CONSTRUÇÃO DE LENTES PARA CORREÇÃO DE DEFEITOS DA VISÃO

(1)

Rev Cient da Fac Educ e Meio Ambiente: Revista da Faculdade de Educação e Meio Ambiente - FAEMA, Ariquemes, v10., n. 2 , p. 172-192, ago.-dez. 2019.

Relato de Experiência (Educação)

Larissa Lima Krajewski

Licenciada em Física pela Faculdade de Educação e Meio Ambiente (FAEMA). E-mail. larissa.krajewski@gmail.com.

Hewdy Sousa Lopes

Licenciado em Física pela FAEMA. E-mail. hewdylopes@gmail.com.

Fábio Prado de Almeida

Mestre em Ensino de Física, Especialista no ensino de Ciências e Matemática, Licenciado em Física pela FAEMA. E-mail: fabio_arq_g12@homail.com.

Resumo:

Este estudo trata-se de uma proposta metodológica para o ensino de óptica geométrica, sobre a correção de defeitos da visão com o uso de lentes, construídas com materiais alternativos propiciando a experimentação no processo de ensino e aprendizagem. Para se chegar a tal, foram analisados os Parâmetros Curriculares para o Ensino Médio (PCNEMs) de Ciências da Natureza e a Base Nacional Comum Curricular (BNCC) e outros documentos orientadores que abordam sobre o ensino da Física, a Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel e a importância de aulas experimentais em Física.

Palavras-chave:

Ensino de Física, Aprendizagem Significativa, Óptica, Lentes, Defeitos da visão.

Abstract:

This study is a methodological proposal for the teaching of geometric optics, about the correction of vision defects with the use of lenses, constructed with alternative materials, allowing experimentation in the teaching and learning process. To achieve this, the Curriculum Parameters for High School (PCNEMs) of Natural Sciences and the Common Curricular National Base (BNCC) and other guiding documents that address the teaching of Physics, Ausubel's Theory of Meaningful Learning and the importance of experimental physics classes, were analyzed.

Keywords

: Physics Teaching, Significant Learning, Optics, Lenses, Vision defects.

CONSTRUÇÃO DE LENTES PARA

CORREÇÃO DE DEFEITOS DA VISÃO: UMA

PROPOSTA METODOLÓGICA

LENS CONSTRUCTION TO CORRECT VISION

DEFECTS: A METHODOLOGICAL PROPOSAL

10.31072/rcf.v10i2.839

Submetido:

03 dez. 2019.

Aprovado:

22 jan. 2020.

Publicado:

22 jun. 2020.

E-mail para correspondência: larissa.krajewski@gmail.com.

Este é um artigo de acesso aberto e distribuído sob os Termos da Creative Commons

Attribution License. A licença

permite o uso, a distribuição e a reprodução irrestrita, em qualquer meio, desde que creditado as fontes originais.

Open Access

(2)

Introdução

A óptica é um campo da Física que gera questionamentos nos cientistas há muito tempo. A luz – entre principal do estudo da óptica – é observada e estudada desde os primórdios da Ciência, tendo contribuições significativas de famosos estudiosos tais como Platão, Aristóteles, Heron. Willebrord Snellius, Christiaan Huygens, Isaac Newton, Francesco Maria Grimaldi, Thomas Young, James Maxwell, Albert Michelson, Edward Morrison e Albert Einstein (1)_.

Notada por diversos cientistas, observa-se a importância que a óptica tem no meio científico. Máximo e Alvarenga (2)_{definem a óptica como o estudo da luz e dos}

fenômenos luminosos. O estudo das lentes, espelhos e interação da luz com a matéria são temas relacionados a essa área da Física, o que abrange algumas tecnologias, tais como fotografias, vídeos e lasers, segundo Bonjorno e Clinton (3)

comenta.

Conforme o documento Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN+), o ensino da Óptica em Física no ensino médio é previsto nos temas estruturadores som, imagem e informação. O documento também aborda algumas dificuldades existentes no ensino da disciplina, as competências e habilidades em Física, entre outros elementos (4)_.

Moreira (5)_{discute os grandes desafios contemporâneos no ensino de Física,}

destacando que ele é centrado no docente, não utiliza tecnologias ao seu favor, é baseado em um único material didático, estimula o aprendizado mecânico, é desconexo com a realidade do aluno, além de tratar a Física como uma ciência acabada, sem espaço para novos pensamentos ou modelos, gerando a perda da identidade da Física no ensino médio.

