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A ORIGEM E A IMPORTÂNCIA DAS MEDIDAS NO ENSINO DE
FÍSICA PARA O ENSINO MÉDIO: UMA ABORDAGEM PIBIDIANA
André Luiz de Souza, [email protected]. INSTITUTO FEDERAL DE MINAS
GERAIS - CAMPUS OURO PRETO Rua Pandiá Calógeras, 898 - Bauxita - Ouro Preto - MG –
Brasil.
Paulo Pires, [email protected]. INSTITUTO FEDERAL DE MINAS GERAIS CAMPUS OURO PRETO .Rua Pandiá Calógeras, 898 - Bauxita - Ouro Preto - MG - Brasil
Marcus Duarte Vinícius, [email protected]. INSTITUTO FEDERAL DE MINAS
GERAIS - CAMPUS OURO PRETO. Rua Pandiá Calógeras, 898 - Bauxita - Ouro Preto - MG Brasil
Marcelo de Ávila Melo, [email protected]. Escola Estadual Ouro Preto.
Gislayne Elisana Gonçalves, [email protected]. INSTITUTO
FEDERAL DE MINAS GERAIS - CAMPUS OURO PRETO Rua Pandiá Calógeras, 898 Bauxita - Ouro Preto - MG - Brasil
Resumo:
O ato de medir, o qual nada mais é que a associação de números e unidades às propriedades
físicas dos corpos e da natureza é de fundamental importância para diversas ciências exatas,
tais como a Física. Assim, a compreensão do conceito de medir, fazer hipótese e testar
constitui algumas das habilidades e competências listadas nos Parâmetros Curriculares
Nacionais para o Ensino Médio ou PCNEM indicadas para serem desenvolvidas com os
alunos de Física no ensino médio e que também constitui o objetivo central deste trabalho.
Portanto, neste contexto, este trabalho visa abordar a origem e a importância das medidas no
Ensino de Física para Ensino Médio, além de desenvolver a habilidade de medição, através
de um conjunto de atividades diversas. Pode-se citar como exemplo dessas atividades,
aquelas que envolvem medidas manuais, com ordens de grandeza, notação científica,
algarismos significativos e erros, simulações e vídeos-aula, com o objetivo de fazer com que
professores e alunos se sintam a vontade em trocar informações a cerca do tema tratado.
Para tanto, a teoria sócio-interacionista de Vygotsky, constitui o referencial teórico para o
desenvolvimento deste trabalho. As atividades propostas foram aplicadas e implementadas
em situações de sala de aula para alunos de primeira série do Ensino Médio da Escola
Estadual Ouro Preto. Espera-se que, com a realização das atividades propostas, haja um
aumento de interesse por parte dos alunos pela maior compreensão/entendimento dos
conceitos de física, de medição, das definições associadas, das relações matemáticas
existentes entre as grandezas físicas trabalhadas.
Palavras-chave: medição, grandezas físicas, práticas experimentais
1
INTRODUÇÃO
As medidas surgiram com a necessidade de fazer comparações, isto há muitos anos antes
de Cristo. As unidades primitivas tomavam como padrão o palmo, o braço, os pés, partes do
corpo humano, depois apareceram os instrumentos de medidas como, as balanças, as réguas e
outros, porém sem um padrão internacionalmente aceito para a definição destas unidades. A
criação, em 1960, do sistema internacional de unidades, que estabelece um padrão de
unidades de medidas para as mais diversas grandezas foi fundamental para a unificação dos
comunicados científicos. Neste cenário, acredita-se que fazer com que os alunos possam
mergulhar na história da evolução instrumental e metrológica e saber da importância das
medidas para o desenvolvimento da humanidade fará com que o aluno entenda a ciência como
uma construção humana e entenda a maneira como esta se desenvolve. As medidas fazem
parte da vida cotidiana, estão na reforma da casa, nas compras do supermercado, na ida a
escola. Têm presença garantida nos laboratórios de pesquisa e nas indústrias, e são usadas nas
transações comerciais entre os países. Você já não consegue mais conceber o mundo sem
considerá-las; basta pensar nos metros, quilos e litros que permeiam as suas atividades mais
corriqueiras. Assim, os alunos chegam à escola trazendo em sua bagagem vários
conhecimentos metrológicos, que construíram fora do ambiente escolar convencional e os
utilizam na explicação dos processos de medições que observam no seu dia-a-dia, sendo estes
processos muitas vezes diferentes daqueles elaborados pela Física. No entanto com o
desenvolvimento deste projeto procurou-se, fazer com que o aluno se torne parte do processo
de construção do conhecimento, construindo os seus próprios instrumentos de medidas, até
mesmo conhecendo aqueles mais complexos e utilizando-o de forma criativa no seu dia-a-dia.
