Introdução contou com o estudo teórico das referên- Wagner ... · Física na Escola, v. 16, n....

11Física na Escola, v. 16, n. 1, 2018 Difração e interferência de ondas por Peer Instruction

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Introdução

De maneira geral, existe amplaiscussão em âmbito nacional einternacional sobre a utilização de

metodologias de ensino que possibilitemuma modificação na dinâmica de sala deaula. As metodologias ativas de aprendi-zagem utilizadas em classe têm na suaessência o deslocamento do papel do pro-fessor, que em vez de ser o protagonistana sala de aula passa a ser um mediador,permitindo assim uma participação ativados estudantes. No Brasil, muito esforçotem sido empregado nesse sentido e, nessepanorama, uma metodologia tem ganha-do espaço nos últimos anos, a da Peer In-struction (Instrução pelos Colegas - IpC)[1,2,3]. A IpC foi desenvolvida em Har-vard na década de 1990, tendo como seuidealizador o físico Erik Mazur. Essa meto-dologia prioriza a interação entre os estu-dantes em contrapartida ao formatotradicional de sala de aula, a partir da in-trodução de questões conceituais previa-mente escolhidas eelaboradas pelo pro-fessor. As questõesguiam o desenvolvi-mento da aula a par-tir do direcionamentodo professor. O prin-cipal objetivo da IpCé promover a com-preensão de conceitosfundamentais de umtema por meio de uma dinâmica deinteração entre os estudantes, alocando osalunos em um papel ativo na prática deensino promovida em sala de aula [1,2].

No presente trabalho buscamos des-crever os principais aspectos da metodo-logia IpC, exemplificados por uma se-quência didática que foi construída porum professor de física que desconhecia ametodologia e a utilizou pela primeira vezem sala de aula. A proposta desenvolveu-se em quatro etapas principais: a primeira

Wagner Tadeu JardimInstituto Federal de Educação, Ciência eTecnologia do Sudeste de Minas Gerais,Campus Juiz de Fora, MG, BrasilE-mail: [email protected]

Mary Anne Marques da SilvaCentro Federal de EducaçãoTecnológica Celso Suckow da Fonseca,RJ, BrasilE-mail: [email protected]

Marina Valentin BarrosColégio Santo Antônio, MG, BrasilE-mail: [email protected]

contou com o estudo teórico das referên-cias nacionais sobre a metodologia deensino contida neste artigo e com discus-sões sistemáticas com outra professora,de biologia, também inexperiente emrelação à metodologia IpC. O objetivo foiidentificar as principais características dametodologia e propiciar maior clareza naconstrução da sequência didática e noprocesso de aplicação da mesma. A se-gunda etapa, de construção da sequênciadidática, foi orientada por uma professorapesquisadora que atua especificamentecom o tema, sendo que a comunicaçãorealizada via e-mail e videoconferênciabalizou as conexões entre os aspectos teó-ricos da IpC e o material trabalhado emsala de aula. A etapa seguinte consistiuna aplicação da sequência didática que visadiscutir os conceitos de difração e interfe-rência de ondas, em quatro turmas do 3ºano do Ensino Médio de uma escola pú-blica federal, tendo cada turma um totalde estudantes que variava entre 24 e 28.A aplicação preencheu o espaço de duas

aulas sequenciais de50 minutos cada uma.A quarta e última eta-pa do trabalho voltou-se para a análise dosresultados obtidos du-rante a aula desen-volvida, passo essen-cial para uma avalia-ção da proposta.

Antes de discutir-mos a experiência didática, apresenta-remos aspectos da IpC que sumarizam oestudo teórico desenvolvido na primeiraetapa da presente proposta e que foi a basepara a prática desenvolvida.

O método de Instrução pelosColegas (IpC) – Peer Instruction

Em uma aula dita tradicional, espera-se que o professor utilize o tempodisponível para transmitir detalhada-mente informações específicas sobre o

O artigo apresenta uma proposta de ensino dosconceitos de difração e interferência de ondasbaseada na metodologia da Instrução pelosColegas (IpC) (Peer Instruction). Essa metodo-logia pressupõe a alteração da dinâmica da salade aula, priorizando a interação entre os estu-dantes e modificando o papel do professor. Apósapresentarmos os principais aspectos da IpC,estes serão discutidos dentro do contexto deuma sequência didática desenvolvida e aplicadapor um professor, até então, desconhecedordessa metodologia. A aula teve como público-alvo quatro turmas do terceiro ano do EnsinoMédio de uma escola pública federal. Aproposta mostrou-se satisfatória, pois além doaumento no índice de respostas corretas emquestões sobre interferência e difração de ondas,houve boa receptividade dos estudantes emrelação à nova dinâmica que tomou o espaçoda sala de aula.

metodologias ativas de aprendi-zagem utilizadas em classe têmna sua essência o deslocamentodo papel do professor, que emvez de ser o protagonista nasala de aula passa a ser ummediador, permitindo assimuma participação ativa dos

estudantes

12 Física na Escola, v. 16, n. 1, 2018

conteúdo ministrado, para que os estu-dantes, em momento posterior, estejamaptos a responder questões sobre o tema.A IpC reorienta essa estrutura criando umespaço onde o professor ministra apresen-tações orais menores (aproximadamente15 minutos cada), que têm por foco osconceitos principais e são intercaladas comquestões que serão respondidas, cada umadelas, em até duas etapas [1,2, 4].

