29 - Estudo bibliográfico sobre o conteúdo de óptica

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II Jornada de Debates sobre Ensino de Ciências e Educação Matemática I Encontro Nacional de Distúrbios de Aprendizagem na Perspectiva Multidisciplinar

“Recursos Didáticos e Tecnologias de Ensino”

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Estudo bibliográfico sobre o conteúdo de óptica

1 Bibliographic study on the content of optical _____________________________________

BERNÚBIA ALMEIDA SANTOS2

YLLA GRASIELLE SANTOS ALVES3

NIVIANE OLIVEIRA SANTOS 4 CELSO JOSÉ VIANA-BARBOSA5 TIAGO NERY RIBEIRO6 Resumo

Este trabalho apresenta o resultado da análise bibliográfica sobre o assunto de óptica. Tendo como objetivo identificar tendências teóricas e metodológicas relacionadas ao conteúdo citado, para que desta forma seja possível averiguar como os professores de física estão trabalhando com este conteúdo em sala de aula e se os trabalhos existentes na literatura apresentam estudos relacionados com as concepções alternativas dos alunos, transposição didática, interdisciplinaridade, elaboração curricular, tecnologias de informação e comunicação e história e filosofia da ciência (TICs e HFC) ao conteúdo de óptica. Examinou-se cinquenta trabalhos, porém, apenas vinte e seis foram selecionados, uma vez que estes apresentavam maior afinidade com o enfoque da pesquisa. Houve um maior número de trabalhos relacionados às concepções alternativas e estratégias de ensino. O ensino tradicional e as dificuldades de aprendizagem foi um dos principais motivos que levou à realização deste estudo. Palavras-chave: Ensino de física, pesquisa bibliográfica, óptica.

Abstract

This work has the resulted of analysis literature on the subject of optical. With as goal identify tendencies theoretical and methodological related to content cited, to that this form is possible averigar such as teachers of physics are working with this content in room class and if work existing in literature have studies related with the conceptions alternatives of students, transposition didactic, interdisciplinarity, preparation curriculum, technologies of information and communication and history and philosophy of science (TICs and HFC) to content of optical. Was examined fifty work, but, only twenty-six were selected, a time that these had more affinity with the approach of search. Was one more number of works related to conceptions alternatives and strategies of education. The traditional teaching and difficulties of learning was one of main reasons led to realization this study.

Keywords: Teaching physics, literature, optics. ___________________________________ 1

Apoio: Capes

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Universidade Federal de Sergipe- bernubia@gmail.com

3

Universidade Federal de Sergipe- ylla.ufs@gmail.com

4

Universidade Federal de Sergipe- niviane.oliveira@hotmail.com

5

Universidade Federal de Sergipe- cjvianna@yahoo.com.br

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II Jornada de Debates de Ensino de Ciências e Educação Matemática.

1. Introdução

O ensino da óptica nas escolas tem recebido pouca atenção, uma vez que quando presente limita-se apenas a óptica geométrica. Muitas vezes o professor não parte das concepções dos alunos para introduzir o conhecimento científico fazendo com que o processo de aprendizagem seja prejudicado. Para Quevedo e Strieder (2009), os indivíduos, de uma maneira geral, influenciados pela observação e interação com os fenômenos da natureza e os diferentes elementos do cotidiano a sua volta, elaboram explicações para as variadas situações, estruturando suas visões de mundo. Essas explicações dos alunos são as então chamadas concepções espontâneas, as quais muitas vezes não são explicações cientificamente aceitas.

Segundo Carvalho (1998), os alunos trazem para a sala de aula, conhecimentos já construídos com os quais ouvem e interpretam o que falamos. Esses conhecimentos foram construídos durante sua vida, através de interações com o meio físico e social e na procura de suas explicações do mundo.

Quando o professor aborda os conceitos de forma tradicional, desvinculando um conceito do outro, como se o conceito de raio de luz, refração, reflexão, entre outros, não pudessem fazer parte de um mesmo fenômeno, dificulta em muito a mudança do conceito espontâneo para o científico (QUEVEDO e STRIEDER, 2009). Para que a aprendizagem aconteça é importante que haja uma ligação entre o novo conhecimento e o conhecimento já existente na estrutura cognitiva do aluno. Quando esse novo conhecimento não se relaciona com o conhecimento pré-existente, a aprendizagem acontece de forma mecânica, não significativa, pois dessa forma não adquiri significados.

