Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Instituto de Física Armando Dias Tavares

Departamento de Física Aplicada e Termodinâmica

Kim Silva Ramos

Ondas, cores e ‘’fotontáteis’’ de luz: um quadro tátil para o ensino de óptica

ondulatória para deficientes visuais

Rio de Janeiro

2019

Kim Silva Ramos

Ondas, cores e ‘‘fotontáteis’’ de luz: um quadro tátil para o ensino de óptica ondulatória

para deficientes visuais

Monografia apresentada como requisito parcial

para a obtenção do título de Licenciatura em

Física pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Orientadora: Profª Dra. Maria da Conceição de Almeida Barbosa-Lima

Rio de Janeiro

2019

FICHA CATALOGRÁFICA E AUTORIZAÇÃO

Kim Silva Ramos

Ondas, cores e ‘’fotontáteis’’ de luz: um quadro tátil para o ensino de óptica ondulatória

para deficientes visuais

Monografia apresentada como requisito parcial

para a obtenção do título de Licenciatura em

Física pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro.

Aprovada em:

Banca examinadora:

______________________________________

Profª Dra. Maria da Conceição de Almeida Barbosa-Lima (Orientadora)

Instituto de Física – UERJ

_____________________________________

Profª Dra. Giselle Castro Faur Catarino

Instituo de Física – UERJ

_____________________________________

Prof Dr. Frederico Alan Oliveira Cruz

Departamento de Física - UFRRJ

DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho às minhas avós, que ainda nos abrigam em seus braços como duas

imensas árvores de sempre fresca sombra, de flor e fruto, e também às suas receitas

maravilhosas, tão antigas como aprender a comer

AGRADECIMENTOS

EPÍGRAFE

No céu flutavam trapos

de nuvem – quatro farrapos:

do primeiro ao terceiro – gente:

o quarto – um camelo errante.

A ele, levado pelo instinto,

no caminho junta-se um quinto.

Do seio azul do céu, pé-ante

pé, se desgarra um elefante.

Um sexto salta – parece.

Susto: o grupo desaparece.

E em seu rasto agora se estafa

o sol – amarela girafa.

Vladímir Maiakovski

RESUMO

RAMOS, K. S.; Ondas, cores e ‘’fotontáteis’’ de luz: um quadro tátil para o ensino de óptica ondulatória para deficientes visuais. Monografia – Instituto de Física, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, 2019.

Neste trabalho sobre ensino de óptica ondulatória para pessoas com deficiências visuais elabora-se teórica e artistiticamente o quadro tátil intitulado ‘’Onda, cores e os ‘fontontáteis’ de luz’’ como material didático tátil a ser utilizado em aulas de física inclusivas. O objetivo é o de apresentar um modelo ondulatório e quântico para explicar a natureza da luz e das cores, a partir do fenômeno da dispersão da luz branca e na separação desta em bandas de cores. A metodologia da multissensorialidade é central na confecção desta tela pois para veicular as informações de forma tátil e visual, tanto do padrão periódico de onda como dos diferentes quantuns de radiação que compõem cada onda de cor, os fótons, texturiza-se a tela com granulados de diferentes dimensões, formas, e sequenciamentos. Além disso, se explora dimensionalmente as características ondulatórias, como comprimento de onda e frequência. A este modelo tátil dos fótons de luz chamou-se ‘’fotontáteis’’. Inicia-se a discussão com uma revisão teórica sobre o conceito de modelo para concluir sua importância epistemológica e fundamentação ontológica para o desenvolvimento da ciência como ferramenta didática para seu ensino, em seguida aborda-se o conceito neurocognitivo das imagens mentais, sua estrutura e sua função para atividade cerebral humana. Observa-se que pessoas com deficiências visuais as formam e manipulam de maneira muito semelhante aos normovisuais, notadamente pelo seu teor multissensorial e linguístico. Defende-se a possibilidade de pessoas cegas de nascimento poderem aprender conceitos relativos às cores sem nunca tê-las visto pois que estes são construídos não só por estímulos físicos ou somente justificado em estruturas psíquicas, mas também pelo seu teor sociocultural e linguístico, portanto acessível também à pessoas com deficiências visuais.

Palavras-chave: Ensino de óptica ondulatória para pessoas com deficiências visuais.Multissensorialidade. Modelo e imagem mental. Fotontátil de luz.

VERSO DO RESUMO

ABSTRACT

RAMOS, K. S.; Waves, colours and the light‘’photontactiles’’: a tactile painting for teaching of wave optics for the visually impaired. Monografia – Instituto de Física, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, 2019.

In this work on teaching of wave optics for people with visual deficiencies, the tactile painting ‘’Waves, colours and the light‘’photontactiles’’ is developed theoretically and artistically as a tactile didactic material to be used in inclusive physics classes. The objective is to present the wave and quantum models to explain the nature of light and colors, from the phenomenon of white light scattering and its separation in color bands. The methodology of multisensoriality is central in the making of this screen because to convey tactile and visual informations, both the periodic wave pattern and the different quantums of radiation that make up each wave of color, the photons, the screen is textured with granules of different dimensions, shapes, and sequencing. In addition, we explore dimensionally the wave characteristics, such as wavelength and frequency. This tactile model of photons of light is called "photontactile". The discussion begins with a theoretical revision on the concept of model to conclude its epistemological and ontological importance both for science and for its teaching, then it is approached the neurocognitive concept of the mental images, its structure and its function for cerebral activity human. It is observed that people with visual deficiencies form and manipulate them in a very similar way to the people without visual impairments, notably by the their multisensorial and linguistic content. It is argued that blind people of birth can learn concepts related to color without ever having seen them because they are constructed not only by physical stimuli or only justified in psychic structures, but also by their sociocultural and linguistic content, which is accessible people with visual impairments.

Keywords: Teaching of wave optics for people with visual deficiencies.Multisensoriality. Model and mental imagery. Light photontactile.

VERSO ABSTRACT

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 – Modelo de onda periódica transversal unidimensional…………………… 36

Figura 2 – Modelo de um campo eletromagnético oscilante…………………………. 36

Tabela 1 – Classificação das cores segundo o comprimento de onda e a frequência da luz 38

Figura 3 – Dispersão da luz branca…………………………………………………… 39

Figura 4 – 1º esboço da tela ‘’Ondas, cores e ‘fotontáteis’ de luz’’………………….. 44

Figura 5 – Prisma triangular regular de resina cristal………………………………… 46

Figura 6 – Risco dos padrões de ondas na tela……………………………………….. 48

Figura 7 – Colagem dos materiais granulados……………………………………….. 49

Figura 8 – Quadro em fundo branco…………………………………………………. 50

Figura 9 – Tela homegeneizada com spray preto……………………………………. 51

Figura 10 – Quadro ‘’Ondas, cores e ‘fotontáteis’ de luz’’ finalizado……………….. 52

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO………………………………………………………………... 20

1 OS CONCEITOS DE MODELO, IMAGEM MENTAL, DAS ONDAS E DAS

CORES: CONTRIBUIÇÕES TEÓRICAS…………………………………. 24

1.1 O conceito de modelo: aproximações ontológicas, epistemológicas e científicas 24

1.2 A imagem mental e a multissensorialidade…………………………………… 28

1.3 O modelo da óptica ondulatória: descrição física do comportamento ondulatório

e um modelo aproximado para dualidade onda-partícula…………………………….. 31

2 METODOLOGIA……………………………………………………………..…. 42

2.1 Concepção científica para o projeto de tela…………………………………….. 43

2.2 Concepção multissensorial………………………………………………………. 44

2.3 Confecção da tela………………………………………………………………… 47

CONSIDERAÇÕES FINAIS…………………………………………………… 53

REFERÊNCIAS…………………………………………………………………. 56

20

INTRODUÇÃO

A inclusão social de deficientes visuais em ambiente escolar é uma prática que reflete uma

marca de nosso tempo, que é a de garantir igualdade de direitos, como previstos na Declaração de

Salamanca (UNESCO, 1994) e em Brasil (2001) e Brasil (2003), de modo a tentar reverter os

impactos da exclusão destes em diferentes esferas de nossa sociedade. Enquanto prática pedagógica,

a sua viabilização impõe que se produza mudanças em diversas áreas de atividade intelectual e

didática em torno das especificidades que a pesssoa com deficiência visual possui para se inserir e

ser inserida no conjunto das relações que os seres humanos desenvolvemos entre nós, com a

sociedade com a natureza. Entende-se a escola como locus privilegiado da formação dos indivíduos

em sociedade, pois é em ambiente escolar que crianças e jovens tomam contato com a diversidade,

com o outro, o diferente, aprendem as normas e condutas éticas que sustentam a vida social

(CASTORIADIS, 1987; VALLE, 1996; VALLE, 2001) e tomam contato inicial com o imenso

compêndio de saberes e conhecimentos elaborados ao longo da história humana. Portanto, pensar a

inclusão social a partir da prática pedagógica é identificar nas relações de ensino-aprendizagem e

nas da escola e de sua comunidade escolar é o ponto de partida para a sociedade igualitária que se

deseja construir.

O presente trabalho se insere na cadeia científica e cultural que se inicia quando a temática

da inclusão tomou parte do interesse de pesquisadores em todo o mundo, e de maneira a buscar

contribuir com a sua continuidade, sobretudo no sentido de fornecer e reiterar elementos teóricos e

metodológicos que devem ser ressaltados na produção de materiais didáticos para o ensino de

ciências, mais especificamente no de física, especializados às condições de pessoas com

deficiências visuais, mas também includente, de forma tal que possa ser utilizado em aulas

regulares, isto é, com a presença de normovisuais, como é a base do paradigma da inclusão social

(CAMARGO, 2012).

A escolha do tema central para este trabalho parte de uma questão levantada em Camargo

(2012, p. 267) e da tentativa de respondê-la e avançar no caminho que ela abre: ‘’De que maneira

deve se dar o ensino de cores para alunos totalmente cegos de nascimento?’’.

