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ANAIS DA VIII MOSTRA CIENTÍFICA DO CESUCA – NOV./2014
ISSN – 2317-5915
Física aplicada em sala de aula
Daiane Renata Machado¹
[email protected]
Maria Aparecida Vieira Gouvea1
[email protected]
José Marcos Souza Otavio ¹
[email protected]
Celso Pessanha Machado²
[email protected]
Resumo: O presente artigo foi desenvolvido nas aulas da disciplina de Tópicos de
Ondulatória, Acústica, Óptica, Calor e Termodinâmica, relata a elaboração de um
Plano de Aula. Costuma-se dividir a ótica em dois grandes ramos: a óptica
geométrica e a óptica física. O tema escolhido para desenvolvermos o Plano de
Aula, faz parte de estudo no Ramo da Física, especificadamente abrangendo
Óptica, sendo abordado o seguinte conteúdo a Luz e seus comportamentos, e as
reflexões relacionadas a essa questão: A luz seria uma partícula, onda ou ambas?
Através de pesquisa bibliográfica qualitativa, elaboramos um Plano de Aula, onde
o professor é o Mediador, entre o aluno e o saber, instigando nos alunos o
despertar do saber, auxiliando no processo cognitivo. No Plano de Aula constam
os conteúdos, recursos utilizados, objetivos, a metodologia e ação didática
utilizada para a aplicação do mesmo, nele consta a descrição da construção do
experimento em sala de aula, onde os alunos participam dessa construção. O
Plano é flexível, pois sabemos que na prática nem tudo pode ocorrer como o
planejado. O trabalho relata alguns conceitos dos conteúdos abordados, trazendo
uma ideia da proposta do Plano de Aula e descreve a aplicação do experimento e
as atividades propostas.
Palavras-chaves: Experimento Óptico; Plano de Aula: espelho infinito; Física
ensino médio;
Abstract: This article was developed in lessons of discipline Topics Undulating,
Acoustics, Optics, Heat and Thermodynamics, reports the preparation of a Lesson
Plan. Usually divided into two major optical branches: geometrical optics and
physical optics. The theme chosen to develop the Lesson Plan, is part of the study
branch of physics, specifically covering optics, which addressed the following
content Light and their behaviors, and reflections related to this question: The light
was a particle or wave bot? Through qualitative literature review, we developed a
Lesson Plan, where the teacher is the mediator between the student and the
knowledge, instilling in students the awakening of knowledge, aiding the cognitive
process. Lesson Plan contained in the content, resources, objectives, methodology
and didactic action used for the implementation, it contains the description of the
construction of the experiment in the classroom, where students participate in this
1
Acadêmicos do Curso de Matemática Licenciatura Plena - Faculdade Inedi.
² Licenciado em Matemática, Mestre em Educação em Ciências e Matemática – PUCRS.
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construction. The Plan is flexible because we know that in practice all may not
occur as planned. The paper describes some concepts of content covered, bringing
an idea of the proposed Lesson Plan and describes the implementation of the
experiment and the proposed activities.
Keywords: Optical Experiment; Lesson Plan: infinity mirror; High school physics;
1 INTRODUÇÃO
É muito mais atrativo ver que uma folha de papel e uma bola de pingue-pongue caem,
largadas de uma mesma altura, ao mesmo tempo no chão, do que copiar fórmulas do quadro
negro, resolvê-las e permanecer duvidando das - ou nem mesmo compreendendo as - leis da
física. A prática de um experimento é um momento crucial para instigar o desejo do aluno,
fundamentar a construção de um conhecimento científico. Experiências de aprendizagem
planejadas, que gerem interação, trocas, construção de relações e de conhecimento são
potencialidades ricas para a observação e a compreensão de fenômenos científicos. A
compreensão dos fenômenos científicos não se restringe a experimentos físicos, organizar
sentenças em uma ordem que possibilite ao leitor imaginar cenas, provar matematicamente
algo que vá de encontro ao senso comum também são fenômenos científicos que podem se
transformar em experimentos criativos e produtivos. Assim, o objetivo deste trabalho foi
relatar um Plano de Aula, desenvolvido por três alunos da disciplina Tópicos de Ondulatória,
Acústica, Óptica, Calor e Termodinâmica como possibilidade de trabalho em sala de aula.
