A Física na Escola

Contribuições ao Ensino do Princípio de Arquimedes: aspectos físicos conceituais e de natureza histórico-filosófica

Erisvaldo Ramalho dos Santos Junior — 2023-08-21

Este trabalho é direcionado especialmente a professores de física da educação básica e tem como objetivo trazer contribuições que possam dar subsídio a um melhor desempenho desses profissionais no ensino do princípio de Arquimedes, cooperando para superar lacunas e inadequações observadas em livros didáticos recentes. Além disso, reúne aspectos provenientes de contribuições acadêmicas sobre essa temática, bem como elementos advindos do estudo de fontes originais da história da ciência. Uma proposta de utilização de uma balança hidrostática de baixo custo foi elaborada a partir dessas considerações. É também sugerida uma demonstração para o fenômeno da tensão superficial da água no contexto das discussões. Os elementos abordados aqui contemplam aspectos físicos conceituais, bem como de natureza histórico-filosófica.

O olhar acurado e a descoberta de um “novo mundo” a partir do microscópio

Marlon Cesar de Alcantara — 2023-06-19

Neste artigo propomos a introdução de atividades de observação com o uso do microscópio nas aulas de física. Para tanto, apresentamos um texto a partir do recorte historiográfico do desenvolvimento dos instrumentos óticos, explorando as relações entre arte, ciência e sociedade na República Holandesa do século XVII. Também abordamos nessas aulas de física a vida e a obra de personalidades como Antoni van Leeuwenhoek e Robert Hooke. Mostramos como esses atores participaram de uma rede de trocas de informações sobre instrumentos óticos, que permearam, com muita propriedade, as relações científicas anglo-holandesas. Inseridos nesse contexto, apresentamos dois microscópios de baixo custo que podem ser fabricados pelo professor: um deles remete à construção e à forma de observação de Leeuwenhoek, e o outro, um tanto mais “moderno” para que os docentes possam mostrar aos seus alunos imagens com melhor definição e qualidade. A apresentação desses instrumentos é amparada por um “guia” de construção e utilização, além de uma pequena explicação para a configuração de lâminas.

Efeito Compton

Júlio Pinheiro — 2023-06-19

O objetivo deste trabalho é verificar a efetividade da aplicação de uma Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS) com relação ao ensino-aprendizagem do Ensino Médio ao tratar da introdução do conceito de efeito Compton no conteúdo de física moderna e contemporânea. A UEPS foi estruturada em oito etapas, divididas em material diversificado, como aulas expositivas de revisão, textos, vídeos, mapas conceituais, autoavaliações etc. Desta forma, houve maior integração em sala de aula entre professor e alunos, o que proporcionou aos discentes condições para a aprendizagem dos fenômenos estudados, melhorando a qualidade e o interesse deles no ensino de física. Quanto à metodologia, o trabalho apresentado caracterizou-se como uma pesquisa qualitativa orientada pelo professor na aplicação da sequência didática. Como resultado, este artigo aponta que, através do estudo feito, foi possível concluir que o tópico efeito Compton tem relevância suficiente para ser introduzido no conteúdo de física moderna, sendo uma ferramenta que pode contribuir para o desenvolvimento do ensino-aprendizagem destes estudantes.

Algumas interações pessoais de Niels Bohr com J.J. Thomson e Ernest Rutherford no período de seu pós-doutorado

Anabel Cardoso Raicik — 2023-06-19

Este artigo explora alguns aspectos da relação que Niels Bohr estabeleceu durante o período de seu pós-doutorado tanto com J.J. Thomson quanto com Ernest Rutherford entre os anos de 1911 e 1912. Tendo em vista a relevância de discussões relativas à natureza da ciência no ensino, em associação à história e à filosofia da ciência, busca-se trazer à tona uma visão mais humana de ciência, evidenciando como aspectos subjetivos, afetivos, sociais, relacionados à biografia e à personalidade individual de um estudioso influenciam na construção de conhecimentos científicos. Nesse sentido, além de publicações de Bohr daquele período e de interlocuções com a literatura secundária, trechos de uma entrevista cedida por ele em 1962 contribuem para o resgate e a contextualização desse recorte histórico em específico.

