metodologias para o ensino de mecânica no ensino médio

CadernoCadernoCadernoCaderno Pedaggico Pedaggico Pedaggico Pedaggico

Metodologias para o Ensino Metodologias para o Ensino Metodologias para o Ensino Metodologias para o Ensino de Mecnica no de Mecnica no de Mecnica no de Mecnica no Nvel Nvel Nvel Nvel

MdioMdioMdioMdio

Secretaria de Estado da Educao

Programa de Desenvolvimento Educacional PDE

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARING UEM

REA: FSICA

Silvia Oliveira ResquettiSilvia Oliveira ResquettiSilvia Oliveira ResquettiSilvia Oliveira Resquetti

Metodologias para o Ensino de Mecnica no Nvel Metodologias para o Ensino de Mecnica no Nvel Metodologias para o Ensino de Mecnica no Nvel Metodologias para o Ensino de Mecnica no Nvel MdioMdioMdioMdio

Caderno PedaggicoCaderno PedaggicoCaderno PedaggicoCaderno Pedaggico

Orientador: Orientador: Orientador: Orientador: Prof. Dr. Marcos Cesar Danhoni NevesProf. Dr. Marcos Cesar Danhoni NevesProf. Dr. Marcos Cesar Danhoni NevesProf. Dr. Marcos Cesar Danhoni Neves

MARING

2008

SUMRIO

DADOS DE IDENTIFICAO ............................................................................... 04

APRESENTAO ................................................................................................ 05

ATIVIDADE I: Bibliografia de Suporte ................................................................ 06

I.1 - Fontes de referncia: livros, captulos de livros, dissertaes

de mestrado, teses de doutorado, artigos .............................................. 06

I.2 Fontes de referncia: Peridicos relacionados ao ensino de

Cincias e de Fsica ............................................................................... 11

I.3 - Fontes de referncia: Artigos relacionados s concepes

alternativas dos estudantes e Histria, Filosofia e Sociologia

da Cincia ............................................................................................... 13

ATIVIDADE II: Laboratrio Aberto de Cincias ................................................. 17

II.1 As aulas no laboratrio de Cincias ..................................................... 19

II.1.1 Sugestes de atividades experimentais de Mecnica ................... 19

1 Parte: Cinemtica .............................................................................. 20

Roteiro 1: Determinao da velocidade de um carrinho de

Brinquedo .............................................................................................. 20

Roteiro para o aluno elaborar o relatrio do experimento ..................... 22

Roteiro 2: Velocidade escalar mdia de uma bolinha de gude

sobre um plano inclinado ...................................................................... 23

Roteiro 3: Velocidade escalar mdia de uma gota dgua no leo ....... 26

2 Parte: Dinmica ................................................................................. 29

Roteiro 4: Inrcia - Experimento com um puck de madeira ................. 29

Roteiro 5: Inrcia - Experimento com uma folha de sulfite, um copo e

uma moeda ............................................................................................ 32

Roteiro 6: Ao e Reao - Experimento com um carrinho de frico... 34

Roteiro 7: Ao e Reao provocando uma exploso com sal de

fruta ....................................................................................................... 36

ATIVIDADE III: Utilizao De Mdias-Suporte Para O Ensino De Fsica .......... 38

III.1 Endereos eletrnicos de mdias-suporte ............................................ 38

ATIVIDADE IV: Anlise Crtica de Vdeos-Suporte ........................................... 41

ATIVIDADE V: A Mecnica em Obras de Arte e Obras Literrias ................... 42

CONSIDERAES FINAIS ................................................................................... 51

REFERNCIAS ...................................................................................................... 51

REFERNCIAS DAS IMAGENS ........................................................................... 54

ANEXO: Poema para Galileu ............................................................................... 55

4

DADOS DE IDENTIFICAO

I. Professor PDE: Silvia Oliveira Resquetti

II. rea PDE: Fsica III. NRE: Maring

IV. Professor Orientador IES: Marcos Cesar Danhoni Neves

V. IES vinculada: Universidade Estadual de Maring - UEM

VI. Escola de Implementao: Colgio Estadual Governador Adolpho de

Oliveira Franco Ensino Fundamental, Mdio e Profissionalizante.

Municpio: Astorga.

VII. Pblico objeto de interveno: Professores de Fsica

TEMA DE ESTUDO: Metodologias de Ensino em Mecnica.

TTULO DO PROJETO DE INTERVENO PEDAGGICA NA ESCOLA: Uma Proposta de Mecnica para o Ensino Mdio.

PRODUO DIDTICO-PEDAGGICA: Caderno Pedaggico Metodologias para o ensino de Mecnica no Nvel Mdio.

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Metodologias Para O Ensino De Mecnica No Metodologias Para O Ensino De Mecnica No Metodologias Para O Ensino De Mecnica No Metodologias Para O Ensino De Mecnica No

Nvel MdioNvel MdioNvel MdioNvel Mdio

Apresentao

O Caderno Pedaggico idealizado traz elementos de enriquecimento para a prtica pedaggica do professor de Fsica do Ensino Mdio, visando favorecer a transposio didtica dos contedos de Mecnica. As atividades propostas buscam lanar novos olhares no ensino deste tema, no sentido de proporcionar a motivao do jovem em relao aprendizagem de Fsica atravs de metodologias diferenciadas.

As pesquisas em ensino-aprendizagem de Cincias promoveram a elaborao de diversas propostas inovadoras, com o intuito de buscar solues para os problemas de sala de aula (CARVALHO, 2002). Entendemos que as estratgias utilizadas pelo professor em sua prtica docente devem estar afinadas com as pesquisas mais recentes na rea de ensino-aprendizagem. Nesse sentido, consideramos de fundamental importncia para o professor de Fsica do Ensino Mdio:

a) discutir e analisar a bibliografia-suporte que pode ser utilizada como fonte de pesquisa; b) considerar as concepes alternativas dos estudantes como ponto de partida das estratgias de ensino; c) abordar a evoluo histrica da Cincia, no sentido de buscar uma educao em que a Fsica seja ensinada em seus diversos contextos: tico, social, histrico, filosfico e tecnolgico; d) desenvolver atividades experimentais de baixo custo, com carter investigativo, como meio de mobilizar os alunos para a soluo de problemas cientficos;

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e) relacionar a Mecnica com a tecnologia e o cotidiano, no sentido de habilitar o aluno a julgar o valor da cincia e da tcnica na soluo de problemas do seu meio; f) discutir e analisar a presena de elementos da Mecnica em obras de arte e obras literrias, como meio de perceber as dimenses histricas e sociais das cincias; g) utilizar materiais didtico-pedaggicos diferenciados, como os recursos audiovisuais e de multimdia/software relacionados ao ensino de Fsica, como ferramentas de auxlio para a implementao das propostas pedaggicas.

Desse modo apresentamos, por meio deste Caderno, metodologias de ensino em sala de aula que visam dar ao professor de Fsica no Ensino Mdio um suporte didtico-pedaggico no sentido de contribuir com o processo de ensino-aprendizagem da Mecnica.

ATIATIATIATIVIDADE IVIDADE IVIDADE IVIDADE I: Bibliografia De Suporte: Bibliografia De Suporte: Bibliografia De Suporte: Bibliografia De Suporte

I.1 Fontes de referncia: livros, captulos de livros,

dissertaes de mestrado, teses de doutorado, artigos

Justificativa

Esta atividade apresenta algumas fontes para pesquisa que no so normalmente utilizadas pelo professor de Fsica do Ensino Mdio. O conjunto de referncias proposto envolve temas relacionados Mecnica, Histria e Filosofia da Cincia, congruncia da Cincia com a Arte e a Literatura, s pesquisas inovadoras de ensino-aprendizagem em Cincias e ao Laboratrio Aberto de Fsica.

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O objetivo propiciar aos professores um conjunto de opes para ampliar suas fontes de pesquisa. Temos a certeza de que o enriquecimento da bibliografia trar contribuies para a superao de dificuldades no ensino-aprendizagem de Mecnica.

Sugestes para leitura

Apresentamos a seguinte bibliografia-suporte:

A educao potencializadora em Cincias. ARGELLO, C. A. In: DANHONI NEVES, M. C.; SAVI, A. A (Orgs.). De experimentos, paradigmas e diversidades no ensino de fsica: construindo alternativas. 1. ed. Maring: Ed. Massoni, 2005. p. 17-22.

A estrutura das revolues cientficas. KUHN, T. S. Perspectiva. So Paulo, 2003, 7. ed..

A fora do conhecimento. ZIMAN, J. Belo Horizonte: Ed. Itatiaia, 1981.

A lei da inrcia: planejamento pedaggico e aprendizagem significativa. PACCA, J. L. A.; VILLANI, A. (Coords.). So Paulo: IFUSP, 1992.

A matemtica e a Mona Lisa: a confluncia da arte com a cincia. ATALAY, B. So Paulo: Ed. Mercuryo, 2007. Traduo de Mrio Vilela.

A matria: uma aventura do esprito. MENEZES, L. C. de. Livraria da Fsica. So Paulo, 2005, 1. ed.

A pesquisa no ensino, sobre o ensino e sobre a reflexo dos professores sobre seus ensinos. CARVALHO, A. M. P. de. Educao e Pesquisa, v. 28, n. 2, jul./dez. 2002. Disponvel em: . Acesso em: 14 set. 2008.