Em complemento com os problemas citados, em um estudo que também trata dos principais desafios no ensino de Física expostos na literatura, Silva, Krajewski, Lopes e Nascimento (6)_{concluem que muitos são os pontos que levam às}

dificuldades na aprendizagem da disciplina, e entre eles, estão a carência de materiais e laboratórios nas escolas, além da falta de metodologias diferenciadas na abordagem da Física. Dentre as metodologias diferenciadas mais valorizadas pelos autores da área em questão, está a experimentação. Sére, Coelho e Nunes (7)

mostram em seu trabalho que a experimentação proporciona a experiência do aluno ser o sujeito da construção da Ciência.

Visando contribuir para uma melhora no ensino da Física, buscando soluções para enfrentar os desafios do ensino citados anteriormente, este trabalho tem como objetivo desenvolver uma proposta metodológica para o ensino de Óptica, tratando da correção dos defeitos da visão com lentes construídas com materiais de baixo custo, tendo sua abordagem baseada na Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel. Segundo David Ausubel a aprendizagem se inicia quando o conhecimento novo se interage com o conhecimento já adquirido, se essa relação entre os dois conhecimentos existir, o aprendiz fará uso dos significados adquiridos, reorganizando o seu conhecimento (5)_.

(3)

Metodologia

Visando a construção de uma proposta metodológica para o ensino de Óptica, que visa atingir estudantes do ensino médio no estudo da Física, a presente pesquisa trata-se de um estudo exploratório, que segundo Gil (8)_{, tem a intenção de}

propiciar um melhor conhecimento do problema, com a finalidade de conhecê-lo melhor ou criar hipóteses, objetivando o aprimoramento de ideias ou a criação de intuições.

Para o levantamento teórico, foram utilizados um total de quatro livros didáticos do ensino médio, de edições entre 2010 e 2016; três livros do acervo da Biblioteca Júlio Bordignon da Faculdade de Educação e Meio Ambiente (FAEMA), além de sistemas de busca online, tais como o Scientific Eletronic Library Eletronic (SciELO), onde foi consultado um artigo; Revista Brasileira do Ensino de Física (RBEF), da qual foram consultados três artigos; Caderno Brasileiro de Ensino de Física, onde foram consultados três artigos; Revista Científica da Faculdade de Educação e Meio Ambiente (FAEMA), da qual foi utilizado um artigo; Revista do professor de Física, de onde retirou-se dois artigos; e Google Acadêmico, de onde foram retirados outros quatro artigos, um Trabalho de Conclusão de Curso e duas dissertações de mestrado, além de dois artigos referentes à trabalhos apresentados em congressos. O período de busca utilizado foi de 1995 a 2019, com buscas realizadas nas línguas portuguesa e inglesa.

Para a construção da proposta metodológica foi analisada a Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel e os documentos que orientam sobre o currículo de Física, tais como PCNEMs, a BNCC e PCN+ e os autores da literatura científica que discorrem sobre o assunto, constantes nas bases de dados citadas, totalizando oito artigos científicos e um livro.

Revisão de literatura

O ensino de física e a experimentação

Para que todo o exposto seja possível, o ensino de Física deve possuir características propícias para tal. Dentre os pontos que os PCNEMs citam, está o ensino contextualizado com a vida dos discentes, ou seja, o conteúdo aprendido em sala de aula deve ter aplicação prática no cotidiano, ou ainda que não tenha de forma tão direta, o aluno deve compreender o significado desse aprendizado. Parte-se do que é conhecido, explora-Parte-se a conjuntura conceitual e estuda-Parte-se aquilo que já era conhecido, agora de uma maneira formal e científica, em busca de estimular o caráter investigativo e exploratório que a Ciência traz consigo (4)_.

Atualmente, há uma grande discussão na educação brasileira em relação ao currículo e às práticas pedagógicas adotadas pelos docentes. Para Halmenschlager e Delizoicov (9)_{, as últimas décadas foram marcadas por tais questões, o que}

culminou em documentos e programas propostos com objetivos diversos – desde a melhora em índices como evasão e repetência, até as questões curriculares. Dentre os documentos de questões curriculares, em relação ao ensino médio, pode-se destacar os Parâmetros Curriculares Nacionais para o ensino médio (PCNEM), as

174

(4)

Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN+), as Orientações Curriculares para o Ensino Médio (OCEM) e a Base Nacional Comum Curricular (BNCC).

Alves e Stachak (11)_{comentam as dificuldades enfrentadas pelos professores}

em conseguir que seus alunos construam o conhecimento. Os autores abordam que a Física é uma disciplina considerada difícil e que possui uma rejeição por parte dos alunos, que não conseguem conectá-la à vida real e como meio de ajudar a solucionar o problema, é proposto o ensino experimental, que vem sendo enfatizado por muitos autores na literatura sobre o ensino de ciências em geral, já que a sociedade não comporta mais aulas meramente expositivas.

