ramon marques de carvalho acústica e cidadania: uma ... · dissertação de mestrado (mestrado...

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RAMON MARQUES DE CARVALHO Acústica e Cidadania: Uma abordagem CTS para o Ensino Fundamental Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação da Universidade federal do Vale do São Francisco - UNIVASF no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física. Orientador: Prof. Dr. Militão Vieira Figueredo Juazeiro - BA Julho de 2016

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Page 1: RAMON MARQUES DE CARVALHO Acústica e Cidadania: Uma ... · Dissertação de Mestrado (Mestrado Profissional de Ensino de Física) - Universidade Federal do Vale do São Francisco,

RAMON MARQUES DE CARVALHO

Acústica e Cidadania: Uma abordagem CTS para o Ensino Fundamental

Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação da Universidade federal do Vale do São Francisco - UNIVASF no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física.

Orientador: Prof. Dr. Militão Vieira Figueredo

Juazeiro - BA Julho de 2016

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Juazeiro - BA Julho de 2016

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Ficha catalográfica elaborada pelo Sistema Integrado de Biblioteca SIBI/UNIVASF

Bibliotecário: Renato Marques Alves

Carvalho, Ramon Marques de.

C331a Acústica e cidadania: uma abordagem CTS para o Ensino Fundamental / Ramon Marques de Carvalho. -- Juazeiro-BA, 2016.

vii ; 68 f. : il. ; 29 cm. Dissertação de Mestrado (Mestrado Profissional de Ensino de Física) - Universidade

Federal do Vale do São Francisco, Campus Juazeiro, Juazeiro- BA, 2016

Orientador: Prof. Dr. Militão Vieira Figueredo .

1. Som. 2. Física - Estudo e ensino. I. Título. II. Figueredo, Militão Vieira. III. Universidade Federal do Vale do São Francisco.

CDD 534

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Dedico esta dissertação a toda minha Família.

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Agradecimentos

Como não poderia ser diferente, em primeiro lugar agradeço a Deus,

que é o grande arquiteto de tudo, pela proteção durante todos os passos

durante essa jornada.

À minha esposa Talyane, por me apoiar sempre, seu amor me faz ter

energia para enfrentar tudo e seu sorriso acalma minha alma, meu amor por

você é infinito, te amo.

À minha filha Manuela, por me mostrar o maior sentimento do universo e

por me transmitir carinho apenas com um olhar.

À minha mãe Marinete, por todas as orações e todo amor doado, essa

vitória é sua.

Ao meu pai Francisco, obrigado por sempre me mostrar o lado bom das

coisas e por todo cuidado demonstrado por trás desse jeito durão, você é o

responsável por tudo isso.

Ao meu irmão Rui, por ser um exemplo de retidão, determinação e

bondade, manolo hoje você é o exemplo que sigo.

À minha irmã Rayara, por todos os doces sorrisos, toda torcida pelas

minhas vitórias e pela confiança que sempre depositou em mim, você me

presenteou com Bento e Malu, nossos dias nunca serão os mesmos kkkkk.

À minha sogra Wânia e a minha cunhada Aléxia, por toda a ajuda com

as meninas quando estava fora, como vocês não existe.

Aos meus primos, tios e ao meu sogro Lavor, por toda a torcida que

sempre demonstraram por mim, vocês são uma parte essencial da minha vida.

Aos meus avós Manoel, Teresa, Dos Santos e a saudosa memória do

meu avô Valdemar Delmira, amo vocês.

Ao meu paizão Pedro Luz, você foi uma conquista maior que o título de

mestre.

Aos meus amigos Deivd Porto, Pedro Jr, Petronio e ao ir.’. Tupinambá

Coutinho, obrigado por toda ajuda.

E por fim, ao meu orientador Dr. Militão Vieira Figueredo por toda

paciência e compreensão.

Muito obrigado!

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RESUMO

Acústica e Cidadania: Uma abordagem CTS para o Ensino Fundamental

Ramon Marques de Carvalho

Orientador:

Prof. Dr. Militão Vieira Figueredo

Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-Graduação Universidade federal do Vale do São Francisco - UNIVASF no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física

Nesse estudo é proposto um manual didático para o ensino da Acústica, centralizado na parte de qualidades fisiológicas do som, com enfoque em Ciências, Tecnologia e Sociedade (CTS), e na utilização do smartphone como ferramenta facilitadora no processo de ensino no 8º ano do ensino fundamental. Ao longo do estudo são apresentados os referenciais teóricos adotados, é apresentado o tema gerador que é a poluição sonora, é exposto de forma detalhada o manual didático, bem como o desenvolvimento de cada atividade proposta, são apresentados dados obtidos através da aplicação do manual em uma escola da rede privada de ensino da cidade de Picos no estado do Piauí e suas análises; e por fim, são apresentadas as considerações finais. Os resultados são animadores, pois, acredita-se que atividades com o enfoque CTS e utilização de novas tecnologias tornam o ensino de física mais próximo à realidade vivenciada pelos alunos. Palavras-chave: Ensino de Física, Acústica, Ciência, Sociedade, Tecnologia, Smartphone.

Juazeiro - BA Julho de 2016

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ABSTRACT

Acoustics and Citizenship: A STS approach to primary education

Ramon Marques de Carvalho

Supervisor(s):

Prof. Dr. Militão Vieira Figueredo Abstract of master’s thesis submitted to Programa de Pós-Graduação da Universidade Federal do Vale do São Francisco no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), in partial fulfillment of the requirements for the degree Mestre em Ensino de Física.

In this study it is proposed a didactic material for the teaching of acoustics, centered on the physiological qualities of sound, with a focus on Science, Technology and Society (CTS), and in smartphone use as a facilitating tool in the teaching process in the 8th graders. Throughout the study the theoretical frameworks adopted is presented, also noise pollution - the main theme - is conceptualized. The didactic material is exposed in detail as well as the development of each proposed activity, data and its analysis are presented obtained by application of the material in one private school localized in the city of Picos, in the state of Piaui. Finally, the final considerations are presented. The results are encouraging since it is believed that activities with the CTS approach and use of new technologies make the teaching of physics close to the reality experienced by the students. Keywords: Teaching of Physics, Acoustics, Science, Society, Technology, Smartphone.

Juazeiro - BA July 2016

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Sumário CAPÍTULO - 1 O ensino de Física .................................................................. 10

1.1 A Física hoje ........................................................................................... 10

1.2 A física no ensino fundamental ............................................................... 13

CAPÍTULO - 2 Abordagem CTS - CIÊNCIA, TECNOLOGIA E SOCIEDADE. 15

2.1 O que é abordagem CTS no ensino? ..................................................... 15

2.2 O uso da tecnologia móvel na educação ................................................ 17

CAPÍTULO - 3 Acústica: as propriedades fisiológicas do som ......................... 19

3.1 Classificação das ondas ......................................................................... 19

3.2 As propriedades fisiológicas do som ...................................................... 20

3.2.1 Onda sonora .................................................................................... 20

Visto a classificação do item 3.1, é possível definir o que são ondas sonoras. .................................................................................................... 20

3.2.2 Altura ................................................................................................ 20

3.2.3 Intensidade ....................................................................................... 21

3.2.4 Timbre .............................................................................................. 23

CAPÍTULO - 4 Tema gerador: Poluição Sonora ............................................... 25

4.1- Descrição do tema gerador ................................................................... 25

4.2 Objetivos ................................................................................................. 30

CAPÍTULO - 5 Contexto da implementação da unidade temática .................... 31

CAPÍTULO - 6 Apresentação da sequência didática e desenvolvimento da proposta ........................................................................................................... 34

6.1 Sequência Didática ................................................................................. 34

6.2 Planejamento e desenvolvimento didático .............................................. 36

CAPÍTULO - 7 Apresentação e análise dos questionamentos feitos durante a execução da atividade ...................................................................................... 42

CAPÍTULO - 8 Resultados e discussões .......................................................... 51

CAPÍTULO 9 - Conclusões............................................................................... 57

Apêndice A Manual Didático ........................................................................... 60

Apêndice B Questionário de opinião ................................................................ 72

Referências Bibliográficas ................................................................................ 73

Lista de imagens

FIGURA 1 FORMAÇÃO DA ONDA DEVIDO À VARIAÇÃO DA PRESSÃO ATMOSFÉRICA

PRODUZIDA PELA VIBRAÇÃO DA MEMBRANA DE UM TAMBOR. ............................ 20 FIGURA 2 MAPA COM AS PRINCIPAIS CIDADES DO PIAUÍ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..31 FIGURA 3 FACHADA DO COLÉGIO SÃO LUCAS ....................................................... 32 FIGURA 4 INTERFACE DO APLICATIVO TRUE TONE .............................................. 34 FIGURA 5 INTERFACE DO APLICATIVO DECIBELÍMETRO: SOUND MATER .......... 35 FIGURA 6 INTERFACE DO APLICATIVO PERFECT PIANO ...................................... 35

Lista de tabelas

TABELA 1 VALOR DA INTENSIDADE SONORA RELACIONADA A FONTE EMISSORA. ...... 29 TABELA 2 - DESENVOLVIMENTO DA ATIVIDADE ....................................................... 41 TABELA 3 - JOGO DA IDENTIFICAÇÃO ..................................................................... 44

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Lista de Gráficos

GRÁFICO 1 ONDAS COM FREQUÊNCIAS DIFERENTES. ............................................. 21 GRÁFICO 2 SONS COM TIMBRES DIFERENTES. ....................................................... 24 GRÁFICO 3 DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL DAS RESPOSTAS DOS ESTUDANTES SOBRE A

CONTRIBUIÇÃO DA FORMA DE ABORDAGEM PARA A FACILITAÇÃO DO

ENTENDIMENTO. .......................................................................................... 52 GRÁFICO 4 DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL DAS RESPOSTAS DADAS PELOS ESTUDANTES

SOBRE A IMPORTÂNCIA DAS ATIVIDADES REALIZADAS. ..................................... 52 GRÁFICO 5 DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL DAS RESPOSTAS DADAS PELOS ESTUDANTES

SOBRE A CONTRIBUIÇÃO DAS ATIVIDADES PARA O SEU APRENDIZADO................ 53 GRÁFICO 6 DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL DAS RESPOSTAS DADAS PELOS ESTUDANTES

SOBRE A MOTIVAÇÃO PROPICIADA PELAS ATIVIDADES DESENVOLVIDAS. ............ 54 GRÁFICO 7 DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL DAS RESPOSTAS DADAS PELOS ESTUDANTES

SOBRE O GRAU DE APRENDIZAGEM ADQUIRIDA ATRAVÉS DA ABORDAGEM DO

CONTEÚDO DESENVOLVIDO. .......................................................................... 54 GRÁFICO 8 DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL DAS RESPOSTAS DADAS PELOS ESTUDANTES

SOBRE A UTILIZAÇÃO DE APLICATIVOS PARA SMARTPHONES. ............................ 55 GRÁFICO 9 DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL DAS RESPOSTAS DADAS PELOS ESTUDANTES

COM RELAÇÃO AO QUANTO AS ATIVIDADES EXPERIMENTAIS CONTRIBUÍRAM PARA

SEU ENTENDIMENTO SOBRE O SOM. ............................................................... 56

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CAPÍTULO - 1 O ensino de Física

1.1 A Física hoje

Nos últimos anos a educação vem sofrendo um turbilhão de

mudanças, que começaram com a promulgação da nova Lei de Diretrizes e

Bases da Educação Nacional em 20 de dezembro de 1996, dando os rumos a

serem tomados pela educação a partir daquela data. A nova LDB, segundo

Ricardo e Zylbersztajn (2008), é a “nova identidade dada ao ensino médio, o

que implicaria uma reorientação em toda a estrutura curricular, nas escolhas

didáticas e nas práticas educacionais”.

Foram publicados também documentos com a finalidade de levar até

as escolas os pressupostos fundamentais da nova lei e assegurar a mudança

nas práticas educacionais até então correntes, documentos esses que são as

Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (DCNEM), os

Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs) e suas orientações complementares

(PCN+).