8

As razes sociais e econmicas do Principia de Newton. ZANETTIC, J.; KAWAMURA, M. R. Revista de Ensino de Fsica, v. 6, n. 1, p. 37-55, 1984. Disponvel em: . Acesso em: 12 jul. 2008.

Anotaes de Da Vinci - por ele mesmo. VINCI, L. So Paulo: Madras, 2004.

Como se movem os projteis nos livros didticos de fsica e no vestibular? Inquirindo o Galileu sinttico de hoje. RESQUETTI, S. O. Dissertao (Mestrado em Educao para a Cincia e o Ensino da Matemtica) Universidade Estadual de Maring, Maring, 2007. Disponvel em: .

Conceitos de movimento. PROJECTO FSICA. Lisboa: Fundao Calouste Gulbenkian, 1978.

Conceitos intuitivos: relaes entre fora, velocidade, acelerao e trajetria. CARVALHO, W. L. P. de. 1985. 114 p. Dissertao (Mestrado em Ensino de Cincias) Instituto de Fsica e Faculdade de Educao da Universidade de So Paulo, So Paulo, 1985.

Concepes alternativas fsicas intocveis: controvrsias do ter. PHILIPPSEN, G. S. In: DANHONI NEVES, M. C.; SAVI, A. A (Orgs.). De experimentos, paradigmas e diversidades no ensino de fsica: construindo alternativas. 1. ed. Maring: Ed. Massoni, 2005. p. 227-233.

Da Terra, da Lua e alm. DANHONI NEVES, M. C.; et al. (Orgs.). Maring: Ed. Massoni, 2007, 1. ed.

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De experimentos, paradigmas e diversidades no ensino de fsica: construindo alternativas. DANHONI NEVES, M. C.; SAVI, A. A (Orgs.). Maring: Ed. Massoni, 2005, 1. ed.

Demonstraes em cincias: explorando os fenmenos da presso do ar e dos lquidos atravs de experimentos simples. SAAD, F. D. 1. ed. So Paulo: Ed. Livraria da Fsica, 2005.

Duas novas cincias. GALILEI, G. So Paulo: Nova Stella, 1988, 2. ed.

Ensino de Fsica: objetivos e imposies no ensino mdio. ROSA, C. W. da; ROSA, A. B. Revista Electrnica de Enseanza de las Cincias, v. 4, n. 1, 2005. Disponvel em: . Acesso em: 31 mar. 2006.

Ensino distante da realidade desmotiva jovem. IWASSO, S. O Estado de So Paulo, 8 jun. 2008. Caderno Vida &, p. A26.

Estudos de histria do pensamento cientfico. KOYR, A. Rio de Janeiro: Ed. Forense-Universitria, 1982. Experincias de fsica na escola. ARRIBAS, S. D. Passo Fundo: Ed. Universitria, 1996.

Fsica. GREF/USP Grupo de Reelaborao do Ensino de Fsica. V. 1. So Paulo: Edusp, 1990.

Formao de professores de cincias: perspectivas de ensino. CACHAPUZ, A. F. (Org.). Porto: Centro de Estudos de Educao em Cincia (CEEC), 2000.

10

Memrias do invisvel: uma reflexo sobre a histria no ensino de fsica e a tica da cincia. DANHONI NEVES, M. C . Maring: LCV Edies, 1999.

Noes de cosmologia no ensino mdio: o paradigma criacionista do big-bang e a inibio de teorias rivais. OLIVEIRA, J. H. L. de. Dissertao (Mestrado em Educao para a Cincia e o Ensino da Matemtica) Universidade Estadual de Maring, Maring, 2006. Disponvel em: . Acesso em: 12 nov. 2008.

O currculo de fsica: inovaes e tendncias nos anos noventa. CARVALHO, A. M. P.; VANNUCCHI, A. 1995. Disponvel em: . Acesso em 27 jul. 2005.

O nascimento de uma nova fsica. COHEN, I. B. Lisboa: Gradiva, 1988.

O princpio da inrcia. HAMBURGER, E. W. In: Apostila de fsica. So Paulo: IFUSP, cap. 6, 1989.

Pesquisas em Ensino de Fsica. NARDI, R. (Org.). 2. ed. rev. So Paulo: Escrituras Ed., 2001.

Prescries e recomendaes ao professor na soluo de problemas do ensino na educao em cincias. ALMEIDA, M. J. P. M. de. Cincia & Ensino, v. 1, n. 1, p. 47-51, dez. 2006. Disponvel em: . Acesso em: 15 maio 2008.

Principia: princpios matemticos de filosofia natural. NEWTON, I. So Paulo: Nova Stella/ EDUSP, 1990.

11

Princpios nas cincias empricas e o seu tratamento em livros didticos. CUSTDIO, J. F.; PIETROCOLA, M. Cincia & Educao, v.10, n. 3, p. 383-399, 2004. Disponvel em: .

Representaes sociais: uma contraproposta ao estudo das concepes alternativas no ensino de fsica. SILVA, A. M. T. B. da. 1998. 121 p. Tese (Doutorado em Educao) Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 1998.

Termodinmica: um ensino por ao. CARVALHO, A. M. P. et al. So Paulo: FE/USP, 1999.

Uma viagem pela fsica e astronomia atravs do teatro e da dana. CARVALHO, S. H. M. de. A Fsica na escola, v. 7, n. 1, p. 11-16, maio 2006. Disponvel em: . Acesso em: 15 set. 2006.

I.2 Fontes de referncia: Peridicos relacionados ao ensino

de Cincias e de Fsica

Justificativa

Os peridicos de ensino de Cincias so publicaes voltadas melhoria do ensino em todos os nveis de escolarizao. Os artigos e sees apresentados nessas revistas tratam de novas tecnologias e metodologias didtico-pedaggicas, currculo, pesquisa em ensino-aprendizagem, histria e filosofia da Cincia, poltica educacional, relatos de experincias educacionais, divulgao de experimentos para a sala de aula e temas pertinentes comunidade engajada no ensino de Cincias.

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As publicaes na rea de ensino-aprendizagem em Cincias so instrumentos de auxlio importantssimos para o professor que procura atualizar-se constantemente.

Apresentamos, ento, os endereos eletrnicos de alguns peridicos.

PERIDICO

ENDEREO ELETRNICO

A Fsica na Escola (FnE)

http://www.sbfisica.org.br/fne/

ALEXANDRIA: Revista de Educao em

Cincias e Tecnologia

http://www.ppgect.ufsc.br/alexandriarevista

CINCIA & ENSINO: Revista eletrnica

http://www.ige.unicamp.br/ojs/index.php/cienciaeensino/index

CINCIA & EDUCAO

http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_serial&lng=pt&pid=1516-7313&nrm=iso

Cincia Hoje On-line

http://cienciahoje.uol.com.br/

Revista Brasileira de Ensino de Fsica (RBEF)

http://www.sbfisica.org.br/rbef/

Ensaio: Pesquisa em educao em cincias

http://www.fae.ufmg.br/ensaio/

Revista Cientfica da UFPA

http://www2.ufpa.br/rcientifica/

Revista Electrnica de Enseanza de las Ciencias (REEC)

http://reec.uvigo.es/Volumenes.htm

Revista Latino-Americana de Educao em Astronomia (RELEA)

http://www.iscafaculdades.com.br/relea/

Revista Nova Escola

http://revistaescolaabril.com.br/home/

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I.3 Fontes de referncia: Artigos relacionados s

concepes alternativas dos estudantes e Histria, Filosofia e

Sociologia da Cincia

Justificativa

As investigaes em ensino de Cincias com foco nas concepes dos estudantes tm sido objeto de inmeros trabalhos. Os estudantes desenvolvem espontaneamente e trazem para a sala de aula concepes intuitivas formadas desde a infncia a partir de observaes e interaes com o meio, como, por exemplo, modelos explicativos do mundo fsico . Segundo estudos sobre esse tema, a caracterstica saliente das concepes alternativas a resistncia mudanas ou a transformaes, a qual constitui um srio obstculo educao cientfica (SILVA, 1998).

Os estudos realizados na rea das concepes alternativas que abordam fenmenos mecnicos revelam que os estudantes manifestam um conhecimento incompatvel com o conhecimento cientfico que se deseja alcanar. Apesar de ser considervel o volume de trabalhos acadmicos publicados sobre o ensino-aprendizagem em Cincias, entende-se que os resultados das pesquisas, que vm impulsionando a busca de inovaes no ensino tanto no nvel metodolgico quanto no curricular, no tm chegado onde deveriam: na sala de aula.

O levantamento das idias prvias dos estudantes amplamente aceito como ponto de partida das estratgias de ensino (REZENDE; OSTERMANN, 2005). As concepes alternativas no devem ser ignoradas, pois se entende que elas podem nortear as aes no ensino e no planejamento do currculo. O educador deve ter conscincia de que sua presena condio para o progresso do saber com vista ultrapassagem do senso comum para a construo do conhecimento cientfico.

Explorar a evoluo dos conceitos cientficos tambm visto como uma fonte de inspirao para a definio dos contedos e a proposio de metodologias de

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ensino. O ensino de Cincias desenvolveu-se dissociado da Histria, Filosofia e Sociologia da Cincia (HFS), porm nos ltimos anos tem havido uma ampla discusso em favor de uma abordagem contextualizada deste tema, tanto na formao de professores quanto no ensino, no sentido de buscar uma educao em que a Cincia seja ensinada em seus diversos contextos: tico, social, histrico, filosfico e tecnolgico (MATHEWS, 1995).