O PCN+ traz um tópico específico sobre a importância da experimentação no ensino de Física, tratando-a como indispensável no desenvolvimento das competências em Física, pois facilita a construção do conhecimento pelo próprio aluno, o hábito da investigação e da indagação, além de auxiliar no processo de entendimento da Ciência como algo construído e não pronto e inquestionável. O documento estende o entendimento da experimentação para as situações cotidianas, como observação de fenômenos do dia-a-dia, observação de aparelhos domésticos – sua desmontagem e análise, e não somente as aulas em laboratórios didáticos, com a execução de tarefas pré-estabelecidas (4)_.

Sére, Coelho e Nunes (12)_{especificam alguns pontos a mais em relação à}

importância da experimentação. Segundo os autores, as ciências físicas são compostas por leis, teorias, conceitos e uma linguagem própria. As atividades experimentais entram com o papel de relacionar a parte conceitual com a parte empírica (parte relacionada à observação, experiência), sendo estas atividades responsáveis por dar um sentido real à parte teórica. A participação ativa do aluno no processo da investigação relacionada à experiência proporciona o exercício do senso crítico e da análise de resultados, preparando o sujeito para o questionamento do mundo. É importante entender que os experimentos irão servir para o aprendizado do aluno, na perspectiva de ajudá-lo na compreensão do mundo, conforme diz Braga

(13)_{. Ainda segundo o autor, o experimento terá papeis diferentes para um professor}

(e seus alunos) e para um cientista. No primeiro caso, os objetivos são pedagógicos, de construção de conhecimento, enquanto para o segundo, os fins são outros, tais como validar e testar hipóteses e fundamentar teorias.

A teoria da aprendizagem significativa de ausubel e o ensino de física

Silva e Shirlo (14)_{destacam que as mudanças sociais nas últimas décadas em}

decorrência dos avanços tecnológicos e científicos, provocaram alterações nas diversas áreas do conhecimento, culminando em uma maior exigência quanto ao conhecimento científico relação às novas demandas da sociedade. Nesse sentido, para que os indivíduos consigam atender a tal, é necessário que tenham presenciado eventos que os ajudaram na construção de conhecimentos, auxiliando-os no desenvolvimento das habilidades requeridas. Neste quadro, entra o papel dos processos de ensino e aprendizagem os quais o aluno teve contato, que agora também devem ser atualizados para oferecer o necessário, frente aos novos desafios.

(5)

Em relação às práticas docentes, Moreira (15)_{relata que o emprego do}

estímulo para obtenção de respostas já era algo passado na década de noventa, e que as abordagens a serem empregadas deveriam possuir um caráter construtivista, com o ensino focado no aluno, buscando uma mudança conceitual e de fato, uma aprendizagem significativa.

Faz-se necessário, então, conceituar a aprendizagem significativa. Pelizzari, Kriegl, Baron, Finck e Dorocinski (16)_{citam que as propostas relacionadas ao tema}

surgiram dos estudos do psicólogo estadunidense David Ausubel, nos anos 60. Em um estudo com o objetivo central de explicar a teoria da aprendizagem significativa, conforme as obras de Ausubel, em linhas gerais, como a interação entre os conhecimentos prévios do sujeito, com os novos conhecimentos, de forma não-literal e não-arbitrária. Assim, os novos conhecimentos adquirem um significado para o indivíduo e os conhecimentos prévios atingem novos significados ou maior solidez cognitiva.

Moreira (15)_{explica que a não-arbitrariedade, antes citada, significa que o novo}

conhecimento irá se relacionar com um conhecimento prévio especificamente relevante, o que Ausubel define como subsunçores. O conhecimento prévio irá servir como uma base para os novos quando ele for expressivo. Já a não-literalidade (ou substantividade), segundo Ausubel (17)_{, é o fato de que o que é aprendido pelo sujeito}

é a substância do novo conhecimento, e não os termos específicos utilizados para representá-lo.

David Paul Ausubel, afirma que o pilar da aprendizagem significativa se encontra na reorganização estrutural e cognitiva da pessoa, ou seja, para que o novo conhecimento faça sentido, é necessário que o novo conhecimento tenha uma relação com o conhecimento já presente do aluno (15)_.

Conforme diz Pelizzari, Kriegl, Baron, Finck e Dorocinski (16)_{, para que a}

aprendizagem significativa ocorra, são necessários dois pontos fundamentais: o interesse do aluno e o significado do conteúdo aprendido. Mas, se o indivíduo não tiver a disposição para aprender, e apenas memorizar o que lhe for passado, a aprendizagem será a chamada “mecânica”. Já na esfera da significação do conteúdo, este deve possuir uma lógica psicológica e deve ser potencialmente significativo. Isso irá depender de dois fatores, pois o sentido lógico irá decorrer do conteúdo em si e da sua natureza, já o significado dele para o aprendiz irá vincular-se às suas vivências, vincular-sendo individual.