2 ÓPTICA GEOMÉTRICA
2.1 Princípios da ótica geométrica
Costuma-se dividir a óptica em dois grandes ramos; a óptica geométrica, na qual a
ênfase reside exclusivamente no estudo da geometria dos raios luminosos, sem procurar a
justificativa desse traçado; e a óptica física, que estuda os fenômenos, que para se
compreender exige-se a formulação de uma teoria da natureza da luz. (GASPAR, 2009).
Base do estudo da óptica geométrica o traçado dos raios de luz fundamenta-se em três
princípios:
-Princípio da Propagação Retilínea: em meio homogêneo a luz em linha reta. A luz só
atravessa quando todos os orifícios estão na mesma reta.
-Princípio da Reversibilidade: a trajetória dos raios não depende do sentido de
propagação. A trajetória dos raios de luz é a mesma esteja à fonte X em A ou em B.
- Princípio da Independência dos Raios de Luz: cada raio de luz propaga-se
independentemente dos demais. Os raios de luz das fontes podem se cruzar sem nenhuma
modificação da trajetória. (GASPAR, 2009)
2.2 Luz
Utilizados com frequência em shows os feixes de luz de raios laser são ilustrações
corriqueiras e convincentes de um dos princípios em que se baseia o estudo dos fenômenos
luminosos.
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Até hoje a natureza do que se costuma chamar de luz é pouco compreendida pelos
físicos. Os antigos pitagóricos acreditavam que a visão se devia exclusivamente a algo que
saia dos olhos, ou seja, que a luz estava em nós. Hoje já não se discute mais como nos séculos
XVII e XVIII, se a luz formada por feixes de minúsculas partículas ou se é uma propagação
ondulatória. A luz, acreditam os físicos, não é onda nem partícula. Ela se constitui de fótons,
partículas cujo o comportamento é de natureza ondulatória.
Segundo Gaspar,
Essa é uma visão muito simplificada da compreensão atual que a física tem da
natureza da luz. Basta saber que grande parte dos fenômenos luminosos pode ser
estudada admitindo que a luz seja uma propagação ondulatória com todas as suas
características (GASPAR, 2009, p. 248).
Conforme Gaspar, a Luz, é algo que descrito pelos conhecimentos científicos da física
atual, a torna muito mais ampla, do que as afirmações, do que seria a luz, nos séculos
passados.
2.3 Reflexão da luz
Pode-se dizer que a característica mais importante da reflexão da luz é tornar
iluminado qualquer corpo, transformando-o em fonte de luz- é o que torna os corpos visíveis.
Essa reflexão é quase sempre difusa, isto é, não tem regularidade. Na verdade a irregularidade
é aparente: ela não se deve à reflexão, mas à superfície dos corpos. Uma superfície irregular
produz reflexão difusa; uma superfície polida produz reflexão regular. (TOSCANO, 1997)
Não existe superfície perfeitamente polida: o que existe são superfícies cujas
irregularidades produzem reflexão difusa desprezível. E interessante lembrar ainda que, há
superfícies que não precisam ser polidas – a superfície da água, por exemplo, e um excelente
espelho, dependendo da luminosidade do ambiente e do ângulo de incidência dos raios de luz.
Válidas para qualquer superfície, as leis da reflexão da luz são as mesmas de qualquer
propagação ondulatória. Mas como a luz pode se propagar em todas as direções é enunciado
duas leis para o estudo da sua reflexão:
-O raio incidente, a normal: à superfície refletora e o raio refletido estão no mesmo
plano.
-O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão, e eles estão em semiplanos
opostos em relação à normal.