Diante de todos estes aspectos apresentados, surgiu a motivação para desenvolver, a priori, um levantamento bibliográfico, para que assim seja possível o desenvolvimento de uma oficina sobre óptica, a qual será aplicada em algumas escolas públicas. Dessa forma, apresentamos neste trabalho o resultado da análise dessa revisão bibliográfica preliminar.

2. Seleção dos trabalhos e metodologia de análise

Com o objetivo de observar as tendências de pesquisa para ter como auxílio e orientação nas atividades a serem desenvolvidas pelo PIBID (Programa Institucional de

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Bolsa de Iniciação a Docência) buscou-se fazer uma revisão bibliográfica que foi realizada em banco de teses e revistas em ensino de Física e ciências como: Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Experiências em Ensino de Ciências, A Física na Escola, Revista Brasileira de Ensino de Física, Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciências, IX Encontro Nacional de Pesquisa em Ensino de Física, Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências, Caderno Catarinense de Ensino de Física, Pro-Posições, Caderno Brasileiro de Ensino de física, Dia a dia Educação, UFRGS e biblioteca digital.

Após a seleção dos artigos, foi realizada uma análise dos seus conteúdos de modo a classificar os artigos de acordo com seus devidos enfoques.

3. Resultados obtidos sobre o tema de óptica.

Foram encontrados alguns trabalhos sobre o tema de óptica dentre estes artigos e dissertações. Dentre esses trabalhos, 13 abordam as concepções alternativas, 01 a transposição didática, 09 a estratégias de ensino (TICs), 02 a interdisciplinaridade, 01 a História e Filosofia da Ciência (HFC) e 03 aborda a elaboração curricular.

3.1. Trabalhos relacionados às concepções alternativas dos alunos.

Foram encontrados treze trabalhos sobre concepções alternativas dos seguintes autores: TALIM (2004), ALMEIDA, CRUZ e SOAVE (2007), ALMEIDA (1996), ANDRADE (1995), GICOREANO e PACCA (2001), HARRES (1993), MACHADO (2007), MATOS e PACCA (2005), MELCHIOR e PACCA (2004), QUEVEDO e STRIEDER (2009), MARTINS, VERDEAUX e SOUZA, (2009), VOLTAIRE e MOREIRA (2008), CORREA FILHO E PACCA (2011).

Os resultados da literatura mostram uma grande diferença entre as concepções dos alunos e as teorias e modelos científicos. Dentro da óptica geométrica é justamente nos pontos introdutórios que são encontrados um maior número de trabalhos que relatam a grande dificuldade dos alunos em lidar com o processo da visão, com as propriedades de propagação da luz e com espelhos planos, sendo estas definições sempre enfatizadas com a memorização de fórmulas, utilizando-se retas e pontos para descrever fenômenos do cotidiano.

Talvez a concepção alternativa da óptica geométrica que mais influência a descrição e explicação de vários fenômenos é o não reconhecimento, por parte de um grande

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número de estudantes, da propagação da luz. Em geral, a luz é identificada como se ela estivesse na fonte emissora ou no objeto iluminado. É comum os estudantes dizerem que o alcance de uma fonte depende da intensidade luminosa. (HARRES, 1993). Andrade (1995), mostra em seu trabalho algumas concepções alternativas identificadas nos alunos, como por exemplo,

“... quando eu acendo a lanterna, a luz dela não faz curva, então, eu acho que a luz se propaga em linha reta.”

“... luz é uma energia que nos permite ver.”

“... a luz são minúsculas partículas materiais perfeitamente elástica, que alcançam altíssimas velocidades.”

“... a luz é algo capaz de iluminar algo que está no escuro.”

“... a luz dos faróis do carro clareia até um certo limite, até a sua fonte e depois acaba.”

“... luz é uma força que ilumina, ou seja, clareia um local escuro.” “... a luz seria formada por ondas, ondas eletromagnéticas.”

