1

A EVOLUÇÃO DA FÍSICA NO TEMPO HISTÓRICO E SUA CONTEXTUALIZAÇÃO

NA ATUALIDADE

Eneri Márcia Czerwonka Griebeler1

Prof. Dr. Luiz Antônio Bastos Bernardes2

Resumo

Atualmente, em nossa vida diária, nos deparamos cada vez mais com aplicações da Física Moderna, o que, muitas vezes, dificulta a compreensão do mundo em que vivemos. Percebe-se que os estudantes apresentam dificuldades em reconhecer os princípios fundamentais da Física que explicam como funcionam os instrumentos tecnológicos utilizados em sua vida cotidiana. Tendo em vista este fato, o trabalho pretendeu despertar a curiosidade dos estudantes, instigando-os à pesquisa, tornando-os capazes de perceber a Física e suas aplicações tecnológicas como construção humana, de tal modo que eles entendessem a maneira como se desenvolveu este conhecimento científico. Inicialmente, foram discutidos com os estudantes alguns conceitos básicos de Física Moderna e Contemporânea e suas aplicações tecnológicas, em uma perspectiva histórica. Em seguida, alunos do Ensino Médio, no laboratório de informática e através de livros e revistas de divulgação científica, realizaram pesquisa sobre TV de plasma, Bluetooth, e touch screen, identificando os princípios da Física envolvidos nestes instrumentos e elaborando material multimídia. Este material foi apresentado pelos grupos para os alunos da turma. Após este trabalho, os estudantes souberam explicar como funcionam os instrumentos tecnológicos mencionados acima, utilizando os princípios da Física Moderna e Contemporânea aprendidos por eles. Também, no final do trabalho, os alunos passaram a compreender que a Física é uma Ciência dinâmica, inserida na História da Humanidade, muito presente em nossa vida cotidiana e se relaciona com muitas outras áreas do conhecimento, tais como Matemática, Engenharia Eletrônica, Biologia e Pintura. O educando teve oportunidade de verificar o seu aprendizado por meio de várias estratégias de avaliação relacionadas com várias atividades.

Palavras chaves: Física; Tecnologia; Contextualização Histórica e Social.

1 Professora do Programa de Desenvolvimento Educacional (PDE) PR. Licenciada em Ciências e

Física. Especialista no Ensino de Física. Colégio Estadual Professor Júlio Teodorico – EFMP. e-mail: emgriebeler@seed.pr.gov.br.

2 Professor Orientador do Programa de Desenvolvimento Educacional (PDE) PR. Graduado em

Engenharia Mecânica pela UFMG. Doutor em Ciências – Área de concentração: Física Teórica pelo Instituto de Física da USP de São Carlos. Professor Associado da Universidade Estadual de Ponta Grossa, PR. e-mail: bernardes@uepg.br, plabbernardes@gmail.com.

2

1 Introdução

Na conjuntura do mundo atual nos deparamos cada vez mais com aparelhos

de alta tecnologia. Devido à grande facilidade ao acesso de informações, é muito

comum estudantes nos questionarem sobre o funcionamento desses aparelhos, tais

como: TVs de plasma, LED e full HD, transmissão de informações por “Bluetooth”,

laser, ressonância magnética, entre outros.

Como os alunos apresentam dificuldades em identificar os princípios da Física

utilizados para explicar o funcionamento desses instrumentos, este trabalho

procurou despertar a curiosidade dos estudantes, instigando-os à pesquisa,

tornando-os capazes de perceber a Física como construção humana, e entender a

maneira como essa Ciência se desenvolve e é aplicada no desenvolvimento da alta

tecnologia presente nos aparelhos já citados. No desenvolvimento desse trabalho,

os estudantes analisaram a evolução histórica das ideias da Física e

compreenderam que ela é uma Ciência dinâmica, inserida na História da

Humanidade, presente na vida cotidiana e se relaciona com muitas outras áreas do

conhecimento, tais como Matemática, Engenharia Eletrônica, Biologia e Pintura.

Desse modo, o presente artigo está de acordo com SEQUEIRA, M.; LEITE L.

(p.29-40, 1998):

O Ensino das Ciências possibilita aos estudantes perceber como as teorias atualmente aceitas se construíram e, dessa forma, apreciar o seu significado cultural e compreender a validação dos princípios e teorias científicas, à luz dos tempos em que foram aceitas. Também será refletido sobre o passado para compreender o presente e se preparar para o futuro, numa sociedade científica e tecnologicamente avançada como, cada vez mais, é a que estamos vivendo.

Ao longo da História da Humanidade, a Física tem sido construída como a

Ciência que investiga os fenômenos naturais, através de métodos científicos que

combinam observação precisa, elaboração de perguntas e hipóteses, imaginação e

abstração, dedução e indução, modelos matemáticos, simulação computacional e

verificação experimental cuidadosa. Desse modo, a Física tem uma dinamicidade

intrínseca, a qual é fundamental para a construção do conhecimento atualizado e

crítico sobre a Natureza. Para que o estudante possa perceber e compreender essa

construção, ele deve conhecer a História da Ciência e, em particular, a História da

3

Física. Essa História nos mostra que não existe apenas um método científico, mas a

combinação de métodos científicos que se modificaram com o passar do tempo.

Além disso, o estudo da História da Ciência nos permite adquirir uma visão crítica

sobre o método científico atual, identificando suas qualidades e, também, suas

limitações.

Segundo as Diretrizes Curriculares do Estado do Paraná (PARANÁ, 2008), a

História da Ciência faz parte de um quadro amplo que é a História da Humanidade e,

por isto, é capaz de mostrar a evolução das ideias e conceitos nas diversas áreas do

conhecimento. Em Física, essa evolução traçou um caminho pouco linear, repleto de

erros e acertos, de avanços e retrocessos típicos de um objeto essencialmente

humano, que é a produção científica.