2.4 Fontes de luz
Pode-se dizer que a reflexão é a causa mais comum da emissão da luz. A maioria dos
corpos que vemos reflete a luz que recebe - são corpos iluminados. Mas há muitas outras
causas. Por exemplo, qualquer corpo aquecido torna-se luminoso a partir de certa
temperatura: reações químicas podem gerar luz, como na chama de uma fogueira ou no piscapisca dos vaga-lumes; reações nucleares geram a fantástica luz do Sol e das estrelas. Como
nossa preocupação aqui é apenas a geometria dos raios de luz, o que importa não e a natureza
da fonte luminosa, mas suas dimensões em relação a situação em estudo .Se suas dimensões
forem desprezível ,isto é , se puder ser representada graficamente por um ponto ,a fonte é
considerada pontual .Se isso não for possível , ela e extensa.
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Esse conceito, como o de ponto material, é relativo. Uma fonte pode ser considerada
extensa ou pontual, dependendo das dimensões envolvidas na situação. (LUZ, ALVAREZ,
2005)
3 EXPERIMENTO ÓPTICO
3.1 Espelho Infinito
O experimento óptico estudado, para ser aplicado em uma turma do Ensino Médio é o
Espelho Infinito. Para montar o experimento precisamos de alguns materiais: um espelho, um
vidro de mesmo tamanho com insulfim espelhado, luzes (pisca-pisca), papelão e durex. O
grande segredo do experimento é o insulfilm espelhado, porque ele não é um espelho perfeito,
a luz vem até ele e parte é refletida e parte atravessa e você consegue enxergar o outro lado. O
processo ocorre porque a parte da luz que reflete do insulfilm volta na direção do espelho e
segue sendo parte refletida, parte atravessando o insulfilm refletindo e atravessando
sucessivamente no espelho, até ficar muito fraca, então enxergamos uma carreira imensa
luzes, sendo que é a mesma luz que foi dividida e vai ficando mais fraca até não enxergarmos.
Isso nos da uma visão de espelho infinito, o tão utilizado infinito na matemática, algo
incomensurável, que nos lembra uma sequência infinita.
4 PLANO DE AULA
Um Plano de Aula é um instrumento que serve para guiar os professores, seus
formatos podem variar, optamos por montar um Plano de Aula onde nos colocamos na
posição de alunos, podendo prever algumas dificuldades ou dúvidas que ocorrem durante o
decorrer de uma aula. Explicitamos o conteúdo, os objetivos, recursos, metodologia e ação
didática.
Segundo D’ÁVILLA,
A mediação didática remete ao papel do professor na relação entre o estudante e o
objeto a ser aprendido, ou seja, ao processo em que o sujeito aprendiz assimila o
objeto. Assim, a apreensão inteligente do objeto de conhecimento não ocorre de
forma imediata, mas é mediatizada pela operação mental do sujeito que o conceitua.
(D’ÁVILA, 2008)
Diante da citação de D’Ávilla, refletimos e elaboramos o Plano de uma aula dinâmica,
em que ocorra a interação entre os alunos, e o professor sirva como mediador durante a
atividade proposta.
Formulamos um plano de aula, com o intuito de proporcionar ao aluno explorar o
raciocínio lógico, instigar e tentar despertar através de algo palpável, o interesse do aluno nas
aulas de Física. (VEIGA, VIANA, 2010)
4.1 Plano de aula: Espelho infinito
Turma: 301
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Ano: 3º ano
Dia: Sexta-feira
Duração: Dois períodos de aula. (3ºe 4°)
Conteúdo: Óptica - Luz: Espelho Infinito
Objetivos: Introduzir o estudo referente ao comportamento da luz em diferentes
materiais. Fazer com que os alunos dialoguem, troquem ideias e interajam.
Recursos:
 Um espelho 25 cm x 35 cm;
 Um vidro 25 cm x 35 cm (encapado por insulfilm espelhado);
 Papelão;
 Lâmpadas de pisca-pisca;
 Durex e tesoura.