Após análise da teoria de Ausubel, Silva e Shirlo (14)_{concluem que ela é}

aplicável com benefícios ao ensino de Física, visto que ela atende às exigências da sociedade ante os desafios da sociedade atual. Com exemplos sobre velocidade média, as autoras traçam um perfil de como a teoria da aprendizagem significativa pode ser empregada: correlação com subsunçores (unidades de medida proposições, relações com conteúdos anteriores), estruturação lógica de conteúdo (primeiro compreender velocidade média e instantânea a um nível geral, depois seu detalhamento e diferenças) e atividades com progressão de dificuldade graduais.

(6)

Assim, a teoria da aprendizagem significativa de Ausubel assume uma forma de construção de novos conhecimentos baseada no que o sujeito já sabe, além de se preocupar com a importância e o significado que esse aprendizado terá para ele, considerando a importância que a estrutura cognitiva – conjunto de subsunçores e suas organizações hierárquicas – pois esta estrutura é o principal fator que atua e afeta na aprendizagem (15)_.

O olho humano

Lakshminarayanan (18)_{ressalta que o olho humano é um sistema complexo,}

que compreende vários conceitos da Óptica Geométrica, além de engobar conceitos biológicos. Ele pode ser tratado em alguns contextos como um sistema de lentes delgadas, o que é o caso deste trabalho.

De uma forma sucinta, Trierveiler e Flemming (19)_{descrevem o funcionamento}

da visão humana: a luz entra para o globo ocular através da pupila, que é uma abertura ajustável do olho. Após adentrar o sistema óptico, ela sofrerá diversas refrações, a primeira delas no humor aquoso, e então, passará pelo cristalino –lente biconvexa – e segue para uma câmara que contém o humor vítreo, e então chega à retina, que é responsável por transformar a energia luminosa em sinais elétricos que serão enviados ao cérebro. A Figura 01 mostra um esquema simplificado do olho humano.

Figura 01. Descrição do olho humano.

Fonte: Helene e Helene (20)_.

Quando se olha um objeto, o cristalino irá formar uma imagem real e invertida do objeto sobre a retina, e o cérebro irá interpretar a mensagem, e após processos complexos, a imagem será traduzida pela pessoa da forma correta, sem inversão. Além disso, a nitidez da imagem é alcançada com um objeto mais próximo ou mais afastado do olho, já que os músculos dos olhos realizam o processo de acomodação visual, que gera uma mudança da distância focal do cristalino e a imagem é formada na retina. Dessa forma, a distância entre o objeto e o olho pode ser alterada, porém a distância do cristalino à imagem na retina não pode ser alterada (2)_.

(7)

O globo ocular humano é aproximadamente esférico e a focalização da imagem é feita na retina para que a imagem seja nítida, conforme Helene e Helene (20)_.

O fato da imagem não se formar no local correto caracteriza uma doença ou defeito da visão, já que a imagem não terá a nitidez esperada.

Defeitos da visão

Dentre as doenças ou defeitos da visão, também chamadas de ametropias, que podem ser corrigidos com lentes, estão a miopia, a hipermetropia, a presbiopia e o astigmatismo, citados por Silva e Barreto Filho (21)_{. Existem outros problemas da visão,}

como o daltonismo, estrabismo e catarata, mas nem sempre podem ser corrigidos somente por lentes, o que não é o foco do presente estudo.

Miopia

Ventura e Castro Neto (22)_{explicam que o fato do globo ocular apresentar-se}

mais alongado em relação ao raio da curvatura da córnea faz os raios de luz convergirem antes da retina, e dessa forma, a imagem formada na retina é constituída de círculos de difusão formados pelo feixe que divergiu. O Ponto Remoto (PR) – ou seja, a maior distância do olho até o objeto tal que a imagem formada é nítida – de um olho com miopia é finito, ou seja, a pessoa enxergará objetos nitidamente somente quando eles estiverem a uma determinada distância dela e tal distância determina o grau de miopia, cabendo destacar que o PR de um olho normal se localiza no infinito.

O Ponto Próximo (PP) – que é a menor distância do olho até o objeto de modo que a imagem formada ainda é nítida – do olho míope pode ser menor que vinte e cinco centímetros, distância essa considerada normal para um olho sem anomalia, conforme destacam Guimarães, Piqueira e Carron (23)_.

