla escolha e iniciada a

etapa de votação dos alunos.

A primeira questão a ser apresentada na primeira etapa, a questão busca a compreensão

dos princípios de propagação da luz, Princípio da reversibilidade dos raios de luz.

50

Figura 10: Questão conceitual 1 utilizada na 1ª etapa.

Fonte: http://moodledefisica.blogspot.com.br/2015/03/exercicios-optica.html

Após a apresentação da questão conceitual 1, que foi utilizada para iniciar a parte de

votação da primeira etapa, a mesma foi usada para testar e orientar os estudantes de como seria

a escolha, pois a questão já era conhecida devido a mesma estar na Tarefa de Leitura.

Como a porcentagem de estudantes que escolheram a alternativa correta a letra “c”

foi superior a 70%, logo após a questão ser respondida pelos estudantes, foi comentada sobre a

parte conceitual envolvida na questão sobre a reversibilidade da luz e sobre o campo visual dos

espelhos planos.

Passando para a próxima questão conceitual 2 da primeira etapa, foi projetada a seguir

para a segunda votação. A questão busca a compreensão dos princípios de propagação da luz.

Assim os estudantes teriam que lembrar do Princípio da independência dos raios de luz, que os

raios de luz de um feixe são independentes. Isto é, se um raio luminoso intercepta o outro, ele

segue seu caminho como se nada tivesse acontecido.

51


Fonte: (EFOA-MG/adaptada)

Na escolha da alternativa correta da questão conceitual 2, os estudantes demoram um

pouco mais que na primeira e alguns ficaram na dúvida, mas conseguiram responder

corretamente. Como a porcentagem de estudantes que escolheram a alternativa correta a letra

“d” foi superior a 70%, logo após foi comentada sobre a parte conceitual envolvida.

Passando para a próxima questão conceitual 3 da primeira etapa, foi projetada uma

questão que aborda conceitos de fontes de luz e como ocorre a propagação da luz, o estudante

além de analisar o feixe de luz o mesmo deveria observar o sentido da propagação e porque

conseguimos ver os objetos. Esta questão foi utilizada em vestibular promovido pela UFMG.

52


Fonte:UFMG

Na escolha da alternativa correta da questão conceitual 3, os estudantes ficaram

confusos. Apenas 50% acertaram, alguns ficaram na dúvida, mas acabaram respondendo

errado, pois ficaram divididos entre as outras alternativas as erradas. A questão foi aberta para

ser discutida entre os colegas que estavam sentados ao lado. Em poucos minutos convergiram

para a alternativa correta a letra “a”, sendo assim a porcentagem de estudantes que acertaram

chegou a 100%.

53


Durante a segunda aplicação na qual o tema abordado foi: Reflexão e refração da luz.

Durante a demonstração foi possível a apresentação de fenômenos citados nos slides, sobre os

princípios de Reflexão e de Refração, destacando as diferenças entre esses fenômenos e como

cada um acontece.

Para demonstração do fenômeno de refração foi utilizado um dos equipamentos do kit

experimental, a prática realizada consiste na incidência da luz de um lazer no espelho na qual

fica marcado no transferidor o ângulo de reflexão. Esse experimento enfatiza a Lei da reflexão

da luz.

Após a demonstração foi projetada questão conceitual na qual o objetivo foi

reconhecer as leis e fenômenos de reflexão da luz.



54

Após a apresentação da questão conceitual 1, que foi utilizada para iniciar a parte de

votação da primeira etapa, por se tratar de uma questão teórica, foi detectado uma certa

facilidade dos estudantes.

Assim a porcentagem de estudantes que escolheram a alternativa correta a letra “b”

foi superior a 70%, logo após foi comentada sobre a parte conceitual envolvida na questão,

sobre reflexão regular e difusa.

A questão conceitual 2 aborda o fenômeno de reflexão de um raio de luz sobre o

espelho inclinado.



Essa questão deixou os estudantes confusos, pois os mesmos não tiveram uma base

em Geometria, sendo assim apenas 50%, acertaram a resposta correta letra “d”. Assim foi

necessário deixar com que eles discutissem sobre a alternativa que os mesmos achavam correta.

Entretanto foi preciso uma intervenção, para resgatar o conceito de raio incidente e raio

refletido. Após a discussão desses conceitos foi possível perceber que já havia uma maioria

55

com o entendimento da questão. Sendo assim foi aberto uma votação e foi possível uma

quantidade superior a 70% de acerto.

Após o termino da votação foi explicado a alternativa correta revisando conceitos de

ângulos entre os raios.