MARTINS (p.3-5, 1990) nos coloca que a História da Ciência é um pré-

requisito para o estudo da Filosofia da Ciência, da Metodologia Científica e da

Política Científica e Tecnológica, dentre outros. Já MATTHEUS (p.164-214, 1995)

entende que uma abordagem histórica dos conteúdos se apresenta útil e rica porque

auxilia o sujeito a reconhecer a Ciência como construção humana, o que pode tornar

o conteúdo científico mais interessante e compreensível, aproximando a Ciência do

estudante.

Por outro lado, para que o aluno entenda melhor o papel desempenhado pela

Física na evolução do conhecimento científico e tecnológico, deve-se mostrar a ele a

relação entre a evolução histórica de suas ideias e as novas tecnologias utilizadas

na vida cotidiana. Isso é necessário porque, muitas vezes, percebe-se a dificuldade

de nossos estudantes em fazer a relação entre dois aspectos importantes da Física:

a sua busca de um conhecimento científico sobre a Natureza e o fato de ela ser

construída por seres humanos limitados e falíveis, que fazem parte da História da

Humanidade.

Dessa maneira, através da evolução histórica das ideias da Física e suas

aplicações, principalmente em temas como efeito fotoelétrico, formação de imagens

através da emissão de feixe de elétrons, ondas eletromagnéticas, semicondutores e

computadores, procurou-se fazer com que os alunos do Ensino Médio

conseguissem compreender melhor o funcionamento de aparelhos bastante

presentes na vida cotidiana, tais como TV de plasma, “Bluetooth” e tela “touch

screen”. É importante salientar que a melhoria da compreensão dessas novas

4

tecnologias por alunos do Ensino Médio não se conseguiu apenas através do estudo

de conceitos fundamentais da Física Clássica, tais como difração de ondas, ondas

eletromagnéticas e plasma, mas também tornou-se necessário o estudo de temas

importantes da Física Moderna e Contemporânea como, por exemplo, raios

catódicos, efeito fotoelétrico, semicondutores, circuitos integrados e memórias

magnéticas.

Apesar de todas as inúmeras aplicações da Física Moderna e

Contemporânea em nossa vida cotidiana, no Ensino Médio atual o estudo desta

disciplina tem sido abordado de maneira insatisfatória. Para uma aprendizagem

significativa (VALADARES, 2009) desse tema, se faz necessário realizar uma

permanente revisão no conteúdo da disciplina mencionada, o que permitirá ao

professor mostrar a seus alunos o avanço do conhecimento científico e suas

aplicações das novas tecnologias, as quais fascinam principalmente os mais jovens.

Os avanços dos conhecimentos científicos e tecnológicos, quando abordados

de forma adequada no Ensino Médio, devem habilitar o estudante a fazer uma

leitura mais completa do mundo, tornando-o capaz de interpretar e transformar a

sociedade. Atualmente, na vida cotidiana se depara cada vez mais com elementos

da Física Moderna e Contemporânea, devido à grande facilidade ao acesso de

informações e aos mais sofisticados instrumentos tecnológicos. Desse modo, torna-

se cada vez mais necessário o desenvolvimento de novas metodologias e de novos

materiais didáticos para que o ensino dessa disciplina se torne verdadeiramente

significativo para os alunos do Ensino Médio.

Segundo ARAÚJO (2003)

Merece ainda destaque o pequeno número de trabalhos sobre conceitos de Física Moderna, pois embora esse tema não seja normalmente abordado no ensino médio, o que pode ser justificado em grande parte pelas deficiências formativas dos professores, a sua inclusão nos programas curriculares certamente constituiria uma excelente maneira de possibilitar que os estudantes compreendam diversos fenômenos e situações observadas em seu dia a dia, uma vez que o emprego de equipamentos e tecnologias modernas normalmente foram possibilitadas pela aplicação de conhecimentos relacionados com esses tópicos, como o efeito fotoelétrico, laser, entre outros.

5

Também, de acordo com BRASIL (1999)

(...) o aprendizado de física deve estimular os jovens a acompanhar as notícias científicas (...), notícias como uma missão espacial, uma possível colisão de um asteróide com a Terra, um novo método para extrair água do subsolo, uma nova técnica de diagnóstico médico envolvendo princípios físicos, o desenvolvimento da comunicação via satélite, a telefonia celular.(...)

No entanto, não basta que os alunos do Ensino Médio acompanhem as

notícias científicas e saibam explicar as novas tecnologias através da Física

Moderna. De acordo com as Diretrizes Curriculares da Educação do Estado do

Paraná (PARANÁ, 2008), é fundamental a formação de sujeitos que compreendam

criticamente o contexto sócio-histórico do qual são frutos e que, através do acesso

ao conhecimento, sejam capazes de uma inserção cidadã e transformadora na

sociedade.

Assim, neste projeto, através da apresentação da evolução das ideias da

Física, no contexto mais amplo da História da Ciência, pretendeu-se que os alunos

do Ensino Médio soubessem não somente explicar as novas tecnologias

encontradas em sua vida cotidiana, usando conceitos da Física Moderna e

Contemporânea; mas também que, através deste novo conhecimento científico

adquirido, eles se tornassem cidadãos mais críticos e capazes de compreender o

contexto sócio-histórico no qual surgiu o conhecimento científico dos fenômenos

físicos e suas aplicações na vida cotidiana da sociedade contemporânea.

2 Desenvolvimento

De uma maneira geral, todo professor sabe que seu aluno, devido a

experiências vividas em sociedade, possui um conhecimento prévio, porém, não

sistematizado. Esse tipo de conhecimento deve ser organizado através das

atividades escolares. Desse modo, o conhecimento prévio do aluno também pode se

tornar conhecimento científico. Assim, professor e aluno compartilham teorias em

busca de uma aprendizagem significativa (VALADARES, 2009), conseguindo, ao

mesmo tempo modificar o saber já existente e integrar neste saber novos

conhecimentos. Esse processo é conseguido tanto através da soma de

6

conhecimentos prévios do aluno com novos saberes adquiridos na escola, quanto

através da eliminação de conhecimentos prévios do aluno que não sejam integráveis

ao conhecimento científico.

