fixando o ensino de física através de metodos

I Congresso Internacional de Educação Cientifica e Tecnológica – Santo Ângelo – 2010
FIXANDO O ENSINO DE FÍSICA ATRAVÉS DE METODOS
ALTERNATIVOS DE ENSINO
Alisson dos Santos Pereira
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Universidade Federal do Rio Grande - FURG /Instituto de Matemática estatística e Física/PIBID
Física, [email protected]
1 CONTEXTO DO RELATO
Hoje em dia a vida sem energia elétrica se tornaria algo inviável, até porque
ela esta presente na maioria das nossas atividades. Esta afirmação também é válida
para os alunos. Eles utilizam a eletricidade quando manuseiam o computador (para
jogar, entrar na internet ou mesmo para digitar trabalhos escolares), quando tomam
banho, quando ligam a luz ao anoitecer, etc. Mas será que eles sabem como é que a
eletricidade estudada nas escolas se aplica ao mundo em que eles vivem? Aprender
o conteúdo programático não é só a aplicação de números em fórmulas e, no final
do cálculo, achar um valor numérico. Quando é ensinado determinado conteúdo de
física ao aluno, este deve ter uma “visão” mais ampla sobre o assunto tratado em
sala de aula e sobre o mundo onde ele vive.
É muito comum ouvir de alunos que a tensão em sua casa é de 110 Ampères,
ou que a potência de determinado aparelho é 1000 Volts. Eles têm muita dificuldade
de diferenciar as grandezas físicas, fazendo, assim, confusão entre as unidades
(Ampère, Volts, Watts, etc.). Esta dificuldade é normal em toda a física vista no
ensino médio, mas é muito acentuada no 3° ano, onde o conteúdo programático é a
eletricidade.
2 DETALHAMENTO DAS ATIVIDADES
O objetivo desse trabalho é reforçar o conteúdo de eletricidade apresentado
no 3° ano do ensino médio. Para isso, a atividade será dividida em duas partes:
1° - Levantamento das chapinhas de aparelhos elétricos: cujo objetivo é
conhecer e diferenciar as grandezas físicas, símbolos, unidades, etc. Para isso, será
necessário um trabalho em conjunto entre os alunos e o professor. Assim, o
professor sugere aos alunos que se façam um levantamento dos dados que constam
nas chapinhas dos aparelhos elétricos resistivos de suas casas (dados fornecidos
pelos fabricantes). A sistematização desses dados possibilitará uma visão das
grandezas físicas relevantes no estudo dos aparelhos resistivos.
Depois que todos os alunos tenham tais dados, em sala de aula, o professor deve
construir uma tabela com o conjunto dos levantamentos feito por eles. A tabela
abaixo é um exemplo:
Tabela A
Lâmpada 1..................................................................................................40W – 120V
Lâmpada 2........................................................................................60W – (115-120)V
Liquidificador........................................................................110/127V 350W 50/60Hz
URI, 02-04 de setembro de 2010.
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Chuveiro........................................................................Volts = 220 Watts = 2800/4400
Fusível de Rosca 1..................................................................................................10A
Fusível de Rosca 2..................................................................................................20A
Fusível de Rosca 3..................................................................................................30A
Depilador........................................................................................120/220V 60Hz CA
Após a construção da Tabela A, devemos organizar os dados que estão
desorganizados. Para isso devemos construir uma nova tabela que apresente os
dados separados por tipo. Como na tabela abaixo:
Tabela B
Aparelho
Lâmpada 2
Tensão
(115
–
120)V
Liquidificador 110/127V
Chuveiro
Volts 220
Fusível 1
Depilador
Potência
40W
Freqüência Corrente
350W
Watts
2800/4400
50/60Hz
10A
120/220V
Outros
60Hz
A construção da Tabela B deve ser feita em sala de aula, de forma que o
maior número de alunos possa interagir para isso ela deve ser bem explicada e
didática. O objetivo da construção da Tabela B é mostrar a diferença entre cada uma
das grandezas físicas que eles coletaram nos aparelhos em suas casas.
Ao surgir questionamentos do tipo: o que é AC (corrente alternada)? DC
(corrente contínua)? O símbolo Ω (ohm – unidade de resistência elétrica)? etc., as
respostas não podem se perder em explicações, uma vez que questões como essas
serão respondidas à medida que a matéria vai avançando.
2° - Fusíveis, lâmpadas e chuveiros: cujo objetivo é relacionar o valor de resistência
destes materiais com o comprimento e a espessura desta resistência.
Começando pelos fusíveis, o professor irá distribuir alguns para os alunos,
identificando quais são seus elementos essências, tais como: pontos de contato
elétrico, filamento e outros materiais que o constituem.
Depois, pedirá aos alunos que comparem a espessura do filamento dos
fusíveis de 10A, 20A e 30A. Assim, em conjunto, estabelecerão uma relação
quantitativa entre a espessura dos filamentos e a amperagem do fusível, sabendo
que os filamentos são do mesmo material e tem o mesmo comprimento. Assim:
quanto maior a espessura do filamento, maior é a corrente elétrica.
O próximo passo serão as lâmpadas. O professor distribuirá algumas
lâmpadas para os alunos, identificando nestas lâmpadas quais seus elementos
essências, tais como: filamentos, pontos de contato elétrico e outros materiais que a
constituem.
URI, 02-04 de setembro de 2010.