Os PCNs trazem uma nova abordagem para o ensino, enfocando os

conceitos de competências, interdisciplinaridade e contextualização. Com isso,

esses termos passaram a fazer parte do discurso de uma boa parte dos

educadores.

No que diz respeito à Física, o PCN+ Física, propõe um ensino

voltado para a obtenção das seguintes competências e habilidades:

Representação e comunicação

Compreender enunciados que envolvam códigos e símbolos

físicos. Compreender manuais de instalação e utilização de

aparelhos.

Utilizar e compreender tabelas, gráficos e relações

matemáticas gráficas para a expressão do saber físico. Ser

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capaz de discriminar e traduzir as linguagens matemática e

discursiva entre si.

Expressar-se corretamente utilizando a linguagem física

adequada e elementos de sua representação simbólica.

Apresentar de forma clara e objetiva o conhecimento

apreendido, através de tal linguagem.

Conhecer fontes de informações e formas de obter informações

relevantes, sabendo interpretar notícias científicas.

Elaborar sínteses ou esquemas estruturados dos temas físicos

trabalhados.

Investigação e compreensão

Desenvolver a capacidade de investigação física. Classificar,

organizar, sistematizar. Observar, estimar ordens de grandeza,

compreender o conceito de medir, fazer hipóteses, testar.

Conhecer e utilizar conceitos físicos. Relacionar grandezas,

quantificar, identificar parâmetros relevantes. Compreender e

utilizar leis e teorias físicas.

Compreender a Física presente no mundo vivencial e nos

equipamentos e procedimentos tecnológicos. Descobrir o

“como funciona” de aparelhos.

Construir e investigar situações-problema, identificar a situação

física, utilizar modelos físicos, generalizar de uma a outra

situação, prever, avaliar, analisar previsões.

Articular o conhecimento físico com conhecimentos de outras

áreas do saber científico.

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Contextualização sócio-cultural

Reconhecer a Física enquanto construção humana, aspectos

de sua história e relações com o contexto cultural, social,

político e econômico.

Reconhecer o papel da Física no sistema produtivo,

compreendendo a evolução dos meios tecnológicos e sua

relação dinâmica com a evolução do conhecimento científico.

Dimensionar a capacidade crescente do homem propiciada

pela tecnologia.

Estabelecer relações entre o conhecimento físico e outras

formas de expressão da cultura humana.

Ser capaz de emitir juízos de valor em relação a situações

sociais que envolvam aspectos físicos e/ou tecnológicos

relevantes.

Segundo Moreira (2000), a proposta apresentada pelos PCNs é a de

ensinar Física como construção, modelagem, de significado, Física para a

cidadania, Física significativa. Essa nova abordagem proposta é pertinente, já

que a maioria dos alunos do ensino médio, não vão prosseguir no estudo da

Física, então não tem sentindo ensinar Física como se eles viessem a se tornar

físicos.

Os PCNs recomendam acima de tudo que a apropriação dos

conhecimentos físicos deve ser feita a partir de elementos vivenciais do aluno,

e assim formar sobretudo o cidadão, capaz de compreender o seu meio e os

desenvolvimentos tecnológicos.

No entanto, algumas pesquisas indicam que não houve mudanças

substanciais na escola a partir da promulgação da LDB, que os documentos

são pouco compreendidos pelos professores (Ricardo e Zylbersztajn, 2002),

observa-se que isso é um fato, depois de mais de duas décadas da sua

publicação, os PCNs ainda são mal compreendidos, e pouco alteraram a

prática dos professores.

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Uma das possíveis causas é que, até hoje, o que a sociedade

parece cobra da escola é uma preparação do seu aluno para ingressar no

ensino superior. Devido à forma de seleção para o ingresso desses estudantes

nas Universidades, o professor se vê limitado a um treinamento de resolução

de exercícios, que impede, de certa forma, a aplicação das recomendações

dos PCNs.

1.2 A física no ensino fundamental

A Física tem sua introdução como disciplina do ensino fundamental

ocorrendo geralmente no último ano do ensino fundamental II, correspondendo

ao 9º ano do ensino fundamental. Além de introduzida tardiamente, a Física é

trabalhada apenas como uma aplicação da Matemática, desvinculada de

qualquer situação real vivenciada pelo aluno, tendo como objetivo uma mera

introdução ao conteúdo a ser trabalhado na primeira série do ensino médio.

Hoje, é consenso, que devemos mudar essa concepção da Física

meramente matemática pautada exclusivamente em fórmulas e resolução de

problemas. É essencial o desenvolvimento de atividades que relacionem os

conteúdos vistos em sala de aula com o mundo vivenciado pelos discentes

bem como a introdução de novas tecnologias para o auxílio do processo de

aprendizado, que é a proposta básica dessa dissertação de Mestrado

Profissional em Ensino de Física.

Segundo Moretzsohn (2003), as dificuldades envolvendo a física tem

início com sua abordagem no último ano do ensino fundamental, em que se

trata um conteúdo que requer um formalismo matemático apurado, gerando

nos alunos uma repulsa pela disciplina, quando na verdade o problema não é a

Física, e sim as ferramentas utilizadas para sua compreensão.

Com isso, acredita-se que a apresentação da Física deve ser

realizada nas séries inicias do ensino fundamental, através de atividades

lúdicas que possibilitem a análise e a discussão de fenômenos físicos de

simples compreensão (SCHROEDER, 2005), aproveitando assim a curiosidade

que é tão marcante nas crianças.

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Contudo, essa abordagem correlacionada ao nível de cognição, bem

como a elaboração de novos métodos, passa essencialmente pelo professor,

que, na maioria das vezes, não possui o tempo necessário para o

desenvolvimento e aplicação das atividades e de atualizações necessárias

para tal, isso incorre a uma carga horária de trabalho exaustiva, em que o

professor leciona em várias escolas e geralmente em três turnos, tornando

essa mudança de perspectiva de ensino algo que não está exclusivamente nas

mãos do professor, devendo ser realizada também no âmbito das políticas

educacionais. Tal ação proporcionaria ao professor melhores condições de

trabalho e meios para que possa se atualizar continuamente.

Em vista disso, pode-se notar a fundamental importância da

realização de trabalhos na pesquisa em ensino de física visando o

desenvolvimentos e produção de matérias didáticos que possam auxiliar o

trabalho do professor em sala de aula

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CAPÍTULO - 2 Abordagem CTS - CIÊNCIA, TECNOLOGIA E SOCIEDADE.

2.1 O que é abordagem CTS no ensino?

O movimento CTS pode ser entendido como um movimento que se

preocupa e busca compreender de forma clara a relação mútua entre ciência,

sociedade e tecnologia e as suas interações. Esse movimento teve início,

quando ficou clara a íntima comunicação entre os três elementos CTS, essa

relação veio a tona quando a ciência e a tecnologia começaram a interferir de

forma direta e nociva na humanidade, como foi o caso das duas guerras

mundiais. Nesses episódios ficou explícito que a ciência e a tecnologia não

estão livres de interesses políticos e podem sim interferir na sociedade não

apenas de forma benéfica. Esse movimento teve como marco a publicação, em

1962, das obras “ A estrutura das revoluções científicas” de Thomas Kuhn e

“Silent Spring” de Rachel Carsons. Como Auler e Bazzo (2001) sugerem, essas

são obras de extrema relevância para que se buscasse mais informações e

para que surgisse a preocupação de como ciência e tecnologia poderiam

influenciar de maneira decisiva os rumos da humanidade.

Atualmente as pesquisas a respeito do movimento CTS tem sido

voltadas para elementos que corroborem a aplicação dessa ação na educação,

a fim de mostrar a relação entre o tripé CTS. Essa implementação

denominamos “enfoque ou abordagem CTS” no ensino de ciências.

Quando tratamos de CTS, estamos lidando com uma série de

objetivos, motivações e métodos para que ocorra o desenvolvimento no meio

escolar, portanto devemos nos aprofundar nos temas e conceitos que

fundamentam e dão significado ao ensino através de uma abordagem CTS.

Podemos observar que não há uma formula pronta para a utilização

da abordagem CTS. Existe uma variedade considerável de objetivos de

motivos e métodos (Auler e Bazzo 2001) ao utilizarmos CTS nas aulas de

ciência.

No entanto, percebemos que, mesmo com tamanha variedade nas

formas de aplicação do enfoque CTS, existe um ponto de consenso, que é a

relação entre os objetivos, motivos e meios, ou seja, uma relação entre ciência,

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sociedade e tecnologia. E a sobre a ótica de Teixeira (2000), podemos afirmar,

partindo do argumento de que todas as maneiras da abordagem CTS são de

imensa importância para formação do cidadão, podemos ver que a escola é o

local ideal para essa abordagem, pois a principal função do ambiente escolar é

a formação de cidadão.

Contudo, não podemos deixar de ressaltar o papel desempenhado

pelo educador na busca pelo desenvolvimento desse tipo de abordagem em

que, segundo Auler e Delizoicov (2006), um dos grandes empecilhos para a

introdução da abordagem em sala é o nível de entendimento dos professores

sobre essas relações, o que acaba por podar tal tentativa. Já que é de extrema

relevância que o professor tenha consolidado essas relações e que não se

baseie em lendas ou em conhecimentos empíricos, pois ele tem o papel de

tornar seus alunos conscientes do envolvimento da tríade CTS.

O enfoque CTS mostra-se bastante relevante para o ensino de

física, já que, através dele, fica claro a relação da ciência com a vida cotidiana.

Isso serve de pilar para questionamentos como: “para que serve a física? Onde

vou usa-la? ”. Nessa abordagem percebemos que, podemos ver além das

formulações matemáticas e de resoluções de problemas idealizados, tornando

a visão dos discentes muito mais rica, aumentando a percepção do mundo ao

seu redor, Possibilitando um posicionamento muito mais crítico e atuante na

sociedade.

Quanto à elaboração de um curso CTS, segundo Santos (1992 apud

Auler 2002), devemos iniciar com os temas sociais em direção aos conceitos

científicos e depois realizarmos o caminho inverso, dos conceitos científicos

para os temas sociais. O tema escolhido deve ser próximo dos estudantes,

encorajando-os a refletir além dos conceitos científicos envolvidos, instigando-

os a uma participação atuante na sua realidade.

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2.2 O uso da tecnologia móvel na educação

É inegável a imersão da nossa sociedade na tecnologia sendo difícil

imaginar o nosso cotidiano sem aparelhos como smartphones, computadores,

notebooks, tablets, entre outros, nesse contexto estão os jovens que

demonstram uma intimidade tremenda com essa tecnologia, que trouxe, para

sala de aula, um novo desafio: como utilizar essas tecnologias para o ensino?

Para uma geração que nasceu com essa tecnologia tão próxima é

impressionante a habilidade e facilidade com que eles manipulam os

equipamentos, e quanto são atraídos por eles, com destaque ao smartphone.

Tal atração pode ser prejudicial ao desenvolvimento dos alunos, mas segundo

Machado(2010) “esses dispositivos podem ser incluídos em projetos

educacionais”, se dirigido de modo correto pode trazer grandes frutos para o

desenvolvimento no processo de ensino-aprendizagem.

O assunto mais corriqueiro no meio educacional é quanto o telefone

celular atrapalha as aulas e prejudica o desenvolvimento dos alunos, mas cabe

a escola agregar valor educacional aos smartphones.

Existem inúmeras maneiras de se utilizar as tecnologias para o

ensino, mas é imprescindível que o professor, além de ter conhecimento sobre

as mídias, tenha criatividade e disponibilidade para desenvolver atividades que

englobem as mídias. Entre estas a que parece mais atrativa é o smartphone,

devido ao acesso que a maioria dos alunos tem a ele. É necessária a

incorporação dessa tecnologia às aulas de maneira responsável e que fique

delimitado o uso adequado ao ambiente escolar.