Segundo afirmao de Mathews, Mach e seus seguidores argumentavam que, para a compreenso de um conceito terico, necessrio que se compreenda seu desenvolvimento histrico, ou seja, a compreenso necessariamente histrica (1995, p. 169). O autor comenta que Mach sustentava que a investigao histrica no s promove a compreenso daquilo que existe agora, mas tambm nos apresenta novas possibilidades.

Solbers e Traver (1996), ao analisarem o papel desempenhado pela Histria da Cincia no ensino-aprendizagem de Fsica e de Qumica, verificaram entre os alunos investigados uma imagem deformada da atividade cientfica quando os aspectos histricos esto ausentes. Os pesquisadores constataram que os alunos crem que a Cincia consiste em descobrir uma realidade preexistente, ignoram o papel fundamental do trabalho cientfico e assumem uma viso empirista, basicamente formalista e acumulativa da Cincia e de sua evoluo.

Mathews faz um relato sobre as iniciativas de reaproximao na Europa e nos Estados Unidos da Amrica entre o ensino de Cincias e a Histria, Filosofia e Sociologia da Cincia como meio para a superao da crise na educao cientfica. Segundo esse autor,

A histria, a filosofia e a sociologia da cincia no tm todas as respostas para essa crise, porm possuem algumas delas: podem humanizar as cincias e aproxim-las dos interesses pessoais, ticos, culturais e polticos da comunidade; podem tornar as aulas de cincias mais desafiadoras e reflexivas, permitindo, deste modo, o desenvolvimento do pensamento crtico; podem contribuir para um entendimento mais integral da matria cientfica, isto , podem contribuir para a superao do mar de falta de significao que se diz ter inundado as salas de aula de cincias, onde frmulas e equaes so recitadas sem que muitos cheguem a saber o que significam; podem melhorar a formao do professor auxiliando o

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desenvolvimento de uma epistemologia da cincia mais rica e mais autntica, ou seja, de uma maior compreenso da estrutura das cincias bem como do espao que ocupam no sistema intelectual das coisas (MATHEWS, 1995, p. 165).

fundamental, no ensino de Fsica, abordar a evoluo histrica da Cincia, destacando o contexto social em que ocorreram as idias cientficas, as controvrsias envolvendo conceitos, teorias e postulados, e as dificuldades encontradas pelos cientistas em vrios momentos da histria.


Sugerimos a leitura dos artigos listados a seguir, que podem contribuir para a definio das estratgias de ensino.

A evoluo das concepes sobre fora e movimento. ZYLBERSTAJN, A. Departamento de Fsica da Universidade Federal de Santa Catarina, [19--]. Disponvel em: . Acesso em: 03 nov. 2006.

A histria da cincia e as concepes alternativas de estudantes como subsdios para o planejamento de um curso sobre atrao gravitacional. TEODORO, S. R.; NARDI, R. In: NARDI, R. (Org.). Educao em cincias: da pesquisa prtica docente. So Paulo: Escrituras, 2001. Disponvel em: http://www2.fc.unesp.br/BibliotecaVirtual/DetalhaDocumentoAction.do?idDocumento=53#.

A histria da cincia no ensino de fsica. DANHONI NEVES, M. C. Revista Cincia e Educao, v. 5, n. 1, 1998, p. 73-81. Disponvel em: . Acesso em: 20 dez. 2005.

Alguns aspectos da teoria da gravitao. MARTINS, R. de A. UNICAMP. Disponvel em:

16

. Acesso em: 03 dez. 2005.

A prtica do professor e a pesquisa em ensino de Fsica: novos elementos para repensar essa relao. REZENDE, F.; OSTERMANN, F. Caderno Brasileiro de Ensino de Fsica, v. 22, n. 3, p. 316-337, dez. 2005. Disponvel em: . Acesso em: 07 jun. 2006.

Concepes espontneas em fsica: exemplos em dinmica e implicaes para o ensino. ZYLBERSTAJN, A. Revista Brasileira de Ensino de Fsica, v. 5, n. 2, 1983, p. 3-16. Disponvel em: . Acesso em: 16 set. 2008.

Fsica aristotlica: porque no consider-la no ensino de mecnica? PEDUZZI, L. O. Q. Caderno Catarinense de Ensino de Fsica, v.13, n. 1, p. 48-63, abr.1996. Disponvel em: . Acesso em: 07 maio 2008

Fora no movimento de projteis. PEDUZZI, L. O. Q.; PEDUZZI, S. S. Caderno Catarinense de Ensino de Fsica, v. 2, n. 3, p. 114-127, dez. 1985. Disponvel em: . Acesso em: 15 set. 2008.

Histria, filosofia e ensino de cincias: a tendncia atual de reaproximao. MATHEWS, M. R. Caderno Catarinense de Ensino de Fsica, v. 12, n. 3, p. 164-214, dez. 1995. Disponvel em: . Acesso em: 10 ago. 2008.

O plano inclinado: um problema desde Galileu. BRITO, A. A. S. Cadernos Catarinenses de Ensino de Fsica, v. 2, n. 2, p. 57-63, 1985. Disponvel em: . Acesso em: 22 set. 2006.

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Uma investigao sobre a natureza do movimento ou sobre uma histria para a noo do conceito de fora. DANHONI NEVES, M. C. Revista Brasileira de Ensino de Fsica, v. 22, n. 4, p. 543-556, dez. 2000. Disponvel em: . Acesso em: 20 dez. 2005.

Uma reconstruo histrica da teoria do movimento dos projteis. RESQUETTI, S. O. In: Como se movem os projteis nos livros didticos de fsica e no vestibular? Inquirindo o Galileu sinttico de hoje. Dissertao (Mestrado em Educao para a Cincia e o Ensino da Matemtica) Universidade Estadual de Maring, Maring, 2007. Disponvel em: .

ATIVIDADE IATIVIDADE IATIVIDADE IATIVIDADE IIIII: Laboratrio Aberto D: Laboratrio Aberto D: Laboratrio Aberto D: Laboratrio Aberto De e e e

CinciasCinciasCinciasCincias

Justificativa

O objetivo desta atividade motivar o trabalho no laboratrio de Cincias e, ao mesmo tempo, propor o desenvolvimento de atividades experimentais de baixo custo, com carter investigativo.

Carvalho et al. (1999) escrevem que a atividade experimental, no necessariamente de laboratrio, , indiscutivelmente, uma importante estratgia de ensino de Fsica e das cincias em geral. A experimentao pode ser um recurso para o professor identificar as concepes espontneas de seus alunos e coloc-las em conflito diante das concepes cientficas. Entretanto, as atividades experimentais e de laboratrio devem ser de carter essencialmente investigativo, de modo que por

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meio delas se possa solucionar um problema apresentado. Nessa perspectiva, o professor assume o papel de mediador, conduzindo o debate entre os alunos pela argumentao e pela proposio de questes, ao levantamento de hipteses acerca da atividade experimental apresentada, com o objetivo de levar estes alunos a procurar possveis explicaes causais para o fenmeno observado (CARVALHO et al., 1999, p. 42). Assim, no ensino por investigao os estudantes so envolvidos no processo de aprendizagem, assumindo uma postura ativa na busca de soluo para o problema.


Para dar incio ao desenvolvimento desta atividade, sugerimos a leitura dos textos listados a seguir. Estamos certos de que a leitura trar contribuies para o ensino de Fsica no ambiente do laboratrio.

Atividades experimentais no ensino de fsica: diferentes enfoques, diferentes finalidades. ARAJO, M. S. T. de; ABIB, M. L. V. S. Revista Brasileira de Ensino de Fsica, v. 25, n. 2, p. 176-194, 2003. Disponvel em: . Acesso em: 19 jan. 2007.

O ensino experimental e a questo do equipamento de baixo custo. AXT, R.; MOREIRA, M. A. Revista de Ensino de Fsica, v. 13, n. 1, p. 97-103, 1991. Disponvel em: . Acesso em:

Projeto de Ensino: atividades experimentais de Fsica. PAZ et al. Florianpolis: 1999. Disponvel em: . Acesso em: 29 jun. 2008.

Termodinmica: um ensino por ao.

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CARVALHO, A. M. P. et al. So Paulo: FE/USP, 1999.

II.1 As aulas no laboratrio de Cincias

Justificativa

Ao dar incio s atividades no laboratrio, sugere-se que o professor organize os alunos em grupos pequenos, de forma que eles possam discutir as questes entre si. Cada equipe deve receber um roteiro bsico das atividades, para que todos entendam a construo e o desenvolvimento dos experimentos. Durante a discusso, os alunos respondem s questes propostas no roteiro, assim eles tm condies de acompanhar o encaminhamento do contedo trabalhado. Cumpre lembrar que o professor no deve dar respostas prontas e, sim, conduzir o aluno para que ele chegue at elas.

O professor pode avaliar os estudantes observando, durante a aula, sua participao individual ou em grupo. A avaliao pode ser complementada posteriormente, com questes abordando os contedos envolvidos nas discusses ou atravs de relatrios.