Esta questão rompe, inicialmente, com um senso comum, pois parte de uma afirmação

implícita na forma que é escrita, que é a de que pessoas com deficiências visuais podem acessar aos

conhecimentos físicos próprios de fenômenos ópticos associados à luz visível e às cores. E ao

21

mesmo tempo tráz uma enorme tarefa, que é a de fazer essas pessoas acessarem e construírem um

conceito físico sobre as cores sem jamais poder vê-las (BIANCHI et al., 2016). O próprio autor,

Camargo, em seu livro de 2011 ‘’Ensino de óptica para alunos cegos’’, dedica-se ao tema e aborda a

questão produzindo uma série de materiais didáticos táteis em duas ou três dimensões para o ensino

de óptica geométrica que utilizam o modelo de raio de luz para explicar fenômenos como a

refração, a dispersão e a reflexão da luz. Ainda neste mesmo livro (idem, p.60), indica que os

fenômenos ópticos ondulatórios, que fazem uso do modelo de onda, careciam de material

especializado para alunos e alunas com deficiências visuais. Neste cenário, escolheu-se o problema

central para este trabalho, com um acréscimo conceitual investigativo: ‘’Como produzir um

material didático para o ensino de óptica ondulatória para alunos com deficiências visuais em

ambiente inclusivo, que aborde luz e cores, incorporando além do modelo de onda, o conceito de

fótons de radiação?’’.

A motivação para este acréscimo é baseada em um acúmulo de vivências como professor de

física. Em salas de aula regulares sem a presença de alunos com deficiências visuais, a questão da

representação imagética de um quantum de energia surgiu como uma dificuldade inicialmente

estética de se modelar em uma duas, ou três dimensões um objeto físico cujas propriedades gráficas

extrapolam o limite do empírico, e depois com a compreensão científica e filósofica das teorias que

justificam tal modelo físico e possibilitam sua existência, tendo em vista transpô-los num contexto

de aplicação didática.

A educação científica para o mundo de hoje, da tecnologia ‘’ao touch’’ de um dedo de uma

criança, dos celulares, big datas, das mídias sociais que interferem em tudo, nos gostos pessoais,

nos hábitos e até no destino polítco de nações inteiras é mais uma tarefa da inclusão social de

pessoas com deficiências visuais no século XXI. Do ponto de vista do ensino e divulgação da física,

são as ‘’novidades’’ que as teorias quânticas e relativísticas trouxeram para a sociedade do século

passado que possibilitaram que a tecnologia seja tão determinante em nossas vidas e nas das futuras

gerações, enquanto é ainda aos poucos que os currículos mínimos para o ensino de física ‘’saem’’ do

século IXX e passam a abordar um pouco destas teorias (RIO DE JANEIRO, 2012).

Entretanto, fora justamente a possibilidade de desenvolver estas reflexões em aulas

inclusivas de física com a presença de estudantes com deficiências visuais que se decide elaborá-las

metodologicamente, com um plano de investigação e produção intelectual e prática, pois este era o

ponto de contato com a literatura e a produção acadêmica dedicadas ao tema da elaboração de

materiais didáticos para o ensino de óptica especializados para alunos e alunas com deficiências

visuais já realizados pelo autor1.

1 Bianchi et al. (2016)

22

A questão filosófica do conceito de modelo para a ciência e para a educação científica é

abordada na abertura do primeiro capítulo, em uma tentativa de conectar leituras físicas,

ontológicas, epistemológicas, científicas e didáticas para o conceito de modelo (BACHELARD,

1968; HEISENBERG, 1970; BACHELARD, 1977; KUHN, 1997; MORGAN e MORRISON,

1999; DUTRA, 2005; CARUSO e OGURI, 2006; ADÚRIZ-BRAVO e IZQUIERDO-AYMERICH,

2009; BATISTA et al., 2011; MARTIN e ROSA, 2014;).

Na segunda parte, revisa-se as discussões sobre o conceito de imagem mental e sobre a

metodologia multissensorial, posta aqui como essencial para se responder adequadamente a

pergunta central deste trabalho, uma vez que na ausência de estímulos visuais, é preciso acionar

outros sentidos para geração de informações válidas para a pessoa com deficiência visual construir

um modelo mental sobre os conceitos físicos a serem abordados ( HATWELL; STRERI e

GENTAZ, 2000; KLATZKY; LEDERMAN, 2000;; DAVID; DANIEL, 2006; DULIN et al., 2009;

CAMARGO, 2011). Se é um tanto notável que estas pessoas de fato constroem suas noções de

mundo, apreendem conceitos, procedimentos e formas geométricas a partir de estímulos não

visuais, questiona-se ‘’para onde’’ vão tais informações, em que a estrutura cognitva o cérebro as

estoca e manipula. Assim, as imagens mentais serão entendidas como um traço evolutivo dos seres

humanos intimamente ligado à inteligência, desenvolvido pelo cérebro de forma que possamos

apreender a realidade material e se comunicar, auxiliando a criação de conceitos, ideias, objetos

físicos ou processos e situações por meio de representações mentais (HAYAT, 2002). Estas imagens

ou representações mentais são constantemente construídas e modificadas por meio de todos os

estímulos sensórios e ancorados numa estrutura linguística inteligível. Do que se pode concluir que

a multissensorialidade é também de ordem neurocognitiva, uma qualidade da formação e da

manipulação de imagens mentais pelo cérebro em sua adaptação para modelar mentalmente o

mundo o mais próximo do que ele é, ou do que as noções e convicções dizem ser…

Cegos de nascimento constroem de fato conceitos sobre as cores (SHEPHARD; COOPER,

1992; GOLLER; OTTEN e WARD, 2009; BIANCHI et al., 2016) sem poderem nem precisarem vê-

las, uma vez que estes não são construídos unicamente de estímulos visuais, seja a pessoa com

deficiência visual ou não, mas sim elaborados também por processos psíquicos e sociais, ancorados

pela linguagem associada à cada cor. Assim, seria possível pensar o ensino de cores e luz para

pessoas com deficiências visuais desde que se os faça obter informações sobre tais fenômenos sem

recorrer à mera concepção visual das cores, recorrendo-se ao tato e a outros sentidos e ao teor

simbólico-linguístico que cada cor apresenta.

O primeiro capítulo é concluído com uma discussão sobre a óptica ondulatória, sobre os

conceitos físicos de onda e o de onda-partícula, de luz, de cores de fótons de luz, bem como de uma

23

breve descrição física das características básicas de uma onda. É nesta parte também que se

encontram a discussão sociopsicofisicalista das cores (BIANCHI et al., 2016) e a escolha pelo

estudo da dispersão da luz branca produzida por um prisma óptico como o fenômeno óptico a se

buscar modelar um material didático especializado e inclusivo utilizando o modelo de onda e o de

fótons de luz.

O segundo capítulo é dedicado à descrição metodológica para a confecção do material,

intitulado ‘’Ondas, cores e os ‘fotontáteis’ de luz’’. Enfatiza-se, inicialmente, a multissensorialidade

como metodologia essencial para o ensino inclusivo (SOLER, 1999ANJOS; CAMARGO, 2011c),

passando pela necessidade de se pensar a formação de professores e professoras capacitados para a

viabilização de fato da inclusão social nos espaços de ensino formais (BARBOSA-LIMA e

CASTRO, 2012; BARBOSA-LIMA; CATARINO, 2013). Ele também está dividido em três partes:

a concepção científica para o material, em parte já iniciada na última parte do primeiro capítulo; a

da concepção multissensorial, onde pôde-se elencar todos os elementos importantes no

planejamento, como a modificação espacial no modelo elaborado para o fenômeno da dispersão da

luz de forma a se privilegiar a obtenção das informações a partir do tato, em detrimento da visão;

por fim, a parte da confecção em si, contendo a escolha dos materiais e o acabamento artístico do

material.

24

1 OS CONCEITOS DE MODELO, DE IMAGEM MENTAL, DAS ONDAS E DAS CORES:

CONTRIBUIÇÕES TEÓRICAS

Luz, cor e importância não existem por si mesmas.

Elas modificam os objetos ou são por eles manifestadas.

Aldous Huxley

Neste capítulo, serão expostas algumas reflexões teóricas que se abriram na elaboração deste

trabalho cujas implicações se tornaram fundamentais no desenvolver do problema. Inicia-se com a

questão conceitual de modelo, dialogando elementos filosóficos e científicos, argumentos que vão

desde a formulação ontológica de um modelo para a ciência, sua sustentação linguística e sua

urgência epistemológica. No tópico seguinte, apresenta-se os conceitos das imagens mental e da

multissensorialidade, mostrando que aquela se trata de um conjunto de estruturas desenvolvidas

pelo nosso cérebro ao longo da evolução humana em decorrência da necessidade de agir e interagir

com o mundo que nos cerca, com a natureza e sociedade, cuja construção se dá – e se deu – por

meio de recepção de informações da realidade concreta ou social humana, notadamente através de

estímulos sensoriais e pela linguagem. A multissensorialidade é trabalhada aqui como uma

metodologia aplicada às relações de ensino e aprendizagem, mas é também elevada ao patamar de

uma categoria cognitiva. A última das partes deste capítulo é dedicada ao conceitos de onda, das

cores e oss quanta de luz, iluminando a questão do modelo a se construir em um material didático

dedicado ao ensino inclusivo de pessoas com deficiências visuais.

1.1 O conceito de modelo: aproximações ontológicas, epistemológicas e científicas

No ‘’Pequeno dicionário de filosofia’’, Japiassú e Marcondes (1989, p. 132) definem para o

termo ‘’modelo’’, do latim modulus, a tradução para a palavra ‘’medida’’ e o significado como

sendo ‘’objeto que serve de parâmetro para a construção ou criação de outros’’ se configurando

enquanto ‘’paradigma, forma ideal’’. Em ciências, o entendimento epistemológico do conceito de

modelo como base da atividade da produção e reprodução de conhecimento dialoga com uma

abordagem didática. Segundo Batista et al. (2011), entretanto, tanto a definição terminológica como

a evolução histórica e filosófica do significado do conceito de modelo não estão em um discurso

uníssono e concordante, todavia, concorda-se com a aproximação sintética de Morgan e Morisson

(1999) na qual os modelos são compreendidos como um aparato de tecnologias que

instrumentalizam a investigação científica, isto é, agregam valores e qualidades como objetos de

25

conhecimento, sintetizando, em sua elaboração, teorias e concepções de mundo. Suas características

principais são a autonomia, a capacidade representacional de uma ideia, objeto, acontecimento,

processo ou sistema (JUSTI apud BATISTA et al., 2011) e capacidade de operar relações abstratas

ou procedimentais entre o sujeito cognoscente e o mundo, a partir da teoria científica plasmada no

modelo. Esta característica, segundo estes autores, é o que garante a utilização dos modelos nos

processos de ensino-aprendizagem.