Relato de Experiência: sequência didática no estudo de cinemática e dinâmica mediado pelo uso de simuladores virtuais

Carlos Alberto Brito da Silva Júnior — 2023-08-22

O presente trabalho tem por finalidade relatar os resultados da experiência na produção de uma Sequência Didática (SD) baseada nos estudos de Zabala (2014) mediado por simulações interativas no estudo de cinemática e dinâmica para os docentes de Ciências como uma estratégia facilitadora no ensino de ciências/física para alunos do ensino fundamental e Médio. Neste sentido, para a formulação da SD, de modo a promover uma aprendizagem significativa, foram utilizadas duas plataformas digitais gratuitas voltadas para o ensino de ciências/física: Physics Education Technology (PhET), da Universidade de Colorado, criada por Carl Wieman (ganhador do Nobel de Física de 2002), e Física na Escola-HTML 5 (Física Animações/Simulações), criada por Vladimir Vascak. Acreditamos que se o professor incluir essas práticas pedagógicas de modo adequado elas podem ser uma estratégia poderosa e atrativa para os alunos, possibilitando a desconstrução e reconstrução de seus próprios conhecimentos científicos de ciências/física. Isso permite uma maior profissionalização mediante o conhecimento e a experiência da prática docente do referido autor no processo construtivo da SD, como preveem Eicher e Del Pino.

Acústica

Tiago Rafael de Almeida Alves — 2023-06-19

O trabalho interdisciplinar entre as artes e a física, conectadas por meio do estudo da acústica, pode ser realizado com base no diálogo e organização das atividades. O presente artigo apresenta as ideias centrais do projeto intitulado “Física e artes em integração” realizado desde 2018 no Instituto Federal Catarinense Campus Brusque. As oficinas para a construção de instrumentos musicais feitos a partir de materiais reciclados culminam com práticas extensionistas que abraçam a comunidade. Os estudantes do Ensino Médio aprendem a física do som, estudam noções de ritmo, notas musicais, melodias e técnicas para tocarem seus instrumentos. Ao final do processo, eles recebem estudantes da APAE e de escolas da educação infantil no campus para a realização de oficinas com ênfase majoritariamente lúdica.

Plataformas digitais como ferramentas para ensino, divulgação e popularização das ciências no Sertão Central Pernambucano: Museu digital

Wellington Santos Souza — 2023-08-22

Este artigo teve foco na publicação dos trabalhos realizados pelo Museu de Ciência
Professor Antônio Carneiro (MCPAC) através das suas plataformas digitais. Em virtude de sua popularização, velocidade de disseminação de informações e alcance de
público, as redes sociais tornam-se novos espaços para o ensino e a divulgação
científica. Nesse contexto, a comunicação e disseminação da ciência é particularmente importante, principalmente com o crescimento considerável do compartilhamento de fake news nas redes sociais, o que leva ao descrédito da ciência
perante o público não especializado. Além disso, considerando também que o
deslocamento do público para a visitação é pouco usual, as plataformas digitais
oferecem oportunidades para que mais pessoas possam ter acesso às atividades de
ensino, divulgação e popularização das ciências implementadas pelo MCPAC, bem
como ao acervo e exposições virtuais do museu. O trabalho buscou elaborar posts
informativos, lives e vídeos curtos com bolsistas e colaboradores, apresentando as
atividades desenvolvidas - desde os fundamentos das experiências científicas até as
exposições em eventos de ensino e a popularização das ciências através das redes
sociais - de maneira dinâmica, interativa e inclusiva, tornando as atividades apresentadas mais democráticas e o ensino/divulgação de ciência mais atrativos e divertidos.