Tendo em vista o exposto no parágrafo anterior, este artigo relata os

resultados obtidos através de atividades escolares que tinham como um de seus

objetivos integrar aos saberes prévios dos alunos novos conhecimentos científicos

para que eles compreendessem melhor a sociedade moderna em que vivem. Essas

atividades estão descritas detalhadamente no caderno pedagógico com o título A

Evolução da Física no tempo histórico e sua contextualização na atualidade e

foram colocadas em prática pela professora PDE em uma turma de terceiro ano do

Ensino Médio. Esse material está fundamentado nas Diretrizes Curriculares

Estaduais, que foram criadas a partir de discussões entre os professores da Rede

Estadual de Ensino do Estado do Paraná, em 2008. O objetivo principal das

atividades já mencionadas foi mostrar a relação entre a evolução histórica das ideias

da Física e o Ensino da Física Moderna e Contemporânea, destacando suas

aplicações em três aparelhos de alta tecnologia muito utilizados na vida cotidiana de

uma cidade moderna.

O caderno pedagógico elaborado pela professora PDE foi direcionado aos

alunos de uma turma do 3º ano do Ensino Médio do Colégio Estadual Professor Júlio

Teodorico, na cidade de Ponta Grossa (no leste do Paraná), e está dividido em três

unidades. Na primeira unidade, foi contemplada a História da televisão desde a

primeira televisão preto em branco até a moderna TV de plasma. A segunda unidade

tratou da evolução da telefonia desde o primeiro telefone inventado por Graham Bell

até o telefone móvel e o “Bluetooth”. Na terceira unidade, foi discutida a História da

Computação desde os primeiros computadores até a tela do tipo “touch screen”, tão

presente no cotidiano das pessoas.

A proposta do caderno pedagógico descrito anteriormente desenvolveu-se em

forma de pesquisa-ação, visando à utilização de diversas atividades e estratégias

que possibilitaram uma avaliação diagnóstica e formativa. A implementação dessa

proposta ocorreu no 3º período de atividades do PDE, de agosto a dezembro de

2011, em datas agendadas previamente.

No desenvolvimento das várias propostas de pesquisa-ação do caderno

pedagógico, os alunos realizaram pesquisas “on-line” sobre os temas apresentados,

7

tais como ondas eletromagnéticas, semicondutores e fibras ópticas; desenvolveram

atividades práticas, tais como traçar figuras utilizando um “site” de “Bluetooth” e

tentaram construir uma tela do tipo “touch screen” através de instruções obtidas em

outro “site”; os alunos também tiveram oportunidade de refletir sobre suas

atividades, o que contribuiu para o desenvolvimento do senso crítico e da

capacidade de discernimento deles. Dessa forma, aprenderam a utilizar diversas

fontes de pesquisa e perceberam a importância de trabalhar em grupo, de maneira

cooperativa, aceitando e conciliando posições divergentes. Por outro lado, durante a

execução das diferentes tarefas propostas, os alunos se sentiram bem inseridos no

processo ensino-aprendizagem, não mais como receptores passivos de informações

(muitas vezes, vazias de significado para eles), mas sim como sujeitos construtores

de um saber pleno de significado. A figura 1 apresenta os alunos, no laboratório

computacional do Colégio Estadual Professor Júlio Teodorico, realizando as

atividades propostas pela professora PDE no caderno pedagógico.

Figura 1: Apresentação do caderno pedagógico Fonte: Eneri Márcia C. Griebeler, 2011

8

2.1. História da evolução da televisão: da TV preto e branco até a TV de plasma

Na unidade sobre a História da televisão, inicialmente, foram abordados

vários meios de comunicação existentes antes da televisão, tais como carta,

telegramas e rádio. Em seguida, iniciou-se a apresentação da História da televisão,

de uma maneira crítica, apontando-se os aspectos positivos e negativos deste meio

de comunicação. Comentou-se com os alunos que a televisão é considerada por

muitos especialistas como o meio de comunicação e informação que atinge o maior

número de pessoas, de todas as classes sociais, em todo o planeta; mas, em

contrapartida, também é muito criticada por prejudicar o desenvolvimento do senso

crítico e do discernimento de muitas pessoas, principalmente, daquelas que

assistem à televisão diariamente, como muitas crianças e adolescentes. Em

seguida, os alunos foram incentivados a opinar sobre os aspectos positivos e

negativos da televisão e, também, através do “site Youtube”, assistiram ao vídeo da

música “Televisão” dos Titãs, a qual apresenta um retrato bastante crítico e irônico

sobre este tema. Por fim, os alunos responderam, por escrito, se concordavam ou

não com a letra da música, apresentando suas justificativas.

Dando continuidade às atividades didáticas, foram feitas algumas perguntas

aos alunos, tais como: O que é televisão?, Quando surgiu a televisão?, Como são

formadas as imagens nas telas de televisão?, e, Como funciona a TV de plasma?

Para responder à primeira questão, os alunos pesquisaram em dicionários a

definição de televisão. Para responder a segunda questão, realizaram pesquisas em

sites da internet selecionados pela professora PDE, os quais tratavam da História da

televisão. Em suas pesquisas a fim de responder a segunda questão, os alunos

tomaram conhecimento dos seguintes fatos: Jacob Berzelius descobriu o elemento

selênio e verificou que o mesmo liberava elétrons quando era exposto à luz; Paul

Gottieb Nipkon elaborou um disco com vários orifícios dispostos em espiral, os quais

permitiam que a imagem gerada fosse dividida em pequenas partes; Julius Elster e

Haas Getiel descobriram a célula fotoelétrica. Os alunos não sabiam o que era

célula fotoelétrica, porém, após pesquisas e discussões entenderam que a célula

fotoelétrica é uma aplicação do efeito fotoelétrico, que foi descoberto por Heinrich

Rudolf Hertz, em 1887, e explicado por Albert Einstein, através da ideia dos quanta

9

de luz, em um de seus quatro importantes artigos publicados em 1905. A seguir,

realizaram pesquisas sobre Einstein e Hertz, e perceberam que estes cientistas

realizaram grandes contribuições em diversas áreas da Física. Ainda tratando do

tema da segunda questão, contamos com a valiosa contribuição da professora e

historiadora Ms. Maristela Iurk Batista, que relatou, por escrito, à professora PDE,

uma parte da História da televisão no Brasil. Nesse relato, a professora Maristela

descreveu a revolução causada pela televisão no mundo, influenciando

comportamentos, marcando décadas e tornando-se o meio de comunicação com

maior importância no mundo atual. A professora também colocou em destaque o

papel pioneiro do primeiro canal público de TV no Brasil, a TV Tupi, e mencionou

vários programas deste canal das décadas de 60 e 70. Para finalizar esse tema, os

alunos realizaram pesquisas sobre Assis Chateaubriand, que foi o dono dos Diários

Associados e da TV Tupi.