Enquanto parâmetro de construção teórica, o modelo serve como âncora de uma construção

idealizada e hipotética para a avaliação e análise científica da realidade concreta, pois um dado

modelo não só fornece os elementos essenciais sintetizados em sua elaboração ontológica

fundamental, como também retorna seus resultados para si mesmo, isto é, reforçando ou

questionando sua eficiência descritiva à medida que a teoria embasada por ele é confirmada ou não

com os resultados experimentais.

Sendo o modelo, portanto, uma idealização descritiva, é interessante que a discussão em

torno da sua compreensão essencial se dê, também, através de um viés linguístico (GOUVEIA JR,

1999; MOREIRA e PALMERO, 2002).

Através do uso de analogias e comparações, o sentido de palavras pode ser alterado para

atribuir valor e significado de algum objeto, conceito, fenômeno ou e o modelos associados a eles.

O modelo é, nesta colocação, um procedimento analógico, um método que pode ser alterado para a

explicação de alguma coisa (GOUVEIA JR, op. cit; DUTRA, 2005).

Entretanto, existem limitações à capacidade de um modelo em explicar a realidade concreta

e estas limitações, bem como a compreensão delas, são algo próprio – e, quiçá, necessário – ao

desenvolvimento da ciência e de seu ensino.

Thomas Kuhn, no célebre ‘’A estrutura das revoluções científicas’’ (1997), coloca que uma

limitação inerente ao conceito de modelo está no processo de sua formulação, quando se opera

reduções significativas na realidade material. Estas simplificações idealizam condições e previsões,

pois é necessário reduzir a complexidade dos fenômenos naturais, o que conduz o pensamento

científico a uma teoria baseada em um conjunto de modelos que desconsideram elementos

fenomenológicos por vezes fundamentais, produzindo discrepâncias entre a teoria e a

experimentação que a ciência pode levar anos a superar. O autor cita, por exemplo, o modelo

astronômico do Almagesto, de Ptolomeu, escrito no século II, cujas reduções na concepção criada

para o movimento celeste acarretavam grandes diferenças das observações, impondo enormes

dificuldades para o avanço da astronomia nos séculos seguintes (KUHN, 1997, p. 96).

Outra limitação de um modelo é que, por ser uma abstração idealizada, a extrapolação de

suas propriedades quando usado para atribuir significado a coisas razoavelmente distintas, por

26

analogia e comparação, perde sua especificidade e passa a operar no campo metafórico, ganhando

uma generalidade que não guarda em si as características básicas presentes na sua formulação

ontológica. Fortuitamente, cita-se como exemplo o conceito e o modelo de onda. Apoiando-se em

um conceito científico e físico de onda (que se discute mais à frente) como explicar o uso popular

da palavra onda em frases do tipo ‘’é a nova onda da moda’’, ‘’Beltrana faz sucesso, está na crista

da onda’’, ‘’vivemos uma onda conservadora’’ ? Não é possível avançar nesta discussão que

pertence à análise da linguagem (GALAGOVSKY e ADÚRIZ-BRAVO, 2001), porém, tais

exemplos dão a capacidade de vislumbrar que o modelo, tanto de onda, como é o caso, ou

genericamente, enquanto conceito, possui esta limitação que contribui para enriquecer e

complexificar sua definição.

Como última limitação, e talvez a mais determinante ao conceito de modelo (GOUVEIA JR,

op. cit), identifica-se a materialidade histórica da própria construção científica. É impossível a

criação de um modelo (bem como a teoria que dele faz uso) sem que seus elementos e categorias

constituintes já não estejam postos na materialidade, na práxis humana, seja social, científica,

cultural, econômica, filosófica e comportamental. Para a física e outras ciência, as condições

materiais e subjetivas da sociedade ditam seus caminhos possíveis tanto para experimentação como

para o campo filosófico, apontam suas possibilidades epistemológicas, a capacidade do rigor lógico-

matemático e apresentam-se como seus próprios limites concretos de desenvolvimento. A ciência é

um ato e um esforço humano histórico, que se apoia no passado mas que se debruça sobre o

presente e age projetando o futuro, sendo dialeticamente comandada pelo devir da humanidade.

Werner Heisenberg, diz no prefácio de seu ensaio ‘’The physicist’s conception of Nature’’

que ele

tentou [neste ensaio] abordar brevemente o panorama dos problemas que confrontam o

homem moderno a partir das mudanças na maneira de ver o mundo da física e da ciência.

Esses problemas conferem às relações históricas especial significância de maneira que o

leitor é introduzido, assim, às fontes originais e poderá ele mesmo seguir estas mudanças

nas atitudes da ciência’’. (HEISENBERG, 1958, tradução nossa).

Tal citação ilustra com clareza a questão da materialidade histórica da ciência. A concepção

de mundo natural, da realidade concreta e das relações humanas é determinada pelos níveis

históricos e culturais de uma sociedade.

27

Na filosofia da ciência, Gaston Bachelard em ‘’O novo espírito científico’’, lançado em

1934, apresenta uma contribuição teórica de maior realce para a questão do modelo. A

epistemologia bachelardiana abre uma referência filosófica importante para o pensamento científico

do século XX porque conseguiu construir uma teoria do conhecimento que tanto justificasse a

trajetória científica das primeiras décadas do século, tendo por base as três grandes rupturas

epistemológicas (BACHELARD, 1969) que a Relatividade Especial, a Mecânica Quântica e a

Geometria não-euclidiana significaram, como também conduzisse a um novo moral, ou espírito

científico, que rompesse com as limitações do realizável na prática em ciência experimental e com

os modelos das teorias físicas clássicas que precisaram ser abandonados2. O problema de Bachelard

foi mostrar que o pensamento científico deve ser o seu próprio objeto de pensamento uma vez que

ele segue todas as leis que a ciência pode conhecer, as Leis do Mundo (BACHELARD, 1968) e que,

num regime de experimentação mental, conduz a resultados lógicos que estão fora da capacidade

técnica e experimental de testá-los à sua época. Ele postula o inacabamento fundamental do

conhecimento e que, portanto, precisa ser ‘’instruído, instrutor e construtor’’, ter base material e

racional (instruído), aprender sobre si (instrutor) e construir seu processo (construtor), assim, o

pensamento científico se objetiva e transforma a si mesmo em objeto de estudo (BACHELARD,

1977). O que é importante, então, não é confiar na experiência, mas sim na capacidade do

pensamento científico modelar-se de maneira a se auto conferir rigor e envergadura de uma

experiência, como é exemplo a gedanken, a experiência mental. A tarefa, então, para Bachelard, é se

debruçar sobre a prática concreta da ciência mediando e aproximando continuamente a relação entre

pensamento e fenômeno experimentável, como ele desenvolve conceitualmente no seu ‘’Essai sur la

connaissance approchée (BACHELARD, 1969, op. cit) e aplica em ‘’Étude sur l’évolution d’un

problème de physique. La propagation thermique dans les solides’’ (BACHELARD, 1973) em que

aprecia os impactos físico-matemáticos da formulação da teoria de propagação térmica na

2 Exemplo importante para compreender a questão pode ser encontrado quando da construção da mecânica quântica, com a hipotése de de Broglie, que se torna a mais fundamental para a consolidação da nova ciência. Isso porque é tal hipótese, sintetizada na fórmula , a que assume a condição material urgente e emergente para a quantização, contraditória para toda a física anterior, que era que o elétron só pode ter realidade física, isto é, ser um constituinte da matéria, se ele for a aproximação máxima entre as propriedades físicas de um ente ondulatório, possuindo comprimento de onda (λ) e frequência, com as de uma partícula, contendo massa e momento (p) (MARTINS e ROSA, 2014). A constante fundamental da Física Quântica, h, é a chamada constante de Planck . A onda-partícula é uma combinação conceitual permitida pelos princípios da relatividade especial, mas contraditória com o limite do empírico e com a nossa capacidade de experimentação e observação (isso também será um princípio da mecânica quântica, o da incerteza de Heisenberg). Quando prova-se que a mecânica e eletrodinâmica clássicas podem ser consideradas como limite inferior de baixas velocidades, para a relatividade especial, e superior em termos de dimensão para a mecânica quântica, a onda-partícula se torna o primeiro modelo fundamental a embasar e assegurar a teoria quântica que se desenvolvia e que se desenvolveu logo após a sua formulação ontológica, inicialmente em Schrödinger, Heisenberg, Born, e outros, e posteriormente com aprofundamentos e correções em Dirac, Tomonaga, Schwinger, Feynman e outros (CARUSO e OGURI, 2006), com a fundação da eletrodinâmica quântica e a teoria de campos.

28

mentalidade científica, aponto de serem determinantes no aprofundamento da rupturas que levaram,

por exemplo, ao Princípio da Incerteza de Heisenberg (CARUSO e OGURI, 2006).

Nota-se ainda, uma radical ruptura no ‘’caminho’’ filosófico tomado na formulação dos

modelos científicos, indicando um novo vetor espistemológico: segundo Gaston Bachelard, não se

opera reduções ao se criar um modelo idealizado da realidade material, mas sim reduz-se a

realidade material ao modelo idealizado, dito de outra maneira, provamos que as leis da natureza

que explicam os fenômenos que empiricamente conhecemos e que experimentalmente mensuramos

são casos especiais das leis que somente o pensamento científico mental pode fundamentar. Em

resumo, vence o racionalismo em detrimento do empirismo (BARBOSA, 2003; SARMENTO, s/d).

1.2 A imagem mental e a multissensorialidade

A capacidade particularmente desenvolvida dos seres humanos em formar, memorizar e

utilizar imagens mentais é intimamente ligada à inteligência. Para apreender o concreto e se

comunicar, nós seres humanos construímos e representamos conceitos, ideias, objetos físicos ou

processos e situações através de imagens mentais. Se bem que também discutida nos domínios da

biologia e da antropologia, que descrevem tal capacidade em outras espécies, é razoável defender

que, seja humana ou animal, a inteligência adaptativa está ligada à capacidade de estocar, tratar e

desenvolver uma acumulação de imagens e, pelo menos no caso humano, de representações mentais

(HAYAT, 2002).