Silva e Barreto Filho (21) _{afirmam que a lente utilizada para a correção da}

miopia é a divergente, com o objetivo de situar a imagem de um objeto que está infinitamente afastado sobre o PR do olho e desta forma, a imagem estará dentro da amplitude de acomodação visual do olho – ou seja, a região que o olho consegue focar e conjugar a imagem com nitidez. A Figura 03 mostra o papel da lente no olho míope.

Figura 2. Olho míope.

Fonte: Guimarães, Piqueira e Carron (23)_.

178

(8)

Silva e Barreto Filho (21) _{afirmam que a lente utilizada para a correção da}

miopia é a divergente, com o objetivo de situar a imagem de um objeto que está infinitamente afastado sobre o PR do olho e desta forma, a imagem estará dentro da amplitude de acomodação visual do olho – ou seja, a região que o olho consegue focar e conjugar a imagem com nitidez. A Figura 03 mostra o papel da lente no olho míope.

Figura 03. Correção de miopia com lente divergente.

Fonte: Bonjorno et al. (24)_.

Hipermetropia

Em um olho hipermetrope, diferentemente de um míope, a imagem é produzida após a retina, gerando uma complicação para pessoa em focar objetos que estejam próximos (24)_.

Guimarães, Piqueira e Carron (23)_{explicam que o olho hipermetrope é menos}

alongado do que o raio de curvatura do cristalino. Dessa forma, há dificuldade na acomodação visual de objetos próximos, já que o PP do olho com hipermetropia é mais distante que os vinte e cinco centímetros considerados normais para um olho sem anomalias.

Ventura e Castro Neto (22)_{destacam que além da dificuldade em enxergar}

objetos próximos, o olho hipermetrope não consegue conjugar imagens nítidas de objetos no infinito sem ativar o processo da acomodação visual, que é o mecanismo onde os músculos ciliares mudam a convergência do cristalino. Quando tal processo não ocorre, diz-se que o olho está “relaxado”. A Figura 04 demonstra um olho hipermetrope, o qual não focaliza uma imagem com nitidez de um objeto sinalizado por , que está a vinte e cinco centímetros de distância da lente natural do olho, cuja imagem é formada em .

(9)

Figura 04-Olho hipermetrope.

Fonte: Guimarães, Piqueira e Carron (23)_.

Como explicam Silva e Barreto Filho (21)_{, para corrigir a hipermetropia, é}

utilizada uma lente convergente, pois com tal aparato, objetiva-se posicionar a imagem de um objeto que está a cerca de vinte e cinco centímetros do olho no PP. A

Figura 05 demonstra a tal correção.

Figura 05- Correção de hipermetropia com lente convergente.

Fonte: Bonjorno et al. (24)_.

Presbiopia

A presbiopia, também chamada de vista cansada, é comum em pessoas com mais de 45 anos é causada pelo enrijecimento muscular, que interfere na acomodação visual e consequentemente, na focalização de objetos próximos (21)_.

Dessa forma, como explica Bonjorno e Clinton (24)_{os músculos ciliares por}

causa do envelhecimento não conseguem alterar a convergência do cristalino por perderem a elasticidade e o a lente enrijece, o que origina, como citado, problemas na acomodação visual e consequente diminuição no seu intervalo. Segundo Ventura e Neto (22)_{o PP se afasta com o passar do tempo, e isso ocasiona o olho com}

presbiopia.

Conforme Guimarães, Piqueira e Carron (23)_{, a correção para a presbiopia é}

feita de forma semelhante à correção da hipermetropia, com lentes convergentes, já

180

(10)

que o que há de se tratar é o PP – com o cuidado de não interferir na visão de objetos distantes. Muitas pessoas, então, utilizam a correção apenas para leitura e para objetos próximos.

Astigmatismo

O astigmatismo é o defeito da visão causado pela forma não esférica da córnea, o que causa a formação de imagens sem nitidez na retina. A imagem é desfocada em um dos eixos (21)_.

Moreira (25)_{explica que pessoas com astigmatismo tem dificuldade em}

conjugar um ponto focal na retina, devido à diferença na curvatura da córnea e vezes da lente, fazendo com que, por exemplo, a imagem de um ponto se torne uma linha. O astigmatismo então, poderá se apresentar em algum dos eixos do sistema óptico.

Assim, como destaca Bonjorno e Clinton (24)_{, há uma imperfeição de simetria}

do sistema óptico em relação ao eixo óptico, o que gera uma alteração na curvatura da córnea, e alguns casos, na curvatura da lente. A lente utilizada para a correção do astigmatismo é a cilíndrica, já que ela compensará a diferença do raio de curvatura do sistema óptico em um dos eixos.

