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Michel Malanos Junior - Universidade Presbiteriana Mackenzie : Index

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<strong>Universidade</strong> <strong>Presbiteriana</strong> <strong>Mackenzie</strong><br />

A FÍSICA EXPERIMENTAL NO ENSINO MÉDIO PARA ALUNOS DAS REDES<br />

PÚBLICAS MUNICIPAIS E ESTADUAIS – ELETRICIDADE E<br />

ELETROMAGNETISMO<br />

<strong>Michel</strong> <strong>Malanos</strong> <strong>Junior</strong> (IC) e Ítalo Francisco Curcio (Orientador)<br />

Apoio: PIVIC <strong>Mackenzie</strong>/MackPesquisa<br />

Resumo<br />

As competências para o estudo da Física sugerem conteúdos relacionados com a investigação e<br />

compreensão de fenômenos, utilização de linguagem científica e sua contextualização históricosocial.<br />

Tais conteúdos devem ser trabalhados visando possibilitar um ensino de ciências<br />

interdisciplinar. Orientando-se pelos PCNEM, verifica-se que a experimentação é indispensável ao<br />

longo do processo de desenvolvimento das competências em Física, pois desta forma pode-se<br />

promover uma profícua construção do conhecimento pelo próprio aluno. É através de experimentos<br />

que este desenvolverá sua curiosidade e o hábito de indagar. Desta forma, infere-se que o conceito<br />

de experimentação necessita ser mais difundido e melhorado, não se limitando apenas a<br />

experiências pré-elaboradas, desenvolvidas em laboratórios convencionais com roteiros repetidos,<br />

semelhantes a “receitas de bolo”, que fazem pouco sentido para os alunos. Além das experiências<br />

convencionais que apresentem os conteúdos de Física, deve-se atentar a situações-problema e<br />

fenômenos do cotidiano dos educandos. Porém, embora se reiterem estes pormenores, deve-se<br />

também atentar à realidade brasileira, que mostra uma estrutura educacional carente de recursos<br />

econômicos. Um laboratório para ensino de Física demanda investimentos significativos, pois seus<br />

dispositivos são geralmente caros, sendo às vezes até importados. Sobretudo nas escolas públicas,<br />

municipais e estaduais, os recursos estão muito abaixo de suas necessidades. Assim, desenvolveuse<br />

o presente trabalho com o objetivo de se produzir materiais didáticos de baixo custo, para uso em<br />

laboratórios, duráveis e de boa qualidade, abrangendo conteúdos de Eletromagnetismo. Com isto,<br />

proporciona-se para as escolas de poucos recursos econômicos, uma possibilidade consistente de<br />

desenvolver um ensino de Física satisfatório.<br />

Palavras chaves: eletromagnetismo, laboratório, recursos didáticos<br />

Abstract<br />

The skills for the study of physics suggest content related to research and understanding of<br />

phenomena, use of scientific language and its historical and social context. Such content must be<br />

worked in order to enable an interdisciplinary science education. Guided by the PCNEM, it appears<br />

that experimentation is essential throughout the process of developing skills in physics, because this<br />

way we can promote a useful construction of knowledge by the student. It is through experiments that<br />

this will develop their curiosity and the habit of asking. Thus, it appears that the concept of<br />

experimentation needs to be improved and more widespread, not limited only to testing pre-designed,<br />

developed in laboratories with conventional repeated tours, similar to "cake recipes" that make little<br />

sense for students. In addition to the conventional experiments showing the contents of physics, one<br />

must pay attention to problem situations and phenomena of everyday life of learners. However,<br />

although reiterate these details, you should also pay attention to the Brazilian reality, which shows a<br />

poor educational structure of economic resources. A laboratory for teaching of physics demand<br />

significant investments because their devices are usually expensive, and sometimes even imported.<br />

Especially in public schools, municipal and state resources are far below their needs. Thus, we<br />

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VII Jornada de Iniciação Científica - 2011<br />

developed this study with the goal of producing low-cost educational materials for use in laboratories,<br />

durable and of good quality, covering contents of Electromagnetism. With it provides to the schools of<br />

limited economic resources, a possibility of developing a consistent teaching of physics satisfactory.<br />

Key words: electromagnetism, laboratory, teaching resources


INTRODUÇÃO<br />

<strong>Universidade</strong> <strong>Presbiteriana</strong> <strong>Mackenzie</strong><br />

Quando se fala em ensino de Física no contexto didático-pedagógico, deve-se observar em<br />

que condições o mesmo será desenvolvido. Certamente, as condições que se considerariam<br />

“ideais” são relativas e, portanto, dependeriam de vários fatores, como objetivos gerais e<br />

específicos da Escola, expressos em seus Projetos Pedagógicos ou nos Planos de Ensino,<br />

dos recursos materiais disponíveis ou que então poderiam ser adquiridos e, como elementos<br />

de aplicação, os recursos humanos.<br />

Mediante uma análise de vários trabalhos, conhecidos através de publicações em revistas<br />

de relevante valor científico, ou em livros, cujo propósito é o de dar subsídios para o Ensino<br />

das Ciências da Natureza, e também por meio de pesquisa de campo, conclui-se que muitas<br />

das afirmações difundidas no meio educacional brasileiro são inconsistentes.<br />

É comum ouvir-se que os alunos do Ensino Médio não gostam de estudar, ou então, que<br />

são indisciplinados e por decorrência menosprezam as atividades sugeridas pelos<br />

professores. Que as condições de trabalho são limitadas e que por isso não é possível ter<br />

um rendimento mínimo aceitável por parte do corpo discente.<br />

Estas são algumas das afirmações reiteradas em reuniões pedagógicas, encontros de<br />

professores, colóquios, simpósios e congressos de Educação, de uma maneira geral.<br />