II.1.1 Sugestes de atividades experimentais de Mecnica

Sugerimos algumas atividades de experimentao de Cinemtica e Dinmica que o professor pode desenvolver com seus alunos no laboratrio de Cincias. No final de cada atividade apresentamos algumas questes direcionadas aos estudantes, as quais podem ser enriquecidas medida que evolui o debate entre o professor e as equipes. Deixamos em aberto a parte correspondente concluso, por entendermos que esta deve ser construda pelos estudantes.

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1 Parte: Cinemtica

Roteiro 1

Determinao da velocidade de um carrinho de brinquedo

Justificativa: A atividade proposta traz um experimento muito simples de demonstrao, com o intuito de instigar os alunos a expressarem a relao que representa a velocidade de um objeto. Entendemos que a expresso da velocidade deve ser introduzida atravs de questionamentos aos alunos, de modo que eles faam parte da apresentao deste conceito.

Objetivos: envolver os alunos na atividade; levar os alunos a expressarem a relao da velocidade mdia; determinar a velocidade mdia do carrinho; avaliar a participao dos alunos nas atividades.

Material: 1 carrinho de brinquedo (movido pilha ou de frico) 1 trena 1 cronmetro

Procedimentos: a) organizar os alunos em grupos pequenos; b) colocar o carrinho em movimento sobre uma superfcie horizontal; c) instigar os alunos propondo algumas questes (vide sugestes) ;

(esse o momento em que os estudantes levantaro as hipteses para resolver o problema. medida que as respostas so apresentadas, o professor vai conduzindo a discusso para que os alunos elaborem o conceito de velocidade);

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d) no momento oportuno, as equipes comearem os procedimentos para determinar a velocidade do carrinho pilha.

Fig. 1 Experimento: determinao da velocidade mdia de um carrinho de brinquedo. Fonte: RESQUETTI, 2008.

Sugestes de questes que podem ser propostas aos alunos: 1. De que modo voc determinaria a velocidade do carrinho em movimento? 2. Quais so as grandezas envolvidas na determinao da velocidade do

objeto? 3. A) Como voc poderia determinar os valores dessas grandezas? B) Cite

algumas formas de medir essas grandezas. 4. A) Como representamos essas grandezas na Fsica? B) E quais so as

respectivas unidades mais utilizadas? 5. A partir de suas observaes, expresse a relao da velocidade. 6. A) Quais so as unidades de velocidade mais conhecidas? B) D outros

exemplos de unidades de velocidade que poderamos utilizar. 7. A) A unidade de velocidade pode ser expressa em passos/minuto,

polegadas/segundo ou em palmos/segundo? Justifique. B) D outros exemplos de unidades de velocidade que no so comuns no dia-a-dia.

8. Agora temos condies de determinar a velocidade do carrinho pilha? Que unidade de velocidade voc gostaria de utilizar?

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(Neste momento o professor deve orientar os alunos quanto aos procedimentos: demarcar o espao sobre uma superfcie plana, colocar o carrinho em movimento na posio inicial ao mesmo tempo em que o cronmetro acionado, travar o cronmetro na posio final. Como h erros de medidas, aconselhvel repetir o experimento algumas vezes para depois fazer a mdia dos intervalos de tempo. O professor no pode se esquecer de envolver os estudantes com questionamentos durante o desenvolvimento do experimento).

9. A) Transforme a unidade de distncia em polegadas e a unidade de tempo em segundos (caso esteja em minutos).

B) Voc capaz de medir a distncia utilizada no experimento em polegadas? (Neste caso, o professor deve explicar como se faz a medida em polegadas e depois compar-la com a medida obtida atravs de clculos).

10. Calcule o valor da velocidade do carrinho em polegadas/segundo. 11. A) Observando o movimento do carrinho, o que voc pode dizer a respeito

de sua velocidade: aumentou, diminuiu, manteve-se? B) O que voc pode dizer sobre as medidas realizadas no experimento: foram precisas? C) O que voc entende por velocidade mdia? E constante? Como voc descreveria uma velocidade varivel? (O professor tem a oportunidade de introduzir, durante essa discusso, os conceitos de velocidade mdia, constante e varivel no decorrer do tempo).

12. Elabore um relatrio descrevendo a atividade, contendo as seguintes partes: ttulo, objetivo, material utilizado, procedimento, figura representando o experimento (opcional), dados obtidos, resultados (expressos na unidade que voc escolheu no item 8 e em polegadas/segundo), concluso e equipe.

Roteiro para o aluno elaborar o relatrio do experimento

Apresentamos em seguida um roteiro bsico para a elaborao do relatrio relativo ao experimento anterior.

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TTULO

a) Objetivo: escrever qual a finalidade do experimento;

b) Material utilizado: listar todos os materiais utilizados na realizao do experimento. Materiais como lpis, caneta, calculadora, etc., no so relativos ao experimento;

c) Procedimento: descrever todos os passos do experimento;

d) Dados obtidos: anotar os valores das medidas e unidades utilizadas na realizao do experimento;

e) Determinao da velocidade do carrinho / resultados: calcular a velocidade do carrinho nas unidades relativas aos itens 8 e 10 ( preciso lembrar que os resultados no sero exatos e devero ser aproximados);

f) Concluso: relatar suas observaes e concluses;

g) Equipe: listar os nome dos alunos participantes.

Roteiro 2

Velocidade escalar mdia de uma bolinha de gude sobre um plano

inclinado

Objetivos: determinar a velocidade mdia de uma bolinha de gude em um plano

inclinado;

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analisar a velocidade desenvolvida pelo objeto ao longo do plano.

Material: 1 canaleta composta por duas lmpadas fluorescentes iguais e queimadas

(ou 1 plano de madeira com canaleta central), de comprimento entre 1,0 m e 1,20m;

1 bolinha de gude; 1 trena; 1 cronmetro; 1 apoio para inclinar o plano em relao horizontal.

Procedimentos: a) Coloque as duas lmpadas fluorescentes lado a lado e unidas nas

extremidades com fita crepe sobre uma mesa (ou o plano de madeira); b) marque dois pontos, um em cada extremidade do plano, correspondendo s

posies inicial e final; c) mea a distncia entre os pontos (escolha a medida em centmetros ou em

metros); d) levante um dos extremos do plano e coloque sob ele um apoio, de modo

que fique inclinado; e) mea a altura da posio inicial em relao superfcie da mesa; este valor

corresponde altura de inclinao do plano, no procedimento 1; f) abandone a bolinha de gude no alto do plano inclinado, no 1 ponto

demarcado e dispare o cronmetro; observe atentamente o movimento da bolinha ao longo do plano;

g) no instante em que a bolinha passar pelo 2 ponto, o cronmetro deve ser travado, deste modo voc obtm o intervalo de tempo gasto pela bolinha para percorrer a distncia demarcada na superfcie;

h) execute este procedimento pelo menos trs vezes e depois faa a mdia aritmtica dos valores obtidos;

i) aumente a inclinao do plano em relao superfcie horizontal e mea novamente a altura da inclinao; este valor corresponde ao procedimento 2;

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j) repita as operaes realizadas nos itens f, g e h, relativas ao procedimento 2.

Fig. 2 Experimento: velocidade escalar mdia de uma bolinha de gude sobre um plano inclinado. Fonte: RESQUETTI, 2008.

Dados obtidos:

Procedimento 1 Dados obtidos

Procedimento 2 Dados obtidos

Distncia percorrida pela bolinha

Distncia percorrida pela bolinha

Altura de inclinao do plano

Altura de inclinao do plano

Medidas dos intervalos de tempo

Medidas dos intervalos de tempo

Mdia do intervalo de tempo

Mdia do intervalo de tempo

Clculo da velocidade escalar mdia: (Procedimentos 1 e 2)

Sugestes de questes que podem ser propostas aos estudantes: 1. Que grandeza fsica faz a bolinha se movimentar plano abaixo?

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2. H atrito entre a bolinha de gude e a canaleta durante o movimento? Justifique.

3. Compare as duas velocidades: o que voc observou? A inclinao do plano influiu nos resultados? Por qu?

4. Com base em suas observaes, escreva a concluso.

Concluso: (elaborada pela equipe)

Roteiro 3

Velocidade escalar mdia de uma gota dgua no leo

Objetivos: determinar a velocidade mdia de uma gota dgua no leo; analisar a velocidade desenvolvida pela gota dgua durante seu

deslocamento.

Material utilizado: leo de cozinha 1 proveta 1 rgua 1 cronmetro 1 conta-gotas 1 bquer gua

Procedimentos: O experimento deve ser realizado pelo menos duas vezes, com gotas dgua de tamanhos diferentes. medida que voc desenvolve o experimento, anote os dados obtidos na tabela correspondente.

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a) Marque dois pontos na proveta com leo: um ponto na parte superior, correspondente posio inicial, e um na parte inferior, correspondente posio final (no os marque na beirada da proveta).

b) Mea, com a rgua e em centmetros, a distncia entre os pontos. c) Coloque leo no interior da proveta, de modo que o nvel fique um pouco

acima da posio inicial demarcada. d) Com um conta-gotas, insira a 1 gota dgua no leo. e) No instante em que a gota passar pelo ponto inicial, acione o cronmetro.

Observe atentamente o movimento. f) Quando passar pelo ponto final, trave o cronmetro: desse modo, voc

obtm o intervalo de tempo decorrido no experimento. g) Repita o experimento, inserindo a 2 gota dgua de tamanho diferente da

primeira. Anote os dados na tabela.