Já na terceira questão, sobre como são formadas as imagens nas telas da

televisão, tratou-se de assuntos totalmente desconhecidos por parte dos alunos, tais

como, o funcionamento da câmara de TV e do tubo de imagens, e a formação de

imagens através da varredura na tela de TV. Explicou-se que a imagem não é

formada como um todo, que a varredura ocorre ponto a ponto, como na formação de

imagens na retina dos olhos humanos. Também conseguiu-se mostrar que esse

tema está relacionado com a técnica do pontilhismo, usada pelo pintor francês

Georges Seurat, no seu famoso quadro “Tarde de domingo na Ilha de Grande Jatte”.

Ainda na discussão sobre a formação de imagens nas telas de TV, destacou-

se que, no Brasil, entre as décadas de 50 e 70, as televisões transmitiam em preto e

branco, e, a partir da década de 70, as transmissões passaram a ser em cores.

Enquanto na TV preto em branco a imagem era obtida pela emissão de um feixe de

elétrons, na TV em cores a varredura da tela é feita através da emissão de três

feixes de elétrons, sendo que cada feixe corresponde a cada uma das seguintes

cores: vermelha, verde e azul. Em seguida, passamos à quarta questão, isto é,

discutiu-se o funcionamento da TV de plasma.

A TV de plasma contém milhares de minúsculas lâmpadas, cada uma

funcionando como um pixel de três cores (vermelha, verde e azul). Cada pixel

contém no seu interior uma mistura de gases. Quando acionados, os eletrodos de

um pixel liberam elétrons que se chocam contra os átomos da mistura gasosa,

10

transformando-a em plasma. Esses elétrons chocam-se com íons positivos do

plasma, liberando luz ultravioleta, invisível ao olho humano. A luz ultravioleta incide

numa camada de fósforo da lâmpada, fazendo surgir, na tela da TV de plasma, uma

luminosidade visível ao olho humano. Desse modo, essas luminosidades visíveis

produzidas pelo acionamento dos milhares de pixels da TV de plasma compõem a

imagem na sua tela.

Após a discussão das quatro questões mencionadas nos parágrafos

anteriores, a professora PDE passou para seus alunos as seguintes atividades (que

foram desenvolvidas em sala de aula):

a) Explicar a relação da tecnologia e a qualidade de vida do ser humano.

b) Fazer uma relação, por escrito, das novas tecnologias que trouxeram benefícios

para o ser humano, mas que o tornaram mais sedentário.

c) Escrever um pequeno texto, com no máximo 10 linhas, explicando o

funcionamento das duas televisões: a TV de plasma e a TV CRT.

Abaixo, a figura 2 apresenta um aluno realizando a atividade acima

mencionada.

Figura 2: Aluno realizando atividades propostas na Unidade 1 Fonte: Eneri Márcia C. Griebeler, 2011

11

2.2. História do telefone e sua história

Nessa unidade, tratamos do telefone e de sua evolução. Contamos com a

participação muito importante do acadêmico da 4ª série do Curso de Bacharelado

em Física da UEPG, Hernani Batista da Cruz.

A discussão sobre o telefone iniciou-se com a sua definição pela professora

PDE: é um aparelho que transmite e reproduz o som entre pessoas que estão

próximas ou mesmo muito distantes, através de sinais elétricos. Após essa

definição, os alunos realizaram pesquisas em sites da internet e elaboraram uma

linha do tempo sobre a evolução do telefone. Em seguida realizaram uma pesquisa

para entender como ocorre a transformação de energia sonora em elétrica no

telefone. Após essa pesquisa, discutiu-se sobre os tipos de ondas eletromagnéticas

e como estas ondas podem ser transportadas até o telefone através de cabo

telefônico, fibra óptica, micro-ondas ou por satélite. Os alunos pesquisaram,

especialmente, sobre as fibras ópticas, sua definição e suas aplicações, pois este foi

o meio de transportar ondas eletromagnéticas que mais lhes despertou o interesse.

Na próxima etapa da discussão sobre o telefone, a professora PDE mostrou a

seus alunos a grande semelhança que existe entre o funcionamento de um telefone

e o do ouvido humano. Ela explicou que o telefone apresenta um microfone, uma

fonte de energia, um meio de transmissão e um receptor. As ondas sonoras são

captadas pelo microfone e são transformadas em sinais elétricos. Essas ondas

provocam vibrações na membrana do microfone (diafragma) que originam os sinais

elétricos, os quais podem variar conforme a frequência das ondas. Dessa forma o

som captado pelo microfone é convertido em sinais elétricos de baixa frequência. O

receptor é formado por um eletroímã que tem a capacidade de transformar o sinal

elétrico (informação transportada) em sinal sonoro. A corrente elétrica que chega ao

receptor circula por uma bobina fixa que origina um campo magnético no diafragma,

fazendo-o vibrar. Essa vibração produz novamente a onda sonora. A professora

enfatizou que no ouvido humano ocorre algo semelhante. As ondas sonoras chegam

à orelha, atravessam o canal auditivo e atingem o tímpano, que começa a vibrar com

a mesma frequência das ondas, movimentando os ossículos martelo, bigorna e

estribo. O estribo se conecta à cóclea, que transforma as vibrações em impulsos

12

elétricos, os quais são enviados ao cérebro. O cérebro decodifica os impulsos e os

interpreta. Os alunos não tinham conhecimento dessa relação entre o funcionamento

do telefone e do ouvido humano. A figura 3 abaixo mostra um aluno lendo no

caderno pedagógico, elaborado pela professora PDE, o texto sobre o funcionamento

do ouvido humano.