Fazendo-se uma leitura específica deste caso e abordando exclusivamente os efeitos<br />

concernentes aos métodos e estratégias utilizadas pelos professores em sala de aula,<br />

independentemente do perfil de Escola que se discute, é possível que se tenha um<br />

referendo das afirmações citadas anteriormente e que tanto preocupam a comunidade como<br />

um todo: pais ou responsáveis, professores, coordenadores, diretores, etc. Todavia, há de<br />

se ressaltar que a leitura deve ser abrangente e simultaneamente pormenorizada.<br />

Abrangente no que diz respeito ao aluno no contexto sócio-econômico, juntamente com sua<br />

família; e pormenorizado, porque se devem conhecer, ou pelo menos se tentar conhecer, as<br />

possíveis causas deste tão alardeado insucesso e baixo nível de intelectualidade dos<br />

estudantes brasileiros.<br />

Em qualquer área de ensino e, especialmente, o das Ciências da Natureza, que envolve a<br />

Física, deve-se ter conhecimento do contexto histórico no qual se encontra a atual Escola<br />

Brasileira.<br />

O Ensino de Física no contexto nacional brasileiro apresenta características próprias ao ser<br />

comparado ao de outros países. Historicamente, seu desenvolvimento se deu quase sempre<br />

com improvisações, tanto em relação aos recursos humanos, na figura do professor e de<br />

técnicos, como também com o material didático utilizado. Até quase a primeira metade do<br />

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VII Jornada de Iniciação Científica - 2011<br />

século XX, não se tinha formação específica de professores de Física e tampouco produção<br />

organizada e seriada de recursos materiais.<br />

O estudo de Física no Brasil é recente. Até o início dos anos 1930, praticamente não havia<br />

pesquisa científica nesta área de conhecimento e a formação de professores era<br />

inadequada, excetuando-se alguns autodidatas que se dispunham a trabalhar com o<br />

assunto, em praticamente todos os níveis de ensino. Apenas em 1934, com a criação da<br />

Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da <strong>Universidade</strong> de São Paulo, professores<br />

europeus, como Gleb Wataghin e Giuseppe Ochialini, passaram a utilizar uma pratica<br />

sistemática de experimentos em Física, particularmente sobre raios cósmicos. No Rio de<br />

Janeiro tinha-se a figura isolada de Bernard Gross, que realizou estudos no Instituto<br />

Nacional de Tecnologia (Rio de Janeiro) sobre propriedades de materiais.<br />

Entretanto, não obstante o vislumbre de um desenvolvimento técnico-científico para o Brasil<br />

naquela época, as limitações que se tinham fizeram com que fosse marcante a influência<br />

européia antes da segunda grande guerra e, posteriormente a norte-americana. Nos anos<br />

de 1960, devido a acordos como o MEC-USAID, não se tinha a elaboração de materiais<br />

didáticos e capacitação de professores que se enquadrassem à realidade brasileira.<br />

Apenas a partir da década de 1970, discussões para a melhoria do ensino de Física com<br />

características e condições nacionais começaram a tomar forma. Essa foi a ênfase do 1º<br />

Simpósio Nacional de Ensino de Física, realizado em 1970 em São Paulo, organizado pela<br />

Sociedade Brasileira de Física (SBF) (I SNBF). Em decorrência às discussões do simpósio,<br />

aprovaram-se verbas para a viabilização de projetos brasileiros, de elaboração de textos e<br />

material didático para o ensino da Física.<br />

O suporte legal, que poderia proporcionar recursos financeiros para o desenvolvimento de<br />

tais projetos, veio em 1971 com a promulgação da lei 5692/71, a qual tinha por objetivo<br />

reestruturar os antigos cursos Primário, Ginasial e Colegial. A estrutura básica consistia de<br />

dois níveis de ensino: O Primeiro Grau, com oito séries, correspondeu à junção dos antigos<br />

cursos Primário (quatro séries) e Ginasial (quatro séries), e o Segundo Grau, sucessor do<br />

até então Curso Colegial, sem, contudo, a especificidade das áreas. Deixou de se ter a<br />

divisão em Humanas, Exatas e Biológicas, que corresponderiam, respectivamente aos até<br />

então denominados cursos Clássico e Científico, e passou-se ao Segundo Grau.<br />

Em 1972, com o lançamento do Projeto Nacional para a Melhoria do Ensino de Ciências, o<br />

qual propunha o estudo das ciências em forma de disciplinas específicas e o fornecimento a<br />

alunos e professores de materiais didáticos de qualidade e adaptados a realidade brasileira,<br />

objetivava-se grande impulso. Porém, apesar de um discreto avanço, com o surgimento de<br />

alguns projetos de ensino de Física, não se atingiu plenamente o esperado.