Para Apple (1982), em seu livro “Ideologia e currículo”, a ciência que é ensinada nas
escolas, sustenta uma imagem idealizada e distante da realidade do trabalho dos cientistas,
omitindo antagonismos, conflitos e lutas que são travadas por grupos responsáveis pelo
progresso científico. A consequência disso é a construção de uma visão ingênua de uma
ciência altruísta, desinteressada e produzida por indivíduos igualmente portadores destas
qualidades (Leal e Selles, 1997). De fato o homem começou a refletir como medir as
grandezas desde a antiguidade. Ele observava os fenômenos da natureza e verificava o grau de
repetição entre elas e tentava, por exemplo, medir o comprimento dos objetos comparando
com partes do corpo. Neste sentido hoje os professores apenas se preocupam em matematizar
o ensino, fazendo com que os alunos apenas decorem as fórmulas para aplicação em
exercícios em sala de aula. Estes últimos, lidam diariamente com medidas, mas não sabem do
significado real de cada uma delas e como prevê os PCNEM, (BRASIL, 1999) para o ensino
de física, “na concepção de mundo dos alunos”, deve haver um diálogo permanente para que
essas relações sejam perfeitamente entendidas tanto para o aluno quanto para o professor.
Muito mais além, o professor deve perceber que o trabalho com projetos bem estruturados e
contextualizados em uma dimensão interdisciplinar, com objetivos bem definidos, precisa
levar o aluno a construir ferramentas , protótipos e reconhecer as grandezas físicas, tendo o
professor como mediador do saber. Para a Física as medidas de grandezas se tornaram algo
muito importante, pois passaram de escala milimétrica para escalas atômicas para serem
empregadas em novas tecnologias que permitam ao homem desenvolver-se de tal forma a
transformar a sua realidade. Daí a Importância de se ter conhecimento de como realizar,
interpretar e aplicar as medidas no Ensino de Física. Segundo Brasil (1999),espera-se que o
ensino de Física, na escola média, contribua para a formação de uma cultura científica
efetiva, que permita ao indivíduo a interpretação dos fatos, fenômenos e processos naturais,
situando e dimensionado a interação
do ser humano com a natureza como parte da
própria natureza em transformação.
