Nesta aula foi utilizado o laboratório de ciências da escola, que disponibiliza um espaço muito bom para a realização de atividades em grupo e experimentos. Iniciou-se a terceira aula recapitulando-se alguns elementos abordados nas aulas 1 e 2, como, por exemplo, que o Sol produz a energia no seu núcleo por meio da fusão do hidrogênio em hélio e que recebemos na Terra tanto uma parcela dessa energia como sua luz.
Após essa pequena introdução, foram feitos alguns questionamentos aos estudantes, como se recebemos do Sol luz e energia, como podemos verificar se isso é verdade? Se isso é verdade, como elas chegam aqui na Terra? Esses questionamentos apareceram no questio- nário para casa da aula 01. A intencionalidade desses questionamentos está em introduzir a discussão sobre a relação existente entre luz e energia a partir da radiação eletromagnética e suas características. Alguns grupos se manifestaram. Para os estudantes, recebemos as duas, mas cada uma tem uma utilidade. A maioria deles concebe a luz como a parte visível, que serve para a iluminação e para enxergar os objetos. Em relação à energia, eles indicam que pode ser percebida tanto como calor quanto no processo de fotossíntese. Segundo eles, as duas chegam à Terra pelos raios solares.
Em seguida, utilizou-se um experimento simples para investigar a relação existente en- tre luz e energia e para testar as hipóteses dos estudantes. O experimento que normalmente é
utilizado para discutir o corpo negro, além de introduzir alguns conceitos, teve o objetivo de le- var os estudantes a investigar, de maneira colaborativa, os dados obtidos no experimento. Cada grupo realizou a medida separadamente, mas a investigação aconteceu em conjunto, interme- diada pelo professor. Desse modo, todos participam de alguma forma e contribui para que os estudantes expressem suas ideias e auxiliem os colegas durante a investigação.
Cada grupo recebeu um kit de materiais contendo uma latinha de alumínio colorida (azul, branca, vermelha ou preta), termômetro, uma lâmpada incandescente de 60 W (com interruptor para ligar e desligar), além do material com as orientações de como realizar o expe- rimento. Para a medida de tempo, foi autorizada a utilização do celular como cronômetro.
O experimento iniciou-se com os grupos realizando a medida da temperatura ambiente das latinhas. Houve um revezamento entre os membros do grupo para realizar a medida de temperatura, que foi feita a cada 1 minuto, a partir do momento em que a lâmpada foi ligada. As medidas realizadas foram anotadas em uma tabela. Com o experimento foi possível demonstrar que a luz emitida por uma fonte contém energia e que ela pode ser emitida, refletida e absorvida pela matéria. No entanto, não houve um aprofundamento na discussão sobre a interação entre matéria e energia, pelo caráter introdutório da unidade. O experimento foi realizado com os mesmos grupos, com as latinhas relacionadas no Quadro5.8.
Quadro 5.8 – Relação entre grupos e as cores das latinhas para o experimento
Grupo Cor T0 T1 T2 T3 T4 T5 G1 V 29 30 30 31 32 32 G2 B 29 29 30 30 30 31 G3 A 27 29 30 30 31 31 G4 P 28 29 30 31 32 33 G5 V 26 27 27 28 29 30 G6 B 27 28 28 29 29 30 G7 A 27 28 30 30 31 31 G8 P 27 28 29 30 31 32 Fonte: Autor (2019).
Com as medidas realizadas por cada grupo, montou-se o Quadro5.8, com todos os dados aferidos. Em seguida, solicitou-se aos grupos que identificassem a relação de aquecimento das latinhas. Os grupos deveriam ordenar as latinhas, em ordem crescente de temperatura, identificando qual delas (cor) atingiu o maior aquecimento.
Foi dado um tempo aos grupos para que discutissem e montassem a lista. Alguns dele tiveram dificuldades em interpretar o quadro, questionando a diferença entre os dados de um grupo para o outro. Na oportunidade, foi explicado que isso é comum em um experimento e, por esse motivo, os cientistas fazem o experimento várias vezes.
Enquanto os grupos discutiam, o professor/pesquisador passava entre eles para tirar pos- síveis dúvidas e identificar as estratégias de análise. A metade dos grupos optou por calcular a variação de temperatura entre a medida inicial e a quinta medida (T5 - T0) e, depois, comparar os resultados. Os grupos G1 e G5 analisaram a média dos valores finais para cada cor. O grupo G2 optou por eleger o valor de maior temperatura final de cada cor. O grupo G3 não apresentou os cálculos utilizados ou alguma justificativa para montar a lista.
Com a lista de cada grupo pronta, um representante escreveu a lista no quadro. Após essa etapa, fez-se uma breve discussão sobre a ordem crescente de temperatura, em relação às cores, encontrada por eles, comparando com a teoria. Logo em seguida, foi retomado o questionamento inicial da aula para discutir os conceitos envolvidos no experimento. A ordem apresentada pelos grupos está indicada no Quadro5.9.
Analisando-se o quadro, identifica-se que a escolha do tipo de análise foi crucial para obter o resultado correto. Os grupos G4, G6, G7 e G8 conseguiram obter o resultado esperado para a análise dos dados, pois utilizaram o conceito de variação de temperatura para chegar à resposta. Os grupos fizeram os cálculos e evidenciaram no material. Isso também aconteceu para os grupos G1 e G5, que optaram por fazer média dos valores finais. O grupo G2 não conse- guiu identificar corretamente a ordem das cores vermelha e azul. Eles optaram, aparentemente, por verificar o maior valor de temperatura medido para cada cor. Analisando-se os dados con- cluíram que a cor vermelha tem a temperatura final maior que a azul. Eles não justificaram essa escolha no material. O grupo G3 também não fez a análise correta, no material apresentado, não foi possível identificar algo que evidenciasse o tipo de análise feita pelo grupo.