Ao se apresentar uma questão aosestudantes, estes são convidados a refletirbrevemente (cerca de 2 minutos), indivi-dualmente, sobre as opções de resposta,escolhendo a que consideram correta. Éimportante que nesse momento não ocor-ra nenhuma interação entre os estudantes.Após o tempo designado a essa primeiraetapa, os alunos são convidados à votação,apresentando suas respostas individuais.Nesse momento, o professor deve avaliar(e registrar) as respostas para definir opasso seguinte [1,4].

Existem alguns recursos tecnológicospossíveis para a escolha das respostas porparte dos estudantes. Dentre esses, desta-camos os clickers, que são dispositivos ele-trônicos usados pelos estudantes para res-ponder aos testes propostos nas aulas.Esses aparelhos (semelhantes a controlesremotos) são fornecidos individualmentepara os estudantes, permitindo a inserçãode suas respostas para os testes concei-tuais. As respostas são enviadas para ocomputador do professor, que poderávisualizá-las prontamente. Há tambémaplicativos de smartphones1 que funcio-nam de maneira semelhante aos clickers ecartões de resposta (chamados de flash-cards), em que estão desenhadas as opçõesde respostas com cores diferenciadas. Éimportante que a escolha das alternativaspelos estudantes seja feita por meio dessesmétodos (cartão de resposta, clickers ouaplicativos de smarthphones) e nãooralmente ou por uma votação em queos alunos levantem as mãos, para que nãoocorra interferência entre as repostas doscolegas. Em uma pesquisa [5] desenvol-vida em uma escola pública canadense emque foram usados cartões de resposta eclickers para medir as respostas dos estu-dantes, identificou-se que não há diferençaem termos de aprendizagem dos alunosquanto ao uso desses dois instrumentos,e sim diferenças para o professor, já que atabulação das respostas é imediata no casodos dispositivos eletrônicos.

É importante ressaltar que a avaliaçãodas respostas se mostra essencial paraanalisar como o processo terá continui-dade. Caso as respostas sejam muitohomogêneas (mais de 70% dos estudantescom opções erradas ou corretas), a pró-

xima etapa que será descrita, de interaçãoentre os estudantes, pode perder o sentido.Se as respostas individuais dos alunosapresentarem, em sua grande maioria, aopção correta, um debate não suscitarácontrovérsias, sendo uma explanação porparte do professorpara toda a classe ummelhor condutor parao tópico seguinte e otempo que seria des-tinado para o proces-so de interação podeser mais bem aprovei-tado em outros mo-mentos da aula. Casoo panorama de res-postas individuais aponte para um baixopercentual de respostas corretas (menordo que 30% de respostas corretas), issopode ser resultado de uma questão malformulada ou uma explanação préviainadequada por parte do professor. Nessecaso, suscitar uma interação entre osestudantes pode acarretar maior confusãodos conceitos. Assim, o professor deverevisitar o conceito apresentado e repetira etapa 1. O ideal para uma boa interaçãoentre os estudantes e sucesso da metodo-logia é que o número de respostas corretasse situe entre 30% e 70%, como sintetizadona Fig. 1.

Após a votação 1, caso os critérios daporcentagem de respostas corretas dire-cionem para a discussão entre os colegas,o que constitui a segunda etapa, os estu-dantes devem formar pequenos grupos,de 2 a 5 alunos, nos quais cada um deveapresentar suas respostas com base emseus argumentos. O objetivo é que os estu-dantes possam reavaliar suas opções con-trapondo seus próprios argumentos aosde seus colegas. Dessa maneira, é impor-

tante que os grupos sejam formados deforma heterogênea, ou seja, que cada gru-po comporte a maior variedade de opçõesde resposta possíveis resultantes davotação 1, no intuito de enriquecer o deba-te [1,4]. Caso todos os alunos no mesmo

grupo apresentarem amesma resposta, éimportante que oprofessor os ensine adiscutir todas as alter-nativas e a encontraros motivos por que asjulgaram erradas,enriquecendo assim acapacidade argumen-tativa dos alunos e

aprofundando a compreensão do conceitoem discussão.