A questão conceitual 3 teve como objetivo a aplicação da lei de Snell da refração. O

intuito era que os estudantes encontrassem o índice de refração do meio B citado na questão, e

relacionassem o desvio do raio com o índice do meio.



Para essa questão foi deixado um tempo para que os estudantes pudessem realizar o

cálculo e logo após realizar a votação. Foi possível alcançar os 70 %, sendo assim a questão foi

discutida, abordando pontos como a mudança de ângulo com a normal podendo ser discutido o

desvio do raio de um meio para o outro.

56


Durante a segunda aplicação na qual o tema abordado foi: Formação de imagens,

durante a demonstração foi possível a apresentação de fenômenos citados nos slides, sobre

a formação de imagens em espelhos planos.

Durante essa aula foi possível fazer a demonstração de experimentos que ajudaram

a explicar a formação de imagem em espelhos planos e entre espelhos planos, relacionando-

os com as práticas diárias do uso de espelhos.

Em seguida foram apresentadas questões conceituais de múltipla escolha e iniciada a

etapa de votação dos alunos.

A primeira questão conceitual de formação de imagem, tem como objetivo enfatizar o

aumento do número de imagens quando o objeto é colocado entre espelhos planos formando

um ângulo em si.



57

O intuito dessa questão é que os estudantes relacionassem o número de imagens com

o ângulo de abertura entre os espelhos.

Para essa questão foi deixado um tempo para que os estudantes pudessem realizar o

cálculo e logo após realizar a votação. Foi possível alcançar os 70 %, sendo assim a questão foi

discutida, abordando o cálculo necessário para a resolução.

A questão conceitual 2 aborda o comportamento do raio de luz entre espelhos planos,

o objetivo dessa questão é foi enfatizar o fenômeno de reflexão, e com ele a base de como se

forma a imagem e também a utilização da geometria.



Assim que apresentada a questão os estudantes iniciaram o esboço utilizando os

materiais como lápis, régua e o caderno para esquematizar a trajetórias dos raios de luz e

chegaram assim em um percentual de 70 %. A questão foi discutida, abordando o cálculo

necessário para a resolução e passando para próxima.

58

A questão conceitual 3 teve como objetivo a caracterização de imagem e como a

mesma é formada.



A questão foi apresentada, alcançando assim um percentual de acertos de 50%, da letra

“d”, sendo assim eles iniciaram a discussão em grupos sobre a alternativa que os mesmos

achavam correta. Logo após a votação foi iniciada alcançando assim uma quantidade superior

a 70% de acertos.

59

4. CONSIDERÇÕES FINAS

A proposta de ensino de Física aqui apresentada busca contribuir para a aprendizagem

do aluno mediante uma forma mais atrativa de abordagem da Física em sala de aula e que os

estudantes levem como uma forma de aprendizado para a vida.

Acredita-se que, dentro desta estrutura educacional brasileira pouco acessível, a

mudança de atitude do professor em relação ao ensino de Física, embora difícil, ainda é a que

apresenta maiores possibilidades de acontecer, pois ela está ao alcance de todo educador.

Por outro lado, embora a utilização, pelo professor, de ações pedagógicas adequadas

no ensino de Física contribua favoravelmente para a aprendizagem dos estudantes, somos

levados a acreditar que uma metodologia aplicada em sala de aula, por melhor que seja não

garantirá, por si só, a aprendizagem. Ela deverá ser acompanhada pela competência do professor

e pela consciência e vontade dos estudantes em querer aprender.

Neste trabalho, apresentamos nossa experiência didática com o uso combinado dos

métodos Ensino sob Medida e Instrução pelos Colegas. Consideramos que tenha sido uma

experiência bem-sucedida na medida em que os alunos demonstraram: envolvimento nas

atividades didáticas que foram propostas e motivação para aprender.

O uso dos métodos Instrução pelos Colegas (IpC) e o Ensino sob Medida (EsM),

conseguiu despertar nos estudantes entusiasmo de participar das aulas de Física, fazendo com

que houvesse a participação dos mesmos, diferente do que acontece no cotidiano dos mesmos.

A ideia inicialmente deixou os estudantes surpresos até que a primeira aplicação,

porém assim que compreenderam o propósito da proposta de ensino. A repercussão foi tão

positiva entre os alunos, que passaram a questionar porque esses métodos não são usados

também em outras disciplinas. Outros professores da Instituição mostraram interesse em utilizar

esses métodos.

60

No caso de realidades escolares economicamente menos favorecidas, alternativas

precisam ser buscadas, como disponibilizar o laboratório de informática para que os alunos

possam realizar o estudo prévio e responder às questões Tarefas de Leitura, ou mesmo planejar

a entrega impressa de materiais, ou seja, é necessária adaptação do uso do método como foi

realizado no trabalho, e também as tarefas de Leituras podem ser pensadas como capítulos do

livro didático adotado.