Quadro 5.9 – Relação entre as cores das latinhas e a temperatura máxima obtida para cada grupo
Grupo Posição 1 Posição 2 Posição 3 Posição 4
G1 Preto Azul Vermelho Branco
G2 Preto Vermelho Azul Branco
G3 Preto Vermelho Azul Branco
G4 Preto Azul Vermelho Branco
G5 Preto Azul Vermelho Branco
G6 Preto Azul Vermelho Branco
G7 Preto Azul Vermelho Branco
G8 Preto Azul Vermelho Branco
Fonte: Autor (2019).
Com a sistematização no Quadro5.9, os grupos foram questionados sobre se eles conse- guiram perceber alguma relação entre o aumento da temperatura e a cor. Em seguida, esta rela- ção foi comparada com o questionamento inicial da aula. Os grupos estavam bem participativos nesta atividade. Foram levantadas algumas hipóteses, que foram anotadas no quadro-negro.
A maioria dos grupos relacionou o resultado com o conhecimento do cotidiano, afir- mando, por exemplo, que preto não se deve usar no verão, pois absorve mais calor, logo, aquece mais e branco aquece menos.
Descrevendo de forma breve o experimento, explicou-se que a lâmpada era a fonte pri- mária, fazendo o papel do Sol. Mesmo sem medir a variação de temperatura, foi possível sentir o aquecimento produzido pela lâmpada em sua proximidade (em forma de calor). Para com- parar o aquecimento das latinhas de diferentes cores, as temperaturas foram medidas, ou seja, a variação de temperatura está relacionada com a energia absorvida. Pode-se diferenciar cada latinha pela cor, que é percebida visualmente por meio da reflexão da luz. A energia associada à diferença de temperatura é diferente para cada cor. Os estudantes foram lembrados de que essas explicações estavam relacionadas com as hipóteses levantadas por eles no início da aula. A partir do experimento, foi possível verificá-las e comprovar que luz e energia estão relacio- nadas. Para relacionar estas ideias, foi explicado, de forma básica, aos estudantes que ocorrem três processos principais neste experimento, que são emissão, reflexão e absorção de energia.
Não foi possível formalizar os conceitos nesse dia, pois a aula foi interrompida, e os es- tudantes liberados para uma atividade da escola. Desse modo, foi solicitado que eles buscassem nos livros ou na internet as definições desses processos para a próxima aula.
5.3.1 Considerações sobre a aula
Na literatura, são encontrados vários trabalhos que apontam a atividade experimental como um fator motivacional para o ensino de física. Para que essa atividade possa alcançar os objetivos propostos, o professor precisa ser o grande motivador e articulador de todo o pro- cesso de aprendizagem. Levar os estudantes à exposição de suas ideias e a interagir com os demais companheiros para construir coletivamente os conhecimentos foi o intuito da atividade desenvolvida.
Nesta aula, trabalhou-se somente com a primeira questão orientadora, que visa compro- var que recebemos luz e energia do Sol, fazendo uma analogia com o experimento desenvolvido. O segundo questionamento foi abordado na aula 04.
O desenvolvimento da atividade foi bem tranquilo e os estudantes não tiveram dificul- dade em executá-lo. O revezamento durante a realização das medidas na atividade experimental foi fundamental para a participação de todos do grupo. Ocorreram algumas discrepâncias nos dados e os próprios estudantes relataram isso na discussão. Alguns grupos relataram que, no momento de fazer a leitura do termômetro, o brilho da lâmpada atrapalhava. O ideal para esta atividade é a sua realização em dia ensolarado. Tudo isso foi discutido com os estudantes, pois um experimento é algo para ser realizado várias vezes, observando-se todo os parâmetros e melhorando-o a cada teste.
O ponto principal de desenvolvimento da atividade foi a análise dos dados. A primeira etapa do experimento e como proceder na realização das medidas estavam descritos no roteiro de atividade, mas como analisar os dados deveria ser algo pensado pelos estudantes.
Esse é um momento fundamental, pois tira-se o estudante de sua “zona de conforto” e dá-se autonomia para que ele possa ser criativo na análise. Analisando-se a tabela com os dados de todos os grupos, os estudantes deveriam evidenciar qual das latinhas sofreu o maior aquecimento. Os grupos pensaram em três maneiras distintas de analisar os dados, sendo 1) calcular a variação da temperatura e comparar os resultados; 2) calcular a média aritmética dos valores de T5 para cada cor e 3) analisar o maior valor de temperatura para cada cor. Somente o grupo G3 não apresentou nenhuma indicação de como a análise foi realizada.
A atividade experimental traz no seu desenvolvimento habilidades que são comuns da alfabetização científica, como levantar hipóteses e analisar dados, por exemplo. Buscando res- ponder à questão orientadora da aula, os estudantes levantaram hipóteses e, com o auxílio do experimento, fizeram um teste para essas hipóteses. A partir disso, mostraram justificativas
para suas afirmações, que permitiram a construção de uma explicação para o fenômeno obser- vado. O raciocínio lógico foi o que conferiu estrutura a toda explanação, atribuindo coerência à argumentação, e o raciocínio proporcional, permitindo perceber a relação entre as variáveis ana- lisadas durante o experimento. Pode-se notar que alguns indicadores da alfabetização científica foram utilizados pelos estudantes.
O uso da atividade experimental desenvolvida na aula contribui para aumentar a capa- cidade colaborativa dos estudantes. Eles se engajam e participam da atividade com dedicação e entusiasmo. A atividade não foi apenas manipulativa, mas resultou em uma ação mais refle- xiva. Isso foi fundamental para que eles fizessem as conexões entre os conceitos estudados e o fenômeno observado.