Além disso, como prevê o PCNEM, como algumas das diversas “habilidades e
competências a serem desenvolvidas pelos alunos de Física do ensino médio e que também
constitui o foco do nosso trabalho, pode-se citar: - desenvolver a capacidade de investigação
física. Classificar, organizar, sistematizar. Identificar regularidades. Observar, estimar ordens
de grandeza, compreender o conceito de medir, fazer hipóteses, testar. Portanto, neste cenário,
este trabalho propõe o desenvolvimento de diversas atividades voltadas que abordem desde a
origem e a importância das medidas no Ensino de Física para Ensino Médio, além de
desenvolver a habilidade de medição, através de um conjunto de atividades diversas. Pode-se
citar como exemplo dessas atividades, aquelas que envolvem medidas manuais, com ordens
de grandeza, notação científica, algarismos significativos e erros, através de práticas
experimentais utilizando para tanto materiais alternativos e de baixo custo. Ademais, são
trabalhados simulações e vídeos-aula, com o objetivo de fazer com que professores e alunos
se sintam a vontade em trocar informações a cerca do tema tratado. Para tanto, a teoria sóciointeracionista de Vygotsky, na qual o desenvolvimento cognitivo de um indivíduo necessita
ter como referência o seu contexto social, histórico e cultural, seus signos e instrumentos,
tendo a sua origem nos processos sociais, constitui o referencial teórico para o
desenvolvimento deste trabalho. Sendo assim, as atividades propostas foram aplicadas e
implementadas em situações de sala de aula para alunos de primeira série do Ensino Médio da
Escola Estadual Ouro Preto. Espera-se que, com a realização das atividades propostas, haja
um aumento de interesse por parte dos alunos pela maior compreensão/entendimento dos
conceitos de física, de medição, das definições associadas, das relações matemáticas
existentes entre as grandezas físicas trabalhadas. Além disso, espera-se que os alunos
compreendam os métodos de obtenção de dados, suas análises, imprecisões e por fim, que
saibam representa-los através do uso de tabelas, gráficos. Contudo, busca-se que as
aprendizagens associadas ao desenvolvimento cognitivo através do uso das práticas
experimentais, despertem nos alunos uma disposição mais positiva para a compreensão dos
demais conteúdos de Física que serão tratados no ensino médio em geral.
2- OBJETIVOS
Para os alunos do ensino médio as medidas e suas unidades não são muito claras. Aliado
a isso, o ensino de Física, na maioria das vezes, destaca fortemente o ensino teórico do tópico,
negligenciando a atividade prática, a qual leva o aluno a uma aprendizagem mais significativa
(Borges, 1997; Duarte & Borges, 2010; Hodson, 1988). Portanto, este trabalho visa levar os
alunos do ensino médio a conhecer a origem e a história do processo de medição, a construir
alguns de seus equipamentos de medidas, além de desenvolver as habilidades de investigação
física. Classificar, organizar, sistematizar. Identificar regularidades. Observar, estimar ordens
de grandeza, compreender o conceito de medir, fazer hipóteses, testar. Para tanto, foi
trabalhado neste projeto vídeos, textos, construção de uma linha de tempo a fim de abordar
sobre a origem e história das medidas em Física. Tendo também como foco deste trabalho o
caráter experimental, buscou-se trabalhar com práticas experimentais envolvendo as medições
de grandezas Física, algarismos significativos voltadas para o Ensino Médio, que permitissem
ao professor e aos alunos abordarem aspectos importantes da Física através do processo de
medições de forma atraente e simples e com materiais de aquisição fácil e de baixo custo,
além de recursos de multimídia e guias de experimentos, que auxiliam as atividades de sala de
aula, sem perder de vista o rigor científico. “Pretendíamos criar os alicerces necessários a uma
compreensão mais abrangente e dinâmica da Física, contextualizando-a efetivamente como
ciência a partir de situações cotidianas vividas pelos estudantes”. (Cavalcante & Benedetto,
1999,). Portanto, espera-se que, com a realização das atividades propostas, haja um aumento
de interesse por parte dos alunos pelo maior entendimento dos conceitos de física, de
medição, das definições associadas, das relações matemáticas existentes entre as grandezas
físicas trabalhadas e que desperte nos alunos um maior interesse para a compreensão dos
demais conteúdos de Física que serão tratados no ensino médio em geral.
Vale destacar que este trabalho de pesquisa ainda se encontra em processo de
desenvolvimento, mas já demonstra resultados bastante interessantes e promissores.