Figura 3: Aluno realizando atividades propostas na Unidade 2 Fonte: Eneri Márcia C. Griebeler, 2011

Também falou-se sobre os tipos de ondas existentes, como por exemplo,

Ondas Longas (LF); Ondas Médias (OM); Ondas Curtas (HF); Ondas Muito Curtas

(VHF) e Ondas Ultra Curtas (UHF), e mencionou-se em quais aparelhos eletrônicos

estas ondas são utilizadas.

Em seguida, foi iniciada a discussão sobre o telefone celular, tão conhecido

pelos alunos, mas, no entanto, eles não conhecem seu funcionamento. O

funcionamento do celular é semelhante ao do telefone com fio. No celular, a onda

sonora é captada pelo microfone e transformada em sinais elétricos que se

propagam no espaço por ondas eletromagnéticas. O nome “celular” é decorrente da

maneira como são transmitidas as informações: de célula para célula. Cada célula

apresenta uma estação rádio base, formada por uma ou mais antenas. As quais

13

captam as mensagens provenientes dos celulares e as transferem para a Central

Comunicação e Controle (CCC), que através de computadores localiza a chamada.

Foram feitas pesquisas sobre as faixas de frequência das ondas do celular

(frequência maior que 3.109 Hz).

Também realizaram-se discussões sobre o texto da Revista Isto É: “Celular

sob suspeita de causar câncer” (PEREIRA, Cilene. Celular sob suspeita de causar

câncer. Revista Isto É, Jun/2011, ano 35; nº2169; p. 12 e 13). Esse texto menciona

algumas doenças e distúrbios associados à radiação emitida pelos celulares como,

por exemplo: câncer; tumores meningiomas (tumores encefálicos benignos),

distúrbios neurológicos (como mal de Alzheimer e de Parkinson), cansaço excessivo,

insônia, distúrbios digestivos, dores de cabeça, tonturas e falta de atenção. Esse

tema causou uma discussão acirrada entre os alunos. Após essa discussão, os

alunos elaboraram um texto sobre as implicações do uso excessivo e continuado do

celular, focando os aspectos social, econômico e de saúde.

Após a discussão sobre o funcionamento e o uso do celular, iniciou-se a

apresentação sobre a tecnologia “Bluetooth”, com a participação do acadêmico

Hernani Batista da Cruz. O “Bluetooth” é uma tecnologia que permite a transmissão

de dados entre celulares, computadores, mouse, etc., usando ondas de rádio e com

baixo consumo de energia e sem fios. O Hernani que, além de ser acadêmico do

Curso de Bacharelado de Física, também já trabalha há vários anos no ramo de

informática, informou aos alunos que essa tecnologia foi criada em meados de 1994

pela empresa Ericsson. Ele destacou que a tecnologia “Bluetooth” utiliza ondas

eletromagnéticas com frequência de 2,45 GHz, que corresponde à faixa ISM

(Industrial, Scientific, Medical), a qual não interfere em rádios e nem em televisões.

Também mencionou-se que existem 3 classes de “Bluetooth”: Classe 1, com

potência máxima de 100 mW e alcance até 100 m; Classe 2, com potência máxima

de 2,5 mW e alcance de até 10 m e Classe 3, com potência máxima de 1 mW e

alcance até 1 m.

Após, explicou-se como ocorre a transmissão de informações entre aparelhos

através do “Bluetooth”. Com a orientação do Hernani, os alunos realizaram a

seguinte atividade: usando “joystick”, antena “Bluetooth” e um sinal de laser,

traçaram figuras e trabalharam com programas educativos (Celestia, Stellarium)

numa parede em branco. Os alunos gostaram muito dessa atividade, a qual lhes

14

mostrou um uso educativo da tecnologia Bluetooth, que era completamente

desconhecido por eles. As figuras 4 e 5 apresentam alunos executando essa

atividade.

Figura 4: Aluno participando da atividade do “Bluetooth” Fonte: Eneri Márcia C. Griebeler, 2011

Figura 5: Aluno participando da atividade do “Bluetooth” e “Stellarium” Fonte: Eneri Márcia C. Griebeler, 2011

15

2.3. História dos Computadores

Nessa unidade, tratou-se sobre comunicação, História dos computadores, os

“notebooks” e as telas “touch screen”. Iniciou-se o tema com uma apresentação

sobre a comunicação, que corresponde à troca de informações entre o emissor e o

receptor. Essa troca pode ser feita através da fala, gestos, imagens e sistema de

numeração (códigos pelos quais nos comunicamos). O receptor, conhecendo o

código usado, pode decodificar a mensagem e confirmar o recebimento da

informação. Com o desenvolvimento da tecnologia, a comunicação ocorre de

maneira mais rápida e simples. Esse desenvolvimento nas comunicações ocorre a

partir de três revoluções. A primeira revolução se refere à comunicação visual

primitiva, a segunda revolução ocorre com a invenção da máquina de imprimir, e a

terceira revolução ocorre com a transmissão das informações por ondas

eletromagnéticas, impulsos elétricos e luminosos. Nessa fase se encontram os

computadores. A seguir, a professora PDE define computador como sendo um

sistema que colhe, armazena e trabalha os dados e as informações programadas.

Após essa colocação, falou-se sobre as Gerações dos Computadores.

Os computadores da Primeira Geração usavam o sistema binário de

numeração, no qual as quantidades são representadas por dois números, 0 e 1,com

os quais podem ser efetuadas operações lógicas e aritméticas. Também se informou

sobre Gottfried Leibniz, responsável pelo desenvolvimento do sistema binário. Os

computadores da Segunda Geração utilizavam o transistor que substituiu as

válvulas. O transistor é um componente eletrônico, semicondutor que pode funcionar

como amplificador e interruptor de sinais elétricos. Os computadores a transistores

apresentavam consumo inferior a 1500 W e apresentavam maior capacidade que

seus antecessores. Nesse momento, os alunos realizaram pesquisa sobre os

semicondutores e suas aplicações. Já os computadores da Terceira Geração,

passam a apresentar circuitos integrados (chips), ou seja, circuitos eletrônicos

formados por transistores, diodos, resistências, condensadores. Nessa fase surgem

as memórias virtuais, multiprogramação e sistemas operacionais complexos. A

seguir, surgem os computadores da Quarta Geração, na qual aparece o

processamento distribuído, o disco ótico. Num momento posterior, ocorre a

16

simplificação e miniaturização do computador, promovendo melhor desempenho e

maior capacidade de armazenamento, o que caracteriza os computadores da Quinta

Geração.