Essa necessidade por novos meios de melhorar e atualizar o

processo de ensino aprendizagem é cada vez mais perceptível. Essa

incorporação do cotidiano dos educandos pela escola, na busca de um maior

desenvolvimento do cidadão, é cada vez mais valiosa, já que, segundo

Moran(2007), “a sociedade evolui mais do que a escola e, sem mudanças

profundas, consistentes e constantes, não avançaremos rapidamente como

nação”. E segundo Almeida (2001, apud BRASIL, 2007), os educadores

necessitam de ferramentas pedagógicas que tornem o processo de ensino

aprendizagem mais eficiente.

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Com isso acreditamos que a utilização de aplicativos específicos

para realização de medições de grandezas físicas, ainda que não sejam 100%

eficientes, assim como a utilização de simuladores. Como veremos a aplicação

do manual didático poderá trazer ao aluno uma aplicação mais produtiva do

smartphone e tornar o estudo da física bem mais atraente.

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CAPÍTULO - 3 Acústica: as propriedades fisiológicas do som

3.1 Classificação das ondas

A acústica é a parte da física que estuda as ondas sonoras, ou seja,

o som e todas as suas características e fenômenos associados.

Para o entendimento do som primeiramente deve-se compreender o

que é uma onda e como podemos classificá-la quanto a origem e quanto a sua

forma de propagação.

Uma onda pode ser entendida como uma perturbação que se

propaga no espaço transportando energia e sem transportar matéria, e quanto

ao meio de propagação pode-se classificar as ondas com:

Ondas Mecânicas: são ondas que necessitam de um meio material

para se propagar.

Ondas eletromagnéticas: são ondas que podem se propagar

mesmo na ausência de um meio material (vácuo).

No que diz respeito à relação entre a direção de propagação e a

direção de vibração a onda pode ser:

Onda Transversal: a direção de vibração é perpendicular a direção

de propagação.

Onda Longitudinal: a direção de vibração coincide com a direção de

propagação.

Ondas Mistas: as partículas do meio vibram tanto

longitudinalmente, quanto transversalmente.

Em relação à propagação da energia as ondas podem ser:

Unidimensionais: a energia se propaga em uma direção apenas

Bidimensionais: a energia se propaga em duas direções.

Tridimensionais: a energia se propaga em todas as direções.

Visto isso, passa-se ao estudo do som propriamente dito e das suas

características fisiológicas, lembrando que esse breve estudo se restringe a

parte da acústica necessária para o entendimento desse trabalho, não tendo

como pretensão expor todo o extenso conhecimento científico sobre essa área

da física.

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3.2 As propriedades fisiológicas do som

3.2.1 Onda sonora

Visto a classificação do item 3.1, é possível definir o que são

ondas sonoras.

Ondas sonoras são ondas geradas pela deformação de um meio

elástico (ondas mecânicas) e longitudinais. Essas deformações são

produzidas devido rápidas variações na pressão ocasionadas pela

fonte emissora do som, conforme podemos observar na figura 1.

Figura 1 Formação da onda devido à variação da pressão atmosférica produzida pela vibração da membrana de um tambor.

As ondas sonoras não podem se propagar no vácuo, e deformam o

meio na mesma direção da sua propagação.

O som tem a capacidade de provocar sensações nos seres vivos, ao

interagir com o sistema auditivo. O sistema auditivo humano tem a capacidade

de distinguir algumas características das ondas sonoras, as quais damos o

nome de propriedades fisiológicas do som, que são altura, intensidade e

timbre.

3.2.2 Altura

Altura é a qualidade do som que permite a diferenciação dos sons

graves e sons agudos dependendo, portanto, exclusivamente da frequência do

som. Lembrando que frequência é a quantidade de oscilações (pulsos)

emitidos em uma unidade de tempo. Quando essa unidade de tempo é o

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segundo a unidade de medida da frequência é o hertz (Hz), em homenagem ao

cientista Heinrich Rudolf Hertz, e a é a unidade de frequência adotada pelo

Sistema Internacional de Unidades.

Logo a frequência é o que nos permite de maneira mais direta

distinguir, por exemplo, o som de um violão do som de um violino, pois o som

do violão é mais grave que o som do violino. Na nomenclatura física os sons

com frequência elevada são denominados de altos (sons agudos) e os sons

com frequências menores são denominados de baixos (sons graves), logo, a

altura do som não está relacionada ao seu volume e sim a sua frequência.

Gráfico 1 Ondas com frequências diferentes.

A audição humana não é capaz de detectar sons abaixo de 20 hz,

que são os infrassons, e sons acima de 20000 hz que são os ultrassons.

Qualquer som dentro dessa faixa é audível ao ser humano com capacidades

normais de audição.

3.2.3 Intensidade

A intensidade é a propriedade que nos permite diferenciar sons

fortes de sons fracos e é comumente conhecida com nível sonoro ou “volume”.

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22

Tal característica depende da quantidade de energia transportada pela onda

sonora.

Por definição, intensidade de uma onda (I) é a relação da quantidade

de energia transportada por uma onda por uma unidade de área em uma

unidade de tempo.

(1)

Onde ∆E é a quantidade de energia que atravessa a área A, que é

perpendicular a direção de propagação no tempo ∆t.

Porém, sabemos que:

(2)

Logo :

(3)

Portanto a unidade de Intensidade de uma onda no sistema

internacional é watt/metro quadrado (W/m²).

Experimentalmente foi verificado que a mínima intensidade audível

que é chamada de limiar de audição é de aproximadamente 10ˉ¹² W/m², por

outro lado, se a intensidade atingir valores da ordem de 1 W/m² provocará

sensação de dor por isso esse valor é conhecido como o limiar da dor.

Experimentalmente foi verificado que o ouvido humano não reage ao

som linearmente, ou seja, se eu triplicar a intensidade física da onda sonora o

sistema auditivo distingue que o som aumentou a intensidade, contudo não

identifica como um som três vezes mais intenso, essa verificação é enunciada

na lei fisiológica de Weber-Fechner.

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23

Foi constatado que deve-se usar uma escala logarítmica para

determinar a intensidade sonora, mais conhecida como nível sonoro (β).

O nível sonoro (β) foi definido como o expoente que se deve elevar

10 para obter a relação entre a intensidade do som que se deseja medir ( I ) e

a intensidade correspondente ao limiar da audição (I˳) .

(4)

Logo, ela definição de logaritmo decimal escreve-se:

(5)

Contudo, nessa equação a unidade de medida de β é o bel (B), mas

na prática utilizamos uma unidade menor o decibel (dB), pois o bel (B)

expressa valores elevados, em relação as intensidades sonoras verificadas no

cotidiano, e como 1dB= 1/10 B, a equação para o cálculo do nível sonoro, para

que a unidade já seja adequada, é:

(6)

O equipamento utilizado para medida da intensidade sonora é o

decibelímetro.

3.2.4 Timbre

Timbre é a propriedade fisiológica do som permite a diferenciação da

fonte emissora, mesmo quando os sons emitidos têm mesma altura e mesma

intensidade.

Por exemplo, quando um violão e um piano emitem a mesma nota, é

possível diferenciar o som produzido pelo piano do som produzido pelo violão

pois, cada nota é composta por várias frequências onde a mais baixa é

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denominada som fundamental e as demais são chamadas de harmônicos, que

são múltiplos do som fundamental e variam dependendo da fonte sonora. É a

superposição do som fundamental e de seus harmônicos que definem a forma

da onda sonora produzida por cada instrumento, a essa diferença na formação

do som dá-se o nome de Timbre, conforme podemos ver na figura 3.

Gráfico 2 Sons com timbres diferentes.

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25

CAPÍTULO - 4 Tema gerador: Poluição Sonora

4.1- Descrição do tema gerador

Conforme mencionado no Capítulo 2 dessa dissertação, o tema

escolhido para a realização de um trabalho, com enfoque CTS, deve ter como

base uma situação-problema real, que esteja próximo da realidade dos alunos,

de modo a instigá-los a uma participação mais concreta na sociedade. Com

base nisso escolhemos o tema da poluição ambiental, mais especificamente a

poluição sonora, como tema desse projeto, a seguir passamos a apresentar os

aspectos desse tema.

A Organização Mundial da Saúde é uma agência especializada das

Nações Unidas, destinada às questões relativas à saúde. Foi fundada em 7 de

abril de 1948 e tem como objetivo garantir o grau mais alto de saúde para

todos os seres humanos e, nos seus dados mais recentes, trata a poluição

sonora como um problema de saúde pública.

Segundo a OMS, cerca de 10% da população mundial está exposta

a ruídos de intensidade elevada e que podem causar diversos problemas a

saúde humana. No ambiente urbano uma série de ruídos indesejados

provenientes de diversas atividades como o trânsito, trabalho e o lazer se

sobrepõem causando uma enorme perturbação que é chamada de poluição

sonora.

Ainda, segundo a OMS, a poluição sonora, além de problemas

auditivos como o zumbido e a perda da audição, pode provocar desconforto,

problemas cognitivos e cardiovasculares.

Na cidade de Picos, no estado do Piauí, local escolhido para

realização deste trabalho, apesar de ser uma cidade com apenas 70 mil

habitantes, sofre com o problema da poluição sonora por diversos motivos. Ela

é cortada pela BR 316 e o fluxo de caminhões de carga é enorme, o que

provoca enormes níveis de ruído em vários bairros da cidade e, além disso, a

cidade tem uma cultura muito arraigada do uso de som automotivo para o lazer

e para realização de propagandas. E em ambos os casos a intensidade do

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ruído emitido é enorme e isso torna o tema da poluição sonora muito relevante

nesta nossa cidade.

No Brasil, cabe aos municípios legislar sobre os aspectos aplicáveis

à convivência urbana, sempre tomando como base as normas técnicas

atualizadas pelos órgãos normalizadores, ABNT e INMETRO conforme fica

claro no artigo 24 da constituição federal:

Art. 24. Compete à União, aos Estados e ao Distrito Federal

legislar concorrentemente sobre:

VI – florestas, caça, pesca, fauna, conservação da natureza,

defesa do solo e dos recursos naturais, proteção ao meio

ambiente e controle da poluição;

VII – proteção ao patrimônio histórico, cultural, artístico,

turístico e paisagístico;

§ 1º No âmbito da legislação concorrente, a competência da

União limitar-se-á a estabelecer normas gerais.

E no artigo 30 da Carta Magna relacionada as competências

atribuídas aos municípios: Art. 30. Compete aos Municípios:

I – legislar sobre assuntos de interesse local;

V – organizar e prestar, diretamente ou sob regime de

concessão ou permissão, os serviços públicos de interesse

local, incluído o de transporte coletivo, que tem caráter

essencial;

VIII – promover, no que couber, adequado ordenamento

territorial, mediante planejamento e controle do uso, do

parcelamento e da ocupação do solo urbano;

No município de Picos a Lei 2230 de 09 de outubro de 2006 dispõe

sobre o controle da poluição sonora no município. Dentre os 50 artigos presentes na lei, pode-se destacar:

Artigo 2º - Qualquer pessoa física ou jurídica que considerar

seu sossego perturbado por sons ou ruídos não permitidos,

poderá solicitar ao órgão competente providência destinadas a

fazê-los cessar.

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Artigo 3º - Quaisquer atividades industriais, comerciais,

religiosas, prestação de serviços, sociais e recreativas,

propaganda comercial, manifestação trabalhista e atividades

similares que ultrapassem os níveis de decibéis permitidos por

lei, estarão os seus responsáveis, sujeitos a pagamentos de

multas.

Artigo 4º - Para os fins da presente lei, aplicam-se as seguintes

definições:

I - Poluição Sonora: toda emissão de som que, direta ou

indiretamente seja ofensiva ou nociva à saúde, à segurança e

ao bem estar da coletividade ou transgrida as disposições

fixadas nessa lei.

II - Som: fenômeno físico provocado pela propagação de ondas

mecânicas em um meio elástico dentro da faixa de frequência

de 16Hz a 20 kHz e passível de excitar o aparelho auditivo

humano.

V - Decibel (dB): unidade de intensidade física relativa do som.