3- METODOLOGIA
Antes de iniciarmos as atividades previstas neste trabalho, aplicamos um questionário a
fim de conhecermos o nosso público alvo e detectarmos quais os pré-conceitos que este
público possui em relação a história, origem das medidas, suas aplicações e a sua presença em
comportamentos rotineiros. Para essa avaliação fizemos questionamentos do tipo: o que são
grandezas físicas? O que você entende por medidas? Para você o ato de se medir uma
grandeza física é importante? Você reconhece as medidas de grandezas físicas em seu
cotididiano? Cite alguns exemplos. Você consegue relacionar as aplicações das medidas no
dia-a-dia, com as aplicações no ensino de Física? Quais os instrumentos de medidas que você
gostaria de conhecer e aprender sobre ele? Ao final das atividades propostas será aplicado um
novo questionário no qual serão realizadas comparações entre a visão do aluno antes e após as
atividades realizadas. Na sequência deste trabalho, foi fornecido aos alunos textos bem
elaborados e atraentes e vídeos a fim de que possam conhecer a origem e a importância das
medidas para o ensino de Física e despertar no aluno o fascínio pelo mundo das medições.
Após aplicação dos textos e vídeos eram realizadas discussões a fim de levar a um debate
sobre cada tema visto. Além disso, foram realizadas algumas demonstrações em powerpoint e
palestras sobre tecnologias atuais onde pode ser observada a aplicação fundamental das
medidas, tais como chip para micro computador e o nano tubo de carbono etc.,. No âmbito
experimental, foram ministradas aulas práticas nas quais os alunos puderam construir o
próprio instrumento de medição, como dinamômetro (Figura 1. (b)), um protótipo do
termômetro de Galileu.(Figura 1.(a)), utilizando materiais de baixo custo. Assim, eles
puderam comparar as medidas, e aplicá-las no seu dia a dia, procurando inseri-los no mundo
das medições e, consequentemente, no mundo da Física. Desta forma, buscou-se fazer com
que estes alunos fossem capazes de analisar qualitativamente e quantitativamente os dados
experimentais a fim de representá-los de forma gráfica ou algébrica e relacioná-los a
contextos sócio-econômicos e científicos através de práticas experimentais que abordaram a
decomposição vetorial (Figura 1.(c) e medição do atrito (Figura 1.(d)).
Em um segundo momento, para que esse trabalho ganhe um contexto interdisciplinar, os
professores das demais disciplinas serão convidados a participar dos encontros e a proporem
atividades que estejam no contexto do projeto e também articuladas com as disciplinas que
lecionam, para assim poderem se tornar parte do desenvolvimento do mesmo.
(a)
(c)
(b)
(d)
Figura 1.0 – (a) Foto do protótipo do termômetro de Galileu; (b) foto do dinamômetro e
demais materiais utilizados para a construção do mesmo; (c) foto dos materiais utilizados nas
práticas experimentais de decomposição vetorial e (d) força de atrito onde se utiliza o
dinamômetro construído pelos alunos da primeira série da Escola Estadual Ouro Preto
utilizando materiais alternativos e de baixo custo.
4 -RESULTADOS PRELIMINARES E DISCUSSÕES
Conforme já mencionado anteriormente, este trabalho encontra-se em desenvolvimento,
mas já se observa o despertar dos alunos pela história da Física em geral. O aumento do
interesse desses alunos no que concerne as atividades de experimentação, a vontade de aplicar
corretamente as medidas, seja em seu dia a dia ou em seus estudos. Entretanto, nota-se
também a dificuldade dos alunos em utilizar equipamentos simples de medição, tais como
régua, fita métrica. Tanto quanto, dificuldades de leitura de escalas, unidades de medidas e
transformações de unidades. Fato este, que não nos causou surpresa pois grande parte dos
alunos são oriundos do Ensino Fundamental de Escola públicas, onde, em sua grande maioria,
não há introdução dos conteúdos de Física, quanto menos atividades experimentais que
desenvolvam tais habilidades.