Em humanos, Jean Piaget percebeu a formação de representações mentais em crianças

(PIAGET, 1966) e apontou que provavelmente desde a fase pré-natal do feto as experiências vividas

fazem nascer um depósito de elementos imagéticos que ancoram a atividade mental, como uma rede

de imagens que se acionam mutualmente, se modificando e se enriquecendo, absorvendo novas

imagens. Ele ainda identifica três tipos de experiências que influem neste processo: a percepção

sensória, a imaginação e reflexão e o sonho. Em cada caso, o cérebro manipula representações

mentais e tem condições de realizar um conjunto de ações que dão a elas caráter funcional

(avalição, comparação, associação e combinação). A capacidade imagética, portanto, parece estar

ligada à evolução da capacidade cerebral de tomar decisões e encontrar soluções para tarefas, de

maneira que a estratégia cognitiva tomada por ele é aquela de desenvolver um caminho para

conferir às imagens mentais atributos e qualidades cada vez mais próximos do que nós pensamos

ser a realidade material; de produzir imagens que tragam prazer e satisfação, no que tange ao

domínio das representações artísticas ou do imaginário. Dito de outra maneira, pode-se dizer que a

evolução da espécie humana conferiu ao cérebro a capacidade de representar o mundo mentalmente

29

de maneira tal que esta representação ‘’se ajusta’’ bem à realidade. Caberá à psicologia cognitiva,

portanto, o interesse em desvendar a funcionalidade das imagens mentais nas operações mentais.

Devido ao avanço da computação, na década de 70 observava-se com frequência a metáfora

do ‘’cérebro eletrônico’’, que comparava o funcionamento do cérebro àquele de um computador,

sobretudo em sua capacidade de processar sequências de informações. Zenon Pylyshyn (1973)

desenvolveu uma teoria segundo a qual nossa mente trata as imagens mentais decompondo-as em

proposições matemáticas fundamentais, assim como um computador. Entretanto, pesquisas

posteriores realizadas em torno de tarefas motoras de rotação de objetos em três dimensões

evidenciaram que o cérebro mantém e manipula imagens mentais como entidade topográficas

(descrição dimensional) e topológicas globais (leis que permitem a verossimilhança das relações

dimensionais) (SHEPARD e METZER, 1971).

Entretanto, foi com Kosslyn e Schwartz (1977) que a imagem mental tem sua

funcionalidade demonstrada e desde então a psicologia cognitiva goza de um razoável consenso

sobre tal conceito e de como se dá a atividade do cérebro em estocar e manipular imagens mentais,

notadamente no campo da linguagem, da comunicação e da descrição física da natureza.

Neste estudo, é de particular interesse que se ligue o debate sobre o conceito de modelo e de

imagem mental com as teorias da aprendizagem e do ensino em ciências. Batista et al. (2011),

Morgan e Morrison (1999) e Adúriz-Bravo e Izquierdo-Aymerich (2009) apresentam de maneira

contundente evidências de que tal discussão deve apontar para uma confluência de produções

científicas em diferentes áreas, psicologia, neuropsicologia cognitiva, do ensino e das teorias da

aprendizagem, da inclusão social e formação de professoras e professores, além das investigações

filosóficas. Demonstrações da conexão entre áreas diversas do conhecimento foram feitas em Bovet

e Voelin (2003/2) ao mostrarem que utilização de imagens mentais com e sem percepção sensorial

ou atividade física junto à crianças de 6 a 7 anos contribui para com a aprendizagem de diferentes

maneiras.

Nas pesquisas da psicologia cognitiva e no ensino de pessoas com deficiências visuais no

contexto da inclusão social encontramos uma forte relação e apelo para o estudo do conceito de

modelo e de imagens mentais. Busca-se, agora, evidenciar o caráter necessariamente multissensorial

da experiência perceptiva em diálogo com as necessidades didáticas de se fornecer material

especializado a alunas e alunos com deficiências visuais. É importante, neste sentido, iniciar com a

demonstração de David e Daniel (2006) para quem ficou claro que a formação da imagem mental

não é depositária da experiência visual apenas, quando estudaram pessoas com cegas de

nascimento, abordando a problemática das experiências táteis e mostrando que as propriedades

estruturais e funcionais da imagens mentais de normovisuais e cegas são fortemente iguais, mesmo

30

que apresentando especificidades (MARMOR e ZABACK; ARDITI e KOSSLYN, apud. DAVID e

DANIEL, op cit). De fato, existe uma equivalência entre a percepção e a formação da imagem

mental. Todavia, pôde-se observar que déficits perceptivos não poderiam imediatamente conduzir a

déficits no processo de formação da imagem mental: Behrmann et al. (1994) não perceberam

déficits da formação de imagem mental em indivíduos com deficiências visuais adquiridas

acidentalmente, no tocante à atividades descritivas da forma de um objeto; Bartolomeo et al. (1998)

chegam a mesma conclusão em atividades com cores; porém, o contrário também foi demonstrado

com Morton e Morris (1995), que perceberam déficit na formação de imagem mental em indivíduos

sem déficits na capacidade perceptiva em tarefas com relações métricas.

Ainda segundo David e Daniel (op cit), a experiência tátil em duas dimensões influencia a

capacidade de geração de imagens mentais em pessoas cegas, o que aproxima da reflexão as

conclusões de Camargo (2011), que identifica o material didático em duas ou três dimensões como

suporte instrucional tátil-visual importante para a relação ensino-aprendizagem em ciências.

A multissensorialidade é uma metodologia que busca a mobilização de todos os sentidos no

ensino e na aprendizagem de ciências (ANJOS e CAMARGO, 2011c). A descrição de tal

metodologia surge com Soler (1999) quando o autor faz uma crítica ao enfoque massivo dado à

percepção visual na elaboração de conceitos e na apreensão de procedimentos científicos. Assim,

entende-se que a multissensorialidade aciona o tato, a audição, o paladar, o olfato e a visão3 na

aquisição de informações, por isso, ela torna-se uma metodologia poderosa para aulas regulares

com a presença de alunas e alunos com ou sem deficiências visuais.

Ao analisar as propriedades de cada sentido na captação de informações, Soler (1999)

classifica-os em analíticos e sintéticos. Estes operam de maneira a gerar informações dos

fenômenos a partir de sua totalidade, de forma global, desencadeando um processo dedutivo, onde

se ajusta o todo para caracterizar o particular. São os sentidos da visão, do olfato, do paladar e da

audição. O único sentido analítico, a saber, o tato, opera no caminho inverso: se apreende e capta

informações particulares de um dado fenômeno e, por um processo indutivo, chega-se às caracterí

sticas globais. Entretanto, não se observa a exclusão mútua de nenhum sentido em

detrimento de outro (apesar da centralização excessiva da visão), mas sim uma combinação de

todos. A experiência dos processos perceptivos é contínua (LEOTE, 2015) e decifram

simultaneamente as informações que recebemos. Este argumento é central e colabora com a teoria

da aprendizagem significativa de Ausubel et al. (1980). Em síntese, esta teoria conduz a uma 3 Muito nos surpreende ainda não encontrarmos na literatura a inclusão do equilíbrio como um sentido físico a ser mobilizado na perspectiva metodológica da multissensorialidade. Acreditamos, segundo Houzel (2007) e Nishida (2012) que o equilíbrio é um sentido que pode ser mobilizado em aulas de ciência (e em outras atividades escolares, como sabe-se da literatura destinada ao estudo da psicomotricidade) onde são trabalhados os conteúdos de estática dos corpos rígido, por exemplo.

31

explicação da aprendizagem que põe em evidência a articulação cognitiva entre conhecimentos

prévios e conhecimentos novos, de maneira que a aluna ou aluno, com deficiência visual ou não,

não pode selecionar arbitrariamente uma fonte sensória preferencial para obtenção de informações

da realidade concreta, mas sim intencionalmente e de forma não literal (ANJOS e CAMARGO,

2011c), resultando na modificação do conhecimento prévio em termos da sua riqueza e significação.

Para finalizar este tópico, liga-se a discussão da multissensorialidade com da formação da

imagem mental. A pesquisadora francesa Yvette Hatwell conduziu e publicou diversas pesquisas nas

quais fica latente a possibilidade de pessoas com deficiências visuais formarem imagens metais bem

como seu conteúdo multissensorial (2003; 2003.1; 2006.4; HATWELL e GENTAZ, 2011.4), com

destaque para os livros ‘’Toucher pour connâitre. Psycologie cognitive de la perception tactile

manuelle’’ (HATWELL et al., 2000).

Acredita-se, portanto, a partir da discussão feita, que a multissensorialidade é fundamental

para uma proposta pedagógica que assuma a tarefa de contribuir para um ensino para pessoas com

deficiências visuais em aulas regulares de ciências, pois não centraliza nos estímulos visuais as

percepções mobilizadas para a formação de uma imagem mental, se abrindo para a inclusão, isto é,

para a possibilidade didática de abranger pessoas com deficiências visuais e normovuais.

1.3 O modelo da óptica ondulatória: descrição física do comportamento ondulatório e um

modelo aproximado para dualidade onda-partícula

A onda é um conceito físico associado a uma perturbação realizada sobre algum meio

material (ondas mecânicas) ou campo eletromagnético (ondas eletromagnéticas), produzindo uma

oscilação nestes que se propaga no espaço e no tempo4. Esta conceituação contém limitações, sob o

ponto de vista das noções da Física Moderna e da a ciência da luz, ou melhor, das radiações, que se

conhece e se descreve hoje. Entretanto, a usa-se porque é muito mais acessível ao estudante de

óptica do ensino médio, que se depara com o conteúdo de óptica física no mesmo ano escolar que o

de acústica (RIO DE JANEIRO, 2012). A aproximação conceitual da qual se apropria,

didaticamente, para relacionar fenômenos diferentes é a existência de um modelo único elaborado

no e pelo desenvolvimento da física ondulatória, que é a onda (ALLONSO e FINN, 1972). Trata-

se, assim, de uma aproximação epistemológica e não uma diferenciação ontológica, pois dentro da 4 Exclui-se arbitrariamente as ondas gravitacionais, inicialmente previstas na formulação da teoria da Relatividade Geral de Eistein e recentemente detectadas (INPE, s/d). Tais ondas são, de fato, uma terceira natureza ondulatória e devem ser, portanto, tratadas como tal. Entretanto, a nossa não-abrangência a elas se dá porque não são, ainda, abordadas no currículo de ciências no ensino básico e porque sua descrição fenomenológica requer uma explanação teórica que foge ao alcance deste trabalho.