<strong>Universidade</strong> <strong>Presbiteriana</strong> <strong>Mackenzie</strong><br />

Paralelamente, a sociedade evoluiu e com isto as necessidades também aumentaram.<br />

Diante da atual realidade, o objetivo de um ensino de Física satisfatório foi<br />

consequentemente ampliado, ou seja, além da característica conteudista, ainda presente na<br />

Escola Brasileira, almeja-se uma transdisciplinaridade através dos conteúdos aprendidos,<br />

proporcionando ao educando a formação de um cidadão contemporâneo, atuante e<br />

solidário.<br />

A mais atual proposta metodológica do ensino de Física apresentada aos educadores é<br />

dada pelos PCNEM, Parâmetros Curriculares Nacionais de Ciências Naturais do Ensino<br />

Médio, apoiados na nova lei de diretrizes e bases da educação, 9394/1996, os quais<br />

sugerem como competências para o estudo de Física conteúdos relacionados com a<br />

investigação e compreensão dos fenômenos físicos, utilização da linguagem física e sua<br />

comunicação, e aqueles que tenham a ver com a contextualização histórico social da Física.<br />

Tais conteúdos devem ser trabalhados de maneira a possibilitar o ensino interdisciplinar e<br />

científico questionável, ou seja, aquele que não compreende uma verdade absoluta e<br />

acabada.<br />

De acordo com os PCNEM a experimentação é indispensável ao longo do processo de<br />

desenvolvimento das competências de Física, já que é desta forma que se garante a<br />

construção de conhecimento pelo próprio aluno, desenvolvendo-se sua curiosidade e o<br />

habito de indagar. Porém, o conceito de experimentação é amplo e não deve se resumir<br />

apenas em experiências pré-elaboradas e convencionais, as quais, além de requererem um<br />

investimento econômico significativo, muitas vezes não trazem sentido algum para os<br />

alunos. Atividades experimentais que apresentem além dos conteúdos de Física, situações-<br />

problema e fenômenos do cotidiano, também devem fazer parte das aulas.<br />

Quando se fala de escolas privadas, que são mantidas por entidades que disponibilizam<br />

recursos econômicos suficientes para a construção de laboratórios adequados e<br />

consonantes com seus projetos pedagógicos, que atendem ao mesmo tempo aos anseios<br />

dos alunos e de seus pais e (ou) responsáveis, as aulas de Física podem efetivamente<br />

atender aos propósitos estabelecidos; contudo, tratando-se de escolas públicas, os parcos<br />

recursos destinados para esse fim, impossibilitam a plenitude desta visão. Diante disto, é<br />

oportuno propor então a elaboração de um laboratório que atenda ao mesmo tempo as<br />

necessidades descritas anteriormente, mas que não requer alto investimento econômico.<br />

A partir da experiência adquirida durante o desenvolvimento dos trabalhos decorrentes do<br />

projeto de Iniciação Científica denominado A FÍSICA EXPERIMENTAL NO ENSINO MÉDIO<br />

PARA ALUNOS DAS REDES PÚBLICAS MUNICIPAIS E ESTADUAIS, bem sucedido e<br />

encerrado em fevereiro de 2010, a proposta do presente trabalho e a de se continuar este<br />

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VII Jornada de Iniciação Científica - 2011<br />

projeto, agora com a especificidade do conteúdo programático de Eletricidade e<br />

Eletromagnetismo.<br />

Quando se analisa um processo pedagógico com vistas ao desenvolvimento de um curso e<br />

particularmente de um componente curricular, é recomendável que se tenha um<br />

conhecimento prévio de experiências adquiridas, que se encontram registradas na literatura.<br />

Mas, se além deste alicerce, se dispõe também de uma experiência pessoal que logrou<br />

êxito, certamente a continuidade das atividades deverá caracterizar-se por um resultado<br />

ainda mais profícuo.<br />

Observando-se a história da humanidade, com o foco voltado para os conceitos físicos,<br />

assimilados e desenvolvidos há muito tempo, tem-se inicialmente a impressão que o<br />

processo empírico prevaleceu sobre o modelo teórico. Neste caso, a exemplo do trabalho<br />

anterior, focado em experimentos de Termodinâmica, também em Eletricidade e<br />

Eletromagnetismo vê-se através da literatura disponível que a teoria integra a conduta dos<br />

pesquisadores há muito tempo.<br />

Baseados nesta referência, destacou-se que o objetivo do presente trabalho foi o de<br />

desenvolver um plano de ensino de Física para alunos do Ensino Médio, de conteúdo<br />

específico de Eletricidade e Eletromagnetismo, que contemple especialmente aulas em<br />

laboratório, com experiências práticas, apoiadas em conteúdo teórico. Tanto os dispositivos<br />

utilizados nas experiências, quanto a elaboração dos textos teóricos, foram de baixo custo,<br />

em comparação aos kits encontrados no mercado de material didático industrializado.<br />

A despeito de uma quase tradição vivida pelos alunos de Ensino Médio das redes públicas<br />

de ensino no Brasil, que se caracteriza praticamente pelo estudo exclusivo da Mecânica ou<br />

mesmo nas raras exceções, abordagens insignificantes de Termodinâmica, Eletricidade e<br />

Óptica, a proposta deste trabalho reforçou substancialmente o estudo da Eletricidade e<br />

Eletromagnetismo.<br />

As experiências que foram desenvolvidas decorreram da pesquisa bibliográfica<br />

desenvolvida para este projeto, norteada pela evolução histórica do conteúdo programático.<br />

REFERENCIAL TEÓRICO<br />

Quando se analisa um processo pedagógico com vistas ao desenvolvimento de um curso e<br />

particularmente de um componente curricular, é recomendável que se tenha um<br />

conhecimento prévio de experiências adquiridas, que se encontram registradas na literatura.<br />

Observando-se a história da humanidade, com o foco voltado para os conceitos físicos,<br />

assimilados e desenvolvidos há muito tempo, tem-se inicialmente a impressão de que o


