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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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 />
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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