Simulação interativa para o estudo da dilatação térmica

Nildo Loiola Dias — 2023-06-19

Neste trabalho, apresentamos uma simulação interativa desenvolvida na plataforma GeoGebra. Essa simulação permite o estudo da dilatação térmica de diversos materiais cujo funcionamento é baseado em um modelo de dilatômetro real, que controla a temperatura das amostras por meio de um banho térmico. A simulação procura se aproximar do experimento real, com um relógio comparador e um banho térmico com características e funcionalidades próprias dos seus equivalentes reais. O uso da simulação se justifica pelo isolamento social provocado pela pandemia de covid-19, bem como para suprir a ausência do equipamento em laboratórios de ensino de física nas escolas. Constatou-se que o desempenho de estudantes de engenharia da Universidade Federal do Ceará que utilizaram a simulação foi semelhante ao dos que realizaram o experimento real antes do isolamento social.

GPS, sistema de coordenadas geográficas e estudo experimental da cinemática do movimento retilíneo

Antonio Augusto Soares — 2023-06-19

Neste trabalho é apresentado um experimento para o estudo da cinemática do movimento retilíneo para os ensinos Fundamental e Médio. A coleta de dados é feita com o sensor GPS de um smartphone segundo o sistema de coordenadas geográficas, demandando conversão para o sistema cartesiano ortogonal tridimensional. O tratamento e a análise dos dados são feitos por meio de um programa próprio desenvolvido em Python, que faz a conversão entre os sistemas de coordenadas, organiza os dados e mostra os gráficos característicos referentes à cinemática do movimento. Esse experimento deve ser realizado ao ar livre e descrevendo uma trajetória retilínea usando, por exemplo, uma bicicleta. Os resultados obtidos para o módulo do deslocamento apresentam bom acordo com os obtidos através do Google Maps e com a ferramenta “Calculadora geográfica” do INPE.

Tecnologias digitais para o ensino de física

Douglas Bassani — 2023-06-19

A inserção de temas associados à eletricidade e ao magnetismo é indispensável quando relacionados ao ensino de física no Ensino Médio. Porém, muitas vezes, por falta de materiais de apoio e de tempo disponível, professores(as) enfrentam dificuldades na elaboração de aulas mais atrativas sobre esses assuntos. Nesse sentido, buscando minimizar o tempo de procura, analisamos as possibilidades de utilização de simuladores como alternativa aos laboratórios convencionais. Na tentativa de suprir a necessidade da experimentação nesse componente curricular, investigamos, propomos e desenvolvemos um catálogo digital que tem por finalidade auxiliar os(as) professores(as) a usar essa ferramenta no ensino de física. Identificamos simuladores na plataforma do Phet Colorado referente à temática proposta e sugerimos estratégias de sua utilização em sala de aula através do catálogo digital elaborado. Assim, com nossos resultados da análise e proposta da utilização do catálogo, percebemos o quão relevante ela pode ser, pois o uso de simuladores contribui para um ambiente comunicativo entre estudantes, professores(as) e o objeto de estudo.

Flauta de uma nota só

Gustavo de Oliveira Gurgel Rebouças — 2023-06-19

Este trabalho propõe um experimento didático de ondas estacionárias mediante o uso de tubos sonoros que, dependendo de como soprados, emitem uma nota musical. Esse som pode ser analisado com o uso de um osciloscópio e um afinador, que podem ser facilmente acessados por meio de computadores e celulares, possibilitando a caracterização do comportamento da onda estacionária excitada no interior do tubo e, consequentemente, a obtenção da velocidade do som no ar. Para a execução do experimento foram utilizados três diferentes materiais para a confecção da flauta de uma nota só: o bambu, o PVC e o alumínio. Portanto, essa proposta é uma alternativa empírica de introdução a assuntos relacionados a ondas e acústica em salas de aula para obtenção de parâmetros físicos relevantes.

Construção de um plano inclinado de baixo custo para o ensino de mecânica nas aulas de física

Leonardo Ribeiro Goes Silva — 2023-06-19

Diante dos desafios que os docentes encontram no ambiente escolar para o desenvolvimento e o ensino e, consequentemente, na aprendizagem dos objetos de conhecimento de física, em especial os de mecânica, torna-se indispensável à necessidade de adotar novas metodologias e estratégias pedagógicas. Uma metodologia de ensino-aprendizagem que pode ser desenvolvida nas aulas de mecânica são as práticas experimentais, que podem ser executadas através de materiais experimentais pedagógicos. Para isso, este trabalho propõe auxiliar o professor na construção de um plano inclinado de baixo custo para ensinar os objetos de conhecimento sobre movimento retilíneo uniforme, movimento uniformemente variado e decomposição de forças de um corpo através de experimentações de cunho pedagógico que possam ser desenvolvidas em sala de aula.