32

redução conceitual da afirmação que inicia o tópico, a diferença entre os domínios da óptica

ondulatória e os da acústica ou das marés, por exemplo, não está na necessidade de existência de

dois objetos primoridais radicalmente diferentes (como uma onda e uma partícula), mas sim nas

diferentes e possíveis qualidades do mesmo objeto. De outra maneira, o modelo e o conceito da

onda são elaborados primordialmente e posteriormente aplicados a sistemas físicos diferentes, com

propriedades distintas, mas que correspondem, em essência, à descrição de a alguma grandeza física

perturbada localmente e que se propaga espacialmente periódica no tempo.

Além da abordagem física, entretanto, há aquela cujo domínio e uso social amplia o conceito

de onda e o extravasa da ‘’caixinha’’ científica, mas que pode potencializar, por sua vez, o mesmo

discurso científico. Como dito anteriormente, o termo ‘’onda’’ é usado também nas dinâmicas das

relações sociais e humanas, na linguagem, no cotidiano para caracterizar situações e contextos

diferentes, porém, apesar disto, partem aparentemente de um significado comum, a onda como uma

perturbação que se propaga, uma agitação que pode ser sentida no espaço e no tempo.

Não se tem propósito em unificar todos domínios que requerem ou possibilitam que o

conceito da onda seja criado. Mas, reconhece-se que, como aponta Prestes e Tunes (2011) sobre o

teórico soviético Lev Vigotski, não há construção conceitual sem que o indivíduo não tenha

desenvolvido a estrutura cognitiva previamente necessária e sem que as bases para tal não sejam

socialmente elaboradas. Dito de outra maneira, o conceito físico da onda não está desligado dos

significados mais amplos que socialmente se constrói, porque para ser elaborado é preciso que

exista, do ponto de vista do aprendizado, um nível prévio de desenvolvimento de subconceitos

associados à onda, que podem se estender além dos domínios da física, mas que tornam o conceito

físico mais elaborado.

A formação dos conceitos é resultado de uma complexa atividade em que todas as funções

intelectuais fundamentais participam. No entanto, este processo não pode ser reduzido à

associação, à tendência, à imagética, à inferência ou às tendências determinantes. Todas

estas funções são indispensáveis, mas não são suficientes se não se empregar o signo ou a

palavra, como meios pelos quais dirigimos as nossas operações mentais, controlamos o seu

curso e o canalizamos para a solução do problema com que nos defrontamos (VIGOTSKI,

apud BIANCHI et al., 2016).

Pensar a onda fisicamente, isto é, modelar este objeto de maneira mental, é, inicialmente,

resumir um conjunto de características essenciais do fenômeno ondulatório abrangido em questão e

abstraí-las de suas qualidades, independente da dinâmica do sistema.

33

Como dito na abertura deste capítulo, as ondas físicas estudadas são as de natureza mecânica

ou eletromagnética. O enfoque mais comum para o estudo das ondas mecânicas é a acústica, o

estudo do som; no caso das ondas eletromagnéticas, a luz.

O estudo da óptica como o estudo da luz, dos instrumentos ópticos e dos defeitos da visão,

em nível de ensino médio, se resume em geométrica e física, ou ondulatória. A óptica geométrica é

o ramo que estuda a luz a partir de princípios geométricos, observados empiricamente, sem

formular qualquer hipótese sobre a sua natureza e que se aplicam bem a fenômenos como a

reflexão, refração, dispersão. O modelo de luz aqui é o de ‘’raio de luz’’ e suas extensões, como

‘’feixe de luz’’, ‘’cone de luz’’, ‘’pincel de luz’’, etc, e representado por uma reta; a óptica física,

por sua vez, elabora um modelo físico para luz e estuda os fenômenos ópticos como extensão do

comportamento previsto pelo seu modelo, o da onda, abrangendo a reflexão, refração, dispersão

como também a interferência, a difração e a polarização.

Entretanto, nem sempre foi assim, a luz nem sempre ‘’foi’’ uma onda. É conhecida na

história da ciência a evolução do conceito de luz, a sua fase mecanicista e particularista sob a

envergadura da teoria mecânica newtoniana (em detrimento da menosprezada hipótese ondulatória

de Huygens, contemporâneo a Newton), no século XVII, passando pelas experiências de Young de

difração e interferência da luz, no início do século XIX, fenômenos somente explicados por um

modelo ondulatório, até o acabamento teórico de Maxwell para o Eletromagnetismo e da unificação

da óptica, da eletricidade e do magnetismo e a descoberta das ondas, ou radiações eletromagnéticas,

na metade do século XIX. Esta trajetória histórica é que está difundida e acessível na maioria dos

livros didáticos de física para o ensino médio. Entretanto, propõe-se aqui que se dê um passo além,

que se pense também uma abordagem quântica para a luz, pois, como dito anteriormente, sob o

ponto de vista da física moderna, a luz - qualquer radiação – e todos os fenômenos ópticos

conhecidos não estão bem explicados pela definição de onda que apresentamos. De fato, as

radiações eletromagnéticas não podem ser intuitivamente comparadas à uma onda mecânica, nem

os fenômenos das radiações eletromagnéticas conhecidos podem ser explicados tendo por base o

modelo puramente ondulátório, nem pelo puramente corpuscular. A emissão e absorção da radiação

pela matéria não permite exclusivamente nem um nem outro modelo5. Com efeito, a luz é

constituída por quantidade mínimas de energia, de partículas ou quanta, chamadas fótons, que são

modelados por um novo objeto ontológico, a onda-partícula, que dá conta de conjugar caraterísticas

aparentemente inconciliáveis entre o objeto onda e o objeto partícula. Este novo modelo pode 5 Este é o efeito fotoelétrico, detectado experimentalmente por Hertz em 1887 e explicado por Eistein em 1905. No artigo de Einstein (1905), ‘’Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heurischen Gesichtspunkt’’, não se encontra uma nova formulação ontológica para o problema da emissão e da absorção de radiação de maneira a combinar os caracaterísticas corpusculares e ondulatórias. A tradução do alemão para o inglês é consultada e referenciada em Martins e Rosa (2014, op. cit).

34

responder às questões experimentais observadas em fins do século XIX e início do século XX,

como também possibilitou a revelação de novas propriedades físicas da radiação e da matéria,

impossíveis de serem previstas antes desta nova formulação ontológica, cujas validades

experimentais forçaram o pensamento científico a reformular princípios estabelecidos e a construir

teorias mais poderosas para a explicação da natureza da matéria6. Por isso, fica claro que pensar o

modelo físico de onda para a luz é buscar contemplar uma descrição complexa e que, por vezes,

exige um pensamento abstrato e científico que foge à regra e aos sentidos. Ainda, observa-se que os

próprios conceitos de partícula, onda e onda-partícula não foram elaborados de uma vez, se não

dentro de contextos históricos e científicos precisos.

Assim, o presente trabalho encontra-se diante de uma questão: que modelo de óptica

ondulatória elaborar em maquetes a serem usadas tanto por alunos e alunas com deficiências visuais

e normovisuais? Sobre a luz, como explicar de maneira simples e objetiva sua natureza dual, sem

avançar em uma conceituação assaz rebuscada, que seja adaptada ao sujeito com deficiências

visuais, incluso, mas que não seja, dentro de um modelo aproximativo, fisicamente incorreta?

Responde-se inicialmente esta questão partindo dos estudos de Éder Camargo (2011), que

identificou a falta de materiais especializados para cidadãos com deficiências visuais no estudo de

óptica ondulatória, e nos de Bianchi et al. (op. cit), onde pudemos trabalhar o conceito de cores

junto a pessoas com deficiências visuais, justamente a partir da questão levantada em Camargo

(2012, p. 267): ‘’De que maneira deve se dar o ensino de cores para alunos totalmente cegos de

nascimento?’’. A intenção deste estudo é, portanto, propor uma discussão e uma prática que

viabilize a didática do ensino de óptica ondulatória em conexão com o ensino de cores, usando uma

metodologia multissensorial no contexto da inclusão de alunas e alunos com deficiências visuais em

aulas regulares de física, apresentando a construção de uma maquete que sintetize a compreensão da

luz/radiações abordadas em ensino médio mas que traga uma abordagem quântica do fenômeno.

Para tanto, além da definição de onda apresentada no início da sessão, é mister definir as

características físicas que descrevem uma onda e posteriormente apresentar uma breve discussão

sobre cores, pautada em uma discussão de escopo sociopsicofisicalista, que explicar-se-á mais tarde.

As principais grandezas físicas que definem uma perturbação ondulatória são:

a – amplitude da onda, que está relacionada à intensidade da perturbação e, classicamente, à

energia desta7;

6 Schrödinger só pôde chegar à equação da onda-partícula que descreve os fenômenos quânticos de sua época após de Broglie ter formulado sua hipótese fundamental. 7 O termo ‘’clássico’’ aqui utilizado faz menção às teorias, modelos e implicações físicas que vigoraram até o início do século XX.

35

λ – letra grega ‘’lâmbda’’ - comprimento de onda, que é a distância, em metros ou potências

de metro, para a perturbação completar uma oscilação;

Cristas e vales da onda – pontos opostos de vibração máxima, ou pontos de máximo

(crista) e mínimo (vale);

f – frequência de oscilação – número de oscilações completas em uma unidade de tempo,

medido em hertz (Hz) que, por definição, é igual a s-1.

T – período de oscilação, intervalo de tempo, medido em segundos, da duração de uma

oscilação.

v – velocidade de propagação da onda, medida em m/s8.

Convém, ainda, caracterizar as ondas quanto às direções de propagação e de oscilação.

Quanto à propagação, as ondas podem ser classificadas em unidimensionais, bidimensionais e

tridimensionais; quanto à direção de vibração ou oscilação do suporte físico (meio material ou

campo eletromagnético) em longitudinais, transversais e mistas.

As longitudinais classificam as ondas cujas direções de propagação e vibração são

coincidentes; as transversais, ao contrário, são aquelas cujas direções de propagação e vibração são

perpendiculares entre si. As ondas mistas possuem duplamente condições longitudinais e

transversais de propagação e vibração.