Fig. 3 Experimento: Velocidade escalar mdia de uma gota dgua no leo. Fonte: RESQUETTI, 2008.

Dados obtidos:

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1 gota dgua Valor 2 gota dgua Valor

Distncia percorrida pela 1 gota dgua

Distncia percorrida pela 2 gota dgua

Intervalo de tempo

Intervalo de tempo

Clculo da velocidade escalar mdia das duas gotas dgua:

Sugestes de questes que podem ser propostas aos estudantes: 1. Explique por que a gota dgua consegue se movimentar atravs do leo.

(OBS: o professor pode conduzir a discusso envolvendo a questo da gravidade, dos lquidos imiscveis e da densidade).

2. Qual das duas gotas que voc inseriu no leo maior, a primeira ou a segunda?

3. Compare os valores da velocidade das gotas: so os mesmos? 4. Ao observar o movimento das gotas atravs do leo, o que voc pode dizer

sobre suas velocidades: so aproximadamente constantes ou so visivelmente variveis?

5. A) Voc acha que o leo interferiu no movimento das gotas? B) Se o movimento ocorresse atravs do ar, as velocidades obtidas seriam diferentes? C) Que grandeza fsica interferiu na velocidade? (OBS: o professor deve levantar um debate envolvendo a questo da resistncia do meio. um bom momento para conhecer as idias prvias dos estudantes e verificar se so semelhantes quelas desenvolvidas ao longo da evoluo histrica da teoria dos movimentos).

6. Com base em suas observaes, elabore a concluso.

Concluso: (elaborada pela equipe)

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2 Parte: Dinmica

Justificativa

De acordo com Peduzzi e Peduzzi (1985), as relaes entre fora e movimento constituem um dos temas em que maior nmero de erros conceituais tem sido detectado em estudantes de qualquer nvel de ensino. As pesquisas em ensino de Fsica sobre o conceito de fora mostram que as concepes alternativas dos estudantes tm grande similaridade com aquelas desenvolvidas ao longo da histria do conhecimento cientfico. Contudo, no ensino tradicional desconsideram-se as concepes que os estudantes constroem no cotidiano e o panorama do ensino de cincias e de fsica permanece inalterado, cumprindo o papel dogmatizador e desmemoriado, no sentido de uma absoluta falta de historicidade (DANHONI NEVES e SAVI, 2005, p. 186).

fundamental que o professor identifique as idias prvias dos estudantes em relao aos conceitos de acelerao, fora e velocidade, para que ele possa direcionar sua ao pedaggica. Para isso, os jovens devem ser envolvidos num amplo debate sobre esse tema, pois assim o professor ter condies de planejar as estratgias de ensino em Dinmica.

Entendemos que o desenvolvimento de atividades experimentais envolvendo a Dinmica um excelente recurso para o professor realizar a transposio didtica das relaes entre fora e movimento. Os experimentos de demonstrao sugeridos em seguida referem-se aos princpios da Dinmica. So apresentados quatro roteiros com algumas questes que podem ser propostas aos estudantes. Reforamos que o professor deve desempenhar o papel de mediador, de forma a conduzir o debate entre os alunos pela argumentao e proposio de questes a respeito do tema.

Roteiro 4

Inrcia: Experimento com um puck de madeira

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Objetivo: Discutir o Princpio da Inrcia.

Material: 1 puck de madeira lisa com 8 cm a 10 cm de dimetro e furo central de 1,5

cm;

1 rolha de borracha com furo, de modo que possa ser encaixada no furo do puck;

1 bexiga.

Procedimentos (1): a) Coloque a rolha de borracha no furo central do puck, de modo que fique

bem apertada, deixando um espao de aproximadamente 2 mm para chegar no fundo do furo.

b) Coloque o puck no extremo de uma mesa bem nivelada e lisa e d um leve empurro. Observe o movimento.

Fig. 4 Inrcia: experimento com um puck de madeira (1). Fonte: RESQUETTI, 2008.

Sugestes de questes que podem ser propostas aos estudantes: 1. O que causou o movimento do puck? 2. Depois que o puck foi lanado (aps o professor larg-lo), continua agindo

a fora motora aplicada inicialmente?

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3. Por que o puck parou de se movimentar?

Procedimentos (2): a) Encha de ar a bexiga, tora o bico (para que o ar no escape) e encaixe-o

na rolha de borracha do puck. b) Coloque o puck no extremo da mesa. c) Desenrole o bico da bexiga, de modo a permitir a sada do ar e d um leve

empurro no puck. Observe, junto com os alunos, o movimento do objeto.

Fig. 5 Inrcia: experimento com um puck de madeira (2). Fonte: RESQUETTI, 2008.

Sugestes de questes que podem ser propostas aos estudantes: 4. O puck se movimentou do mesmo modo que no primeiro caso? 5. Por que o puck se movimentou mais facilmente sobre a mesa, uma vez

que as foras aplicadas foram semelhantes? 6. O que voc observou no movimento do objeto? (OBS: conduzir o debate

questionando sobre a velocidade e a trajetria do puck). 7. Se no existisse atrito entre o objeto e a mesa, como seria o movimento

do objeto (velocidade e trajetria)? 8. Ento, que princpio da Dinmica est relacionado a este experimento?

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Roteiro 5

Inrcia: Experimento com uma folha de sulfite, um copo e uma moeda

Objetivo: Discutir o Princpio da Inrcia.

Material: 1 copo de vidro; 1 moeda; 1 folha de sulfite.

Procedimentos (1): Experimento com uma folha de sulfite e um copo a) Coloque o sulfite na beirada da mesa e, sobre ele, o copo de boca para

baixo, de modo que este fique posicionado no centro da folha. b) Puxe rapidamente o sulfite (o copo no cai).

Fig. 6 - Inrcia: experimento com uma folha de sulfite e um copo. Fonte: RESQUETTI, 2008.

Sugestes de questes que podem ser propostas aos estudantes: 1. A fora aplicada atuou somente na folha de sulfite ou tambm no copo? 2. Por que o copo no caiu, isto , por que ele no se deslocou junto com o

papel, uma vez que se encontrava sobre ele?

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3. Que princpio da Dinmica atua neste caso? 4. Se o copo fosse um objeto muito leve, de material descartvel, por

exemplo, o que voc acha que aconteceria? Por qu? 5. A massa de um corpo tem relao com a sua inrcia?

Procedimentos (2): Experimento com uma folha de sulfite e uma moeda a) Agora coloque o copo sobre a mesa, com a boca virada para cima. b) Coloque sobre ele o sulfite e, sobre o sulfite, a moeda, de modo que ela

fique posicionada no centro em relao boca do copo. c) Puxe rapidamente o sulfite (a moeda cair dentro do copo).

Fig. 7 Inrcia: experimento com uma folha de sulfite e uma moeda. Fonte: RESQUETTI, 2008.

Sugestes de questes que podem ser propostas aos alunos: 6. A fora aplicada atuou somente no sulfite ou atuou tambm na moeda? 7. Por que a moeda caiu dentro do copo, ou seja, por que ela no se deslocou

junto com o sulfite? 8. Que princpio da Dinmica atua neste caso? 9. Se no lugar da moeda fosse colocado um objeto com massa relativamente

pequena, como um pedao de papel, por exemplo, o efeito seria o mesmo? Justifique.

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Roteiro 6

Ao e Reao: Experimento com um carrinho de frico

Objetivos: Discutir o Princpio da Ao e Reao. Analisar o Princpio Fundamental da Dinmica.

Material: 1 carrinho de frico; 1 placa de isopor de 1,5 cm de espessura, 40 cm de comprimento e 30 cm

de largura, aproximadamente; 6 lpis.

Procedimentos: a) Coloque a placa de isopor sobre uma mesa, com o comprimento voltado

para os estudantes. b) Marque na mesa um ponto de referncia relativo a uma das extremidades

do isopor, de modo que todos o vejam. c) Friccione o carrinho na mesa, segure as rodinhas de trs e coloque-o sobre

uma das extremidades do isopor. Libere as rodinhas. d) Observe, junto com os alunos, se h movimento do isopor (deve ocorrer um

pequeno deslocamento, no sentido oposto ao do carrinho). Repita este procedimento.

Fig. 8 - Ao e Reao: Experimento com um carrinho de frico (1). Fonte: RESQUETTI, 2008.

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e) Agora, coloque os lpis sob o isopor, distanciados entre si e arrumados paralelamente um ao outro.

f) Repita as operaes b, c e d.

Fig. 9 - Ao e Reao: Experimento com um carrinho de frico (2). Fonte: RESQUETTI, 2008.

Sugestes de questes que podem ser propostas aos alunos: 1. Quando o carrinho foi liberado sobre o isopor, inicialmente sem os lpis e

depois com os lpis, o que voc observou quanto direo do movimento do carrinho e da placa de isopor?

2. Podemos relacionar o efeito observado com algum princpio da Dinmica? Justifique.

3. Comparando os dois procedimentos, sem os lpis e com os lpis, houve diferena no deslocamento da placa de isopor?

4. No primeiro caso, por que o isopor se movimentou s um pouco, ou seja, h algo que interferiu em seu movimento? Justifique.

5. No experimento com os lpis, observamos que os efeitos produzidos foram bem mais evidentes do que no primeiro caso. Ento, qual a funo dos lpis neste experimento?