Artigo 6º - Os níveis de pressão sonora fixados por essa lei,

bem como os equipamentos e métodos utilizados para a

medição e avaliação, obedecerão às recomendações das

normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT,

NBR 10.151 e NBR 10.152, ou às que lhes sucederam.

Artigo 7º - Compete à Secretaria Municipal de Meio Ambiente,

órgão da política municipal de meio ambiente, o controle, a

prevenção e aplicação de multas para reduzir a emissão de

ruídos no Município de Picos

Artigo 21º - É permitida a execução da música mecânica e ao

vivo em estabelecimentos comerciais, devendo atender os

horários e limites máximos de pressão sonora equivalente aos

seguintes decibéis:

I – Supermercados e afins :

07 às 19 h – 70 decibéis

II – Barracas, trailers e bares:

08 às 20 h – 80 decibéis

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20 às 22 h – 70 decibéis

22 às 08 h – 60 decibéis

III – Restaurantes ou similares:

08 às 20 h – 80 decibéis

20 às 22 h – 70 decibéis

22 às 08 h – 60 decibéis

Artigo 23º - Os horários e o limite máximo de decibéis

permitidos para realização dos serviços de propaganda volante

são:

a) 07 às 12:30 h – 80 decibéis (sábados e dias úteis)

b) 13 às 19:00 h – 70 decibéis (sábados e dias úteis)

Artigo 33º - São permitidos os sons provenientes da utilização

de equipamentos produtores e amplificadores de som em

veículos automotores, desde que obedeçam aos seguintes

horários e aos limites máximos de pressão sonora equivalentes

aos seguintes decibéis:

08 às 20 h – 80 decibéis

20 às 22 h – 70 decibéis

22 às 08 h – 60 decibéis

Artigo 37º - As festas públicas e privadas devem atender aos

limites máximos de pressão sonora equivalente aos seguintes

decibéis:

Festas em praça pública: 06 às 22 h - 90 decibéis

Festas em praça pública: 22 às 06 h – 85 decibéis

Festas em logradouros públicos: 06 às 22 h - 85 decibéis

Festas em logradouros públicos: 22 às 06 h – 80 decibéis

Festas em clubes: 06 às 22 h - 95 decibéis

Festas em clubes: 22 às 06 h – 90 decibéis

A lei também deixa claro o nível sonoro permitidos em cada

situação, e estabelece as devidas sanções a seu descumprimento. A criação

dessa lei ficou a cargo dos vereadores e não houve participação da

comunidade durante seu desenvolvimento, não foi desenvolvida nenhuma ação

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para que a população tivesse conhecimento de tal processo e que pudesse

tomar conhecimento de tal lei após a sua promulgação.

A tabela abaixo mostra alguns valores de referência para a medida

da intensidade sonora.

Não existem dados oficiais, mas, andando nas ruas e falando com a

população, podemos notar um total descumprimento da lei e um aumento

significativo na poluição sonora na cidade de Picos, principalmente devido aos

carros de propaganda. O que torna, extremamente importante, que as pessoas

tenham conhecimento do problema da poluição sonora e que existe uma lei

para a regulamentação da emissão sonora, e assim, tornarem-se capazes de

se posicionar sobre o assunto.

Este trabalho teve como objetivo proporcionar aos estudantes uma

utilização prática do conhecimento científico sobre acústica, dando-lhes mais

uma ferramenta para que possam tornar-se cidadãos ativos na comunidade, o

que só é possível se o indivíduo possuir o conhecimento adequado sobre o

tema a ser abordado, dessa forma a escola vem a cumprir seu papel social.

Tabela 1 Valor da intensidade sonora relacionada a fonte emissora.

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4.2 Objetivos

O objetivo desse trabalho, também, foi possibilitar que os estudantes

possam:

a) utilizar os conhecimentos científicos para explicar as caraterísticas

fisiológicas do som;

b) utilizar o conhecimento científico para entender os prejuízos causados

pela poluição sonora;

c) usar dos conhecimentos científicos para interpretar e analisar a Lei

2230 de 09 de outubro de 2006;

d) desenvolver a consciência social e assim possam cobrar das

autoridades soluções para o problema da poluição sonora de forma

embasada a fim de melhorar a sua comunidade.

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CAPÍTULO - 5 Contexto da implementação da unidade temática

A aplicação da sequência didática apresentada nesse trabalho, na

forma de um manual, foi realizada no Colégio São Lucas, onde o autor trabalha

desde 2010, e que no ano de 2015 completa 26 de atuação na cidade de

Picos-PI.

Situada na região centro-sul do Piauí, Picos é a cidade mais

desenvolvida economicamente dessa região. Essa característica, aliada a seu

posicionamento geográfico, lhe confere a condição de polo comercial

especialmente na distribuição de combustíveis e produção de mel. Cortada

pelo rio Guaribas tem área total de 2.048 km² e sua população estimada em

76.309 habitantes.

Oficialmente, Picos conta com uma rede municipal de ensino que

dispõe de 78 escolas, uma rede estadual com 17 escolas e uma rede particular

com 15 escolas, atendendo aos níveis de Ensino Infantil, Fundamental e

Médio. Ressalta-se ainda que o município conta com quatro campi

universitários, oferecendo educação superior em diversas áreas e um Instituto

Federal de Educação, IFPI , onde são oferecidos vários cursos técnicos, o

ensino médio e cursos de nível superior, inclusive o curso de Licenciatura

Plenaem Física.

Figura 2 Mapa com as principais cidades do Piauí.

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O Colégio São Lucas é uma das instituições de ensino mais

conceituadas da rede privada de Picos, estando nos últimos três anos entre as

três maiores notas por escolas do ENEM. Ofertando o ensino infantil,

fundamental I, fundamental II e ensino médio sendo que, os níveis infantil e o

fundamental I funcionam no turno vespertino e o fundamental II e ensino médio

funcionam no turno matutino.

O colégio conta com 13 salas de aula, um laboratório de informática,

uma biblioteca e um laboratório de química e biologia, não contemplando a

física no seu espaço experimental, esse foi um dos motivos em optarmos por

experimentos de baixo custo para implantação da unidades(1 a 5), bem como

auxiliar na estrutura educacional da nossa cidade que mostra que na maioria

das escolas não contam com laboratórios.

Figura 3 Fachada do Colégio São Lucas

A escolha desta escola, para implantação desta atividade, foi

realizada devido ao currículo da instituição oferecer a disciplina de física

dissociada da química e da biologia no 8º ano do ensino fundamental,

tornando-se a única escola da cidade com essa proposta.

A turma onde foi aplicada à atividade era constituída de 35 alunos e

alunas que frequentam a escola no turno matutino. A atividade foi desenvolvida

entre o fim do segundo e o início do terceiro bimestres do ano letivo de 2015,

se estendendo bem mais do que planejado devido o acordo com escola, que

disponibilizou apenas um dos dois encontros semanais para implementação da

atividade o outro deveria ser utilizado para implementação do currículo exigido

pela instituição, o que de certa forma dificultou a realização do trabalho,

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levando a unidade 5 (avaliação) para o segundo semestre, o que distanciou

muito da unidade 4 devido às férias coletivas.

Com tudo o maior empecilho foi a utilização do smartphone, pois o

regimento interno da escola proíbe a utilização de telefone dentro das

dependências da escola, o que gerou uma negociação longa, foi necessário

apresentar todas as possibilidades educacionais e benefícios a aprendizagem

que a utilização dessa tecnologia pode trazer ao estudante, e essa discussão

se tornou pauta em reuniões fazendo a escola liberar, de forma extraordinária,

a utilização do equipamento.

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CAPÍTULO - 6 Apresentação da sequência didática e desenvolvimento da proposta

6.1 Sequência Didática

O material instrucional desse trabalho consiste em um manual,

voltado exclusivamente para o professor, que está disponível no link:

https://goo.gl/hWAluF ,contendo o passo a passo para o desenvolvimento do

conteúdo relativo à acústica para ser aplicado no 8º ano do ensino

fundamental, tomando como tema gerador para o desenvolvimento do

conteúdo a poluição sonora.

O manual foi organizado em cinco momentos(unidades), onde o 1º,

2º e 3º momentos são compostos por atividades a serem realizadas em sala.

O 4º momento é uma atividade extraclasse e o 5º momento é referente a uma

atividade que demandará duas aulas de 50 minutos. Em cada um dos

momentos é detalhado o que o professor deve realizar bem como as

ferramentas que devem ser utilizadas, as definições físicas necessárias e

possíveis falas dos alunos.

No manual também consta duas experiências sobre ondas sonoras

e uma lista com três aplicativos gratuitos para smartphones, que possibilitam

aos estudantes uma melhor visualização dos fenômenos físicos em estudo. Os

aplicativos são:

TRUE TONE – Um emissor de som com frequência variável.

Figura 4 Interface do aplicativo TRUE TONE

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DECIBELÍMETRO: SOUND METER – Um medidor de intensidade

sonora

PERFECT PI ANO – Um simulador de instrumentos musicais.

Os experimentos utilizam materiais de baixo custo e foram

escolhidos para que os estudantes possam desenvolvê-los sem auxílio,

podendo assim, com base nos resultados obtidos, participarem de debates

conduzidos pelo professor.

Já os aplicativos tem o objetivo de diferenciar as três qualidades

fisiológicas do som, altura, intensidade e timbre. A descrição e modo de

utilização constam no manual anexado a essa dissertação.

Como atividade final, a unidade 5 detalha uma pesquisa sobre

poluição sonora organizada em três grupos. O grupo 1 deverá realizar uma

pesquisa junto aos órgãos de saúde nacionais e internacionais sobre os danos

a saúde e os limites saudáveis para a exposição a poluição sonora, o grupo 2

deverá pesquisar as leis que regulamentam a emissão sonora no seu

município, já que essa é uma lei municipal, e fazer uma pesquisa junto ao

órgão responsável (secretária de meio ambiente), para obter as ações que são

tomadas para garantir o cumprimento da lei e o grupo 3 utilizando o aplicativo

Figura 5 Interface do aplicativo DECIBELÍMETRO: SOUND MATER

Figura 6 Interface do aplicativo PERFECT PIANO

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DECIBELÍMETRO: SOUND METER, deverá medir e registrar, através das

fotografias das telas, a intensidade sonora em diversos pontos da cidade como

próximo a suas casas, no centro da cidade, em supermercados, em

restaurantes e na escola em locais como a biblioteca e no pátio no momento do

recreio.

O resultado da pesquisa deve ser apresentado em um seminário

onde, após a apresentação de cada grupo uma lista de perguntas referentes às

apresentações e, após isso, os estudantes são estimulados a dar suas opiniões

individuais sobre os questionamentos, será feita.

6.2 Planejamento e desenvolvimento didático

Os quadros abaixo trazem de forma resumida o planejamento e

desenvolvimento das atividades da turma do 8º ano no período referente a

aplicação do módulo didático.

Na primeira coluna temos as datas dos encontros em sala, como já

foi dito, cada encontro com duração de 50 minutos, sendo que os estudantes

tinham apenas dois períodos semanais dedicados à física, onde o primeiro

período foi utilizado para implementação da pesquisa e o segundo período para

o desenvolvimento do conteúdo mensal programado pela escola. Na segunda

coluna temos o assunto referente a cada encontro. Na terceira coluna são

expostos os comentários e observações referentes a cada encontro onde

essas informações foram retiradas das entrevistas realizadas com o professor

aplicador do manual. A decisão de um outro professor implementar o manual

em sua sala foi tomada no intuito de validar a utilização desse material por

outros professores, com base nisso não houve qualquer interferência durante o

desenvolvimento das atividades pelo idealizador do projeto.

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DATA ASSUNTO OBSERVAÇÕES E COMENTÀRIOS

23/04/2015

Desenvolvimento da unidade 1 - Refletindo sobre a

poluição sonora

Nesse encontro o professor falou sobre o

desenvolvimento da pesquisa e iniciou o trabalho

desenvolvendo a unidade 1. Os alunos

responderam individualmente a seguinte pergunta :

O que vocês sabem sobre poluição sonora?