(ANDRADE, 1995, pág. 72) Segundo Andrade (1995), os estudantes afirmam que a luz tem caráter corpuscular, além disso, a mesma apresenta uma velocidade muito grande. Para uma parcela significativa dos alunos, a luz é confundida com o sol. E outros alunos utilizam o termo “força” e “energia” para explicar a luz.

Almeida (2007), afirma que os alunos consideram que a luz pode ser observada sem que esteja incidindo nos olhos do observador, não consideram que a luz é refletida em várias direções por partículas suspensas no ar. Alguns alunos acreditam que a luz se propaga por uma distância maior no escuro do que em um ambiente claro. Essa concepção alternativa viola um dos princípios fundamentais da Física, a conservação da energia, pois, independentemente da intensidade da fonte, o alcance da luz, no espaço livre, é infinito; não existe meio para absorver a energia eletromagnética. (ALMEIDA, 2007). Gicoreano e Pacca (2001) utilizaram em seu trabalho um questionário versando sobre as características da luz e da visão enfocando aspectos como intensidade da luz e a distância que esta pode alcançar ao se propagar-se; o que acontece à luz quando atinge

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diferentes superfícies; a formação de imagens e a visão. Alguns alunos expuseram as seguintes concepções com relação aos aspectos apresentados acima.

“... as vezes a cor pode ser... você vê de um jeito, se não tiver luz você vê de outro jeito, mas a luz não interfere nesse caso depois ele se acostuma no ambiente.”

“... todo mundo, quando tá na rua que é noite, tem que usar roupa branca pra pessoa enxergar. Então é porque o branco deve ter algum reflexo.”

“... a claridade é a forma como a gente vê a luz, luz clara, luz escura.”

“... o escuro é uma sensação de que você não pode ver nada, tampa sua visão.” “... se a sala tiver escura não dá pra ver nada, só dar pra ver a mesa branca.”

(GICOREANO e PACCA, 2001, pág. 30 e 31) Segundo os autores Gicoreano e Pacca, as concepções expostas acima não tem uma ligação entre olho do observador e luz, que chega nele; a luz é entendida como um ente estático, sem movimento. Os alunos também acreditam que os objetos de cor clara podem ser vistos independentemente se houver luz. GICOREANO e PACCA (2001). Machado (2007), em sua pesquisa mostra a concepção dos alunos com relação à cor do céu, para eles, o céu é azul porque reflete a cor do mar.

“... 97% da água do planeta está no mar, o céu é azul, pois reflete a cor do mar. Quando o tempo está ‘feio’, a água do mar escurece”.

(MACHADO, 2007) Segundo o autor, os motivos para a frequente associação que os estudantes fazem com uma reflexão da água do mar pode estar ligada ao fato de se tratar de uma população que mora numa região litorânea e, portanto, estar habituada a ver o mar cotidianamente. Por outro lado, a afirmação de que o planeta é composto principalmente por água e também que a água dos oceanos cobre mais de dois terços da superfície do planeta já virou lugar-comum, o que pode fortalecer a associação com o azul do céu na imaginação das pessoas em qualquer localidade. Parece que essa concepção é induzida por uma transmissão social, por meio do compartilhamento de crenças do contexto sociocultural do indivíduo ou grupo, afirma MACHADO, 2007.

Para Quevedo e Strieder (2009), as concepções sobre a formação do arco-íris estão relacionadas a fenômenos luminosos, presença de água e luz, também com a presença

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de calor, como se verifica nas colocações dos alunos.

“O arco-íris é um fenômeno luminoso da atmosfera que aparece em forma de um arco com sete cores, é formado por gotas de água que estão nas nuvens, é a decomposição de luz. Aparece quando chove depois de um mormaço, de um lado do rio até o outro”.

“O arco-íris tem sete cores, se forma no dia que tem chuva e sol, pelo que parece ele se forma de uma sanga, um açude, poço ou lago. Sempre que tentamos se aproximar, não conseguimos, pois na medida em que andamos as cores vão desaparecendo”.

“Quando o sol tá quente e o vapor começa a subir, começa dar as sete cores do arco-íris, ele é formado por sol e água.”