As metodologias ativas concebem ao Ensino de Física e também para outras disciplinas

como maneira de mostrar caminhos para a autonomia, a autodeterminação do aluno, pessoal e

social. Então, elas são indispensáveis para o desenvolvimento da consciência crítica, com o

propósito de modificar a realidade, sendo uma alternativa para aulas na qual o professor não

seja apenas expositor de ideias e os estudantes participem ativamente da aula. Assim, a

motivação do estudante passa a ser o ponto central de todo o processo de ensino-aprendizagem

e os mesmos possam expressar suas ideias demostrando assim seu conhecimento, facilitando

para o professor detectar aqueles que não acompanharam ou não entenderam o conteúdo ou

tema trabalhado.

Sem entrar no mérito de ser esta ou aquela a melhor forma de ensinar, o que se pode

afirmar com segurança é que a metodologia mais adequada para o ensino de Física não é aquela

que está baseada unicamente na informação verbal e que requer do aluno apenas o exercício de

operações abstratas ou da memorização repetitiva. A abstração, na construção dos modelos

teóricos de Física, é importante e necessária, mas, para que ela se efetive com maior

significação, o fenômeno físico deverá ser também trabalhado em seus aspectos práticos, de

modo a envolver plenamente o estudante.

Acredito que a valorização da criatividade e da inovação, através das ações e temas

propostos neste trabalho possa criar um clima mais favorável à inovação nas escolas e ao

desenvolvimento pleno de nossos alunos e, por conseguinte, de nossa sociedade como um todo.

61

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Maio 2015.

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sala de aula – um estudo exploratório. Investigações em Ensino de Ciências, n.11, v.3, 2006.

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http://lattes.cnpq.br/6446642183606619



64

6. ANEXOS

Cartões

Para a confecção dos cartões foram utilizados os seguintes materiais:

Palitos de madeira;

Papel cartão;

Papel de ofício;

Cola.

Primeiramente foram confeccionadas as letras utilizando o programa Word como

mostra a imagem.

Para montar os cartões, as letras foram impressas e coladas com os recortes feitos de

papel cartão colorido.

65

Depois de colar os papeis com as letras no papel cartão é colocado os palitos de

madeira.

66

Aparatos experimentais

Para realizar os experimentos foram construídos os aparatos mostrados na figura.

Os materiais utilizados para a confecção foram:

MDF (fibras de madeira aglutinadas com resinas sintéticas) de tamanho (600

x 150) mm;

Disco giratório de MDF de 150 mm de raio;

Pedaço de MDF retangular (30 x 150 )mm;

Anel de ferrolho aço;

Transferidor impresso em papel adesivo;

Laser point;

1 Parafuso vetor 2’’;

2 parafusos vetor 1’’;

2 espelhos planos de (200 x 400) mm;

4 lanternas de led;

1 pedaço de vidro com dimensões (150 x 200 x 2) mm.

2 lentes de vidro biconvexas cujo fator de ampliação 3x.

2 bonecos;

Tinta preta;

2 pedaços de MDF em formato de L:

67

2 pedaços de MDF retangulares:



68

Montagem

Para montar a bancada utilizamos a MDF de tamanho (600 x 150) mm colocando o

disco giratório de MDF no centro e parafusa utilizando o parafuso de 2”, cole o transferidor no

disco. Na extremidade coloque o pedaço de MDF retangular (30 x 150) mm.

Parafuse o Laser point utilizando o ferrolho e os dois parafusos de 1” sobre o MDF

que foi colocado na extremidade.

A bancada serve de suporte para uma fonte de luz lazer (laser pointer).

Para montagem da câmara escura, foi feita a colagem dos pedaços de MDF, depois

pinte a parte de dentro com tinta preta e coloque o vidro na diagonal como mostra a imagem

abaixo.

A câmara escura permite a criação de dois compartimentos onde objetos diferentes são

posicionados estrategicamente em relação à lâmina de vidro, que forma um ângulo de 45º com

as paredes externas.

69

Faça quatro furos e encaixe as lanternas de led nos furos e tampe a câmara.

Para a confecção do kit de óptica o custo total foi de aproximadamente R$ 200,00.