<strong>Universidade</strong> <strong>Presbiteriana</strong> <strong>Mackenzie</strong><br />

processo empírico prevaleceu sobre o modelo teórico. Todavia, verifica-se também que o<br />

Senso Comum foi muito valorizado.<br />

Robert Locqueneux (1987) mostra em sua obra, História da Física, que o pensamento<br />

Aristotélico prevaleceu por séculos: “... de facto, estas obras são construções hipotético-<br />

dedutivas (no sentido aristotélico do termo) cuja forma, colhida na geometria, deve pouco à<br />

experiência”.<br />

Outro ponto que não se pode negligenciar vem do discernimento de registros disponíveis, os<br />

quais levam a concluir que também a teoria integra a conduta dos estudiosos há tempo.<br />

O conteúdo específico foi fundamentado pelas obras de Pierre de Maricourt (século XIII),<br />

William Gilbert (1544-1603), Benjamin Franklin (1706-1790), Charles Coulomb (1736-1806),<br />

Georg Simon Ohm (1789-1854), Michael Faraday (1791-1867), James Clerk Maxwell (1831-<br />

1879), Thomas Edison (1847-1931), Joseph John Thomson (1856-1940).<br />

A despeito de uma quase tradição vivida pelos alunos de Ensino Médio das redes públicas<br />

de ensino no Brasil, que se caracteriza praticamente pelo estudo exclusivo da Mecânica ou<br />

com pequenas “porções” de Termodinâmica, Eletricidade e Óptica, apresentou-se neste<br />

trabalho uma proposta de enriquecimento do estudo da Eletricidade e Eletromagnetismo<br />

com a elaboração de material teórico e conjuntos de elementos para aulas experimentais.<br />

Quanto aos métodos e estratégias, o referencial teórico está nos próprios PCNEM.<br />

De acordo com os PCNEM a experimentação é indispensável ao longo do processo de<br />

desenvolvimento das competências de Física, já que é desta forma que se garante a<br />

construção de conhecimento pelo próprio aluno, desenvolve sua curiosidade e o habito de<br />

questionar e perguntar.<br />

As pesquisas desenvolvidas por professores de Ciências e em particular os de Física levam<br />

sempre à conclusão de que através de aulas de laboratório convenientemente relacionadas<br />

ao desenvolvimento teórico, os alunos obtêm resultados muito melhores.<br />

A partir de uma revisão bibliográfica e pesquisa de campo chegou-se à conclusão que na<br />

maioria das vezes o trabalho pedagógico desenvolvido pelos professores de Física carece<br />

destes laboratórios por “simples” falta de recursos econômicos e consequentemente<br />

materiais.<br />

Diante da realidade, propôs-se com este trabalho o suprimento destas necessidades através<br />

da montagem de conjuntos pelos próprios professores e alunos, com materiais de baixo<br />

custo, sem se perder, contudo, o cunho científico do Conteúdo disponibilizado e<br />

posteriormente cobrado do corpo discente.<br />

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VII Jornada de Iniciação Científica - 2011<br />

Nestes conjuntos laboratoriais constam experimentos que exprimem situações-problema e<br />

fenômenos do cotidiano dos alunos, relacionados aos conteúdos de física da Eletricidade e<br />

Eletromagnetismo, tema central do proposto trabalho.<br />

A pesquisa mostrou que, em alguns casos, professores, mesmo imbuídos de boa vontade,<br />

trabalham sem a “marca” da Física como ciência aplicada em todos os níveis do<br />

conhecimento humano. A excessiva utilização de sucatas em experiências didático-<br />

pedagógicas leva os alunos a uma ciência desatrelada da alta tecnologia utilizada em seu<br />

cotidiano.<br />

Os dispositivos desenvolvidos neste projeto-modelo, para o ensino de Física, não são<br />

resultados de aproveitamento de sucatas ou simples práticas que possam dar a idéia de<br />

uma ciência banal, mas sim da utilização de material de baixo custo encontrado no mercado<br />

e que fazem parte da realidade e do cotidiano dos alunos.<br />

Em particular, portanto, o material desenvolvido será para as aulas de Eletricidade e<br />

Magnetismo, inerentes ao programa tradicionalmente desenvolvido no Ensino Médio.<br />

MÉTODO<br />

Na concepção de Vygotsky a educação cumpre um papel primordial na constituição dos<br />

sujeitos. A escola representa o elemento imprescindível para a realização plena dos sujeitos<br />

que vivem em uma sociedade letrada, os alunos são desafiados a entender as bases do<br />

sistema de concepções científicas e tomar consciência de seus próprios processos mentais.<br />

Ela possibilita novas formas de pensar, de comportamento de inserção e atuação em seu<br />

meio.<br />

Sob esta fundamentação e a das propostas apontadas pelos PCNEM, o presente trabalho<br />

seguiu o método exploratório e explicativo, acompanhado de uma fundamentada pesquisa<br />

etnográfica.<br />

Registros de pesquisas desenvolvidas por professores de Ciências e em particular os de<br />

Física mostram que, por meio de aulas de laboratório convenientemente relacionadas ao<br />

desenvolvimento teórico, os alunos obtêm resultados muito melhores.<br />

A partir de uma revisão bibliográfica e pesquisa de campo concluiu-se que, na maioria das<br />

vezes, o trabalho pedagógico desenvolvido pelos professores de Física carece destes<br />

laboratórios por “simples” falta de recursos econômicos e consequentemente materiais.<br />

Diante da realidade, propôs-se com este trabalho o suprimento destas necessidades através<br />

da montagem de conjuntos pelos próprios professores e alunos, com materiais de baixo