Após a explicação sobre a História dos computadores, falou-se sobre os

“notebooks”, que apresentam microprocessador, memória RAM, sistema

operacional, portas de entrada e saída, disco rígido, alto-falantes e placas de som, e

ainda apresentam opções para o sistema de armazenamento de disco removível

como CD e DVDs. Ainda discutiu-se com os alunos as vantagens e desvantagens

dos “notebooks”.

A seguir, falou-se sobre as telas “touch screen”, que são telas sensíveis ao

toque e estão presentes em diversos equipamentos. Através dessa tela pode-se ver

o que aparece no monitor do computador ou na tela dos aparelhos, sem a

necessidade de teclados ou mouses. Existem vários tipos de tela “touch screen”,

como, por exemplo, telas resistivas, telas capacitivas, telas de Onda Acústica

Superficial e Microsoft Surface. Nesse momento, contou-se novamente com a

colaboração do acadêmico Hernani Batista da Cruz, o qual falou de cada uma das

telas, explicando o seu funcionamento, onde são utilizadas e as desvantagens das

telas citadas anteriormente. A seguir, os alunos realizaram a seguinte atividade

proposta no caderno pedagógico: usando uma tela do tipo “touch screen”,

construída por Hernani Batista da Cruz, de acordo com o site

nouigroups.com/touch/ib, traçar figuras e/ou trabalhar com programas educativos

(Celestia, Stelarium). Após essa atividade, os alunos tentaram construir uma tela

“touch screen”, seguindo os procedimentos indicados no site citado no caderno

pedagógico. Infelizmente, os alunos não conseguiram calibrar a tela através das

instruções encontradas no site indicado.

Após essa atividade, todos os alunos realizaram exercícios de revisão

propostos pela professora PDE. A figura 6 mostra os alunos realizando atividades

dessa unidade.

17

Figura 6: Alunos participando da atividade da Unidade 3 Fonte: Eneri Márcia C. Griebeler, 2011

2.4. Apresentação dos trabalhos dos alunos.

Após o desenvolvimento de todas as atividades propostas no caderno

pedagógico, os alunos foram divididos em 3 grupos de pesquisa. Cada grupo

pesquisou sobre uma das três tecnologias discutidas no caderno pedagógico: TV de

plasma, “Bluetooth” e “touch screen”. Essa pesquisa foi realizada em livros e revistas

de divulgação científica, e teve como objetivo principal a identificação dos princípios

da Física que podem ser utilizados para explicar o funcionamento das três

tecnologias já mencionadas. Após essa pesquisa, cada grupo elaborou um material

multimídia sobre o tema pesquisado. Esse material foi apresentado por cada grupo

de aluno para toda a turma. Na pesquisa realizada e na elaboração do material

multimídia, os educandos tiveram a oportunidade de interagir com várias atividades

envolvendo imagens, textos escritos, revistas de divulgação científica e pesquisas

na internet. As figuras 7, 8 e 9 abaixo mostram as apresentações dos 3 grupos.

18

Figura 7: Apresentação sobre a TV de plasma

Fonte: Eneri Márcia C. Griebeler, 2011

Figura 8: Apresentação sobre “Bluetooth” Fonte: Eneri Márcia C. Griebeler, 2011

19

Figura 9: Apresentação sobre “tela touch” Fonte: Eneri Márcia C. Griebeler, 2011

3. Trabalho em rede: Formação continuada

O programa PDE 2010 – formação continuada para professores previa o

desenvolvimento no 1º semestre de 2011 de um trabalho em rede com a

participação dos professores da Rede Estadual de Ensino do Paraná. Inicialmente,

foi proporcionado treinamento aos professores PDE para que trabalhassem no

ambiente Moodle. Nesse treinamento, aprenderam a adicionar no ambiente citado o

material a ser trabalhado com os professores inscritos no GTR (Grupo de Trabalho

em Rede). A professora PDE passou a ser tutora, responsável pelas atividades

desenvolvidas por todos os professores do GTR que participaram das atividades

propostas, as quais serão descritas a seguir.

Os professores escolheram o tema que mais lhes interessou e fizeram a

inscrição no GTR. Os professores inscritos residiam em várias cidades do Estado do

Paraná. A participação dos 13 professores durante o curso foi extremamente

importante para a finalização dos trabalhos pretendidos pela tutora, pois os

professores do GTR, devido à sua experiência profissional, puderam contribuir para

20

melhorar a compreensão pessoal que cada educador tinha a respeito do processo

ensino- aprendizagem.

O trabalho desenvolvido em rede foi apresentado em módulos. O primeiro

módulo foi o Fórum de apresentação, no qual cada professor fez sua apresentação

e também falou da expectativa quanto ao curso. A seguir, participaram do Fórum 1,

cujo objetivo era promover uma discussão sobre o Projeto de Intervenção

Pedagógica, para que ocorresse interação entre os participantes e tutor. Essa

interação realmente ocorreu, foi bastante proveitosa e contribuiu para a ampliação

das ideias relacionadas à temática proposta. Para participar do Fórum 1, os

professores deveriam refletir sobre a relação existente entre História da Ciência,

Física e Tecnologia. Também deveriam interagir com no mínimo dois participantes

do curso. Ainda nesse módulo, participaram do Diário, cujo objetivo era analisar, por

escrito, o tema proposto no Projeto de Intervenção Pedagógica nas Escolas. A

proposta desse diário era a seguinte: “Este projeto pretende apresentar uma

maneira simples de introduzir na Educação Básica do Paraná o ensino de alguns

conteúdos físicos relacionado entre si, tais como: origens e evolução histórica das

ideias da Física, tópicos de Física Moderna e Contemporânea e algumas de suas

aplicações tecnológicas. Esses conteúdos podem mostrar como a Física deve ser

usada para compreender os avanços tecnológicos existentes no cotidiano dos

alunos?”.