6. As foras do par ao-reao atuam em um mesmo corpo ou em corpos distintos?

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7. Sabemos que as foras de ao e reao tm a mesma intensidade. Neste caso:

A) Os efeitos produzidos por estas foras devem ser os mesmos? B) A massa dos objetos interfere em seus movimentos? C) O que voc pode dizer a respeito das aceleraes adquiridas por objetos com massas diferentes e submetidos a foras de mesma intensidade?

8. No experimento com os lpis, em que o atrito entre a placa de isopor e a mesa foi menor do que no primeiro caso, o que voc pode dizer a respeito das aceleraes adquiridas pelo carrinho e pelo isopor? E das velocidades?

Roteiro 7

Ao e Reao: provocando uma exploso com sal de fruta

Objetivo: Discutir o Princpio da Ao e Reao.

Material: 1 caminhozinho de brinquedo; 1 tubo com tampa que possa ser adaptado na carroceria do

caminhozinho; 1 pacotinho de sal de fruta (5 g); 1 tubinho com uma extremidade aberta (pode ser um conta-gotas); gua; fita adesiva.

Procedimentos: a) Adapte o tubo na carroceria do caminhozinho, prendendo com a fita

adesiva. A tampa deve ficar voltada para trs. b) Coloque o sal de fruta no conta-gotas. c) Adicione gua no tubo do carrinho, de modo que o nvel fique com altura

um pouco menor do que a do conta-gotas. d) Introduza, cuidadosamente, o conta-gotas com o sal de fruta no interior do

tubo com gua do carrinho. Tampe bem.

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e) Chacoalhe o caminhozinho com rapidez, segurando fortemente nas extremidades. (Explique aos alunos que ocorre uma reao qumica da gua com o sal de fruta, produzindo um gs agitado no interior do tubo).

f) Em seguida, coloque o carrinho sobre a mesa. Observe (a tampa ser arremessada para um lado e o caminhozinho se movimentar para o lado oposto. O conta-gotas e a gua cairo no local onde o carrinho estava posicionado inicialmente).

Fig. 10 Experimento : Ao e Reao - provocando uma exploso com sal de fruta. Fonte: RESQUETII, 2008.

Sugestes de questes que podem ser propostas aos estudantes: 1. O que aconteceu no interior do tubo para causar o efeito que observamos? 2. Que princpio da Dinmica est relacionado a este fato? 3. Quem exerceu a ao e onde foi aplicada? E a reao? 4. Os deslocamentos da tampa e do carrinho foram semelhantes? 5. O que voc pode dizer a respeito das aceleraes adquiridas pelos

objetos? E das velocidades? 6. Houve atrito entre as superfcies? 7. Por que o conta-gotas e a gua caram no local onde o carrinho estava

posicionado inicialmente? Podemos explicar este fato com base em um dos princpios da Dinmica?

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ATIVIDADE IATIVIDADE IATIVIDADE IATIVIDADE IIIIIIIII: Utilizao De Mdias: Utilizao De Mdias: Utilizao De Mdias: Utilizao De Mdias----

Suporte Para O Ensino De FsicaSuporte Para O Ensino De FsicaSuporte Para O Ensino De FsicaSuporte Para O Ensino De Fsica

Justificativa

Esta atividade foi elaborada para ser realizada no laboratrio de Informtica. O intuito conhecer e analisar tecnologias diferenciadas para o ensino de Fsica, como softwares ou as mdias-suporte disponibilizadas na Rede Mundial de Computadores (Internet), como o YouTube, os recursos audiovisuais do portal da Secretaria de Estado da Educao do Paran (SEED), do Ministrio da Educao (MEC), da Sociedade Brasileira de Fsica (SBF) e de universidade brasileiras. Atravs do computador, o professor pode explorar ferramentas de ensino como imagens, vdeos, animaes e simulaes de experincias envolvendo a Mecnica.

No obstante, alguns pontos devem ser considerados quanto ao uso de simulaes como recurso de aprendizagem. Os experimentos virtuais raramente levam em conta atritos ou vibraes. H simulaes que apresentam erros conceituais ou analogias que no so claras para o aluno (SAAVEDRA, 2008). Assim, importante que o professor faa intervenes pedaggicas durante a apresentao de tais recursos.

III.1 Endereos eletrnicos de mdias-suporte

Listamos, em seguida, alguns endereos eletrnicos que podem ser consultados e explorados pelo professor.

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Laboratrio Didtico Visual da USP Entrar em: Simulaes.

Laboratrio Virtual da USP: Clicar no contedo desejado, na coluna do lado esquerdo.

Portal do Professor do Ministrio da Educao (MEC): http://portaldoprofessor.mec.gov.br/ Entrar em: Recursos Educacionais e, depois, em udio, vdeo, imagem, experimento, mapa ou animao/simulao. Portal da Secretaria de Estado da Educao do Paran SEED Entrar em: Banco de Imagens, Domnio Pblico, Simuladores e Animaes, ou Vdeos. Portal SBF de Ensino e Divulgao da Fsica: Pon - Material instrucional de apoio da da Sociedade Brasileira de Fsica SBF. Entrar em multimdia: Imagens, Charges, Vdeos, Simulaes ou udio. Site PET-Fsica: Programa de Educao Tutorial do Departamento de Fsica da Universidade Estadual de Maring - UEM. Entrar em : Animaes Site do Ministrio da Educao (MEC) Entrar em: Ensino Mdio / Fsica (indicar como visualizar os recursos: por ttulos, autores, assunto ou por datas). Site da Rede Interativa Virtual de Educao (RIVED): Projeto do Ministrio da Educao (MEC) para Educao Distncia (EaD) Entrar em: Pesquisar objetos de aprendizagem (escolher o nvel de ensino e a rea de conhecimento e, depois, clicar em pesquisar).

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Site da Universidade da Pensilvnia (EUA) Entrar em: Categories (Categorias).

Site da Universidade do Colorado (EUA) Entrar em: Simulations (Simulaes).

Site da Universidade de Stanford (EUA) Pesquisar animaes em: Pesquisar imagens em:

Site do YouTube

Pesquisa de vdeos: digitar o contedo desejado e clicar em pesquisar.


Como referncias para leitura, indicamos os seguintes artigos:

Ferramentas audiovisuais como instrumento no ensino de fsica. SARTORI, A. F.; RAMOS, E. M. de F. Rio Claro: 200-. Disponvel em: . Acesso em: 18 ago. 2008.

Fsica no computador: o computador como uma ferramenta no ensino e na aprendizagem das cincias fsicas. FIOLHAIS, C.; TRINDADE, J. Revista Brasileira de Ensino de Fsica, v. 25, n. 3, p.257-258, set. 2003. Disponvel em: . Acesso em: 19 ago. 2008.

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Produo de filmes didticos de curta-metragem e CD-ROMs para o Ensino de Fsica. ROHLING, J. H. et al. In: DANHONI NEVES, M. C.; SAVI, A. A (Orgs.). De experimentos, paradigmas e diversidades no ensino de fsica: construindo alternativas. 1. ed. Maring: Ed. Massoni, 2005. p. 265-281. Disponvel em: . Acesso em: 28 set. 2008.

ATIVIDADE IVATIVIDADE IVATIVIDADE IVATIVIDADE IV: : : : AAAAnlise nlise nlise nlise Crtica De VdeosCrtica De VdeosCrtica De VdeosCrtica De Vdeos----

Suporte Suporte Suporte Suporte

Justificativa

O objetivo desta atividade dar uma viso mais ampla quanto ao uso do vdeo em sala de aula, de modo que o professor explore todo o potencial desta metodologia de ensino. Atravs do vdeo o professor, atuando como mediador, tem condies de promover um debate em torno de um tema, de conduzir seus alunos a perceberem elementos da Fsica em filmes cinematogrficos, de apresentar simulaes de experincias, de relacionar a Fsica com a tecnologia e o cotidiano, entre outros. A idia refletir sobre as diversas formas de utilizao e as dinmicas de anlise desta metodologia de ensino.

Analisar recortes de filmes em sala de aula uma atividade motivadora para os alunos. Temos, por exemplo, cenas interessantes que envolvem a Mecnica no filme O Homem-Aranha (cf. o artigo sugerido a seguir) e no Titanic (o professor pode explorar o Princpio da Inrcia nos minutos que antecedem a coliso do navio com o iceberg1). Nos vdeos que abordam o uso do cinto de segurana, h diversas cenas

1 H algumas cenas na casa de mquinas para o ensino de Termodinmica.

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em que os princpios da Dinmica podem ser explorados (esses vdeos podem ser acessados no YouTube).


Para a aplicao desta atividade em sala de aula, sugerimos a leitura dos seguintes artigos:

Aprendendo Fsica com o Homem-Aranha: utilizando cenas do filme para discutir conceitos de Fsica no Ensino Mdio. OLIVEIRA, L. D. A fsica na escola, v. 7, n. 2, out. 2006. Disponvel em: . Acesso em: 25 ago. 2008.

O vdeo na sala de aula. MORAN, J. M. Revista Comunicao & Educao, So Paulo, Ed. Moderna, [2]: p. 27-35, jan./abr. 1995. Disponvel em: . Acesso em: 25 ago. 2008.