Após 15 minutos para elaboração e escrita, os

alunos entregaram suas respostas e o professor

deu início a discussão sobre a poluição sonora

com os alunos até que chegaram a uma ideia geral

sobre a questão, sem levar em conta o caráter

científico e técnico do problema, o que levou 20

minutos aproximadamente.

Nos 15 minutos restante o professor desenvolveu o

segundo ponto da atividade 1, O jogo da

identificação. Nesse jogo o professor, com o auxílio

de um equipamento de amplificação sonora,

reproduziu um som e um ruído com volumes em

três níveis de intensidade, onde os alunos

construíram uma tabela identificando em quais

situações eles consideravam existir poluição

sonora e depois justificaram suas resposta.

Alguns alunos não conseguiram terminar a

argumentação no horário da aula e entregaram a

atividade aproximadamente 10 minutos após o fim

da aula.

30/04/2015 Unidade 2 - Definição de som

No início dessa aula o professor retomou a ultima

atividade do primeiro encontro diferenciando os

conceitos de ruído e poluição sonora, o que gerou

um “espanto” por parte de alguns alunos, e

chegaram a comentar “professor então quer dizer

que se eu ligar meu fone no máximo ele é

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poluição” Segundo o professor, alguns alunos

acreditavam que poluição sonora só acontecia

quando o som era emitido no meio ambiente, se o

som fosse exclusivamente escutado por ele não se

caracterizava poluição. Essa discussão levou

aproximadamente 15 minutos. Então o professor

pediu que os alunos se organizassem em grupos

de 5 alunos cada grupo e respondessem as

seguintes perguntas: O que é o som? Como o som

sai de sua boca e chega ao ouvido do seu colega?

O professor estipulou um tempo de 20 minutos

para que os grupos discutissem e elaborassem

suas respostas, tendo ao fim da atividade uma

resposta por grupo.

Em seguida o professor pediu que cada grupo

apresentasse para a turma sua resposta, o

professor então discutiu com os alunos os

conceitos de som e sua propagação. No

fechamento do segundo encontro o professor

passou uma lista de matérias de baixo custo para o

desenvolvimento de atividades experimentais no

terceiro encontro

.

07/05/2015 Unidade 2 –

Atividades

experimentais

Nessa aula os mesmos 3 grupos formados na aula

anterior iram desenvolver dois experimentos:

Observando as ondas sonoras, objetivo: visualizar

as ondas sonoras agindo sobre a matéria e

telefone de copo, objetivo: mostrar a propagação

do som através da matéria.

O professor relatou que alguns alunos não

conseguiram realizar o experimento do telefone de

copo e testaram a validade nos grupos que

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conseguiram realizar a atividade, e que o barulho e

a “bagunça” foram um problema nessa atividade,

devido a intensa movimentação dos alunos na

sala.

Após os experimentos o professor explanou quais

os fenômenos estavam envolvidos nos dois

experimentos tomando com base o que havia sido

exposto na aula anterior. E finalizou realizando a

seguinte pergunta, que foi respondida

individualmente: Se você estivesse no espaço,

onde não tem matéria (vácuo), conseguiria gritar

pedindo ajuda a um amigo que estivesse a 2 m de

distância de você?

14/05/2015 Intermédio Semana de avaliações da instituição, referente ao

currículo escolar.

21/05/2015 Unidade 3 –

propriedades

fisiológica do

som

Nesse momento ocorreu a aplicação de um

questionário, a ser respondido individualmente,

com o intuito de verificar o conhecimento dos

alunos a respeito das qualidades fisiológicas do

som. O questionário é composto das seguintes

questões:

1ª) Como você consegue diferenciar, através das

caraterísticas do som, a voz de uma mulher da

voz de um homem?

2ª) Como você pode diferenciar, através de

caraterísticas sonoras, uma conversa com um

amigo e o som de um “paredão” ligado no máximo

volume?

3ª) Você consegue diferenciar o som de um violão

do som de um violino, ambos emitindo a mesma

nota musical e o mesmo volume? Se sim, diga

como você consegue realizar isso.

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A resolução do questionário levou 25 minutos

aproximadamente e o professor relatou que apesar

da atividade proposta ter caráter individual alguns

alunos discutiram sobre os tópicos e ele não

interviu pois achou a interação válida e não danosa

a atividade. O restante dessa aula foi destinada a

realização de uma atividade anual da escola, uma

feira cultural intitulada “ semana do meio ambiente”

28/05/2015 Unidade 3 –

Utilização de

aplicativos

Nesse encontro o professor utilizou um

smartphone ligado a um sistema de amplificação

sonora e com três aplicativos gratuitos para

retomar e explicar as qualidades fisiológicas do

som.

Com o aplicativo TRUE TONE o professor mostrou

aos alunos som com diversas frequências audíveis

e não audíveis, explanado então sobre a altura dos

sons e sua relação com altas e baixas frequências.

Com o aplicativo DECIBELÍMETRO: SOUND

METER o professor pode mostrar aos alunos como

é feita a medida da intensidade sonora,

diferenciando assim altura de intensidade, tornado

claro para os alunos que o volume do som é uma

propriedade relacionada a sua intensidade e não a

sua altura.

Com o aplicativo PERFECT PIANO o professor

reproduziu sons com simuladores de diferentes

instrumentos musicais, e explanou sobre o timbre

de cada instrumento ser o responsável por

podermos diferenciar sons de fontes distintas,

mesmo quando possuem a mesma frequência.

Segundo o professor essa aula foi extremamente

produtiva com uma total atenção e participação

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dos alunos, a ponto de se estender por toda a aula,

respondendo indagações sobre os aplicativos e

deixando que alguns alunos os utilizassem .

04/06/2015 Intermédio Feriado

11/06/2015 Unidade 4 –

Atividade de

Pesquisa

Nesse encontro o professor novamente dividiu a

turma em três grupos e delegou a cada grupo as

atividades referentes a unidade 4, as quais já

foram apresentadas no item 6.1 desse trabalho

06/08/2015 Unidade 5 –

Avaliação final

Na primeira aula após as férias do mês de julho os alunos apresentaram os seminários que foram delegados no desenvolvimento da atividade 4. Essa atividade foi utilizada como avaliação final do desenvolvimento das atividades pelo professor aplicador.

Tabela 2 - Desenvolvimento da atividade

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CAPÍTULO - 7 Apresentação e análise dos questionamentos feitos durante a execução da atividade

Durante as aplicações 35 alunos e alunas do 8º ano participaram

das atividades.

As questões levantadas durante o desenvolvimento do módulo

didático, até a unidade 4, têm como objetivo diagnosticar o conhecimento

prévio dos alunos acerca do tema gerador e dos princípios físicos envolvidos

no estudo da acústica. Já os questionamentos levantados durante a unidade 5

têm como objetivo observar o posicionamento dos estudantes sobre o

problema, após todo o desenvolvimento da atividade.

Unidade 1, questionamento 1

O que vocês sabem sobre poluição sonora?

Para esse questionamento foram selecionados 30 alunos que, na

sua grande maioria, responderam que a poluição sonora é causada por

qualquer tipo de som “alto”. Dos 30 alunos apenas 4 alunos atribuíram outros

prejuízos a saúde, os demais citaram apenas a surdez.

Um aluno atribuiu à poluição sonora a um tipo específico de som,

contudo não relatou que som era esse, dois alunos disseram que era uma

poluição causada por “sujeira no ouvido”, um aluno disse que é causada devido

um deslocamento de ar “vento” e um aluno não soube responder.

Em 30 das respostas é recorrente a atribuição principal da poluição

sonora: o som emitido por “paredões” (nome regional atribuído a um som

automotivo de potência extremamente elevada), que é um sério problema da

nossa cidade.

A seguir são transcritas algumas respostas que despertaram o

interesse:

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“Poluição sonora é quando uma pessoa liga um carro com som alto, músicas

altas, este som pode deixarmos com problemas na audição, estresse essa

poluição é bastante comum nessa nossa geração” ( aluno 1)

“Prejudica a audição principalmente em crianças, adolescentes, porque quando

for idoso a audição vai ser ruim” (aluno 6)

Apesar de não utilizarem os termos científicos corretos para a

questão da intensidade é interessante notar que existe uma consciência sobre

o problema e isso fica claro quando é expresso “comum a nossa geração” e a

que é um problema cumulativo na fala do aluno 6.

Outra resposta que chamou muita atenção foi a do aluno 3, onde ele

consegue perceber fisicamente o que é o som.

“ eu acho que os batimentos que faz tipo um vento ex: quando um paredão fica

muito alto sai tipo um vento e também as tremedeiras e a irritação no ouvido.

O Aluno 3, apesar de não usar termos científicos teve a percepção

do deslocamento de ar definindo o som como o vento e as vibrações,

produzida por sons graves, como tremedeira.

Unidade 1, questionamento 2

Jogo da identificação: Nessa atividade o professor deverá tocar

alguns sons, sendo que alguns deles sejam ruídos e outros que sejam

músicas. Tanto os ruídos quantos as músicas devem ser tocadas com o

volume baixo depois médio e depois bem elevadas. Em cada situação cada

grupo deverá indicar qual dos sons eles consideram poluição sonora.

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As repostas foram expressas através da tabela abaixo, distribuída

entre todos os alunos, onde sim indica que o aluno acredita ser poluição sonora

e não para indicar que o aluno não acredita ser poluição sonora.

Volume Música Ruído

Intensidade baixa

Intensidade média

Intensidade alta

Tabela 3 - jogo da identificação

Para música tocada com baixa intensidade todos os alunos

responderam que nessa situação não existia poluição sonora, contudo, quando

o ruído foi emitido com uma intensidade bem próxima a esse som 23 alunos

responderam que era uma situação onde existia poluição sonora.

Com a música emitida com volume intermediário apenas 3 alunos

indicaram positivo para a poluição sonora, já com o ruído com uma intensidade

aproximadamente igual todos os 35 alunos indicaram positivo para poluição

sonora.

Quando a música foi emitida com uma intensidade muito elevada 20

dos 35 alunos assinalaram como um evento de poluição sonora e para o ruído

a todos os alunos assinalaram positivo para poluição sonora.

Através da análise das repostas, podemos notar que existe

arraigado, na grande maioria dos alunos, que, além da intensidade, o tipo de

som define o que é ou não poluição sonora. Para vinte e três dos alunos um

som de baixa intensidade, mas desagradável é considerado poluição sonora.

Unidade 2 – questionamento 1

Em grupos de cinco alunos cada, organizados a critério dos

mesmos, sendo mantido o grupo para as demais atividades, responderam as

seguintes perguntas:

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O que é o som? Como o som sai de sua boca e chega ao ouvido do seu

colega?

A seguir são transcritas as repostas elaboradas por cada grupo:

“O som é um tipo de onda eletromagnética emitida por um ou qualquer

aparelho que emite barulho e vai pelo ar pro ouvido” (grupo A)

“são ondas sonoras que movimentam-se pelo espaço, sai pelas cordas vocais

e chega pelas ondas sonoras e chegam na audição” (grupo B)

“Som é algo que você escuta , ou seja, pode ser produzido por a boca, musicas

e etc. e voam da boca para o ouvido do colega.” (grupo C)

“O som são ondas que se propagam no meio ambiente, o som sai da nossa

boca através de vibrações das cordas vocais e chega aos ouvidor

principalmente ao tímpano junto com o ar” ( grupo D)

“São ondas sonoras que saem das cordas vocais , em chegam no ouvido

através dos gases” (grupo E)

Através das respostas elaboradas pelos grupos podemos perceber

que, apesar de não observarmos termos mais científicos, existe um

conhecimento prévio a cerca do som, pois em 4 grupos temos o som entendido

como uma onda , apenas o grupo C não usou o termo onda. E, além disso,

todos os grupos atribuem de certa forma a propagação do som através do ar,

quando utilizam termos como voam, espaço, ar e gases. E com essas

informações fica mais claro como o professor deve agir para intervir e modificar

essas concepções prévias.