Metodologia: A aula será interativa, não expositiva, onde os alunos participaram na
construção do experimento óptico.
Avaliação: A avaliação será de forma qualitativa, com uso da Analise Textual
Discursiva (ATD). Segundo Moraes e Galiazze, (2007), a Análise Textual Discursiva é um
método que propõe uma imersão do pesquisador em um fenômeno para que possa ser
construído um corpo, formado pelas ideias dos sujeitos participantes do experimento, as
teorias que embasam o trabalho e as considerações do pesquisador. Para tanto organiza-se
uma categorização das expressões emitidas pelos participantes, que são descontruídas e
reorganizadas em um novo texto, que expressa uma nova concepção do objeto estudado.
Ação Didática
1º momento: Reunir todos os alunos para a montagem do experimento; Recortar o
papelão nas dimensões do (vidro e espelho) tiras de dois dedos de altura. Furar essas tiras com
espaçamento de um dedo de distância. Colocar o espelho sobre uma superfície fixa. Fixar o
papelão com o auxílio da durex. Colocar as lampadinhas nos furinhos do papelão. Para
finalizar colocar o vidro espelhado em cima do papelão.
2º momento: O experimento óptico. Apagar as luzes da sala de aula, e ligar o piscapisca.
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Figura 1. O experimento.
Arquivo pessoal.
Figura 2. O experimento.
Arquivo Pessoal.
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3º Momento: Os alunos após analisarem o experimento e trocarem ideias, deveram
entregar um texto, relatando o que perceberam de como é o comportamento da luz nos
diferentes materiais utilizados no experimento.
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
O presente trabalho desenvolvido, nos faz, como acadêmicos de Licenciatura em
Matemática, refletir e analisar. “O que seria um bom plano de aula?”, “Como instigar o aluno,
nos conteúdos?”, e inúmeras questões relacionadas à docência. A ideia de levar algo
palpável, lúdico e outras ferramentas para a sala de aula e dar uma aula não tradicional, pode
proporcionar o interesse dos alunos pelo diferente, instigar o lado crítico, despertando a
sensibilidade e a criatividade dos alunos. Com esse intuito, de despertar no aluno o querer
saber, utilizando de ferramentas, além do quadro e do giz, proporciona a nós, futuros
docentes, o interesse em pesquisarmos sobre diferentes formas de se trabalhar conteúdos,
relativamente complexos para nossos discentes, como a Luz, e suas propriedades em uma sala
de aula.
A ideia fundamental desenvolvida neste plano de aula, é de possibilitar a interação
entre os alunos/alunos e docentes/alunos. Através de uma aula dinâmica, na qual utiliza-se
materiais concretos, todos participam da confecção do experimento óptico, sugerindo ideias,
expondo pontos de vista, dialogando e principalmente construindo seu próprio conhecimento.
Em suma, ficam propostas de novas ideias para realizar um plano de aula, diferenciado
do tradicional, é interessante termos uma visão aberta sobre o novo, buscando conhecimento
para elaboração do mesmo.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
GASPAR, Alberto. Física volume único. São Paulo: Editora ática, 2009.
LUZ, Antônio Maximo Ribeiro da; Alvarez, Beatriz Alvarenga. Curso de Física. São Paulo:
Scipione, 2005.
MORAES, Roque; GALIAZZI, Maria do Carmo. Análise textual discursiva. Ijuí: Editora
UNIJUÍ, 2007.
TOSCANO, Carlos; FILHO, Aurélio Gonçalves. Física e Realidade. São Paulo: Scipione,
1997.
VEIGA, Ilma P. A.; VIANA, Cleide Maria Q.. Formação de Professores: um caso de
possibilidades inovadoras. In: VEIGA, Ilma P. A.; SILVA, Edileuza F.(orgs). A escola
mudou. Que mude a formação de professores! Campinas: Papirus, 2010.
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VORDERMAN, Carol. Ciências para Pais e Filhos. São Paulo: Publifolha, 2013.
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