Reflexões acerca de ambiguidades envolvendo o conceito de calor para subsidiar discussões em sala de aula

Osmar Henrique Moura da Silva — 2023-06-19

Trabalhos anteriores situaram determinadas dificuldades educacionais relacionadas ao conceito de calor ao levantarem aparentes ambiguidades conceituais existentes em livros de física básica comumente utilizados em anos iniciais de graduações, fornecendo reflexões qualitativas para subsidiar o professor em discussões em sala de aula. Continuando essa linha de raciocínio, o presente trabalho objetiva apresentar distintas reflexões a partir de outras ambiguidades aqui apontadas como contribuição aos subsídios educacionais sobre esse conceito fundamental em termodinâmica, de modo a caracterizar recomendações com linguagem conceitual consistente mediante implicações pedagógicas que serão estabelecidas e direcionadas ao nível médio de ensino. Espera-se que os cuidados apontados possibilitem inibir as ambiguidades conceituais aqui reunidas e atreladas à noção científica de calor, por vezes subestimada na classificação de um dos conceitos físicos mais difíceis tanto de ser ensinado como de ser aprendido.

Aprender circuitos elétricos com estações laboratoriais para desenvolver competências metacognitivas

Ana Rita Lopes Mota — 2023-06-19

Décadas de investigação confirmam que somente uma pequena percentagem de alunos do Ensino Médio (e ensino superior) desenvolve uma compreensão profunda e significativa de circuitos elétricos. Aprender em equipe através do modelo das estações laboratoriais tem-se revelado promissor no contexto do ensino de física. Neste artigo, são apresentadas oito estações laboratoriais sobre circuitos DC, com a duração de 15 minutos cada, que podem ser utilizadas no ensino fundamental e/ou Ensino Médio. As estações foram construídas a partir de indicadores internacionais sobre o tema e foram concebidas para estimular o desenvolvimento de competências metacognitivas.

O ensino da física no contexto da prática esportiva de futebol

Marcelo da Costa Carneiro — 2023-06-19

Este trabalho aborda um estudo de caso sobre o efeito Magnus na prática do futebol, um fenômeno que acontece na bola, causando um desvio da sua trajetória normal. Ele também está presente na sustentação do avião, no contato do carro de Fórmula 1 com o solo, na propulsão de meios de transportes aquáticos e em outras atividades esportivas. O trabalho foi realizado na turma do 3° ano do Ensino Médio de uma escola do município de Beberibe, Ceará. Foi realizado por meio de experimento, com realização de questionários para avaliar o desempenho da turma antes e após a realização das aulas. A contextualização empregada sobre o ensino de física serviu para mostrar aos alunos que não basta apenas gostar de futebol, é importante saber como a física explica e está presente nele. Portanto, percebeu-se que a maioria dos alunos gostavam de futebol, mas não tinham conhecimento sobre
esse fenômeno em estudo.

Uma proposta de atividade experimental para abordar aspectos quantitativos do arco-íris com estudantes do Ensino Medio

Camila Manni Dias do Amaral — 2023-06-19

Este artigo apresenta uma discussão sobre a formação dos arco-íris e uma proposta didática para simular a criação de um arco-íris monocromático, com sugestões para que essa proposta seja efetivamente utilizada em sala de aula e que possa abordar aspectos quantitativos relacionados ao fenômeno observado. Apesar deste artigo ser dirigido a professores de física, foi oferecida a opção de utilizar apenas as ferramentas matemáticas disponíveis a alunos do Ensino Médio, a fim de que seja possível utilizar o texto base como material a ser apresentado a eles. A proposta apresentada foi aplicada no contexto da pandemia de COVID-19, de modo on-line, com alunos de curso livre que estavam no 3° ano do Ensino Médio ou que já haviam completado essa etapa de formação. Além disso, são abordadas neste trabalho sugestões e considerações elaboradas a partir do resultado dessa aplicação.