Proposta metodológica

Após a análise do ensino da física e da experimentação, conforme os autores pesquisados e os documentos orientadores e normativos consultados, baseado na Teoria da Aprendizagem significativa de David Ausubel, propõem-se a aplicação do conteúdo de correção dos defeitos da visão, com o uso de lentes no segundo ano da etapa do ensino médio, através da metodologia a seguir.

Metodologia de aplicação: proposta metodológica

1° passo: Investigar o conhecimento prévio dos alunos sobre os defeitos da visão e lentes, através de questionário objetivo, a ser entregue na aula anterior à aplicação da aula – a ser entregue nesse mesmo momento, sem permissão de consulta – o que dará ao professor a oportunidade de diagnosticar os conhecimentos prévios dos alunos sobre o tema.

Questionário

a) Quais os defeitos da visão você já ouviu falar?

b) Você sabe identificar a diferença entre uma lente convergente e divergente?

c) Se uma pessoa tem dificuldade em enxergar objetos distantes. Qual o provável defeito de visão que ele possui?

(11)

d) Uma lente convergente foi usada para a correção de uma defeito da visão. Qual(is) é (são) esse(s) provável(is) defeito(s)?

2° passo: A partir dos conhecimentos prévios diagnosticados, já no dia da aula de que se trata a proposta, abrir a aula com uma conversa com os alunos sobre o tema. Após esse momento, iniciar a explicação do conteúdo oralmente, com auxílio de um projetor (slides), abrangendo os assuntos:

• Lentes esféricas; • Lentes cilíndricas; • Olho humano; • Defeitos da visão.

3° passo: Dividir a sala em cinco grupos e pedir que cada grupo construa quatro exemplares de lentes com materiais alternativos, com auxílio do professor e de um roteiro entregue pelo professor. Os modelos de lentes a serem construídos são a biconvexa, a plano-convexa, a bicôncava, a plano-côncava e a cilíndrica.

4° passo: Uma ilustração do olho humano com representações dos defeitos da visão impressa será entregue a cada grupo e o professor deverá distribuir uma lente de cada tipo para cada grupo. Os alunos deverão ser orientados então, a reproduzir, com dois lasers cada defeito da visão e testar o comportamento de cada lente, com auxílio dos lasers e com a ilustração entregue.

Representação do olho humano e suas anomalias

A cor vermelha representa um olho míope; a cor azul escura, um olho hipermetrope e também com presbiopia; já a cor verde, representa a diferença na curvatura do astigmatismo. A linha preta representa um olho normal. Na elipse azul clara, deve ser colocada uma lente convergente (biconvexa) para representar o cristalino. Os alunos devem identificar cada uma das anomalias a partir do que estudaram.

(12)

5 ° passo: A partir do que foi observado no passo anterior, os alunos deverão discutir com seu grupo e chegar a conclusão de qual lente é a adequada para corrigir cada defeito da visão tratado na aula.

6° passo: Cada grupo deverá expor a sua conclusão e caso haja divergências em algum ponto, será aberto um espaço de discussão entre os grupos.

7° passo: O professor, então, irá expor o resultado esperado – as lentes corretas para a correção dos defeitos da visão, – retirar eventuais dúvidas e corrigir os erros possam ter ocorrido.

Construção das lentes Materiais necessários

O Quadro 01 apresenta os materiais necessários para a construção das lentes para aplicação da atividade proposta e seus respectivos preços aproximados para aquisição, com base nos materiais adquiridos para construção dos protótipos contidos nesse trabalho e a quantidade de lentes possíveis de serem construídas com o material.

Quadro 01. Materiais necessários, preço de aquisição e rendimento.

Produto Preço (R$) Quantidade de Lentes

Folha de acetado (tamanho A4) 1,95 15

Super Cola (3g) 4,80 10

Cola de Silicone Líquida (60 mL) 8,80 30

Além desses materiais, serão necessários para cada grupo: tesoura, papelão (uma caixa de sapato, por exemplo), compasso, régua, linha, caneta, seringa sem agulha, algodão e álcool para limpeza.

Processo de construção das lentes

Para a construção das lentes, os passos a seguir devem ser seguidos. As medidas são sugestões do autor, e podem ser alteradas, conforme a necessidade do professor. As imagens referem-se à construção de uma lente bicôncava, porém, mesmos passos podem ser seguidos para as demais lentes, alterando-se a forma das faces – convexa, plana ou cilíndrica.

1° passo: Marcar na folha de acetato com auxílio de uma caneta esferográfica, um retângulo do tamanho 8,5cm x 3,5cm, dois retângulos de 1cm x 8,5 cm e recortá-los com a tesoura, conforme a Figura 06. Eles servirão como base e faces esféricas da lente, respectivamente.

(13)

Figura 06. Base e faces da lente.