Apesar das características físicas citadas acima serem apropriadas para todas as ondas, neste

estudo serão abordadas a luz e as cores que, de um ponto de vista físico, ou fisicalista (Thomas,

apud. Matushima, 2001), são definidas como ondas eletromagnéticas periódicas transversais

bidimensionais. O campo eletromagnético pode ser entendido como um ente físico que se propaga

no espaço, sendo formado pelas oscilações periódicas em fase de duas ondas transversais

unidimensionais de um campo elétrico e um campo magnético, cujas direções vibracionais são

perpendiculares entre e simultaneamente à direção de propagação. As características ondulatórias de

ambos os campos obedecem às leis do eletromagnetismo, mas possuem as mesmas descrições de

qualquer onda, isto é, podem ser pensadas e modeladas a partir das grandezas físicas anteriormente

citadas. Todavia, é seguro abdicar de uma descrição bidimensional da luz em detrimento de um

modelo unidimensional pelos fatos de que as grandezas dinâmicas (como energia e momento linear)

podem matematicamente serem definidas usando-se um dos campos, o elétrico ou o magnético, e

porque também ambas propagações dividem a mesma frequência e comprimento de onda, para cada

faixa do espectro eletromagnético. Assim, o modelo a se construir utilizará de uma onda periódica

transversal unidimensional para a conceituação física da luz e das cores sem perdas conceituais

significativas.

8 Todas as unidades apresentadas estão compatíveis com o Sistema Internacional de Medidas.

36

Nas figuras abaixo, observa-se (Figura 1) um modelo de onda periódica transversal

unidimensional, com destaque para as características físicas elencadas acima e (Figura 2) um

modelo de campo eletromagnético oscilante.

Figura 1 – Modelo de onda periódica transversal unidimensional.

Fonte: SANTOS, 1988, p. 82

Figura 2 – Modelo de um campo eletromagnético oscilante.

Fonte: ALVAREZ, 201-.

É possível demonstrar as relações entre frequência, período, comprimento de onda e

velocidade de propagação:

37

(1)

e

(2)

(3)

e

(4)

As duas primeiras relações matemáticas são obtidas a partir das definições das grandezas

frequência e período; as da velocidade são obtidas observando a definição cinemática para

velocidade escalar média

(5)

ou, de outra maneira, a razão entre a distância percorrida (ΔS) pelo intervalo de tempo (Δt)

necessário. No caso da onda,

(6)

e

(7)

ou

(8)

Na descrição de uma onda, as características físicas mais frequentemente usadas são o

comprimento de onda e a frequência, portanto, a primeira das relações matemáticas para a

velocidade é a também mais abordada.

Ainda sob o domínio de uma concepção fisiscalista das cores, conceitua-se fisicamente as

cores e a luz visível. De todas as faixas de frequências das radiações eletromagnéticas, a luz visível,

ou raio branco, compreende todas radiações cuja interação com os tecidos do aparelho visual

humano produziu, ao longo da evolução de nossa e outras espécies, um ‘’fluxo’’ de processos que

selecionaram e que desenvolveram os tecidos do aparelho ocular, notadamente nos que vieram

38

compor a retina, com maior sensibilidade aos comprimentos de onda da radição mais disponível na

Terra, a solar9. Estudando o espectro de emissão de ‘’nossa’’ estrela, descobrimos que, à sua

temperatura superficial10, de em torno dos 5778 K, as radiações ocupam a faixa do espectro de 100

nm (região do ultravioleta) a 3000 nm (região chamada do infravermelho próximo), com mais da

metade da emissão na faixa do visível (entre 390 nm aos 760 nm) e máxima radiância em torno de

500 nm (EISBERG e RESNICK, 1979).

Entende-se a luz branca como um padrão de frequência provocado pela superposição de

várias frequências diferentes do espectro visível, por isso é chamada de luz policromática. As

bandas de comprimentos de onda (medidos no vácuo) e frequência das cores estão na Tabela abaixo

(Tabela 1), extraída de Silva (2007).

Tabela 1 - Classificação das cores segundo o comprimento de onda e a frequência da luz.

Cor Δλ (nm) Δf (THz)

Vermelho ≈ 625-740 ≈ 480-405

Laranja ≈ 590-625 ≈ 510-480

Amarelo ≈ 565-590 ≈ 530-510

Verde ≈ 500-565 ≈ 600-530

Ciano ≈ 485-500 ≈ 620-600

Azul ≈ 440-485 ≈ 680-620

Violeta ≈ 380-440 ≈ 790-680

Legenda: Δλ é o intervalo de comprimentos de onda e Δf o intervalo de frequências.

Fonte: SILVA, 2007.

Através do fenômeno da dispersão luminosa, é possível observar que luz branca é

decomposta em luzes de diferentes cores, isto é, raios de luz de diferentes comprimentos de onda e

frequência. A dispersão ocorre quando a onda de luz branca incide em um meio óptico diferente, os

diferentes comprimentos de onda tenderão a alterar sua direção de propagação de maneiras

diferentes. Este fenômeno é a refração e de fato sabe-se que ondas eletromagnéticas com menores

comprimentos de onda – portanto, maiores frequências – tendem a ter maiores desvios ópticos pois

9 As plantas e outros seres fotossintéticos também desenvolveram uma enorme adaptção ao espectro do visível, como é o que demonstram estudos em fotoquímica que relacionam as taxas de fotossíntese com a exposição em diferentes cores (MELO JR et al., 2013).10 Camada superficial de aproximadamente 300 km, a fotosfera é uma finíssima porção de plasma, comparada ao raio solar (695508 km), da qual provém a maior parte da radiação incidente na atmosfera terrestre.

39

terão maior redução em sua velocidade de propagação. O efeito final é a separação da luz branca em

sete porções luminosas bem definidas. No sentido do maior comprimento de onda para o menor

temos: vermelho, alaranjado, amarelo, verde, ciano, azul e violeta. Assim, concluímos que a luz

violeta será a mais desviada; a vermelha, o contrário. É o que observamos na figura abaixo (Figura

3).

Figura 3 – Dispersão da luz branca.

Fonte: MACHADO, 201-.

Como observado na figura, um prisma óptico cumpre o papel de um meio óptico que irá

dispersar a luz branca incidente. Na natureza, as gotículas de vapor úmido na atmosfera são o

exemplo mais comum de prismas ópticos e o arco-íris o mais notável fenômeno da dispersão da luz

branca.

40

É importante enfatizar que, apesar da refração alterar a velocidade e o comprimento de onda

da luz, a frequência de cada feixe luminoso permanece a mesma, uma vez que tal grandeza depende

da fonte luminosa, que permanece inalterada. Portanto, a menos que haja movimento relativo

apreciável entre a fonte e a nossa observação, a frequência percebida pelos nossos olhos não será

alterada.

Incorporando-se à discussão argumentos quânticos, deve-se entender cada uma das luzes

que compõem o espectro visível, bem como todas as faixas do espectro eletromagnético, como

sendo um conjunto de fótons de frequências definidas. Fóton, o ‘’átomo de luz’’ ou quantum de

radiação eletromagnética, é uma partícula a qual se associa um comportamento também

ondulatório, portanto dual, pois o modelo de fóton sintetiza características tanto de uma onda como

de uma partícula, transportando energia como uma partícula porém propagando-se como uma onda,

localizada no espaço, ou seja, com tamanho definido.

Esta discussão, todavia, deve abranger mais do que uma concepção puramente física das

cores, uma concepção fisicalista. Reconhece-se a visão psicofisicalista (SAVAGE, 2001) que

defende um subjetivismo da cor (MATSUSHIMA, op. cit), de que a sensibilidade às cores surgiu no

curso da evolução das habilidades sensoriais adaptativas dos seres, selecionadas naturalmente

durante as eras.

Mas é preciso ampliar o significado das cores até uma concepção que se defende ser

sociopsicofisicalista. O conceito de cor é construído socialmente e o conteúdo de tal construção é

ancorado numa perspectiva dialética, pois é fruto de um construto físico, concreto, e subjetivo,

mediado pela ciência e pela linguagem. Segundo Pastoureau (1997) ‘’A cor é um produto cultural;

não existe se não for percebida, isto é, se não for não apenas vista com os olhos, mas também e

sobretudo descodificada com o cérebro, a memória, os conhecimentos, a imaginação’’. As cores têm

história (GOTTESMAN, 2016) e estão imbuídas de símbolos e de uma linguística na transmissão

de informações (NUNES, 2012), cujos significados são alterados dentro do contexto sociocultural

na história da humanidade e homens e mulheres, com deficiências visuais ou não, têm acesso a tais

conteúdos conceituais pois estão socialmente disponíveis. Shepard e Cooper (1992) discutem

resultados de estudos em psicologia cognitiva que apontam a importância da linguagem, da

experiência pessoal, individual, e das estruturas neuronais na representação mental das cores, de

maneira a descentralizar a percepção visual neste processo, e Goller, Otten e Ward (2009) obtiveram

importantes demonstrações do conteúdo sinestésico da percepção de sons e cores, colocando de

maneira indubitável a associação e a multissensorialidade como elementos fundamentais para a

conceitualização das cores.

41

Desta maneira, conclui-se este capítulo com o seguinte prospecto quanto ao ensino de óptica

ondulatória em turmas regulares e inclusivas de física: o ensino das cores é uma excelente

oportunidade didática para aplicação da metodologia multissensorial pois possibilita uma visão

sociopsicofisicalista da construção do conceito de ondas e das cores, a saber: a construção de um

modelo para as ondas eletromagnéticas que incorpore elementos físicos como comprimento de

onda, frequência, amplitude e fóton e ao mesmo tempo aborde as cores a partir de uma perspectiva

que as elabora como um conceito socioculturalmente construído, portanto disponível a todas e

todos, com deficiências visuais ou não.

42

2 METODOLOGIA

Rosso come il cielo.

Cristiano Bortone.

O objetivo deste capítulo é descrever o processo criativo e a confecção quadro tátil ‘’Ondas,

cores, e ‘fontáteis’ de luz’’ a ser usada como material didático em uma aula de física com a presença

de alunas e alunos com deficiências visuais.