<strong>Universidade</strong> <strong>Presbiteriana</strong> <strong>Mackenzie</strong><br />

custo, sem se perder, contudo, o cunho científico do Conteúdo disponibilizado e<br />

posteriormente cobrado do corpo discente.<br />

Esta pesquisa mostrou que, em alguns casos, professores, mesmo imbuídos de boa<br />

vontade, trabalham sem a “marca” da Física como ciência aplicada em todos os níveis do<br />

conhecimento humano.<br />

Em particular, portanto, foi desenvolvido o material para as aulas de Eletricidade e<br />

Eletromagnetismo, inerentes ao programa tradicionalmente desenvolvido no Ensino Médio.<br />

Sob esta fundamentação teórica e da avaliação das informações obtidas com a investigação<br />

efetuada, o trabalho aqui apresentado seguiu-se nesta sequência:<br />

2.1 - Desenvolvimento de plano estratégico<br />

Inicialmente processou-se uma avaliação dos conhecimentos prévios apresentados pelos<br />

alunos aos quais se destina a aplicação deste projeto-modelo. Com isto é possível delinear<br />

e fazer o Plano de Ensino.<br />

Em seguida, verificou-se a disponibilidade de recursos econômicos da Escola, tais como os<br />

provenientes das Entidades Mantenedoras, Associações de Pais e Mestres (APMs),<br />

Sociedades Amigos de Bairros, Igrejas, Instituições Filantrópicas e Voluntariado comunitário.<br />

Tomou-se o conhecimento do tempo disponível dentro do horário normal de aulas, do<br />

interesse e da possibilidade de desenvolvimento de atividades extra-classe por parte dos<br />

alunos.<br />

Diante da realidade observada, da obtenção dos recursos humanos e econômicos, e do<br />

tempo disponível, traçou-se um plano estratégico para o desenvolvimento do projeto.<br />

2.2 - Desenvolvimento de textos teóricos<br />

Sem deixar de utilizar o material disponível para o aluno, como livros ou apostilas, previstos<br />

no Plano de Ensino, independente de sua origem (enviado pelo Ministério da Educação ou<br />

adquirido pelo aluno), desenvolveu-se um texto que estabeleceu o elo entre o conteúdo<br />

teórico desenvolvido e a experiência feita em laboratório.<br />

O conjunto de textos elaborados segundo esta finalidade compôs uma apostila que foi<br />

disponibilizada ao aluno de acordo com os recursos obtidos, previamente conhecidos.<br />

2.3 – Conteúdos dos textos teóricos<br />

Efetuou-se a avaliação do Conteúdo Programático previsto no Plano de Ensino,<br />

estabeleceu-se um cronograma de aulas e elegeram-se os temas que embasaram o<br />

desenvolvimento do material que foi trabalhado. Mediante estes temas, criaram-se os títulos<br />

específicos para cada atividade.<br />

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VII Jornada de Iniciação Científica - 2011<br />

Os textos teóricos foram elaborados em linguagem cotidiana, sem, contudo, perder-se o<br />

rigor gramatical e científico, julgado como primordial no processo de ensino-aprendizagem<br />

pelo presente projeto-modelo.<br />

O texto fez transparecer ao aluno uma ciência que contempla a descrição de fenômenos da<br />

natureza, passíveis de modelagem matemática, popularmente identificada com equações e<br />

fórmulas matemáticas, mas principalmente a importância da Física nas suas relações com o<br />

desenvolvimento social, econômico e, sobretudo, científico nas demais áreas do<br />

conhecimento. Houve sempre a correlação com um Tema Transversal proposto em nível de<br />

classe ou mesmo de Escola, integrante de projetos pedagógicos propostos para<br />

determinado período.<br />

2.4 – Desenvolvimento dos dispositivos de laboratório<br />

O material didático proposto, destinado à parte experimental, que é o objeto central deste<br />

trabalho, será fundamentado pelas obras de Pierre de Maricourt (século XIII), William Gilbert<br />

(1544-1603), Benjamin Franklin (1706-1790), Charles Coulomb (1736-1806), Georg Simon<br />

Ohm (1789-1854), Michael Faraday (1791-1867), James Clerk Maxwell (1831-1879),<br />

Thomas Edison (1847-1931), Joseph John Thomson (1856-1940).<br />

2.5 – Desenvolvimento dos dispositivos de laboratório<br />

O trabalho contemplou alunos do Terceiro Ano do Ensino Médio, com carga horária semanal<br />

de duas aulas, na Escola Estadual Antonio Lisboa, localizada na Rua Prof. Fábio Fanuchi,<br />

425, Jd. S. Paulo, São Paulo – SP, Escola Estadual Buenos Aires, localizada na Rua Olavo<br />

Egídio, 1008, Santana, São Paulo – SP e Escola Estadual Albino Cesar, localizada na Rua<br />

Cajamar, 05, Vila Mazzei, São Paulo – SP.<br />

Depois de elencar as necessidades, o trabalho prosseguiu com as seguintes experiências.<br />

Experiência 1: Energia eletrostática gerada por atrito.<br />

Objetivo:<br />

Compreensão através do experimento, de como se procede a obtenção da energia<br />

eletrostática, dando ênfase às aulas teóricas abordadas em classe.<br />

Material utilizado:<br />

- Copo de plástico transparente (descartável);<br />

- Dois canudos de plástico;<br />

- Um palito de madeira;


Montagem:<br />

- Duas toalhas de papel.<br />

<strong>Universidade</strong> <strong>Presbiteriana</strong> <strong>Mackenzie</strong><br />