O segundo módulo iniciou-se com o Fórum 2, no qual os professores

deveriam socializar suas observações referentes à Produção Didático-Pedagógica,

elaborada pela professora tutora e, também, deveriam interagir com 2 professores

do curso. Em seguida, participavam do Diário 2, no qual deveriam refletir

criticamente sobre a relevância da Produção Didático-Pedagógica para a realidade

da escola pública. Nesse momento, o participante do GTR deveria elaborar um texto

composto entre 8 e 10 linhas sobre o seguinte tema: “De que maneira(s) o professor

pode fazer com que o aluno perceba a relação entre Física x Tecnologia”.

O terceiro módulo iniciou-se com o Fórum 3, no qual se apresentaram as

ações propostas pela professora tutora, para serem desenvolvidas durante a

implementação. Os professores deveriam refletir e opinar sobre as ações propostas,

trazendo contribuições para o debate. A última atividade desse módulo denominou-

se “Fórum: Vivenciando a prática”. O professor deveria escolher uma das três

21

sugestões propostas a seguir e apresentar suas ideias e contribuições. As

sugestões foram as seguintes: escolher pelo menos uma ação da proposta de

implementação já apresentada e aplicar em sua escola ou local de trabalho; relatar

uma experiência explicando as atividades desenvolvidas, as perspectivas

alcançadas e/ou frustradas que estejam relacionadas a uma das ações da proposta

de Implementação; sugerir uma atividade a ser desenvolvida e os objetivos

pretendidos, informando a área de atuação e relacionando-a com uma das ações da

proposta de Implementação.

Durante todo o trabalho em rede, o grupo de professores mostrou interesse

em aprender e repassar conhecimentos sobre os temas abordados.

4 Considerações Finais

Neste trabalho estão relatados os resultados obtidos através da aplicação, em

uma terceira série do Ensino Médio do Colégio Estadual Professor Júlio Teodorico

de Ponta Grossa – PR, do material didático intitulado: A Evolução da Física no

tempo histórico e sua contextualização na atualidade. Esse material faz parte do

Programa de Desenvolvimento Educacional (PDE), da Rede de Ensino da Secretaria

de Estado do Paraná.

O material didático elaborado pela professora PDE referente à evolução das

ideias da Física e suas aplicações nos aparelhos de alta tecnologia como TV de

plasma, “Bluetooth” e “touch screen”, permitiu mostrar aos alunos a relação da Física

com a vida cotidiana de uma cidade moderna, em uma perspectiva histórica. Em

todas as atividades do trabalho, houve discussões proveitosas sobre Ciência e

Tecnologia, levando em conta as peculiaridades do mundo atual, o que permitiu ao

aluno desenvolver uma visão mais crítica do mundo globalizado em que ele vive. Na

elaboração e implementação do projeto, foram relevantes as instruções contidas nas

Diretrizes Curriculares do Estado do Paraná para a disciplina de Física.

Em todos os momentos de sua execução, o trabalho realizado teve a

anuência do Professor Doutor Luiz Antônio Bastos Bernardes e a aceitação e

participação dos alunos, equipe pedagógica, direção e colaboração de alguns

professores de outras disciplinas. Também se deve destacar a colaboração especial

22

do acadêmico da quarta série do Curso de Bacharelado em Física da UEPG,

Hernani Batista da Cruz, em algumas tarefas relacionadas com a tecnologia

“Bluetooth” e a tela “touch screen”.

A partir do conhecimento adquirido, os alunos foram se interessando e se

maravilhando com as descobertas obtidas e sempre querendo saber mais. A

maneira nova de aprender conteúdos científicos diretamente relacionados com a

vida cotidiana, dentro de uma perspectiva histórica, contribuiu para um maior

envolvimento e crescimento dos alunos. Os alunos se tornaram mais participativos,

interessados e criativos não só na disciplina de Física, mas também em outras

disciplinas como, por exemplo, Arte, Matemática, Geografia e História. Essa

mudança de comportamento foi notada e elogiada pelos professores do Colégio. Por

outro lado, os alunos sugeriram à professora PDE que o trabalho realizado com a

implementação do projeto na terceira série deveria também ser executado na

primeira e na segunda série do Ensino Médio. E, também, os alunos comentaram

com essa professora que todas as disciplinas deveriam ser ministradas da mesma

forma que a disciplina de Física.

Durante a execução do projeto, os alunos tiveram a oportunidade de interagir

com uma grande variedade de textos, relacionados com situações comuns no seu

dia-a-dia, o que tornou os conteúdos abordados mais interessantes e significativos.

Além de textos escritos, foram usadas músicas e imagens presentes na vida

cotidiana dos alunos. A observação do desempenho, do interesse, das produções e

anotações individuais realizadas em cada encontro favoreceu o acompanhamento

da construção do conhecimento e do desenvolvimento dos alunos. Além desses

registros, foram utilizadas estratégias avaliativas formativas que proporcionaram o

acompanhamento e intervenções, quando necessárias, no processo

ensino/aprendizagem.

Através deste projeto e do retorno que os alunos e outros professores deram

à professora PDE, pode-se concluir que o professor de Física tem que ter postura de

pesquisador e mediador de uma nova proposta de ensino/aprendizagem no estudo

da Física nas aulas do Ensino Médio, para que as mesmas se tornem mais

prazerosas e interessantes para o estudante. No entender de Paulo Freire (1997),

“saber ensinar não é transferir conhecimento, mas criar possibilidades para a sua

própria produção ou a sua construção.”

23

Espera-se que esse trabalho possa contribuir para a reflexão de uma nova

maneira de trabalhar com o ensino da Física no Ensino Médio. Também tem-se a

expectativa que os professores da disciplina de Física da Rede Estadual do Paraná

possam utilizar o material pedagógico produzido no projeto como ponto de partida

para criar novas metodologias de ensino da disciplina.