Inicia-se a discussão metodológica com a necessidade de se afirmar a didática da

multissensorialidade na base da relação ensino-aprendizagem que se precisa e que se quer

desenvolver em ambiente escolar acessível e inclusivo. Neste sentido, um material didátio como o

elaborado neste trabalho deve ter como preocupação central a mobilização de outros sentidos que

não somente o visual na obtenção das informações necessárias para a aluna ou aluno deficiente

visual, de forma tal que possam construir imagens mentais adequadas para uma efetiva assimilação

de conceitos, objetos ou procedimentos envolvidos na atividade didática prática. Além disso,

certamente, a tela tátil é também visual, que deve ser um material didático para uma aula e uma

escola inclusivas, um ambiente escolar comum a todos, mas não segregado, onde todos e todas se

envolvam coletivamente nos atos de aprender e ensinar, eliminando barreiras que impedem a

participação de alunos com deficiências visuais nestes espaços de formação escolar.

Ensinar e aprender em aulas regulares inclusivas de ciências é uma tarefa urgente quando se

pensa em educação para uma nova forma de convivência entre pessoas, seja nos princípios civis e

legais da inclusão social (BRASIL, 2001; BRASIL, 2003; UNESCO, 1994), como de certo também

nos princípios morais de solidariedade e apoio mútuo, e do respeito à diversidade.

A educação cumpre papel especial neste processo, pois introduz o indivíduo às normais

sociais de um dado momento histórico, aos hábitos e comportamentos, às concepções de mundo, de

sociedade e de si mesmo. A vida social humana pressupõe o ato de ensinar e de aprender, de

apreender e modificar o real, modificando a si mesmo e suas relações sociais e naturais. Somos

seres sociais, somos fundados nas - e fundantes das - relações entre o mundo, a sociedade e o

indivíduo, agindo dentro de um ‘’somatório’’ histórico de processos sociais que influem sobre o

43

indivíduo dialeticamente em sua formação subjetiva e cognitiva e sua ação social e objetiva

(LESSA, 2007). Este fazer humano e seu necessário ato de ser ensinado, reproduzido, alterado é

eminentemente político, e o conteúdo do que rege o processo de ‘’entrada’’ do indivíduo no

ambiente social é ético, portanto, é possível se apontar para a indissociabilidade entre o exercício de

ensinar e aprender das reflexões e das ações políticas e éticas da educação (CASTORIADIS, 1987;

VALLE, 1996; VALLE, 2001). É de maneira tal que a prática da inclusão em ambiente escolar é

compreendida como uma necessidade política e ética de uma sociedade que deve buscar pela

igualdade que contemple a diversidade em todo a sua gama sem conduzir a uma desigualdade

promovida pelo repúdio ou pelo medo do diverso.

A formação de professoras e professores inclusivistas (BARBOSA-LIMA e CASTRO, 2012;

BARBOSA-LIMA e CATARINO, 2013) é passo fundamental neste sentido, pois é preciso

aprofundar as reflexões sobre atividades didáticas multissensoriais no contexto da inclusão de

deficientes visuais como uma grande oportunidade de investigação teórico-prática, tanto do ponto

de vista psicocognitivo como do ensino e da aprendizagem. Desta maneira, rompe-se com barreiras

que impossibilitam o aprendizado de deficientes visuais, localizando o protagonismo do seu

aprendizado no próprio indivíduo e na sua apreensão do mundo material, a partir da linguagem e

dos sentidos.

2.1 Concepção científica para o projeto de tela

Escolheu-se retratar em tela o fenômeno da dispersão da luz através de um prisma triangular.

Esta tela será colorida e tátil, e procura-se nela destacar as cores e suas propriedades ondulatórias e

quânticas, como o fóton de luz, o comprimento de onda e a frequência associados a cada cor. Por

serem fótons a serem identificados com as mãos, optou-se desde o início apelidar cada pequeno

granulado que compõe a onda de ‘’fotontátil de luz’’.

A imagem abaixo é do 1o esboço e contém o desenho projetado para representar o fenômeno

na tela (Figura 4).

44

Figura 4 – 1º esboço da tela ‘’Ondas, cores e ‘fotontáteis’ de luz’’

Fonte: O autor, 2018.

As proporções do ‘’1o esboço’’ seguem uma escala de 16 (cm) x 16 (cm). Para o risco com

grafite na tela de 40 (cm) x 40 (cm) usou-se um fator de conversão da ordem de 2,5:1 em toda a

tela, com exceção das medidas correspondentes à amplitude de cada onda (parâmetro a0), cuja

conversão para as medidas da tela será 3:1.

2.2 Concepção multissensorial

A visão é o sentido que fornece a maior parte das informações empíricas sobre o mundo para

nós humanos, sobretudo sobre a sua dimensionalidade e as propriedades espaciais da realidade

concreta, como a mais imediata informação sobre a estrutura e constituição dos nossos corpos.

Porém, os modelos mentais que fazemos do mundo e das relações humanas não são dependentes do

45

estímulo visual unicamente. Viu-se no primeiro capítulo demonstrações claras desta afirmação.

Cores são conceitos elaborados por um sem número de olhares e conhecimentos perspectivados em

diferentes atividades e conhecimentos que os seres humanos desenvolveram em sociedade. Viu-se

também a carga linguística do conceito das cores (BIANCHI et al., 2016,) e a variabilidade do

campo semântico identificada em tarefas de associação livre de palavreas (MERTEN, 1992) com

cores, o que expande a compreensão do conceito para além das concepções fisicalistas e

psicofisicalistas.

Ao passar para a tarefa de projetar a descrição do fenômeno em bases multissensoriais,

começando pelo tato, o primeiro esforço é equacionar à dimensionalidade do fenômeno da

dispersão a partir da informação visual, como se vê na Figura 3 do capítulo anterior, e transpô-la

para um modelo em duas dimensões tátil. Amiúde se deparou com dificuldades em rascunhos

abandonados ao tentar-se manter a identidade visual do fenômeno, isso por dois motivos: não se

encontrou facilmente disponível na literatura uma imagem digital do fenômeno da dispersão a

partir de uma modelização ondulatória para a radiação. Encontrou-se tão somente a predominância

do modelo do raio de luz. O outro é que os testes de percepção tátil têm demonstrado as restrições

ao acesso à informaões dimensionais que pessoas com deficiências visuais enfrentam (HATWELL,

2003, op. cit)). Para garantir que durante o percurso tátil a aluna ou aluno com deficiência visual

consiga gerar uma imagem espacial mental para ancorar o conceitos ondulatórios da frequência e

comprimento de onda, é preciso que a tela não seja grande demais nem os modelos de onda

pequenos demais, para que sempre seja possível observar o padrão periódico para as ondas de cores

representadas. Resolveu-se essa dificuldade remodelando o fenômeno, atendendo, assim,

prioritariamente a necessidade do sujeito com deficiência visual no quesito da dimensionalidade,

porém sem incorrer em erros conceituais.

Um prisma regular equilátero de lado 6,5 cm e altura 3,0 cm foi feito de resina cristal 11. Sua

cor amarelo-esverdeada não é, certamente, a cor de um prisma óptico real usado nestas experiências

em laboratórios de óptica, que sendo de material como o cristal, é translúcido à luz, porém não foi

possível adquirir outro para este trabalho (Figura 5). Esse prisma poderá ser manuseado, tirando-o

da tela, para que estudantes cegos possam tomar conhecimento de seu formato geométrico.

11 Gentilmente feito pelo colega de curso e artesão William Sobrinho.

46

Figura 5: Prisma triangular regular de resina cristal.

Fonte: O autor, 2018.

Incidindo em uma face do prisma, representa-se a luz branca como um feixe de textura

granulada, e em outra, feixes coloridos retos, que aqui são como os raios de luz cada um com um

tipo de textura associada, ligando o prisma à região da tela onde se retrata os padrões de onda para

cada cor.

Cada cor deverá ter sua onda associada constituída por diferentes tipos de materiais

granulados, como miçangas, fitilhos, contas e grãos. Tal escolha é uma aposta multissensorial, pois

se deseja oferecer uma diferenciação de cada onda de cor tanto por uma percepção sensorial

espacial (diferentes comprimentos de onda) como também pelo toque, oferecendo, portanto,

texturas e tamanhos diferentes para auxiliar a veiculação da informação conceitual (KLATZKY e

47

LEDERMAN, 2000). Pintou-se a as ‘’bandas’’ das cores e os matizes como são conhecidos, de

cima para baixo (Figura 4), de vermelho, laranja, amarelo, verde, ciano, azul e violeta.

A abordagem linguística para a concepção da tela é aquela que se apresenta em Barbosa-

Lima (2008) no artigo ‘’Um quadro para ser lido...’’. Segundo ela:

‘’Sempre que nos propomos a realizar uma leitura nunca o fazemos solitariamente. Tudo o

que vivemos, que pensamos que esperamos, enfim, todas as vozes que povoam nosso ser

cultural interpretam a leitura que está sendo feita junto conosco (BAKHTIN, 1997). Quero

dizer com isto, de acordo com os ensinamentos bakhtinianos, que nossa ideologia, nossas

frustrações, nossas crenças, nossas emoções vividas e esperadas estarão presentes ao ato de

leitura. Em outras e mais sintéticas palavras, nossa cultura estará lá, fazendo com que

leiamos de acordo com o já vivido, para concordar ou discordar’’(BARBOSA-LIMA, 2008,

p. 1).

No contexto dos debates em torno da tríade Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS), discutir

artisticamente a ciência é um campo fértil onde entram em cena a comunicação verbal, a capacidade

de expressar-se e ler a vida (BARBOSA-LIMA, idem) como forma de interpretar e conhecer a

estutura científica dos fenômenos naturais e das implicações tecnológicas que o conhecimento

científico possibilitou. Em salas de aula com a presença de deficientes visuais ou não, esta tela deve

propor o debate e a construção coletiva, a capacidade de todas e todos atribuirem significados e

associações variados ao conceito de cor em conexão com modelos físicos. Os conceitos

ondulatórios e o quânticos assumem funções de assegurar que o modelo para o fenômeno retratado

leve à possibilidade de indagações conceituais e ontológico do que vem a ser, por exemplo, uma

partícula ou uma onda, do que vem a ser uma onda-parítcula, um fóton ou um quantum de radiação,

e assim as alunas e alunos são levados a elaborar uma síntese imagética da natureza física da

radiação visível. Deste modo, modificando e refinando cognitivamente os conceitos previamente

elaborados, numa perspectiva sociopscicofisicalista, alunos e alunas são capazes de compreender

luz e cores de maneira mais rica e integrada.