“Acontece porque o sol tem várias cores, mas estas cores são quentes. Se a gente olhar para o sol, só vê a luminosidade, talvez a gente vê o amarelo e o laranja, cores quentes. Dessas cores pode nascer o arco-íris.”

“O arco íris é uma faixa colorida dividida em sete cores que surge após a chuva acompanhada de sol. Pelo que eu tenho observado, o arco-íris se forma porque ao cair as gotas de chuva em rio ou lago, por exemplo, fica-se a cor das plantas, fauna, ou seja, a luz reflete nas coisas citadas e quando a chuva cai se reflete na água e forma no ar o que chamamos de arco-íris.”

(QUEVEDO e STRIEDER, 2009) Talim (2004), afirma que as concepções dos alunos são consideradas como verdadeiras teorias implícitas e que através de varias situações problemas, foi verificado que o processo de mudança conceitual é muito complexo e demorado.

Alguns autores como Martins, Verdeaux e Souza, (2009), Talim (2004), Voltaire e Moreira (2008), utilizaram algumas estratégias de ensino para auxiliar no processo da coleta das concepções alternativas dos alunos. Algumas estratégias como mapas conceituais, aulas expositivas, demonstrações e outras ajudaram esses autores nesse processo.

O trabalho de Correa Filho e Pacca (2011) deu ênfase a transposição didática em sala de aula, afirmando que é de suma importância conhecer as concepções alternativas dos

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alunos, segundo os mesmos só assim ocorrerá à aprendizagem significativa. 3.2. Trabalhos relacionados transposição didática

Na literatura foi encontrado o trabalho de Correa Filho e Pacca (2011), que tem como objetivo a formação dos professores de física. O mesmo mostra que é de suma importância conhecer as concepções alternativas dos alunos para que através delas o professor possa desenvolver métodos para um melhor desempenho em sala de aula, ou seja, para realizar a transposição didática.

O trabalho também ressalta a importância de um planejamento constante das aulas não só de óptica, mas sim de todo o conteúdo, onde o professor deve adequar-se ao meio que são as salas de aula, já que uma aula planejada para uma determinada turma pode ser eficiente e em outra turma não ser eficiente.

3.3. Trabalhos relacionados a Estratégias de Ensino

Na literatura foram encontrados nove trabalhos dos seguintes autores: MARTINS, VERDEAUX e SOUZA, (2009), VOLTAIRE e MOREIRA (2008), ANDRADE e COSTA (2006), HECKLER, SARAIVA e KEPLER (2007), SALINAS e SANDOVAL (2000), MISOGUTI et al (1997), CAMARGO et al (2008), CAMARGO et al (2009), DANÓN, CUDMANI e SANDOVAL (1993).

Martins, Verdeaux e Souza, (2009) e Voltaire e Moreira (2008) utilizam diagramas conceituais como uma importante estratégia de ensino em sala de aula. Segundo os mesmos, essa ferramenta além de auxiliar o professor na identificação de deficiências conceituais em relação ao conteúdo de óptica, ajuda os alunos a expor suas ideias de maneira organizada.

Andrade e Costa (2006) e Heckler, Saraiva e Kepler (2007) utilizam simulações computacionais em sala de aula com o intuito de facilitar o estudo em óptica geométrica e o desempenho do professor em sala de aula, já que este por sua vez sem o uso dessas TIC teria certa dificuldade de transcrever esses conceitos em uma simples lousa.

Salinas e Sandoval (2000) e Misoguti et al (1997) se preocupam com as aulas práticas para um melhor entendimento da óptica geométrica, com a utilização de lentes, lasers e outras ferramentas para uma melhor aproximação do teórico com as situações cotidianas dos alunos, haja vista que os mesmos não conseguem relacionar corretamente a maioria dos conceitos abordados em óptica.

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Camargo et al (2009) apresenta uma proposta de construção de maquetes táteis para facilitar a comunicação entre licenciando e aluno com deficiência visual, segundo o mesmo, através destas pode-se criar canais de comunicação entre o professor e o aluno. Camargo et al (2008) e Danón, Cudmani e Sandoval (1993), propõem a criação de materiais de baixo custo como papelão, barbante, cola etc., com o intuito de facilitar a aprendizagem dos alunos em relação ao conteúdo de óptica, sendo que Camargo et al (2008) utiliza esses materiais como estratégias para facilitar a aprendizagem de adolescentes que apresentavam deficiência visual.