2° passo: Definir um raio de curvatura da lente e desenhar no papelão com o compasso, um círculo com o raio definido e recortá-lo com a tesoura, como mostra a

Figura 07, onde foi utilizado um raio de 11,5 cm. O objetivo é usar parte desse aparato para definir a curvatura da lente.

Figura 07. Círculo de papelão para definir curvatura da lente.

3° passo: Cortar uma linha do tamanho da face esférica da lente, que nesse caso é de 8,5 cm. Colocar a linha em volta de uma parte do círculo e ligar os pontos da extremidade da linha com auxílio de régua e caneta, conforme a Figura 08 ilustra. Essa será a forma da curvatura da lente.

Figura 08. Definição da curvatura da lente.

4° passo: Recortar com a tesoura a forma desenhada no papelão, como mostra a

Figura 09.

(14)

Figura 09. Molde da curvatura das lentes.

5° passo: Na base de acetado, já recortada, desenhar com caneta a curvatura da lente com auxílio do molde de curvatura, passar a supercola na marcação e apoiar uma das faces esféricas no formato desenhado e reforçar com a supercola novamente, conforme mostra a Figura 10.

Figura 10. Colagem da primeira face.

6° passo: Vedar com a cola de silicone os pontos de contato entre a face e a base da lente, conforme a Figura 11.

Figura 11. Vedação de uma face da lente com cola de silicone.

(15)

7° passo: Repetir o 5° e o 6° passo para outra face da lente, como mostra a Figura 12.

Figura 12. Lente com as duas faces coladas.

8° passo: Com auxílio da régua e caneta, marcar dois retângulos na folha de acetato de 3,5 cm x 1 cm cada e recortá-los com a tesoura. Estes retângulos serão utilizados para fechar as extremidades laterais da lente.

9° passo: Colar os retângulos recortados no passo anterior nas extremidades laterais com auxílio da supercola e a vedá-los com a cola de silicone, como mostra a Figura 13, terminando o processo de montagem da lente bicôncava.

Figura 13. Lente bicôncava pronta.

10° passo: Com auxílio da seringa, encher a lente de água (ou de outro líquido a critério do professor). Caso haja vazamento, repetir o processo de vedação com cola de silicone.

Conforme supracitado, as demais lentes podem ser construídas com esse processo com alguns ajustes quanto à curvatura das faces. Para a lente cilíndrica, especificamente a plano-cilíndrica, o molde de que se trata nos passos 3° e 4° é um semicírculo de papelão – neste caso, o raio utilizado foi de 4 cm. Pode-se desenhar um círculo completo e dividi-lo ao meio, conforme mostra a Figura 14. Além disso, sua base será maior.

(16)

Figura 14 – Molde da curvatura lente cilíndrica.

A lente plano-cilíndrica já pronta é mostrada na Figura 15.

Figura 15. Lente plano-cilíndrica.

Para essa atividade, além das lentes bicôncava e plano-cilíndrica, é proposta a construção de lentes biconvexas – constante na Figura 16, plano-convexas – mostrada na Figura 17, e plano-côncavas, ilustrada na Figura 18, todas apresentadas a seguir.

Figura 16. Lente biconvexa.

Figura 17. Lente plano-convexa.

(17)

Figura 18. Lente plano-côncava.

Cabe salientar que é necessário que o professor construa ou peça para um grupo que o faça, lentes biconvexas para representar o cristalino na ilustração do olho que será entregue. A lente deve seguir o mesmo passo a passo, mas pode ter seu tamanho alterado conforme o tamanho da impressão da representação do olho. A realização da atividade prática

Espera-se que cada grupo represente cada doença da visão. A Figura 19

ilustra a representação de uma pessoa com miopia – utilizando a representação do olho, o encontro dos raios se dá na linha vermelha, ou seja, antes da retina de um olho normal. Espera-se que os alunos cheguem a essa conclusão.

Figura 19. Representação de um olho com miopia.

Após testarem as lentes, eles devem chegar à conclusão de que a lente corretora para a miopia é uma lente divergente. A Figura 20 ilustra o processo de correção, já que os raios passaram a se interceptar na linha preta, que é a retina de um olho normal.

Figura 20. Miopia corrigida com lente divergente.

(18)

A presbiopia e a hipermetropia podem ser consideradas com a mesma representação e o astigmatismo terá sua correção descoberta mais com aparatos teóricos do que práticos – espera-se que eles entendam que a correção deve ser feita com a lente cilíndrica, já que ela compensará a curvatura diferenciada da córnea apenas em um eixo.

Discussão da proposta metodológica

Moreira (5)_{enfatiza a importância da relação entre os conhecimentos prévios}

dos alunos e os novos conhecimentos a serem adquiridos, tornando a aprendizagem dita significativa – com significado, de fato compreendida, passível de aplicação, bem como de transferência.