2.3 Confecção da tela

Inicia-se a confecção transferindo para a tela as medidas construídas no ‘’1o esboço’’. Por

garantia, riscou-se a tela tal qual o papel milimetrado, utilizando 2,5 cm como valor unitário.

Transpõe-se o padrão de cada onda (Figura 6), observando as proporções e preservando a escolha

de aumentar progressivamente o número de ondas completas projetadas no espaço destinado de 22

48

cm (a onda de cor vermelha será representada com uma onda completa, a laranja duas, a amarela

três e assim por diante). Espaçou-se igualmente cada padrão por uma distância de 2 cm e cada onda

está contida numa banda de 3 cm de largura, isto é, representou-se ondas de amplitudes iguais,

apenas variando o comprimento de onda.

Para representar cada fotontátil de luz, usou-se (Figuras 7 e 8): Branco: miçanga em forma

de disco, de madeira, 0,5 cm de diâmetro (média); Vermelho: semente de feijão azuki; Laranja:

semente de chia vermelha; Amarelo: farinha grossa de milho, triturada; Verde: combinação de

miçanga cilíndrica, de material plástico, 0,3 cm de diâmetro (média) e sementes de ervilhas partidas

ao meio; Ciano: combinação entre fitilho plástico, 0,7 cm de comprimento (média) e vidrilho

cilíndirco, 0,2 cm de comprimento (média); Azul: semente de linhaça marrom; Violeta: vidrilho

cilíndrico, 0,2 cm de comprimento (média).

Figura 6 – Risco dos padrões de ondas na tela.

Fonte: O autor, 2018.

49

Figura 7 – Colagem dos materiais granulados.

Fonte: O autor, 2018.

50

Figura 8 – Quadro em fundo branco.

Fonte: O autor, 2018.

Decidiu-se apoiar a imagem em fundo preto (Figura 9), uma que vez a cor branca deverá ser

aquela associada ao feixe de luz branca e que a cor preta não é fisicamente representada por

nenhuma onda ou fóton, pois é, neste sentido, entendida como a cor de um objeto que não emite

nenhuma radiação na faixa do visível. Neste sentido, cabe pensar a cor preta como a ausência de

(fótons e ondas de) cor. Portanto, a tela foi homegeneizada com spray preto para posteriormente

cada onda e sua respectiva banda de cor ser pintada com tinta acrílica. Tem-se, por fim, a tela

chamada ‘’Ondas, cores e os ‘fotontáteis’ de luz’’ (Figura. 10).

51

Figura 9 – Tela homegeneizada com spray preto.

Fonte: o autor, 2018.

52

Figura 10 – Quadro ‘’Ondas, cores e ‘fotontáteis’ de luz’’ finalizado.

Fonte: O autor, 2018.

53

CONSIDERAÇÕES FINAIS

A liberdade é para a ciência o que o ar é para o animal […]. O

pensamento não deve se submeter, nem a um dogma, nem a um

partido, nem a uma paixão, nem a um interesse, nem a uma

ideia pré-concebida, nem a qualquer coisa, se não a si próprio,

pois, para ele, submeter-se, seria deixar de existir.

Henri Poincaré

O quadro tátil intitulado ‘’Ondas, cores e os ‘fotontáteis’ de luz’ é um material didático para

o ensino de física elaborado para aulas inclusivas com a presença de pessoas com deficiências

visuais. Nele se aplica uma metodologia multissensorial, desde seu planejamento a sua confecção,

para ser utilizado no estudo de conceitos ondulatórios e quânticos associados à natureza da luz,

partindo do fenômeno da dispersão da luz branca e a sua decomposição nas bandas de cores. Faz-se

uso de um modelo ondulatório para a cada cor, destacando as noções de comprimento de onda e

frequência de cada uma, de modo que tanto estudantes com ou sem deficiências visuais possam

acessar tais conceitos inerentes ao modelo de uma onda e que explicam uma gama de fenômenos

ópticos, como a interferência e a difração.

O modelo do quantum de radiação, o fóton, neste quadro, é apresentado estética e

sensorialmente, por meio da pintura e de texturas granuladas diferentes na composição do formato

de onda, uma para cada cor, que variam no tamanho, na aspereza e no sequenciamento, para criar

informação visual e tátil. É importante que se observe que o modelo do fóton que foi criado para a

tela tem, em si, limitações na sua forma, conceituais e teóricas. Aqui, ele gera informações

multissensoriais para ser entendido como uma quantidade minúscula, uma partícula, que propaga-se

exibindo um comportamento ondulatório. Assim, não se pretendeu exibir a natureza interna desta

partícula e os maiores aprofundamentos que o modelo elementar da onda-partícula de de Broglie,

que é o primeiro a embasar ontologicamente as propriedades ondulatórias e quânticas das radiações

e da matéria, são apenas referenciados na preparação teórica deste trabalho.

54

Para justificar a possibilidade de se ensinar cores e luz a alunas e alunos com deficiências

visuais e também a viabilidade da construção desta tela, este trabalho inicia-se com a recuperação e

revisão do conceito de modelo desde uma perspectiva ampla onde se cruzaram abordagens próprias

da ciência física e de seu ensino, bem como filosóficas e históricas, para evidenciar que seu uso não

é só essencial para a formulação de teorias científicas mas também uma ferramenta didática

importante para a divulgação de conhecimento. Entendeu-se que um modelo é um objeto abstrato e

idealizado que sintetiza um conjunto de tecnologias e concepções de mundo que instrumentalizam a

investigação científica e a capacidade de representar relações abstratas ou procedimentais, de

acontecimentos, processos e sistemas naturais, mentais e sociais.

Demonstra-se também na segunda parte do primeiro capítulo, a partir de uma exposição das

perspectivas neurocognitiva e linguística, a existência da capacidade imagética do ser humano e de

outros seres em representar o mundo ao seu redor, mentalmente. A adaptação das espécies,

sobretudo a humana, conferiu ao cérebro a possibilidade de construir imagens do mundo que o

cerca, de modelar objetos, formas e abstrações que são construídas e modificadas constantemente

ao longo da vida do indivíduo e da história e que estão permeadas pela construção de símbolos,

significados e conteúdos imagéticos que conectam indivíduo à teia das relações sociais. Esta

evidência é chave para a compreensão de que a formação e manipulação de imagens mentais são

propriedades do cérebro humano e, assim, estão presentes em cegos de nascimento, possuindo

grandes semelhanças estruturais e funcionais das formadas por pessoas normovisuais.

Se pessoas cegas de fato formam imagens mentais sem acessarem informações por meio da

visão, isto evidencia o caráter multissensorial na base da formação dos modelos mentais que as

ancoram, e é o que se aceita amplamente, como se apresenta na revisão de publicações feita nesta

etapa. Pôde-se demonstrar que estas pessoas de fato acessam e constrõem conceitos sobre luz e

cores, pois estes não são elaborados só pela visão, mas por um sem número de estímulos sensórios e

diferentes, conectados pela entre si pela correspondência linguística que socialmente se constrõe em

torno deles. Isto é, como se defende, os conceitos das cores não são construídas somente por

estímulos físicos nem podem ser descritas por processos puramente psicológicos, mas também pelo

conteúdo social que delas se elabora, pela linguagem e pela história humana.

Quanto à possibilidade de ensinar cores e luz a deficientes visuais num contexto da inclusão

social, este trabalho dá prosseguimento à pesquisas na área, pois a sua pergunta central ‘’ como

produzir um material didático para o ensino de óptica ondulatória para deficientes visuais em

ambiente inclusivo, que aborde luz e cores, incorporando além do modelo de onda, o conceito de

fótons de radiação?’’ surge em meio às questões relativas ao ensino de óptica e de cores para

pessoas cegas que se encontram na literatura apresentada sobre o tema, tanto nos avanços teórico-

55

metodológicos como nas dificuldades didáticas que as possíveis respostas para tais problemas

encontram pelo caminho. Todavia, notou-se a necessidade de incorporar modelos ondulatórios e

quânticos no estudo de óptica física, porquanto se tenha usado marjoritariamente modelos

geométricos para as cores, como o modelo retilíneo de raio de luz, pois são mais adequados para a

descrição de fenômenos que evidenciam a sua real natureza física.

Dado que não se encontrou na literatura revisada a abordagem no ensino de óptica para

pessoas com deficiências visuais a partir de modelos ondulatórios e quânticos, este trabalho

modestamente abre um conjunto de perguntas, algumas das quais parecem ser evidentes, pois tanto

são ligadas ao processo de confecção da tela tátil, como também surgidas em torno da elaboração

teórica do trabalho e das possibilidades didáticas da aplicação da tela em aulas de física. A saber:

1) Tal conceito de tela tátil é eficiente para o ensino de óptica ondulatória para alunos com

deficiências visuais? Os ‘fotontáteis’ são de fato um modelo que possibilita a tais estudantes

acessarem informações sobre o comportamento quântico da luz e das cores?

2) Como representar em materiais didáticos táteis fenômenos ópticos como a interferência, a

difração e outros associados à natureza ondulatória dos fenômenos eletromagnéticos?

3) Como representar em materiais didáticos táteis um quantum de radição e o modelo da

onda-partícula?

4) Como se daria o ensino para deficientes visuais de fenômenos ópticos e eletromagnéticos

cuja compreensão se dá por uma abordagem quântica-relativística das radiações e da matéria, como

por exemplo o efeito fotoelétrico, a emissão e absorção de luz, o efeito Compton12, entre outros?

Considera-se, portanto, que este trabalho tenta alargar mais o caminho para o ensino de

física de óptica, numa prática que promova a inclusão escolar de alunas e alunos com deficiências

visuais e que reitera a importância da metodologia multissensorial como proposta didática para o

ensino inclusivo. Ainda, reivindica a possibilidade de abordar efeitos ópticos e eletromagnéticos a

partir da conceituação e construção de modelos táteis de ondas e fótons para a descrição de uma

realidade física que está na base da descrição da composição elementar da matéria e da tecnologia

que impacta de maneira ímpar a toda a sociedade, neste e nos tempos futuros.

12 De acordo com a teoria quântica da luz, fótons se comportam como partículas, exceto por não terem massa de repouso. O espalhamento de um fóton incidente colidindo em um elétron e a decorrente diminuição de energia e de frequência do fóton ejetado fora a comprovação do comportamento particular da radiação. Este efeito foi descoberto por Arthur Compton em 1923 (BEISER, 2003).

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