3.4. Trabalho relacionado à Interdisciplinaridade

Nascimento e Nascimento (2010), falam sobre uma oficina de ilusão de óptica aplicada por alunos de licenciatura em física e em artes visuais, onde eles produziram estereogramas em um programa chamado Stereograma Explorer. Segundo as autoras, as produções de estereogramas são pouco trabalhadas em sala de aula, talvez pela pouca divulgação dos recursos disponíveis. A possibilidade do uso de programas de acesso livre facilita o uso desse recurso em sala de aula, desperta a curiosidade e promove a interdisciplinaridade.

Souza, Neves e Muramatsuo (2007) descrevem em seu artigo um procedimento simples para montar um laboratório fotográfico de baixo custo utilizando princípios de óptica geométrica, em especial o princípio da câmara escura de orifício para formar e registrar imagens.

3.5. Trabalho relacionado à História e Filosofia da Ciência (HFC)

Silva e Martins (2010), em seu artigo apresentam uma experiência que compreende a elaboração, aplicação e análise de uma unidade didática que propõe a introdução de elementos da história e da filosofia da ciência no ensino médio como subsídios à aprendizagem de conceitos de óptica.

3.6. Trabalhos relacionados à Elaboração Curricular

Na literatura foram encontrados três trabalhos, dos seguintes autores: CUDMANI, DANÓN e SANDOVAL (1996), CAMARGO e NARDI (2007), CAMARGO, NARDI e VERASZTO (2008), onde ambos mostram a necessidade de novas estratégias de ensino. Além disso, Camargo e Nardi (2007) e Camargo, Nardi e Veraszto (2008) afirmam que os professores devem estar aptos ao exercer a docência para alunos com

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deficiência visual, já que a escola é um ambiente inclusivo. Para isso é necessário que os professores deixem de lado a memorização de fórmulas e regras geométricas e tenha mais atenção à comunicação a entre esses alunos.

O aluno deve sentir-se capaz de relacionar o conhecimento científico com as situações cotidianas e para isso é necessário que o professor sinta-se capaz de transmitir esse conhecimento de forma significativa.

4. Considerações Finais

Foi observado que na maioria dos artigos e teses encontradas, os autores mostraram-se preocupados com as concepções alternativas dos alunos e metodologias de ensino referentes ao conteúdo de óptica, sendo que alguns desses trabalhos os autores utilizaram estratégias de ensino para auxiliar na identificação das concepções alternativas. Em muitos trabalhos os autores utilizam questionários para a comprovação destas concepções e deixam claro que estas não são fáceis de serem superadas, uma vez que o ensino deste conteúdo sendo abordado de maneira tradicional não ajuda os alunos a relacionarem a teoria com os acontecimentos do cotidiano.

As concepções alternativas verificadas nos artigos pesquisados são coerentes, resistentes às mudanças e interferem na aprendizagem. Entretanto, os professores, em sua maioria, repetem o conteúdo do livro didático sem atentar para as concepções alternativas de seus alunos. Esse é um dos fatores que dificultam a aprendizagem dos alunos e produz baixo rendimento escolar, levando muitas vezes os alunos à reprovação e até mesmo à desistência.

Sabendo que ensinar não é uma tarefa fácil e que não basta o conhecimento específico de física junto com uma noção de didática, buscamos entender quais as concepções alternativas em óptica estão mais presentes na literatura, com a finalidade de entendê-las para que possamos construir sequências didáticas dentro do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência (PIBID), com o intuito de melhorar a formação dos bolsistas do PIBID e contribuir para a melhoria do Ensino de Física no Ensino Médio em Itabaiana/SE.

Através desta pesquisa foi possível observar à necessidade de constante renovação da prática docente, uma vez que a escola é um ambiente inclusivo. Desta forma a elaboração de uma sequência didática para uma oficina a ser aplicada em sala de aula ficou mais acessível. Esta oficina será desenvolvida pelos autores deste trabalho como

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tema do projeto financiado pelo PIBID.

Referências

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