Para tal, é necessário que o professor adote estratégias de ensino diferenciadas, preconize a construção do conhecimento com a valorização de erros e use materiais de ensino diversificados. Assim, a aprendizagem mecânica é desvalorizada, já que os alunos são instigados a ser o sujeito da aprendizagem (26) _.

Borrajo e Coelho (27)_{destacam que o ensino de ciências deve ser}

contextualizado e que os estudantes devem ser conduzidos a resolver situações relacionadas ao seu cotidiano, possiblitando a eles situações de caráter investigativo, contemplando as esferas conceituais, procedimentais e axiológicas.

Dessa forma, a experimentação em sala de aula torna-se uma alternativa para o ensino de Física na atualidade, visto que muitas escolas não possuem um laboratório de Ciências equipado, como aponta Silva, Krajewski, Lopes e Nascimento

(6)_{. Saraiva-Neves, Caballero e Moreira}(28)_{salientam que o que chamam de Trabalho}

Experimental – a experimentação – é uma metodologia bem aceita pela comunidade docente e que vários estudos apontam seus benefícios para a aprendizagem significativa quando utlizada com a proposta da construção e solidificação de conceitos estudados.

Considerações Finais

Com a análise da literatura consultada, foi possível compreender como o processo de ensino-aprendizagem torna-se mais dinâmico e eficaz com a aplicação de metodologias embasadas na Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel. Para que se chegue então a tal aplicação, é necessário um esforço por parte do professor em buscar formas eficientes de empregar tais metodologias.

Especificamente no ensino de Física no Ensino Médio, como citado, uma das formas é a experimentação aliada à construção do conhecimento. Embasado nessa ideia, o presente estudo objetivou construir uma proposta metodológica para servir de auxílio para o professor tratar do assunto de defeitos da visão no contexto da óptica geométrica de forma experimental, vinculada ao baixo custo e a atuação ativa do aluno em sua aprendizagem.

(19)

Por se tratar de uma proposta, o professor pode a seu critério realizar as adaptações que forem necessárias para o uso do conteúdo aqui expresso. Espera-se contribuir para um ensino que gere significado e que auxilie os envolvidos a compreender o assunto de uma forma clara e com um bom nível de representação da realidade.

(20)

Referências

1. Farinha PCMC. A Física da Visão no Ensino [dissertação]. Portugal:

Universidade da Beira Interior; 2011.

2. Máximo A, Alvarenga B. Curso de Física. São Paulo: Editora Scipione; 2011.

3. Bonjorno EP, Clinton C. Física: Termologia, Óptica, Ondulatória. 3. ed. São

Paulo: FTD; 2016.

4. Ministério da Educação (Brasil). PCN+ Orientações Educacionais

Complementares aos Parâmetros curriculares Nacionais

– Ciências da

Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília: MEC/SEMTEC; 2002.

5. Moreira MA. Grandes desafios para o ensino de Física na educação

contemporânea. Rev do professor de Física. 2017;1(1):1-13.

6. Silva PO, Krajewski LL, Lopes HS, Nascimento DO. Os desafios no ensino e

aprendizagem da Física no ensino Médio. Rev Cient da Faema.

2018;9(2):829-834.

7. Sére MG, Coelho S, Nunes AD. O papel da experimentação no ensino da

física. Cad Bras do Ensino de Física. 2003;20(1):30-42.

8. Gil AC. Como elaborar projetos de pesquisa. 4 ed. São Paulo: Editora Atlas;

2002.

09. Halmenschlager KR, Delizoicov D. Abordagem temática no ensino de

ciências: caracterização de propostas destinadas ao ensino médio. Alexandria:

Ver de Educação em Ciência e Tecnologia. 2017;10(2):305-330.

10. Ministério da Educação (Brasil). Orientações Curriculares para o Ensino

Médio: Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília:

MEC/SEB; 2006.

11. Alves VC, Stachak M. A importância de aulas experimentais no processo

ensino aprendizagem em Física: “Eletricidade”. In: Anais Eletrônico, XVI

Simpósio Nacional de Ensino de Física, 24 a 28 de janeiro de 2005. Rio de

Janeiro, Brasil: Anais do XVI Simpósio Nacional de Ensino de Física, 2005. p.

1-4.

12. Sére MG, Coelho SM, Nunes AD. O papel da experimentação no ensino da

física. Cad Brasil do Ensino de Física. 2003;20(1):30-42.

13. Braga JG. Professores experimentadores: perspectivas de docentes de

física sobre o uso de experimentos didáticos na educação básica [trabalho de

(21)