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Depois, o professor solicitará aos alunos que comparem a espessura do
filamento de lâmpadas de um mesmo fabricante de diferentes potências (25W, 40W,
60W, 100W) e de mesma tensão (110V). Assim ele (juntamente com os alunos)
deve estabelecer uma relação quantitativa entre a espessura dos filamentos das
lâmpadas e a potência nominal, sabendo que os filamentos são do mesmo material
e tem o mesmo comprimento. Assim: quanto maior a espessura do filamento, maior
a potência dissipada pela lâmpada.
Perguntas estimulantes devem ser realizadas, tais como: “o que vocês
esperam que aconteça se ligarmos uma lâmpada de 110V na tensão de 220V? E
uma lâmpada de 220V na tensão de 110V?”. Logo depois, deverá testar e explicar
fisicamente para que os alunos entendam.
Agora, a experiência deverá ter foco em duas lâmpadas de mesma potência,
mas tensões diferentes. O professor deverá pedir para os alunos observarem os
filamentos de duas lâmpadas de 100W (por exemplo), mas uma delas com tensão
nominal de 110V e a outra de 220V. Assim, todos em sala de aula devem
estabelecer uma relação quantitativa entre a espessura dos filamentos das
lâmpadas e a tensão estabelecida nos terminais da lâmpada, para um mesmo valor
da potência a der dissipada. Assim, para filamentos de mesmo comprimento, mesmo
material e potências fixas, quanto maior a tensão, menor a espessura no filamento.
Por último: chuveiro. O professor deve chamar a atenção dos alunos e abrir
um chuveiro elétrico, identificando neste os mecanismos internos. Também deve
estabelecer a relação entre o circuito elétrico e circuito hidráulico, lembrando que
quando o diafragma é pressionado pela água, fecha o circuito elétrico. Localizando a
resistência no chuveiro, o professor deve mostrar que ela tem três pontos de
contato, onde um deles sempre estará ligado, mostrando que o chuveiro tem duas
posições que são: verão e inverno. Deve se estabelecer uma relação entre o
tamanho da resistência e as duas posições do chuveiro. O educador deve escutar as
opiniões dos alunos, e depois explicar que quando colocamos a chave na posição
“verão” (água pouco aquecida) o trecho utilizado no circuito é maior do que quando a
chave está na posição “inverno”. Assim, ele (juntamente com os alunos) deve
estabelecer uma relação quantitativa entre o comprimento do resistor e a potência
dissipada. Logo para uma mesma tensão e espessura do filamento, quanto maior for
o comprimento do resistor, menor será a potência dissipada.
Assim, ao final dessas atividades, deve ser construída uma tabela que
sintetize essas relações. Tais como:
Aparelhos
resistivos
Material do
resistor
Comprimento
Espessura
Grandezas
Fusível
Liga contendo
estanho
Fixo
Variável
A corrente
elétrica varia de
acordo com a
espessura
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Lâmpada
Tungstênio
Fixo
Fixo
Para tensão
constante, a
potência varia de
acordo com a
espessura
Chuveiro
Liga de níquelcromo
Variável
Fixo
Para tensão
constante, a
potência varia
inversamente ao
comprimento
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3 ANÁLISE E DISCUSSÃO DO RELATO
Apesar do experimento citado neste relato ainda não ter sido testado, a
atividade complementar descrita acima tem a função de fixar a matéria dada em sala
de aula de uma forma mais descontraída, mas para isso toda a visão teórica que
relaciona corrente elétrica, as leis de ohm, potência dissipada, etc. já devem ter sido
vistas em sala de aula. A atividade deve ser bem pensada e elaborada para não
perder a atenção do aluno, já que será realizada em grupo, o aluno terá grandes
chances de perder o foco, devido à “n” fatores, tais como: conversas, brincadeiras,
etc. A falta de interesse de um único aluno pode causar uma reação em cadeia em
toda a turma.
Esta atividade está de acordo com a proposta de uma física com menos cálculo e
mais focada em conceitos, de forma que ela possa ser entendida mais claramente,
fazendo parte do nosso cotidiano em diversas áreas.
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Penso que, na física, TODA a parte teórica deve ser acompanhada por uma
atividade experimental em grupos visando à fixação e o entendimento do assunto
discutido, mas visto que normalmente a grande dificuldade dos alunos no ensino
médio está na parte de eletricidade, pelo fato desta ser muito “abstrata” (é pouco
“palpável”, já que o discente não vê a corrente elétrica, a diferença de potencial, o
campo elétrico etc., mas através de experiências, podemos provar sua existência),
seria de grande importância a realização de mais experimentos no 3° ano do ensino
médio para que todos os alunos consigam entender vários conceitos elétricos,
sabendo assim diferenciá-los.
Também acredito que a inclusão de atividades em que todos “botem a mão
na massa” em sala de aula serão mais prazerosas tanto para o aluno como para o
professor, pois com isso o aluno vai entender a matéria, o que vai dar muita
satisfação para ambos. A fuga do ambiente clássico da sala de aula quebra a rotina,
o que impede que a aula seja maçante e cansativa para docente/discente.
Para finalizar, é importante dizer que a oportunidade oferecida pelo PIBID é
de extrema importância para todos os bolsistas, já que este inclui o futuro professor
na sala de aula, mostrando-o todas as dificuldades que existem nas escolas, mas
também dando muito prazer para todos os “PIBIDISTAS”, já que, muito
provavelmente, este deve ser o primeiro contato com as escolas como docente.
5 REFERÊNCIAS
Física 3: Eletromagnetismo/GREF.2ª edição.- São Paulo: Editora Universidade de
São Paulo,1995
URI, 02-04 de setembro de 2010.