Unidade 2 – questionamento 2 – experimentos

Essa atividade teve como objetivo consolidar a atividade

desenvolvida no questionamento 1 da unidade 2, onde os alunos juntamente

com o professor discutiram o conceito de som e sua propagação. Para isso

foram realizados dois experimentos que estão detalhados no manual,

mantendo os mesmos grupos.

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O primeiro experimento, realizado com sucesso por todos os grupos,

consolidou o conhecimento do som como onda capaz de agir sobre a matéria.

Já o segundo experimento, a construção de um telefone de copo,

não foi bem sucedido, algumas pessoas do grupo conseguiram outras não,

contudo todos conseguiram reconhecer que a voz era transmitida através do

barbante de um copo para o outro.

A seguir são transcritas as repostas elaboradas por cada grupo:

“de acordo com todos os objetos que botamos deu pra notar que é um telefone,

quando estamos falando com nosso amigo o som das cordas vocais reflete no

copo descartável passa pelo fio e chega ao outro copo transmitindo vários tipos

de som que transmite com a zuada no copo. (grupo A)

“pra nós isso não serviu, só escuto zuadas e chiados” (grupo B)

“ouvi-se a voz da pessoa que fala porque o som passa pela linha que liga um

copo a outro” (grupo C)

“eu ouvi meu amigo falando e acontece porque as ondas sonoras foram

transmitidas por o barbante com a vibração do copo” (grupo D)

“em algumas pessoas do grupo o trabalho foi de sucesso, pois as ondas foram

transmitidas pelo barbante e quem estava do outro lado dava pra ouvir a fala. O

som foi transmitido pelo barbante.” (grupo E)

Podemos notar que a questão relacionada ao entendimento da

transmissão do som teve um avanço, já que nas respostas do questionamento

1 da unidade dois os grupos atribuíam a propagação do som exclusivamente

ao ar e depois do experimento verificaram que o som também é transmitido

através de outros meios.

Unidade 3 – questionamento 1

Nessa unidade os alunos, mantendo os grupos das atividades

anteriores, elaboraram respostas para três questões no intuito de determinar os

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conhecimentos prévios a respeito das qualidades fisiológicas do som. Tendo

como primeira questão a seguinte:

1ª) Como você consegue diferenciar, através das características do som,

a voz de uma mulher da voz de um homem?

A seguir são transcritas as repostas elaboradas por cada grupo:

“Acho que pelo homem ter a voz mais grossa e a mulher mais fina” (grupo A).

“porque a voz feminina é mais aguda e a masculina é mais grave” (grupo B).

“A voz da mulher é mais fina e a do homem é mais grossa” (grupo C).

“A voz das mulheres é mais sensível, mais aguda” (grupo D).

“A voz da mulher é aguda e a do homem é mais grossa.” (grupo E).

Como podemos perceber, todos os grupos utilizam a diferenciação

entre grave e agudo, contudo os grupos A e D utilizam o termo grosso para

grave e fina para agudo. Essas respostas juntamente com as respostas da

unidade 1 – questionamento 1, tornam evidente que o que os alunos entendem

por altura do som está relacionado à intensidade (volume) do som e não a sua

frequência. Em relação à frequência eles não dividem o som em alto e baixo, e

sim em grave (grosso) e agudo (fino), o que não está errado. Fisicamente

falando, ocorre uma mistura no conceito de intensidade e altura. Essa questão

é extremamente esclarecedora e pode nortear o trabalho do docente facilitando

a utilização dos aplicativos sugeridos no manual.

Unidade 3 – questionamento 2

2ª) Como você pode diferenciar, através de características sonoras, uma

conversa com um amigo e o som de um “paredão” ligado no máximo

volume?

A seguir são transcritas as repostas elaboradas por cada grupo:

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“o som do paredão é mais alto” (grupo A)

“uma conversa entre amigos normalmente conversa-se em baixo tom e o som

do paredão tem um tom altíssimo” (grupo B)

“As conversas são mais baixas mas quando estamos na balada com o paredão

ligado a conversa tem um tom mais alto” (grupo C)

“a conversa entre dois amigos tem o tom mais baixo e o som do paredão emite

vários tons diferentes” (grupo D)

“O som de uma conversa com um amigo é mais baixa e calma que o som de

um paredão” (grupo E)

As repostas a esse questionamento vêm a corroborar a utilização

incorreta dos conceitos acústicos de intensidade e altura. Nas respostas dos

grupos B, C e D podemos observar a utilização da palavra tom para indicar

intensidade, enquanto que a esse termo é utilizado para indicar a altura de um

som.

Unidade 3 – questionamento 3

Você consegue diferenciar o som de um violão do som de um violino,

ambos emitindo a mesma nota musical e o mesmo volume? Se sim, diga

como você consegue realizar isso.

A seguir são transcritas as repostas elaboradas por cada grupo:

“ A violão emite um som mais grave o violino mais agudo” (grupo A)

”Sim pois mesmo tocando a mesma nota o som de ambos é diferente” (grupo

B)

”O som do violão, as cordas são mais grossas e são agitadas. O som do violino

´´e um som calmo,e fino com cordas simples.” (grupo C)

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“Sim, pois a vibração das cordas do violino possuem o som mais agudo do que

a do violão” (grupo D)

“Sim, porque o som do violino é mais agudo e afinado e o violão é mais grave”

(grupo E)

Segundo o que é observado acima, todos os grupos conseguem

diferenciar o som, mas quatro deles remetem simplesmente à questão de

grosso, fino, grave e agudo, não demonstrando nenhum conhecimento sobre a

característica fisiológica do som chamada timbre, que nos permite diferenciar

sons de mesma intensidade e frequência emitidos por fontes diferentes.

Unidade 4 – Utilização de aplicativos para smartphones

De fato, a partir das respostas dos questionamentos, durante a

aplicação, fica claro que os alunos têm conhecimentos empíricos deturpados,

no que diz respeito às qualidades fisiológicas do som. A seleção dos aplicativos

para smartphone, descrita no manual, foi realizada no intuito de facilitar a

apresentação desses conceitos físicos pelo professor e melhorar o

entendimento dos mesmos por parte do aluno.

Segundo o professor aplicador, ao usar o aplicativo TRUE TONE,

todos os alunos afirmaram entender o que é a altura do som e que esta

depende da frequência e não do volume, e que existe outra característica

chamada intensidade, que representa o volume do som, e que é medida pelo

decibelímetro, apresentado a eles através do aplicativo SOUND METER.

Contudo o professor relatou que ao explanar sobre timbre e simular

os sons de diferentes instrumentos com o aplicativo PERFECT PIANO, alguns

alunos não conseguiram compreender o que representava o timbre e ele teve

que buscar outros métodos, que não relatou, para isso.

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Unidade 5 – Avaliação final

Nessa unidade os alunos apresentaram os seminários que foram

delegados na atividade 4.

Segundo o professor, o seminário foi extremamente produtivo, com o

engajamento quase que total dos alunos, avaliando assim de forma bastante

positiva as atividades desenvolvidas durante todo o processo de aplicação do

manual.

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CAPÍTULO - 8 Resultados e discussões

8.1 Questionário de opinião

No intuito de termos uma ideia da eficácia do manual, no auxílio da

abordagem do conteúdo, bem como no despertar da curiosidade e motivação

dos alunos, foi aplicado ao término das atividades um questionário de opinião

para vinte e sete dos trinta e cinco discentes envolvidos nas atividades.

Esse questionário, que se encontra no apêndice B desse trabalho, é

composto de quatro questões discursivas e seis questões fechadas nas quais

os alunos podiam atribuir um conceito para cada indagação que variava de

uma nota mínima um a uma nota máxima cinco. A seguir apresentamos os

questionamentos e os resultados obtidos a partir dos mesmos. Os

questionamentos 2, 3, 4 e 5 não foram respondidos por a maioria dos alunos e

os que responderam o fizeram de forma a impossibilitar qualquer tipo de

interpretação.

Questionamento 1

Do seu ponto de vista, a forma como o conteúdo sobre as qualidades

fisiológicas do som (frequência, intensidade e timbre) foram abordadas,

tomando como base a poluição sonora, ajudaram o seu aprendizado?

Como?

Quando questionados sobre a forma de abordagem do conteúdo,

qualidades fisiológicas do som, correlacionadas a um problema local que é a

poluição sonora e como isso facilitou ou enriqueceu seu aprendizado

obtivemos respostas bastante positivas, onde 92,59% dos alunos responderam

que a forma de abordagem contribuiu para sua aprendizagem.

Desse total 40,74% atribuíram essa facilitação ao despertar de um

novo posicionamento em relação à poluição sonora, ou seja, o fato de poder

entender a física atrelada a uma situação do seu cotidiano tornou o conteúdo

mais palpável.

Um percentual considerável dos alunos, 33,33%, responderam que a

abordagem trouxe novos conhecimentos logo, podemos notar que esses

alunos não tinham conhecimento prévio que pudesse realizar essa correlação

entre as qualidades fisiológicas do som e a poluição sonora, bem como as

próprias definições de timbre, intensidade e frequência.

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14,81%

0,00%

7,41%

3,70%

22,22%

51,85%

NÃO OPINARAM

CONCEITO 1

CONCEITO 2

CONCEITO 3

CONCEITO 4

CONCEITO 5

Os 18,52% restantes afirmaram que a forma com que o conteúdo foi

desenvolvido propiciou aos mesmos a capacidade de diferenciar as grandezas

físicas envolvidas, timbre, intensidade e frequência.

E 7,41% dos alunos não opinaram, conforme mostra o gráfico

abaixo.

Gráfico 3 Distribuição percentual das respostas dos estudantes sobre a contribuição da forma de abordagem para a facilitação do entendimento.

Nos questionamentos de 6 a 10 os alunos atribuíram uma nota que

variava de 1 a 5 para afirmações realizadas sobre as atividades desenvolvidas

durante a aplicação do manual.

Na afirmação 6 (a importância das realizações das atividades) os

alunos são indagados sobre a importância da realização das atividades, para

qual temos no gráfico abaixo a distribuição percentual em função do conceito

atribuído pelos alunos.

NÃO OPINARAM 7,41% NÃO

CONTRIBUIU PARA O

APRENDIZADO 0,00%

CONTRIBUIU COM UM NOVO

CONHECIMENTO 33,33%

NOVO POSICIONAMENTO

SOBRE A POLUIÇÃO SONORA

40,74%

DIFERENCIAR AS GRANDEZAS

FÍSICAS 18,52%

Gráfico 4 Distribuição percentual das respostas dadas pelos estudantes sobre a importância das atividades realizadas.

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14,81%

0,00%

0,00%

7,41%

11,11%

66,67%

NÃO OPINARAM

CONCEITO 1

CONCEITO 2

CONCEITO 3

CONCEITO 4

CONCEITO 5

No gráfico acima podemos observar que 51,85% dos alunos deram

conceito 5, que é a nota máxima ao julgar a relevância das atividades

desenvolvidas e 22,22% atribuíram conceito 4, o que é um excelente indicativo.

Contudo tivemos 14,81% dos alunos que não opinaram.

Já na afirmação 7 (contribuição das atividades para seu

aprendizado), temos os estudantes atribuindo um conceito para a o quanto as

atividades foram válidas para seu aprendizado. O gráfico abaixo mostra a

distribuição dos conceitos avaliados pelos alunos.

Como podemos notar no gráfico acima, 66,67% dos estudantes

consideraram as atividades desenvolvidas muito relevantes para seu

aprendizado, atribuindo nota 5 para essa afirmação, e novamente observamos

14,81% dos alunos não opinando.

O gráfico a seguir traz a distribuição percentual das respostas dos

estudantes para o questionamento 8 (quanto essas atividades trouxeram

motivação para seus estudos?), quando os alunos foram questionados quanto

a motivação propiciada aos seus estudos palas atividades desenvolvidas

durante a aplicação do manual.