5- CONCLUSÕES PRELIMINARES
Percebe-se que o processo de ensino aprendizagem com relação às medidas de grandezas
físicas pode-se tornar mais significativo, eficiente e atrativo quando os alunos conhecem a sua
história e sua origem. Além disso, intercalando-essa abordagem com as práticas
experimentais utilizando para tanto materiais de baixo custo, de tal forma a levar que o
próprio aluno construa seu equipamento de medida, desperta neste aluno sentimentos
interessantes, tais como o cuidado com o equipamento, a responsabilidade da utilização
correta e o que é mais importante, desperta o interesse pela ciência das medidas, a Física.
06 - CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este trabalho conta com o apoio da CAPES, PRODOCÊNCIA E PIBID, IFMG- CAMPUS
OURO PRETO.
07 - REFERÊNCIAS / CITAÇÕES
APPLE, M. Ideologia e currículo. São Paulo: Brasiliense, 1982.
BORGES, A. T. O papel do laboratório no ensino de Ciências. Apresentado em I Encontro
Nacional de Pesquisa em Ensino de Ciências, Águas de Lindóia, SP, 1997.
BRASIL. MEC. Secretaria de Educação Média e Tecnológica.
Nacionais: Ensino Médio. Brasília: Ministério da Educação, 1999.
Parâmetros Curriculares
CAVALCANTE, M. A.; BENEDETTO, A. di. Instrumentação em Física Moderna para o
Ensino Médio: uma Nova Técnica para a Análise Quantitativa de Espectros. RevistaBrasileira
de Ensino de Física. Porto Alegre. v. 21, n. 3, p. 437-446, set. 1999.
DUARTE, M., & BORGES, A. T. “Reações de estudantes frente a dados inesperados.”
Apresentado em II Simpósio Nacional de Ensino de Ciência e Tecnologia, Universidade
Federal Tecnológica do Paraná, 2010.
.
HODSON, D. "Experiments in science and science teaching." Educational Philosophy and
Theory, 20(2), 1988, p.53-66.
.
LEAL, M. C., SELLES, S. E. “Sociologia e ensino de ciências: anotações para discussão”.
VIEIRA, C. T.; VIEIRA, R. M. construção de práticas didático-pedagógicas com
orientaçãocts: impacto de um programa de formação continuada de professores de ciências do
ensino básico. Ciência & Educação. São Paulo, v. 11, n. 2, , 2005, p. 191-211.
ZIMAN, J. “A força do conhecimento.” Tradução: Eugênio Amado. Ed. Itatiaia; São Paulo e
Ed. Universidade de São Paulo, 1981.
THE ORIGIN AND THE IMPORTANCE OF THE MEASURES OF
PHYSICAL EDUCATION FOR HIGH SCHOOL: AN APPROACH
PIBIDIANA
The act of measurement, which is nothing but the combination of numbers and units to the
physical properties of bodies and of nature is of fundamental importance for various sciences
such as physics. Thus, understanding the concept of measuring, testing hypothesis and is
doing some of the skills and competencies listed in the National Curriculum for High School
PCNEM or recommended to be developed with students in physics in high school and who
also is the main objective of this work. Therefore, in this context, this paper aims to address
the origin and importance of the measures in the Teaching of Physics for high school, and
develop the ability to measure, through a set of diverse activities. We can cite as an example
of these activities, those involving manual measurements with orders of magnitude, scientific
notation, significant figures and errors, simulations and video lesson, in order to make
teachers and students feel welcome to exchange information about the theme. To this end, the
theory of Vygotsky's social interaction, is the theoretical framework for the development of
this work. The proposed activities have been implemented and deployed in situations of the
classroom for students from first grade of High School State School of Ouro Preto. It is hoped
that with the completion of the proposed activities, there is an increased interest from students
for greater comprehension / understanding of physics concepts, measurement of the
associated definitions, the mathematical relationships between the physical quantities worked.
Keywords: measuring, physical quantities, experimental practices
.