ATIVIDADE VATIVIDADE VATIVIDADE VATIVIDADE V: : : : A MecnA MecnA MecnA Mecnicaicaicaica Em Em Em Em Obras Obras Obras Obras De De De De

ArteArteArteArte E E E E Obras LiterriasObras LiterriasObras LiterriasObras Literrias

O ensino de Fsica deve estar inserido em um processo histrico e social, de forma que o conhecimento cientfico e tecnolgico seja compreendido como resultado de uma construo humana. Sua presena identificada em diversos mbitos e setores, como, por exemplo, nas manifestaes artsticas ou literrias, peas de teatro, letras de msicas, etc. Este ensinar fsica deve levar ainda compreenso das formas pelas quais a fsica e a tecnologia influenciam nossa interpretao do

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mundo atual, condicionando formas de pensar e interagir (COSTA et al., p. 23, 2007).

Os desenhos de Leonardo Da Vinci (figura 11) representam no s o movimento verticoso e o mecanismo das ondas, mas tambm o perfeito conhecimento do artista sobre a interao de foras. Leonardo observou que as ondas formadas na gua transmitem o movimento, porm no deslocam a matria, e que as correntes fluviais so mais velozes na superfcie (ZIMAN, 1981).

Fig. 11 Mecanismo da gua. Desenho de Leonardo Da Vinci, 1508 1509. Disponvel em: .

. Acesso em: 10 dez 2008.

Fonte: Banco de Dados Wikimedia Commons,

A obra Os Embaixadores (The Ambassadors), de Hans Holbein, 1533, repleta de objetos modernos para a poca. Sobre o mvel do centro repousam os instrumentos de medio astronmico e martimo, como o globo terrestre e o quadrante, em referncia circunavegao e s grandes descobertas de novos continentes. Na parte inferior do mvel encontram-se objetos relativos s atividades terrenas do ambiente culto burgus, como o alade, instrumentos musicais, um livro

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de aritmtica e outro globo. Os dois homens so embaixadores: o da esquerda Jean de Dinteville, da Frana, retratado aos 29 anos de idade; o da direita Georges de Selve, da Inglaterra, um erudito recm-consagrado bispo catlico aos 25 anos de idade. No canto superior esquerdo possvel ver um pequeno crucifixo de prata cristo parcialmente encoberto pela suntuosa cortina, talvez representando as relaes estremecidas entre a Inglaterra e a Frana ou s turbulncias causadas pela Reforma Protestante.

A forma meticulosa e a quantidade de objetos colocados na obra demarcam o status social daqueles homens. Apesar da juventude dos embaixadores, a imagem enigmtica em virtude de uma figura estranha colocada logo abaixo. possvel identificar tal objeto, de forma alongada, atravs de uma viso perifrica, olhando-o obliquamente. Da percebe-se que a figura uma caveira humana distorcida que, em meio aos dois promissores jovens, faz um alerta finitude da vida. O efeito foi obtido por Holbein com o uso de lentes e espelhos, procedimento tcnico utilizado em sua poca (SITE DE APOIO AO EDUCADOR).

Fig. 12 - Os Embaixadores (The Ambassadors). Obra de Hans Holbein, 1533. Disponvel em: .

Acesso em: 9 dez. 2008 Fonte: Banco de Dados Wikimedia Commons,

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Um dos fenmenos culturais tpicos do sculo XVIII foi a proliferao das sociedades filosficas, cientficas e literrias pelas cidades do interior da Inglaterra. O objetivo principal foi a promoo da Filosofia, das Cincias e das Artes nas diversas regies. Entre as sociedades mais importantes figurava a Lunar Society (Sociedade Lunar), fundada em Birmingham, regio da metalurgia e da indstria pesada, por volta de 1765. Os encontros realizavam-se na casa de um dos membros, em geral s segundas-feiras, nas noites de lua cheia (da a origem do nome da sociedade), quando era mais fcil encontrar o caminho de ida e de volta. Faziam parte da Sociedade Lunar, entre outros, o inventor James Watt, o mdico, poeta e naturalista Erasmus Darwin (av de Charles Darwin) e o pintor Joseph Wright, que pintou em telas reunies da sociedade (SOARES, 200_).

Mais do que qualquer outro nico grupo, a Sociedade Lunar de Birmingham representou as foras de mudana da Inglaterra do final do sculo XVIII, porque a Sociedade Lunar era um brilhante microcosmo daquela comunidade dispersa de manufatureiros provinciais e homens profissionais que encontraram a Inglaterra como uma sociedade rural, com uma economia agrcola, e a deixaram urbana e industrial. Uma improvvel e revolucionria sociedade, nunca antes alcanada. Foi um pequeno grupo, formado atravs dos anos de apenas quatorze membros (...) Eles no eram aquela espcie de homens de guarnecer as barricadas ou fazer discursos inflamados em tribunas polticas. A revoluo que eles forjaram foi mais insidiosa - e mais permanente - do que aquela criada por seus pares franceses, porque estes homens foram os precursores da Revoluo Industrial (SCHOFIELD apud SOARES, 200_)

O quadro Um Filsofo dando uma palestra sobre o planetrio (A Philoshopher Giving a Lecture on the Orrery), de Joseph Wright, 1766, mostra um planetrio mecnico movido por engrenagens de relgio, com os planetas em movimento em torno do sol, este ali representado por uma luz no centro. A obra ilustra o cientista (filsofo) rodeado por pessoas curiosas e de diferentes idades, provavelmente familiares dos membros da Sociedade Lunar.

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Fig. 13 - Um Filsofo dando uma palestra sobre o planetrio (A Philoshopher Giving a Lecture on the Orrery). Obra de Joseph Wright, 1766. Museum and Art Gallery, Derby, UK. Disponvel em: . Acesso

em: 9 dez 2008. Fonte: Flickr Site de fotos, .

O afresco de Giuseppe Bezzuoli, de 1841, tenta reconstituir uma experincia atribuda a Galileu, realizada com o plano inclinado2. Nos dois extremos esto homens rancorosos: direita est o Prncipe Giovanni de Mdici (Galileu demonstrou a inutilidade de uma draga projetada pelo nobre) e esquerda esto os adversrios cientficos de Galileu. Estes se encontram debruados sobre um livro de Aristteles, onde estaria escrito preto no branco - que corpos de pesos diferentes deveriam cair com velocidades diferentes. Galileu o homem mais alto do quadro, posicionado logo esquerda do centro, e est rodeado de vrios alunos e discpulos (PROJECTO FSICA, 1978).

2 Na pgina da internet, , encontra-se uma

explicao detalhada desta obra (clicando em Approfondimento: Caduta dei gravi, possvel ver a imagem com animaes).

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Fig. 14 - Experimento do plano inclinado de Galileu (Galileo's inclined plane experiment). Obra de Giuseppe Bezzuoli, 1841.

Disponvel em: . Acesso em: 9 dez. 2008. Fonte: Site da Stanford University.

Na obra de Vincent Van Gogh, A Noite Estrelada (figura 15), a sensao de que todos os fenmenos naturais esto interligados a uma escala csmica partilhada tanto por cientistas como por artistas (PROJECTO FSICA, 1978). Esse quadro do pintor holands exibe um vertiginoso dinamismo. Van Gogh submergiu as estrelas num redemoinho de intensa luz. A lua, num imperfeito quarto minguante, parece emitir ondas pela tela e a silhueta dos ciprestes d a sensao de eterno movimento. Por meio das espirais de luz no centro, o artista constri uma representao estilizada da Via Lctea (COLEO FOLHA GRANDES MESTRES DA PINTURA, 2007).

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Fig. 15 - A Noite Estrelada (The Starry Night). leo sobre tela de Vincent Van Gogh, 1889. Disponvel em: .

Acesso em: 9 dez. 2008. Fonte: Portal Domnio Pblico Biblioteca digital desenvolvida em software livre.

.

Maurits Cornelis Escher criou um mundo fascinante em suas xilografias e litografias, utilizando a iluso de ptica com incrvel qualidade tcnica e esttica. Na litografia intitulada Queda dgua (Waterfall), figura 16, Escher mostra a gua subindo ao longo de um canal em zigue-zague, uma impossibilidade gravitacional. Depois de despencar sobre a roda de um moinho, a gua volta para o ponto de origem e, novamente, cai sobre a roda d gua em um movimento perptuo e impossvel (WIKIPEDIA).

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Fig. 16 Queda dgua (Waterfall). Litografia de Maurits Cornelis Escher, 1961. Disponvel em: . Acesso em: 10 dez 2008.

Fonte: Wikipedia The Free Encyclopedia.

O Poema para Galileu (cf. Anexo), de Antnio Gedeo, um bom exemplo da congruncia da Literatura com a Cincia. Apresenta uma sntese da vida e dos principais trabalhos de Galileu Galilei. indicado para a utilizao como material instrucional e para o ensino de Histria da Cincia, alm de motivar o debate entre os jovens. Possibilita ainda o trabalho interdisciplinar com a Literatura, a Histria e a Geografia (BARBOSA-LIMA et al., 2008).

Apresentar a Fsica atravs do teatro e da dana uma outra estratgia para o ensino do carter conceitual e histrico da Cincia. O artigo Uma viagem pela fsica e astronomia atravs do teatro e da dana apresenta um projeto muito interessante desenvolvido com alunos do Ensino Fundamental. O trabalho mostrou que possvel unir Arte e Cincia em busca de uma educao dinmica e transformadora (CARVALHO, 2006).