Gráfico 5 Distribuição percentual das respostas dadas pelos estudantes sobre a contribuição das atividades para o seu aprendizado

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14,81%

3,70%

7,41%

22,22%

11,11%

40,74%

NÃO OPINARAM

CONCEITO 1

CONCEITO 2

CONCEITO 3

CONCEITO 4

CONCEITO 5

18,52%

0,00%

3,70%

7,41%

29,63%

40,74%

NÃOOPINARAM

CONCEITO 1

CONCEITO 2

CONCEITO 3

CONCEITO 4

CONCEITO 5

Com o gráfico acima podemos perceber que a aplicação do material

foi bem sucedida, com respeito à motivação dos alunos, com 51,85% dos

estudantes dando conceitos quatro e cinco para esse quesito. Isso foi bastante

significativo, pois, um dos principais pontos de uma atividade baseada em uma

abordagem CTS é, com certeza, propiciar interesse no estudo da ciência

utilizando para isso um problema real.

O questionamento 9, provoca os alunos a realizarem uma auto

avaliação sobre o aprendizado do conteúdo com o seguinte questionamento:

Qual o grau de aprendizagem dos conteúdos você adquiriu com essa

abordagem dos conteúdos?

A resposta dos alunos é apresentada percentualmente no gráfico

abaixo.

Gráfico 6 Distribuição percentual das respostas dadas pelos estudantes sobre a motivação propiciada pelas atividades desenvolvidas.

Gráfico 7 Distribuição percentual das respostas dadas pelos estudantes sobre o grau de aprendizagem adquirida através da abordagem do conteúdo desenvolvido.

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7,41%

0,00%

0,00%

3,70%

22,22%

66,67%

NÃO OPINARAM

CONCEITO 1

CONCEITO 2

CONCEITO 3

CONCEITO 4

CONCEITO 5

O gráfico, assim como o do questionamento 8 (quanto essas

atividades trouxeram motivação para seus estudos?), é bastante positivo com a

grande maioria dos estudantes, 70,37% dos estudantes, atribuindo conceito

quatro e cinco para o aprendizado adquirido durante o processo de realização

das atividades.

O questionamento 10 (que nota você atribui para a utilização dos

aplicativos para smartphones?), busca o posicionamento dos alunos em

relação à utilização dos aplicativos para smartphones durante a aplicação do

manual. A distribuição percentual dos conceitos atribuídos pelos alunos

encontra-se no gráfico abaixo.

O gráfico acima, sem dúvida, nos mostra a importância da utilização

de novas tecnologias como ferramenta facilitadora no processo de ensino

aprendizagem, onde temos 88,89% dos alunos atribuindo conceitos quatro e

cinco para a importância do uso dos aplicativos durante o desenvolvimento das

atividades.

Com esse gráfico é notório o interesse despertado nos estudantes

devido à utilização de uma tecnologia tão presente no seu cotidiano, o que nos

leva a perceber que mesmo os aplicativos não possuindo uma precisão

científica, traz ao estudante uma motivação por vezes perdida.

O questionamento 11 (o quanto as atividades experimentais

(telefone de copos e visualização do som) contribuíram para o seu

entendimento sobre o som?), busca a opinião dos discentes sobre as

Gráfico 8 Distribuição percentual das respostas dadas pelos estudantes sobre a utilização de aplicativos para smartphones.

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3,70%

7,41%

3,70%

7,41%

25,93%

51,85%

NÃO OPINARAM

CONCEITO 1

CONCEITO 2

CONCEITO 3

CONCEITO 4

CONCEITO 5

atividades experimentais desenvolvidas. As respostas dos estudantes estão

expostas no gráfico abaixo.

Com esse questionamento verificamos que, mesmo com a utilização

de novas tecnologias, as atividades experimentais são de uma importância

ímpar para o desenvolvimento e fixação dos conhecimentos científicos pelos

estudantes. O gráfico acima expressa essa realidade com 77,78% dos

discentes atribuindo conceito quatro e cinco para a contribuição dos

experimentos desenvolvidos em relação ao seu entendimento sobre o som.

Gráfico 9 Distribuição percentual das respostas dadas pelos estudantes com relação ao quanto as atividades experimentais contribuíram para seu entendimento sobre o som.

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CAPÍTULO 9 - Conclusões

A escolha da escola a ser aplicado o projeto é o primeiro ponto a se

destacar no desenvolvimento da pesquisa, uma vez que essa não foi uma

decisão espontânea.

Após a decisão de trabalhar com o 8º ano do ensino fundamental

buscou-se uma escola da rede pública para aplicação do trabalho, contudo, foi

verificado que em nenhuma escola da rede pública (municipal ou estadual), da

cidade de Picos era trabalhada a disciplina de física, seja incorporada na

disciplina de ciências ou como uma disciplina individual no currículo, mesmo

fazendo parte do conteúdo programático dessa séria na maioria das escolas.

Com isso, a solução foi optar por desenvolver a atividade na rede

privada de ensino, onde a física era trabalhada individualmente na série em

questão.

A partir dessa opção surgiu à primeira dificuldade na condução da

pesquisa, o regimento interno da escola escolhida proibia o uso de

smartphones e tablets nas dependências da escola, como mencionado no

capítulo 4. Para obter a permissão em caráter especial teve-se que apresentar

em uma reunião as vantagens da utilização de novas tecnologias para o

ensino. Essa proibição mostra o quanto à escola ainda, em alguns aspectos,

resiste a uma reformulação na maneira de se desenvolver o ensino.

Porém, de uma das maiores dificuldades surgiu um dos maiores

frutos da intervenção, que foi o despertar da instituição de ensino para a

questão da aplicação de novas ferramentas tecnológicas no processo de

ensino-aprendizado. A instituição se comprometeu em rever o regimento após

o desenvolvimento do projeto, em vista da repercussão positiva entre os

alunos.

A opção por delegar a aplicação do material a outro professor

mostrou-se bastante positiva, pois dessa maneira, foi possível visualizar os

pontos fortes e as falhas no manual desenvolvido.

Através do relato do professor aplicador pode-se notar diversas

vezes que a principal dificuldade enfrentada durante a aplicação do manual foi

a grande quantidade de alunos em sala, tornando o acompanhamento das

atividades bastante complexo. E como ponto de maior destaque o professor

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citou o deslumbre dos alunos ao trabalhar com os aplicativos, segundo ele,

vários alunos o procuraram para elogiar a aula e pedir que usasse mais vezes

o recurso.

Além disso, o professor frisou como pontos positivos:

A participação da turma nas atividades, que no geral discutiram,

interagiram e desenvolveram as tarefas de maneira extremamente

satisfatória.

A facilidade de compreensão do manual didático.

A aplicação dos conceitos físicos na realidade dos alunos, e sua

utilização para o entendimento de um problema real de sua

cidade.

A relevância dada à questão social e ambiental, no momento que

os alunos pesquisaram as leis ambientais do município.

O quanto os questionamentos realizados no manual sobre a

diferença entre timbre, frequência e intensidade, tornam claro o

grau de conhecimento dos alunos a respeito do assunto, bem

como os pontos onde existe a maior deficiência nesse

entendimento.

E o despertar nos discentes para utilização do uso das tecnologias

também como auxílio para o aprendizado.

E como pontos negativos:

A dificuldade em realizar a avaliação das atividades desenvolvidas,

devido o grande número de alunos.

O tempo de 50 minutos semanais disponibilizados pela escola para

cada atividade.

A incompatibilidade do calendário da escola com o

desenvolvimento do trabalho.

Com relação aos resultados a maior dificuldade enfrentada, que

gerou uma lacuna no trabalho, ocorreu na análise do questionário de opinião,

pois a maioria dos alunos não responderam os questionamentos 2, 3, 4 e 5, e

mesmo os que responderam o fizeram de maneira a impossibilitar qualquer tipo

de análise. Segundo o professor aplicador, os alunos não demonstraram o

mesmo interesse em responder o questionário, que demonstraram no decorrer

das atividades.

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Com isso pode-se notar que o ensino realmente precisa se adequar

a realidade tecnológica vivenciada pelos discentes, mas tal adequação

demanda uma mudança de postura, não somente no professor, mas também

nas instituições de que devem criar um ambiente favorável, disponibilizando

materiais adequados e meios para que isso ocorra. Dessa forma teremos mais

e mais alunos com um pensamento mais crítico, deixando de ver a física

exclusivamente como a resolução matemática de exercícios, de maneira

mecânica.

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Apêndice A Manual Didático

UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO – UNIVASF

PÓS GRADUAÇÃO EM ENSINO DE FÍSICA MESTRADO NACIONAL PROFISSIONAL ENSINO DE FÍSICA – MNPEF

A POLUIÇÃO SONORA E AS PROPRIEDADES FISIOLÓGICAS DO SOM:

UMA ABORDAGEM CTS PARA O 8° ANO DO ENSINO FUNDAMENTAL

Nome:Ramon Marques de Carvalho

Juazeiro-BA Julho de 2016.

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61

UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO – UNIVASF PÓS GRADUAÇÃO EM ENSINO DE FÍSICA

MESTRADO NACIONAL PROFISSIONAL ENSINO DE FÍSICA – MNPEF

A POLUIÇÃO SONORA E AS PROPRIEDADES FISIOLÓGICAS DO SOM:

UMA ABORDAGEM CTS PARA O 8° ANO DO ENSINO FUNDAMENTAL

Juazeiro - BA Agosto de 2015.

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Orientações para o professor Esse material contém uma proposta metodológica desenvolvida na

forma de uma sequência didática, que busca nortear o desenvolvimento do

trabalho do professor em sala de aula. As atividades propostas devem ser

desenvolvidas e adaptadas segundo a realidade de cada professor, de cada

escola. Esse material não visa engessar o processo de ensino aprendizagem,

visa apenas mostrar uma possibilidade adaptável de abordar a física segundo

um enfoque CTS.

Logo, foram desenvolvidas pontos sobre o ensino de Física,

envolvidos no estudo da Acústica, que são as propriedades fisiológicas do som:

intensidade, altura e timbre. Propomos também algumas possíveis situações

de diálogo entre professor e aluno, visando o desenvolvimento das atividades.

Esse material foi desenvolvido visando alunos que nunca tiveram contato com

esses conceitos físicos.

É importante que o professor faça o download de todos os

aplicativos propostos e que se familiarize com as suas utilizações antes do

início das atividades propostas. Estão disponíveis nos boxes algumas

possíveis falas dos alunos, as fisicamente corretas ou mais corretas estarão

em itálico.

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Unidade 1 : Refletindo sobre a poluição sonora

A primeira unidade tem como finalidade a contextualização e

problematização do tema. Não é objetivo que os alunos, ao fim da unidade,

saibam os conceitos físicos envolvidos e que sejam capazes de argumentar

tecnicamente em uma discursão sobre o assunto. Esse primeiro momento é

baseado exclusivamente em concepções prévias dos alunos onde, a grande

maioria, vem do senso comum.

Sugerimos iniciar a unidade com uma pergunta que remete a um

problema bem comum a toda sociedade e que está tão presente no cotidiano

dos alunos: a poluição sonora. Para isso a turma deverá se organizar em

grupos de cinco alunos, que irão desenvolver as atividades propostas.

1.1-O professor fará a seguinte pergunta: O que vocês sabem sobre poluição

sonora?

1.1.2-Objetivos: Discutir a questão, dando ênfase à importância do

conhecimento científico para o entendimento de problemas sociais.

1.1.3-Etapas para solução do problema

A partir das repostas dadas pelos alunos o professor deverá discutir

essas respostas a fim de chegar a uma reposta mais completa. Lembrando que

o objetivo aqui ainda não é que os alunos tenham uma concepção completa e

fisicamente completa sobre o assunto, pois isso é o resultado do processo

completo.

1.2-Jogo da identificação

Nessa atividade o professor deverá tocar alguns sons, uns ruídos e

outras músicas. Tanto os ruídos quantos as músicas devem ser tocadas com o

volume baixo depois médio e depois bem elevadas. Em cada situação o aluno,

individualmente, deverá indicar qual dos sons eles consideram poluição sonora.

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Volume Música Ruído

Intensidade baixa

Intensidade média

Intensidade alta

1.2.1-Objetivo do jogo: Diferenciar ruído de poluição sonora

1.2.2 Recomendamos que ao fim dessa unidade o professor feche a aula com

o esclarecimento entre os conceitos de ruído e poluição sonora.