24

Referências

ARAÚJO, I. L. Introdução à filosofia da ciência. Curitiba: ED. UFPR, 2003.

BRASIL, Ministério da Educação, Secretaria da Educação Média e Tecnológica. Parâmetros Curriculares Nacionais: Ensino Médio. Brasília: Ministério da Educação, 1999. FREIRE, Paulo. Autonomia da Autonomia – Saberes Necessários à Prática Educativa. São Paulo: Editora Paz e Terra, 1997.

MARTINS, R. A. Sobre o papel da História no ensino.. Boletim da Sociedade Brasileira de História da Ciência (9): 3-5, 1990.

MATTHEUS, M. R. História, Filosofia e ensino de Ciências: a tendência atual de reaproximação. In: Caderno Catarinense de Ensino de Física, v. 12, n. 3, p. 164-214, dez, 1995.

PARANÁ. Diretrizes Curriculares da Educação Básica. FíSICA. Paraná, 2008.

PEREIRA, Cilene. Celular sob suspeita de causar câncer. Revista Isto É, ano 35, n. 2169, p.112-113, 2011.

SEQUEIRA, M.; LEITE L. A história da ciência no ensino – aprendizagem das ciências. In: Revista Portuguesa de Educação, 1 (2), p. 29-40, 1998. PIRES, Antônio S. T. Evolução das idéias da física. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2008.

VALADARES, Jorge A.; MOREIRA, Marco A.. A teoria da aprendizagem significativa: sua fundamentação e implementação. Coimbra: Edições Almedina, 133 p, 2009.

25

Sites consultados e pesquisados na implementação do projeto:

Fonte:

http://www.diaadia.pr.gov.br/tvpendrive/arquivos/File/imagens/2010/pdagogia/diversi

dadetecnologias.jpg (acesso 12/05/201).

Fonte: http://www.youtube.com/watch?v=UCiENaCmq00 (acesso 05/05/2011).

Fonte: http://www.tudosobretv.com.br/histortv/histormundi.htm (acesso 25/05/2011).

Fonte: http://www.diariosassociados.com.br/home/conteudo.php?co_pagina=23

(acesso 03/05/2011).

Fonte:http://www.diariosassociados.com.br/home/conteudo.php?co_pagina=45&

(acesso 04/05/2011).

Fonte:

http://www.diariosassociados.com.br/linhadotempo/decada20.htmlco_menu=2&PHP

SESSID=e82367b1fd3e527a8408b05abea395c2 (acesso 03/05/2011).

Fonte:

http://www.notapositiva.com/trab_estudantes/trab_estudantes/eductecnol/eductecnol

_trab/invenctelevisao.htm (acesso 03/05/2011).

Fonte:

http://www.notapositiva.com/trab_estudantes/trab_estudantes/eductecnol/eductecnol

_trab/invenctelevisao.htm (acesso 03/05/2011).

Fonte:

http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xvi/cd/resumos/T0468-1.pdf (acesso 05/05/2011).

Fonte: http://if.ufrgs.br/cref/aplicativos/pontilhismo.htm (acesso 10/06/2011).

Fonte:

http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://imgs.obviousmag.org/archives/upload

s/2008/08061301_blog.uncovering.org_jordan.jpg&imgrefurl=http://obviousmag.org/a

rchives/2008/06/chris_jordan.html&h=408&w=600&sz=45&tbnid=QPWktlhnws9_6M:

&tbnh=90&tbnw=132&prev=/search%3Fq%3Dimagens%2Bpontilhismo%26tbm%3Di

sch%26tbo%3Du&zoom=1&q=imagens+pontilhismo&docid=C0Q7PaUNhigSXM&hl=

pt-BR&sa=X&ei=lHAvTpD2CqbC0AGWvvW1AQ&ved=0CCUQ9QEwAw (acesso

10/06/2011).

Fonte: http://eletronicos.hsw.uol.com.br/tela-de-plasma.htm (acesso 06/06/2011).

Fonte: http://eletronicos.hsw.uol.com.br/tela-de-plasma1.htm (acesso 06/06/2011).

26

Fonte:http://forum.clubedohardware.com.br/tv-plasma-

mitos/923668?s=faa865f87e663e78cc424d08a8bcc6de&amp (acesso 06/06/2011).

Fonte: http://www.sbfisica.org.br/fne/Vol9/Num1/plasma.pdf (acesso 06/06/2011).

Fonte:

http://www.diaadia.pr.gov.br//tvpendrive/arquivos/File/imagens/5ciencias/9tecnologia

_qualidade_de_vida.jpg (acesso 06/06/2011).

Fonte: http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/historia-do-telefone/historia-do-

telefone-2.php (acesso 10/10/2011).

Fonte: http://www.guia.heu.nom.br/tipos_definicoes_ondas.htm (acesso

16/07/2011).

Fonte: http://www.diaadia.pr.gov.br/tvpendrive/arquivos/Image/conteudos/imagens/2fisica/7celul.jpg (acesso 06/06/2011).

Fonte: http://www.youtube.com/watch?v=pkoMjF6zRgI&feature=fvwrel (acesso

10/06/2011).

Fonte: http://search.creativecommons.org/?lang=pt (acesso 25/07/2011).

Fonte: www.youtube.com/watch?v=8g2wZuAJ9os (acesso 10/07/2011).

Fonte: http://www.youtube.com/watch?v=MrarZ9z8Oco&feature=relmfu (acesso

10/07/ 2011).

Fonte: http://www.curtoegrosso.net/2009/07/31/novidade-tatuagem-eletronica-que-

funciona-via-bluetooth/ (acesso 12/07/2011).

Fonte: http://search.creativecommons.org/?lang=pt (acesso 25/07/2011).

Fonte: http://mansano.com/beaba/hist_comp.aspx (acesso 20/07/2011).

Fonte: http://www.tecmundo.com.br/2231-a-historia-dos-notebooks.htm (acesso

25/07/2011).