- Dobrou-se ao meio um dos canudos de plástico, obtendo-se seu centro de<br />

gravidade.<br />

- Furou-se com o palito de madeira o centro da base do copo plástico<br />

transparente e fixou-se o palito de madeira.<br />

- Colocou-se o centro do canudo plástico dobrado sobre o palito de madeira.<br />

Procedimento:<br />

Atritou-se a toalha de papel com o canudo plástico não dobrado para gerar energia<br />

eletrostática.<br />

Fig. 1 – Material utilizado na obtenção<br />

de energia eletrostática.<br />

Aproximou-se o canudo plástico que foi atritado com a toalha de papel e observou-se a<br />

atração do canudo plástico que estava suspenso sobre o palito de madeira.<br />

Atritou-se uma das extremidades do canudo plástico dobrado, aproximou-se novamente o<br />

outro canudo plástico e notou-se a repulsão do canudo plástico suspenso.<br />

Fig. 2 – Resultado do experimento da<br />

atração e repulsão dos canudos de plástico,<br />

provocado pela energia eletrostática.<br />

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Experiência 2: Montagem de um circuito simples.<br />

Objetivo:<br />

VII Jornada de Iniciação Científica - 2011<br />

Observação através da montagem de um circuito simples do funcionamento da corrente<br />

elétrica.<br />

Material utilizado:<br />

Montagem:<br />

- Cabo flexível de cor amarela, de 30 cm;<br />

- Cabo flexível de cor branca, de 30 cm;<br />

- Soquete de porcelana para lâmpada incandescente;<br />

- Lâmpada incandescente de 60 W;<br />

- Pino macho para tomada.<br />

Fig. 3 – Material utilizado para montagem<br />

de um circuito simples.<br />

- Descascaram-se as extremidades dos cabos branco e amarelo, fixou-as no<br />

pino macho e no soquete de porcelana.<br />

- Rosqueou-se a lâmpada incandescente no soquete.


Procedimento:<br />

Encaixou-se o pino macho na tomada (energia eletromotriz).<br />

Observou-se que a lâmpada incandescente iluminou-se.<br />

Experiência 3: Montagem de um circuito em série.<br />

Objetivo:<br />

<strong>Universidade</strong> <strong>Presbiteriana</strong> <strong>Mackenzie</strong><br />

Demonstrar através do experimento o funcionamento de um circuito em série.<br />

Material utilizado:<br />

- Três cabos flexíveis de cor amarela, de 30 cm;<br />

- Três cabos flexíveis de cor branca, de 30 cm;<br />

- Três soquetes de porcelana para lâmpada incandescente;<br />

- Três lâmpadas incandescentes de 60 W;<br />

- Pino macho para tomada;<br />

- Alicate de corte;<br />

- Chave Philips.<br />

Fig. 4 – Demonstração do circuito simples<br />

em funcionamento.<br />

Fig. 5 – Material utilizado na montagem de<br />

um circuito em série.<br />

13


Montagem:<br />

VII Jornada de Iniciação Científica - 2011<br />

- Descascaram-se as extremidades dos cabos branco e amarelo, utilizando um<br />

alicate de corte, fixou-as no pino macho e nos soquetes de porcelana com uma<br />

chave tipo philips.<br />

- Rosquearam-se as lâmpadas incandescentes nos soquetes de porcelana.<br />

Procedimento:<br />

Encaixou-se o pino macho na tomada (energia eletromotriz).<br />

Observou-se que as três lâmpadas incandescentes iluminaram-se com a mesma<br />

intensidade luminosa.<br />

Tirou-se uma das lâmpadas e o observou-se que as outras ainda continuaram acesas e com<br />

mesma intensidade luminosa.<br />

Experiência 4: Montagem de um circuito em paralelo.<br />

Objetivo:<br />

Demonstrar através do experimento o funcionamento de um circuito em paralelo.<br />

Material utilizado:<br />

- Três cabos flexíveis de cor amarela, de 30 cm;<br />

- Três cabos flexíveis de cor branca, de 30 cm;<br />

- Três soquetes de porcelana para lâmpada incandescente;<br />

- Três lâmpadas incandescentes de 60 W;<br />

- Pino macho para tomada;<br />

- Alicate de corte;<br />

- Chave Philips;<br />

- Fita isolante.<br />

Fig. 6 – Circuito em série em funcionamento.


Montagem:<br />

<strong>Universidade</strong> <strong>Presbiteriana</strong> <strong>Mackenzie</strong><br />

- Descascaram-se as extremidades dos cabos branco e amarelo utilizando um<br />

alicate de corte e fixou-as no pino macho.<br />

- Prenderam-se os cabos amarelo e branco em um soquete de porcelana. Após<br />

este procedimento fixou-se no mesmo soquete um cabo amarelo e outro branco.<br />

- Ligou-se a outra extremidade do cabo amarelo em um novo soquete e<br />

sucessivamente no mesmo soquete conectou-se um novo cabo amarelo.<br />

- Ligou-se a outra extremidade do cabo branco em um novo soquete e<br />

sucessivamente no mesmo soquete conectou-se um novo cabo branco.<br />

- Emendaram-se as extremidades dos cabos amarelo e branco com a utilização<br />

da fita isolante fechando o circuito.<br />

- Rosquearam-se as lâmpadas incandescentes nos soquetes de porcelana.<br />

Procedimento:<br />

Encaixou-se o pino macho na tomada (energia eletromotriz).<br />

Observou-se que as três lâmpadas incandescentes iluminaram-se, porém com intensidade<br />

luminosa diferente, a primeira mais intensa e as demais com menor intensidade, pois a<br />

corrente elétrica foi dividida.<br />

Fig. 7 – Material utilizado na montagem de<br />

um circuito em paralelo.<br />

Tirou-se uma das lâmpadas que estavam em paralelo e outra apagou.<br />

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VII Jornada de Iniciação Científica - 2011<br />