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Sugestes de leitura

Para o desenvolvimento e complementao desta atividade em sala de aula, sugerimos as seguintes leituras:

A matemtica e a Mona Lisa: a confluncia da arte com a cincia. ATALAY, B. So Paulo: Ed. Mercuryo, 2007. Traduo de Mrio Vilela.

Da Terra, da Lua e alm. DANHONI NEVES, M. C.; et al. (Orgs.). Maring: Ed. Massoni, 2007, 1. ed.

Cincia e Arte: Vermeer, Huygens e Leeuwenhoek A Fsica na Escola, v. 8, n. 2, p. 22-30, 2007. Disponvel em: < http://www.sbfisica.org.br/fne/Vol8/Num2/>. Acesso em: 25 ago. 2008.

Entrevista com Kepler: do seu nascimento descoberta das duas primeiras leis. MEDEIROS, A. A Fsica na Escola, v. 3, n. 2, p. 22-33, 2002. Disponvel em: . Acesso em: 20 jul. 2008.

Entrevista com Kepler: a descoberta da terceira lei do movimento planetrio. MEDEIROS, A. A Fsica na Escola, v. 4, n. 1, p. 22-33, 2003. Disponvel em: . Acesso em: 08 set. 2008.

Salvador Dali e a Mecnica Quntica. COSTA, R. R. D. da; NASCIMENTO, R. S. do; GERMANO, M. G. A Fsica na Escola, v. 8, n. 2, p. 23-26, 2007. Disponvel em: . Acesso em: 25 ago. 2008.

Uma viagem pela fsica e astronomia atravs do teatro e da dana. CARVALHO, S. H. M. de. A Fsica na Escola, v. 7, n. 1, p. 11-16, maio 2006. Disponvel em: . Acesso em: 15 set. 2006.

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Um Poema para Galileu GEDEO, A. A Fsica na Escola, v. 3, n. 2, p. 9-10, 2002. Disponvel em: . Acesso em 13 nov. 2008.

Consideraes FinaisConsideraes FinaisConsideraes FinaisConsideraes Finais

Esperamos que o presente trabalho tenha trazido contribuies significativas para a prtica pedaggica do professor de Fsica do Ensino Mdio. A introduo de novas propostas de ensino, indiscutivelmente, exige prticas docentes que no so usuais em sala de aula. Motivar o estudante quanto aprendizagem de Fsica desafiador, mas possvel. Sim, possvel apresentar a Fsica ao jovem como uma cincia belssima e rica em significado.

Referncias

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BARBOSA-LIMA, M. da C. et al. Espelhos de duas faces. In: ENCONTRO DE PESQUISA EM ENSINO DE FSICA, 11., 2008, Curitiba. Anais...Curitiba: XI EPEF, 2008. p. 48.

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CARVALHO, S. H. M. de. Uma viagem pela fsica e astronomia atravs do teatro e da dana. A Fsica na Escola, v. 7, n. 1, p. 11-16, maio 2006.

COLEO Folha Grandes Mestres da Pintura. Vincent Van Gogh. So Paulo: Editorial Sol 90, 2007, v. 1.

COSTA, R. R. D. da; NASCIMENTO, R. S. do; GERMANO, M. G. Salvador Dali e a Mecnica Quntica. A Fsica na Escola, v. 8, n. 2, p. 23-26, 2007. Disponvel em: . Acesso em: 25 ago. 2008.

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Referncias das imagens

Figura 1: RESQUETTI, S. O. Experimento: determinao da velocidade mdia de um carrinho de brinquedo, 2008.

Figura 2: RESQUETTI, S. O. Experimento: velocidade escalar mdia de uma bolinha de gude sobre um plano inclinado, 2008.

Figura 3: RESQUETTI, S. O. Experimento: Velocidade escalar mdia de uma gota dgua no leo, 2008.

Figura 4: RESQUETTI, S. O. Inrcia: experimento com um puck de madeira (1), 2008.

Figura 5: RESQUETTI, S. O. Inrcia: experimento com um puck de madeira (2), 2008.

Figura 6: RESQUETTI, S. O. Inrcia: experimento com uma folha de sulfite e um copo, 2008.

Figura 7: RESQUETTI, S. O. Inrcia: experimento com uma folha de sulfite e uma moeda, 2008.

Figura 8: RESQUETTI, S. O. Ao e Reao: Experimento com um carrinho de frico (1), 2008.

Figura 9: RESQUETTI, S. O. Ao e Reao: Experimento com um carrinho de frico (2), 2008.

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Figura 10: RESQUETTI, S. O. Experimento: Ao e Reao - provocando uma exploso com sal de fruta, 2008.

Figura 11: BANCO DE DADOS WIKIMEDIA COMMONS. Studies of water passing obstacles and falling. Disponvel em: e . Acesso em: 10 dez 2008.

Figura 12: BANCO DE DADOS WIKIMEDIA COMMONS. The Ambassadors. Disponvel em: . Acesso em: 9 dez. 2008.

Figura 13: FLICKR: SITE DE FOTOS. A Philoshopher Giving a Lecture on the Orrery). Disponvel em: . Acesso em: 9 dez 2008.

Figura 14: STANFORD UNIVERSITY. Galileo's inclined plane experiment. Disponvel em: . Acesso em: 9 dez. 2008.

Figura 15: PORTAL DOMNIO PBLICO BIBLIOTECA DIGITAL DESENVOLVIDA EM SOFTWARE LIVRE. The Starry Night. Disponvel em: . Acesso em: 9 dez. 2008.

Figura 16: WIKIPEDIA THE FREE ENCYCLOPEDIA. Waterfall. Disponvel em: . Acesso em: 10 dez 2008. Fonte: Wikipedia The Free Encyclopedia.

Anexo: Poema para Galileu

Autor: Antnio Gedeo. Este poema foi escrito pelo portugus Rmulo de Carvalho que, como poeta, adotou o pseudnimo de Antonio Gedeo. Na vida civil foi fsico, historiador e divulgador da Cincia (Fsica na Escola, v. 3, n. 2, p. 9 -10, 2002).

Estou olhando o teu retrato, meu velho pisano, aquele teu retrato que toda a gente conhece,

em que a tua bela cabea desabrocha e floresce sobre um modesto cabeo de pano.

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Aquele retrato da Galeria dos Ofcios da tua velha Florena. (No, no, Galileu! Eu no disse Santo Ofcio.

Disse Galeria dos Ofcios). Aquele retrato da Galeria dos Ofcios da requintada Florena.

Lembras-te? A ponte Vecchio, a Loggia, a Piazza della Signoria... Eu sei... Eu sei...

As margens doces do Arno s horas pardas da melancolia. Ai que saudade, Galileu Galilei! Olha. Sabes? L na Florena

est guardado um dedo da tua mo direita num relicrio. Palavra de honra que est! As voltas que o mundo d!

Se calhar at h gente que pensa que entraste no calendrio.

Eu queria agradecer-te, Galileu, a inteligncia das coisas que me deste.

Eu, e quantos milhes de homens como eu

a quem tu esclareceste, ia jurar - que disparate, Galileu!

- e jurava a ps juntos e apostava a cabea sem a menor hesitao -

que os corpos caem tanto mais depressa quanto mais pesados so.

Pois no evidente, Galileu? Quem acredita que um penedo caia

com a mesma rapidez que um boto de camisa ou que um seixo da praia?

Esta era a inteligncia que Deus nos deu. Estava agora a lembrar-me, Galileu,

daquela cena em que tu estavas sentado num escabelo

e tinhas tua frente um guiso de homens doutos, hirtos, de toga e de

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capelo a olharem-te severamente.

Estavam todos a ralhar contigo, que parecia impossvel que um homem da tua idade

e da tua condio, se estivesse tornando um perigo

para a Humanidade e para a civilizao.

Tu, embaraado e comprometido, em silncio mordiscava os lbios,

e percorrias, cheio de piedade, os rostos impenetrveis daquela fila de sbios.

Teus olhos habituados observao dos satlites e das estrelas,

desceram l das suas alturas e poisaram, como aves aturdidas - parece-me que

estou a v-las -, nas faces grvidas daquelas reverendssimas criaturas.

E tu foste dizendo a tudo que sim, que sim senhor, que era tudo tal qual

conforme suas eminncias desejavam, e dirias que o Sol era quadrado e a Lua pentagonal

e que os astros bailavam e entoavam meia-noite louvores harmonia universal.

E juraste que nunca mais repetirias nem a ti mesmo, na prpria intimidade do teu

pensamento, livre e calma, aquelas abominveis heresias

que ensinavas e escrevias para eterna perdio da tua alma

Ai, Galileu! Mal sabiam os teus doutos juzes, grandes senhores

deste pequeno mundo, que assim mesmo, empertigados nos seus cadeires

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de braos, andava a correr e a rolar pelos espaos

razo de trinta quilmetros por segundo. Tu que sabias, Galileu Galilei.

Por isso eram teus olhos misericordiosos, por isso era teu corao cheio de piedade,

piedade pelos homens que no precisam de sofrer, homens ditosos

a quem Deus dispensou de buscar a verdade. Por isso, estoicamente, mansamente,

resististe a todas as torturas, a todas as angstias, a todos os contratempos,

enquanto eles, do alto inacessvel das suas alturas, foram caindo,

caindo, caindo, caindo,

caindo sempre, e sempre,

ininterruptamente, na razo direta dos quadrados dos tempos.

metodologias para o ensino de mecânica no ensino médio

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