Bifrost

Paulo César Vargas Júnior — 2023-06-19

O arco-íris é um fenômeno óptico que ocorre quando a luz solar, luz branca, é espalhada de uma forma particular por gotículas d'água, aproximadamente esféricas, em suspensão na atmosfera. No presente trabalho, desenvolvemos um programa de computador, o qual o nomeamos Bifrost, que simula o espalhamento da luz no arco-íris. O Bifrost possui distribuição livre e código fonte aberto, podendo ser baixado diretamente da internet ou solicitado por e-mail aos autores. Mostramos que os resultados do software Bifrost reproduzem com boa precisão as principais características do fenômeno óptico do arco-íris: a planaridade do trajeto dos raios no interior da gota esférica; o fato de o arco-íris ser um arco; a existência de um ângulo de espalhamento máximo para o arco-íris primário; o ângulo máximo do vermelho ser maior que o do violeta; a existência de um ângulo de espalhamento mínimo para o arco-íris secundário; o ângulo mínimo do vermelho ser menor que o do violeta; as larguras dos dois arcos e a existência da faixa escura de Alexandre. Esperamos que o material apresentado aqui venha a ser utilizado por professores de física em suas aulas e em demonstrações sobre o fenômeno do arco-íris, enfatizando as leis da óptica geométrica.

Ensinagem do conceito de força centrípeta através de uma atividade prática utilizando material reciclado

Gisele Bosso de Freitas — 2023-06-19

Com o objetivo de levar atividades experimentais para o ensino básico e motivar a ensinagem de física nas escolas, uma vez que muitas não possuem laboratórios didáticos para mostrar aos alunos os conceitos da física fora de figuras e fórmulas dos livros didáticos, realizamos uma oficina utilizando materiais reciclados para a ensinagem do conceito de força centrípeta. Nesta oficina, que pode ser adaptada para uma aula em qualquer escola brasileira, os alunos trabalharam em grupos e cada um produziu seu experimento. Além disso, o conceito foi formalizado através de fichas, em que foram anotados os procedimentos experimentais e as grandezas que puderam ser coletadas por meio do experimento. Com a realização da atividade, foi possível perceber o interesse dos alunos pela física devido à grande interação proporcionada por ela.

A Física na Escola: um legado da SBF, um patrimônio da educação básica

Marcello Ferreira — 2023-06-19

Este editorial, escrito em forma de artigo, visa preservar o legado e a memória da revista A Física na Escola (FnE), que em sua 38ª edição se consolida como linha de publicações da Sociedade Brasileira de Física (SBF) dirigida aos professores e às professoras da educação básica com ênfase nas práticas educativas da Física e do seu ensino em sala de aula. Nesse sentido, busca-se registrar, catalogar, interrelacionar e fornecer uma interpretação acerca do estado da arte das publicações transcorridas na FnE, por meio da análise textual e léxica dos artigos publicados desde sua origem. Entre 2000 e 2022, foram publicados 415 textos distribuídos em 20 volumes organizados em 37 números. O conteúdo desses manuscritos compõe o corpus textual a partir do qual foram empregados métodos sistemáticos de análise de conteúdo (análise fatorial correspondente, classificação hierárquica descendente, análise de similitude e nuvem de palavras) que revelam a manutenção histórica do compromisso editorial da FnE com o ensino de ciências e de física em sua interrelação com a Educação Básica brasileira, com a focalização de temas de física moderna e contemporânea, alocados nas fronteiras do conhecimento curricular vigente. Por fim, são tecidas considerações acerca dos compromissos de qualidade política e formal da FnE em face dos desafios que se lhe impõem. Trata-se de um convite para refletir acerca do papel da revista na consolidação de um discurso acerca do que se espera do ensino de física na escola básica e do papel da pesquisa translacional perante os desafios que a ele se impõem.