Experiência 5: Observação das correntes continua e alternada através de um<br />

voltímetro.<br />

Objetivo:<br />

Compreender através de observação os dois tipos de corrente elétrica (continua e<br />

alternada).<br />

Material utilizado:<br />

- Voltímetro;<br />

- Pilha alcalina de 1,5 V.<br />

Fig. 8 – Funcionamento de um circuito<br />

em paralelo.<br />

Fig. 9 – Demonstração da falta de contato<br />

da lâmpada incandescente com o soquete,<br />

interrompendo a passagem da corrente<br />

elétrica no circuito em paralelo.<br />

Fig. 10 – Material utilizado para medição<br />

das correntes alternada e continua.


Montagem:<br />

<strong>Universidade</strong> <strong>Presbiteriana</strong> <strong>Mackenzie</strong><br />

- Conectaram-se os cabos do voltímetro nas extremidades positiva e negativa<br />

da pilha alcalina.<br />

- Fixaram-se os cabos do voltímetro na tomada de 110 V.<br />

Procedimento:<br />

Selecionou-se a chave do voltímetro para corrente continua em 10 V, prendeu-se os cabos<br />

do voltímetro na pilha alcalina em seus respectivos pólos e notou-se a passagem de<br />

corrente elétrica.<br />

Selecionou-se a chave do voltímetro para corrente alternada em 220 V, prendeu-se os<br />

cabos do voltímetro na tomada de 110 V e notou-se a passagem de corrente elétrica.<br />

Experiência 6: Montagem de uma bussola caseira.<br />

Objetivo:<br />

Fig. 11 – Medição de corrente continua.<br />

Fig. 12 – Medição de corrente alternada.<br />

Demonstrar através de uma bussola os pólos magnéticos terrestres.<br />

17


Material utilizado:<br />

Montagem:<br />

- Copo de vidro;<br />

- Agulha de costura;<br />

- Água.<br />

VII Jornada de Iniciação Científica - 2011<br />

- Colocou-se água no copo de vidro e com cuidado introduziu-se a agulha<br />

sobre a tensão superficial da água, de modo que fique suspensa na superfície.<br />

Procedimento:<br />

Colocou-se água no copo de vidro e com cuidado introduziu-se a agulha sobre a tensão<br />

superficial da água, de modo que fique suspensa na superfície.<br />

Fig. 13 – Bussola caseira demonstrando os<br />

pólos magnéticos terrestres.


Custo do material utilizado nas experiências:<br />

- Agulha de costura: R$ 6,00.<br />

- Alicate de corte: R$ 8,00.<br />

- Cabo flexível amarelo 1,5<br />

mm: R$ 7,50.<br />

- Cabo flexível branco 1,5<br />

mm: R$ 7,50.<br />

- Copo de vidro: R$ 3,00.<br />

- Canudo plástico: R$ 2,00.<br />

- Chave Philips: R$ 4,00.<br />

- Copo plástico descartável:<br />

R$ 3,59.<br />

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO<br />

<strong>Universidade</strong> <strong>Presbiteriana</strong> <strong>Mackenzie</strong><br />

- Fita isolante: R$ 2,50.<br />

- Lâmpada incandescente 60<br />

W: R$ 6,00.<br />

- Palito de madeira: R$ 1,50.<br />

- Pilha alcalina 1,5 V: R$<br />

8,50.<br />

- Pino macho de tomada: R$<br />

3,00.<br />

- Soquete de porcelana: R$<br />

6,00.<br />

- Toalha de papel: R$ 3,00.<br />

- Total: R$ 68,74.<br />

Após o desenvolvimento do projeto, com o respectivo levantamento das necessidades<br />

dos recursos humanos e econômicos, o mesmo foi aplicado integralmente nas três<br />

escolas estaduais de Ensino Médio identificadas anteriormente, ou seja: Escola<br />

Estadual Antonio Lisboa, Escola Estadual Buenos Aires e Escola Estadual Albino<br />

Cesar.<br />

Durante a aplicação junto aos alunos das escolas mencionadas, puderam-se atestar<br />

as propostas inferidas por Paulo Freire, em que os conteúdos de Física utilizados,<br />

abordando exemplos do cotidiano dos educandos, facilitaram a sua compreensão e<br />

entendimento:<br />

“Educar exige respeito aos saberes dos educandos, logo, deve-se estabelecer uma<br />

intimidade entre os saberes curriculares fundamentais aos alunos e a experiência<br />

social que eles têm como indivíduos”. (Freire, 1996)<br />

O trabalho de experimentação em laboratório, de conteúdos específicos de<br />

Eletricidade e Eletromagnetismo, foi muito bem aceito tanto pelos professores quanto<br />

pelos alunos, devido à facilidade de serem montados e manuseados até mesmo na<br />

própria sala de aula. Isto porque no transcorrer da pesquisa desenvolvida,<br />

19


VII Jornada de Iniciação Científica - 2011<br />

evidenciaram-se e atingiram-se os objetivos propostos, dentre os quais se apontou<br />

que, mesmo em escolas com recursos materiais limitados, ou que, por algum outro<br />