Planos de aula

PLANO DE AULA - 1

ESCOLA: Colégio Modelo Luís Eduardo Magalhães

PROFESSOR: Elton Araújo dos Santos

DISCIPLINA: Física SÉRIE:2ª NÍVEL: Ensino Médio

CONTEÚDO

TEMA 1

Óptica geométrica: Natureza e princípios de propagação da luz

70

OBJETIVOS

GERAL:

Compreender os fenômenos de óptica e o princípios de propagação.

ESPECÍFICOS

Iniciar o estudo da óptica, conhecendo a relação entre luz e o processo de visão;

Relacionar os fenômenos ópticos estudados com acontecimentos do cotidiano;

Identificar os tipos de fontes de luz;

Diferencias os meios de propagação da luz;

Aprender o conceito de luz e suas aplicações.

METODOLOGIA

Exposição oral sobre os princípios e fenômenos de óptica geométrica;

Demonstração de experimento sobre a propagação da luz e tipos de meios;

Apresentação de questões conceituais sobre os conteúdos trabalhados;

Participação dos alunos para votação das respostas dos testes conceituais;

AVALIAÇÃO

71

Durante a aula será avaliado o comportamento do estudante assim como a

participação do mesmo durante a aula.

REFERÊNCIAS

-RAMALHO JÚNIOR, Francisco; FERRARO, Nicolau Gilberto; SOARES, Paulo Antônio

de Toledo. Os Fundamentos da Física. 5. ed. São Paulo: Moderna, 1991. V.2.

-MORANELLI, Silvia. P. Notas de aula sobre Óptica para o Ensino Médio. Disponível em

< http://www.pauloroberto.eti.br/moranelli/fisica/Optica> acesso em 20 de agosto de 2016.

PLANO DE AULA - 2




CONTEÚDO

TEMA 2

Óptica geométrica: Reflexão e refração da luz

OBJETIVOS

GERAL:

Compreender os fenômenos de óptica e o princípios de reflexão e refração da luz em

diferentes meios.

72

ESPECÍFICOS

Iniciar o estudo da óptica, conhecendo o fenômeno de reflexão da luz;

Apresentar o fenômeno da reflexão, as suas aplicações no dia a dia e as leis que regem

esse fenômeno.

Identificar os tipos de reflexão em diferentes superfícies;

Identificar o comportamento da propagação da luz em meios distintos;

Apresentar o fenômeno da refração, as suas aplicações no dia a dia e as leis que regem

esse fenômeno.

METODOLOGIA

Apresentação aos alunos a primeira e segunda lei da reflexão, mostrando as

reflexões especular e difusa. Mostre aos alunos que a reflexão difusa também

obedece à segunda lei da reflexão

Exposição de exemplos cotidianos de fenômenos que são consequências do

fenômeno da refração da luz

Demonstração de experimentos de reflexão e refração;

Apresentação das leis da refração e dê ênfase a lei de Snell e Descartes.

Mostrando que quando a luz incide em um meio transparente e diferente, além

de poder sofrer uma refração, sofre também uma reflexão;



AVALIAÇÃO

73



REFERÊNCIAS

-RAMALHO JÚNIOR, Francisco; FERRARO, Nicolau Gilberto; SOARES, Paulo Antônio

de Toledo. Os Fundamentos da Física. 5. ed. São Paulo: Moderna, 1991. V.2

-Notas de aula sobre Óptica. Disponível em <

https://www.ucb.br/sites/100/118/Laboratorios/Otica/ReflexaoRefracao2.pdf > acesso em 7

de outubro de 2016.

PLANO DE AULA - 3




CONTEÚDO

TEMA 3

Óptica geométrica: Formação de imagens

OBJETIVOS

74

GERAL:

Compreender somo são formadas as imagens em espelhos planos.

ESPECÍFICOS:

Identificar propriedades e características da imagem de um objeto;

Observar propriedades básicas da reflexão num espelho plano;

Relacionar os fenômenos de formação de imagens com acontecimentos do cotidiano

em casa e em lugares comuns.

METODOLOGIA

Apresentação aos alunos as leis que regem a formação de imagens em espelhos

planos;

Demonstração de experimentos de formação de imagem em espelhos planos e

entre espelhos planos;



AVALIAÇÃO



75

REFERÊNCIAS

-MÁXIMO, A.; ALVARENGA, B. Curso de Física - Volume 2. 5ª ed. São Paulo:

Scipione, 2000.

-Notas de aula sobre Óptica. Disponível em < http://www.if.ufrj.br/~marta/int-fis/icf-mod1-

cap3.pdf> acesso em 12 de dezembro de 2016.

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UMA PROPOSTA DE AULA DE ÓPTICA PARA O ENSINO … · trabalho é apresentada uma proposta de aula de Óptica geométrica voltada ao ensino básico para que o professor possa utilizar