Poluição sonora danos causados por sons emitidos com uma intensidade

superior a que é considerada segura para o ser humano.

Ruído

Definição Subjetiva: Ruído é todo som que provoque uma sensação

desagradável

Definição Física: Ruído é todo fenômeno acústico não periódico, sem

componentes harmônicos definidos.

Unidade 2 : Definição de som

Essa unidade dá continuidade a unidade anterior visando a

modificação de conceitos prévios dos alunos em busca de uma estruturação de

conhecimentos que possam enriquecer a argumentação a respeito do tema

gerador. Aqui vamos introduzir o conceito de onda sonora através de

experimentos retirados da internet.

2.1- Problematização: na unidade anterior foi iniciado o estudo sobre o

problema da poluição sonora. Mas, o que é mesmo o som?

2.1.2-Objetivo: entender o som como um tipo específico de onda, e como esse

se propaga, mostrando que o entendimento desse conceito físico é essencial

para o entendimento do problema da poluição sonora.

2.2- Em grupos de cinco alunos cada, deverão responder a seguintes

perguntas: O que é o som? Como o som sai de sua boca e chega ao ouvido do

seu colega?

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2.2.1-Após a exposição das respostas por cada grupo o professor deve definir

o conceito de onda sonora.

Ondas sonoras são ondas mecânicas, pois somente se propagam através de

um meio material, que naturalmente, são captadas e processadas por

nosso sistema auditivo. Que se origina a partir de vibrações do ar que são

captadas pelo tímpano.

2.3.1-Experimento: Observando as ondas sonoras. Objetivo: visualizar as

ondas sonoras agindo sobre a matéria.

MATERIAL

1. Papel filme

2. Elástico

3. Uma vasilha ou lata

4. Açucar

Coloca-se um papel filme na tampa de uma vasilha ou lata média e fixa-se com

elásticos, em seguida coloca-se próximo a uma caixa grande de som, e

programa-se para tocar um som que o predomínio seja grave. Ai então pode-se

observar as ondas sonoras, por meio da energia cinética dos grãos de açúcar.

(agito dos grãos).

2.3.2 Experimento: Telefone de copo. Objetivo: mostrar a propagação do som

através da matéria.

MATERIAL

1. Dois copos descartáveis

2. Barbante

3. Dois clipes

4. Lápis

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COMO FAZER (Texto retirado de http://cmais.com.br/x-tudo/experiencia/07/telefone.htm

1. Faça um furo com o lápis no fundo do copo.

2. Passe a ponta do barbante pelo fundo do copo e, na sequência, amarre o

clipe na ponta do barbante que está dentro do copo.

3. Repita todo o procedimento na outra ponta do barbante.

4. Chame um amigo, peça para ele colocar um dos copos no ouvido e depois

estique o barbante e comece a falar do outro lado.

O QUE ACONTECE

Sua voz passa pelo barbante, dando para falar como se fosse um telefone.

POR QUE ACONTECE?

Porque quando falamos o ar vibra, fazendo o fundo do copo também vibrar.

Essas vibrações são transmitidas pelo barbante até chegar no fundo do outro

copo, que provoca uma vibração do ar ao seu redor, isso produz o som que

escutamos. Para transmitir essas vibrações o barbante precisa ficar bem

esticado.

Unidade 3 : Propriedades fisiológicas do som

Nesta unidade estudaremos as propriedades fisiológicas do som,

altura, timbre e intensidade. Para isso utilizaremos um questionário para

verificar os conhecimentos prévios dos alunos, e assim verificar os pontos mais

incompatíveis com a teoria científica. Além disso, faremos a diferenciação das

propriedades fisiológicas utilizando aplicativos gratuitos para smartphones.

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3.1 Aplicação do questionário

3.1.1-Objetivo: Verificar o conhecimento dos alunos a respeito das qualidades

fisiológicas do som.

3.1.2-Questões: As questões devem ser respondidas em grupos de cinco

alunos.

1ª) Como você consegue diferenciar, através das caraterísticas do som, a

voz de uma mulher da voz de um homem? resposta: A voz do homem é

mais grave, ou seja, mais baixa que a vos da mulher. A altura do som diz

respeito a sua frequência e não ao seu volume. Um som alto é um som de

frequência elevada e um som baixo é um som com frequência reduzida.

2ª) Como você pode diferenciar, através de caraterísticas sonoras, uma

conversa com um amigo e o som de um “paredão” ligado no máximo

volume? Resposta: Nesse caso a diferença está na intensidade do som, no

volume. O som do “paredão” é mais intenso que o som da voz de uma pessoa.

3ª) Você consegue diferenciar o som de um violão do som de um violino,

ambos emitindo a mesma nota musical e o mesmo volume? Se sim, diga

como você consegue realizar isso. Resposta: a diferenciação de sons de

mesma intensidade e frequência emitidos por fontes diferentes é realizada

através do timbre.

3.2-Utilização de aplicativos para smartphone

3.2.1-Objetivo: Utilizar aplicativos gratuitos para smartphones, com o sistema

androide, para diferenciar e entender as qualidades fisiológicas do som.

3.2.2-Os aplicativos abaixo listados estão disponíveis gratuitamente no play

store.

TRUE TONE – Com esse aplicativo podemos gerar frequências que vão

de 10 hz a 20000hz, podendo assim emitir sons que vão da faixa dos

infra a faixa dos ultrassons.

DECIBELÍMETRO: SOUND METER – Com esse aplicativo podemos

medir a intensidade sonora de sons que vão de 0 a 120 dB. Ainda

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podemos optar pela interface que mostra um gráfico da intensidade

registrada ou valores comparativos para que tenhamos ao relativo ao

nosso cotidiano, podendo ainda fotografar e salvar a tela no instante

das medidas.

PERFECT PIANO – Esse aplicativo é um simulador de piano, com ele

podemos simular alguns tipos de pianos e órgãos. Nele as teclas estão

marcadas por letras logo, o professor não precisa ser músico, para emitir

a mesma nota musical com instrumentos diferentes.

3.2.3- Utilizando os aplicativos

Com o aplicativo TRUE TONE e o smartphone conectado a uma

caixa de som, podemos mostrar aos alunos que os sons, mesmo sem

alterarmos os volumes, podem ser audíveis ou não, dependendo de sua

frequência. Depois podemos diferenciar sons altos(agudos) de sons

baixos(graves). Com o auxílio do mesmo aparato, utilizado no experimento

para visualização do som, podemos mostrar como o sons de diferentes

frequências atuam sobre a matéria.

O aplicativo DECIBELÍMETRO: SOUND METER será apresentado

aos alunos e o professor deve realizar algumas demonstrações de medida da

intensidade sonora, pois na unidade seguinte alguns alunos deverão realizar

algumas medidas de intensidade sonora em campo. Durante as

demonstrações deve ficar claro para o aluno que o volume não está

relacionado a altura e sim a intensidade do som.

Já para utilização do PERFECT PIANO, devemos conectar o

smartphone a uma caixa de som, e emitir a mesma nota musical, com a

mesma altura e volume, mudando o instrumento, e pedindo aos alunos para

perceber a diferença entre os sons, o que tornará evidente a noção de timbre.

3.2.4-Conceitos físicos envolvidos no estudo das qualidades fisiológicas do

som

Timbre - É a característica sonora que nos permite diferenciar sons de mesma

altura e intensidade emitidos por fontes diferentes. É através do timbre que

conseguimos diferenciar, por exemplo, o som emitido por uma guitarra do som

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de um violino, quando ambos emitem sons com a mesma frequência e

intensidade.

Intensidade - A intensidade do som é a quantidade de energia transportada

em um movimento ondulatório, ou seja, a quantidade de energia que a onda

consegue transporta. Ela é representada pela característica da onda chamada

de amplitude. A intensidade sonora medida em decibels é definida como Nível

de Intensidade Sonora (NIS).

Frequência – É a representação do número de ciclos realizados por unidade

de tempo em um movimento periódico.

Para uma onda sonora em propagação, é o número de comprimentos de

ondas executados por unidade de tempo decorrido. O nosso ouvido é capaz de

captar sons de 20 a 20.000 Hz. Os sons com menos de 20 Hz são chamados

de infra-sons e os sons com mais de 20.000 Hz são chamados de ultra-sons.

Esta faixa de frequências entre 20 e 20kHz é definida como faixa audível de

frequências.

Unidade 4 : Atividade de pesquisa

Nessa unidade exploraremos as recomendações dos órgãos de

saúde com relação à intensidade sonora, as consequências da exposição à

poluição sonora, a legislação que controla o assunto e o monitoramento da

emissão sonora de alguns pontos da cidade.

4.1-Objetivos: Informar o aluno em relação ao tamanho do problema gerado

pela poluição sonora, bem como as leis que o protegem e os níveis seguros

para exposição a essa poluição.

4.2- Desenvolvimento da atividade

O professor deverá dividir a turma em três grupos e delegar as

seguintes funções:

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Grupo 1 – Deverá realizar uma pesquisa junto aos órgãos de saúde

nacionais e internacionais sobre os danos a saúde e os limites

saudáveis para a exposição a poluição sonora.

Grupo 2 – Deverá pesquisar as leis que regulamentam a emissão

sonora no seu município, já que essa é uma lei municipal, e fazer uma

pesquisa junto ao órgão responsável (secretária de meio ambiente),

para obter as medidas que são tomadas para garantir o cumprimento da

lei.

Grupo 3 – Utilizando o aplicativo DECIBELÍMETRO: SOUND METER

deverá medir e registrar, através das fotografias das telas, a intensidade

sonora em diversos pontos da cidade como próximo a suas casas, no

centro da cidade, em supermercados, em restaurantes e na escola em

locais como a biblioteca e no pátio no momento do recreio.

Unidade 5 : Avaliação final

Os alunos deverão apresentar, na forma de um seminário, os

resultados obtidos na unidade 4.

5.1-objetivos: Desenvolver a autonomia do aluno e sua capacidade de

desenvolvimento de ideias, bem como promover a interação e a discussão

dos temas abordados, mostrando assim a relação dos conceitos físicos com

problemas de nosso cotidiano.

5.3 Fechamento da atividade

Os alunos serão avaliados ao longo de todas as etapas das

atividades. O professor deve levar em conta tanto a participação quanto o

comprometimento durante o desenvolvimento de toda a atividade. Além

disso, deve estar atento aos conceitos físicos na argumentação dos

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estudantes, de forma que esses conceitos estejam corretamente

apresentados e se há coerência no processo argumentativo.

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Apêndice B Questionário de opinião

Questionário de opinião

1- Do seu ponto de vista, a forma como o conteúdo sobre as qualidades fisiológicas do

som (frequência , intensidade e timbre) foram abordadas, tomando como base a

poluição sonora, ajudaram o seu aprendizado? Como?

2- Descreva o que você achou bom e o que você achou ruim, para a sua aprendizagem,

nessas atividades.

3- Você considera o que foi estudado importante? Isso pode melhorar seu papel como

cidadão? Como?

4- Depois do que foi visto, você tem consciência e saberia se posicionar com relação ao

problema da poluição sonora? As atividades foram importantes pra isso?

5- Qual a sua opinião com relação ao uso dos aplicativos para smartphone ? eles

contribuíram para sua aprendizagem?

AFIRMAÇÃO NOTA ATRIBUIDA

6. A importância das realizações

das atividades.

1 2 3 4 5

7. Contribuição das atividades

para seu aprendizado.

1 2 3 4 5

8.Quanto essas atividades

trouxeram motivação para seus

estudos?

1 2 3 4 5

9.Qual o grau de aprendizagem

dos conteúdos você adquiriu com

essa abordagem do conteúdos?

1 2 3 4 5

10.Que nota você atribui para a

utilização dos aplicativos para

smartphones?

1 2 3 4 5

11. O quanto as atividades

experimentais ( telefone de

copos e visualização do som)

contribuíram para o seu

entendimento sobre o som?

1 2 3 4 5

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