motivo não possuíssem um laboratório ou uma sala especifica para experimentos<br />

laboratoriais de Física, as tarefas propostas poderiam ser realizadas de maneira<br />

segura e proveitosa em outros locais.<br />

Neste trabalho se propuseram seis apostilas relacionadas a seis experimentos<br />

pertinentes à Eletricidade e Eletromagnetismo, com o objetivo de facilitar a<br />

compreensão e assimilação do conteúdo, em complemento ao curso teórico<br />

ministrado em sala de aula.<br />

As apostilas contêm a identificação da experiência, um resumo da teoria que a baseia,<br />

seus objetivos, a relação de materiais utilizados, a orientação de montagem e o<br />

procedimento a ser realizado, para proporcionar sua conclusão. Após realizarem as<br />

experiências em sala de aula convencional ou específica de laboratório,<br />

acompanhados pelo professor e com o uso das apostilas, os alunos resolveram<br />

exercícios propostos e fizeram o relatório.<br />

Verificou-se que, com as tarefas experimentais, mediante a “montagem” do laboratório<br />

em sala de aula, os alunos tiveram uma melhor assimilação dos conteúdos teóricos,<br />

outrora desenvolvidos exclusivamente, bem como a resolução dos exercícios<br />

propostos. Este resultado confirmou-se, pois as respostas apresentadas foram claras<br />

e acompanhadas de idéias consistentes. A compreensão dos conteúdos associados<br />

ao funcionamento dos dispositivos de laboratório do presente trabalho levaram a<br />

discussões mais abrangentes e aprofundadas.<br />

As apostilas foram organizadas como complemento pedagógico do professor e podem<br />

subsidiar mais trabalhos de pesquisa e observação, assim como a elaboração de<br />

novos experimentos laboratoriais em conjunto com os alunos.<br />

5. CONCLUSÃO<br />

De acordo com Assmann o ambiente pedagógico tem de ser um lugar de fascinação e<br />

inventividade, não deve inibir, mas propiciar uma dose de alucinação entusiástica<br />

requerida para que o processo de aprender aconteça como mixagem de todos os<br />

sentidos.<br />

Sendo assim, estratégias criativas que envolvam os alunos, com a finalidade de<br />

alcançar o efetivo processo ensino-aprendizagem devem ser utilizadas pelos<br />

professores em sala de aula.


<strong>Universidade</strong> <strong>Presbiteriana</strong> <strong>Mackenzie</strong><br />

Desta forma, o conjunto de atividades laboratoriais de Eletricidade e<br />

Eletromagnetismo, particularmente proposto neste trabalho consistiu de metodologia<br />

plausível, pois, além de colocar em prática as proposta dos PCNEM, de<br />

experimentação para o desenvolvimento das competências de Física, trouxe para os<br />

alunos uma possibilidade coerente com o aprendizado almejado, e compatível com<br />

seu contexto econômico e social, uma vez que as experiências selecionadas utilizaram<br />

materiais de baixo custo, condizentes com a realidade dos educandos.<br />

4. REFERÊNCIAS<br />

CARRETERO, Mário. Construtivismo e Educação. Porto Alegre: Artmed, 1997.<br />

CURCIO, Célia Aparecida Fudaba. Ser Físico no Brasil: trajetórias descritas por alguns<br />

pioneiros - 1930-1970. 2000. Dissertação (Mestrado em Educação, Arte e História da<br />

Cultura) – <strong>Universidade</strong> <strong>Presbiteriana</strong> <strong>Mackenzie</strong>, 2000.<br />

DELIZOICOV, Demétrio; ANGOTTI, José André e PERNAMBUCO, Marta Maria.<br />

Ensino de Ciências: fundamentos e métodos. São Paulo: Cortez Editora, 2003.<br />

GIBERT, Armando. Origens Históricas da Física Moderna. Lisboa: Fundação Calouste<br />

Gulbenkian, 1982.<br />

GARCIA, Nilson Marcos Dias. Ensinando a Ensinar Física: um projeto desenvolvido no<br />

Brasil nos anos de 1970.<br />

LOCQUENEUX, Robbert. História da Física. Lisboa: Publicações Europa – América,<br />

1987.<br />

LÜDKE, MENGA e outros. O Professor e a Pesquisa. S. Paulo: Papirus Editora, 2001.<br />

PACCA, Jesuina Lopes de Almeida. Projeto de Ensino de Física – PEF. São Paulo:<br />

MEC/FENAME, 1975.<br />

RAZUK, Renata Cardoso de Sá Ribeiro. O Ensino Médio e a Possibilidade de<br />

Articulação Da Escola com o Trabalho. 2006. Dissertação (Mestrado Profissionalizante<br />

em ensino de ciências) – <strong>Universidade</strong> de Brasília, Brasília, 2006.<br />

SAAD, Fuad Daher. Física Auto – Instrutivo – FAI. Vol. 1, 2, 3, 4 e 5. São Paulo:<br />

Editora Saraiva S/A, 1973.<br />

SERWAY, Reymond A.; JEWETT, JR., John W. . Princípios de Física. Vol. 1. São<br />

Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2004.<br />

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VII Jornada de Iniciação Científica - 2011<br />

VYGOTSKY,Lev Semenovich. A construção do pensamento e da linguagem. São<br />

Paulo: Martins Fontes, 2000.<br />

PCN e PCN + (PARÂMETROS CURRICULARES NACIONAIS). MEC – Ministério da<br />

Educação.<br />

Contato: emptypike82@uol.com.br e curcio@mackenzie.br

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