Outro aspecto essencial a se destacaré que para propiciar a interação entre oscolegas, as questões devem ser formuladaspreviamente ou selecionadas dentre as pre-sentes em livros-texto ou exames já exis-tentes,2 porém sempre levando em consi-deração alguns aspectos cruciais para osobjetivos da IpC. As questões devem serconceituais, não óbvias para os estu-dantes, claras e concisas, abordarem umconceito por vez (por questão) e moti-varem discussões entre os alunos. Devemser pensadas de maneira que contemplema compreensão sobre os conceitos maisimportantes apresentados oralmente peloprofessor. Os testes devem conter pergun-tas que não podem ser resolvidas com baseem uma equação matemática, pois o focodeve ser na aprendizagem conceitual, enão podem ser de fácil solução, o queimplicaria um grande índice de acertos esuprimiria a etapa de interação entre oscolegas. Além disso, os testes devem pro-mover discussões entre os estudantes,

Difração e interferência de ondas por Peer Instruction

Figura 1: Diagrama do processo de implementação do método IpC [1, p. 370].

Clickers, dispositivos eletrônicossemelhantes a controles

remotos, podem ser usadospelos estudantes para

responder a testes propostosnas aulas. Esses aparelhos são

fornecidos individualmentepara os estudantes, permitindo

a inserção de suas respostas

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visando um melhor entendimento sobreos conteúdos. O professor precisa ser bemcriterioso ao preparar sua aula, em queutilizará o IpC, decidindo previamentequais serão os conceitos discutidos na-quela aula e quais habilidades ele pretendedesenvolver. A ordem em que ele apresen-tará os testes deve ser decidida em mo-mento anterior à aula e outro cuidado aser tomado é o de selecionar mais de umteste por tópico do conteúdo ou habilidadeque se pretende trabalhar. Dessa maneira,as questões apresentadas no presente tra-balho seguem essas recomendações e sãode formulação própria ou adaptações detestes encontrados na internet ou emlivros didáticos.

Difração e interferência deondas, uma interação entreondas e entre colegas: construçãoe aplicação da metodologia IpC

O professor responsável por construira aula, como indicado na introdução,nunca havia pesquisado sobre ou traba-lhado com a metodologia IpC em momen-tos anteriores. A partir da construção daproposta, o professor responsável por re-ger a aula e outra professora que tambémnão possuía experiência prévia com a IpCacessaram e discutiram conteúdos acadê-micos, disponíveis em periódicos e anaisde congresso, ambos nacionais e de livreacesso, que discutem a metodologia IpCe/ou apresentam exemplos de sua aplica-ção [1,2,4,6,7]. Materiais como os men-cionados, além de contato via email evideoconferência com a professora-pes-quisadora durante o processo de constru-ção e aplicação que será descrito, consti-tuíram a estrutura para que a dinâmicada sequência didática e os objetivos dametodologia não fossem distorcidos notrabalho prático.

Em uma aula anterior ao desenvol-vimento da sequência didática, o profes-sor propôs uma atividade prévia (AP),3 naqual os alunos utilizaram uma simula-ção (Fig. 2) para observar fenômenosondulatórios em diversas situações. Essas

observações deveriam ser realizadas naescola ou em casa, fora do espaço da salade aula e entregues ao professor (via-emailou arquivo físico). Para garantir que todosos estudantes (ou pelo menos a maioriadeles) realizassem as observações, foi atri-buída uma pequena pontuação dentro dasavaliações bimestrais correntes. No casoda turma que terá seus resultados descri-tos ao longo do texto, 24 dos 25 estudan-tes entregaram a AP.

A simulação utilizada consiste emuma torneira que libera gotas de águaperiodicamente em um tanque com água.O estudante tem a liberdade de aumentarou diminuir a frequência e amplitude dasondas, bem como afastar ou aproximarda fonte geradora de ondas, uma barreiraque pode conter um ou dois orifícios.Nesse momento doano letivo, os estu-dantes já tinhamdiscutido em sala ascaracterísticas básicasde uma onda, taiscomo amplitude,frequência, compri-mento de onda evelocidade, além de já conheceremfenômenos básicos como refração ereflexão.

Na AP, foi requisitado aos alunos querespondessem as seguintes questões: 1“Ajuste a largura da fenda para um ta-manho bem pequeno, aumente a frequên-cia para valores grandes e aproxime afenda da fonte geradora de ondas. Nessascondições, o que você observa quando aonda atravessa a fenda? Descreva.”. 2 “Seaumentarmos a largura da fenda, algo semodifica? Descreva.”. 3 “Existe algumlimite de tamanho para o qual, se aumen-tarmos a largura da fenda, o fenômeno éinterrompido? Descubra e descreva asobservações.”. 4 “Quando o fenômeno éinterrompido, o que acontece com a ondaque passa pela fenda? Descreva.”. 5“Estruture novamente a situação descritano item (1), acrescente uma segunda fen-da. O que você oberva? Descreva.”. 6 “Nasituação do item 5, se variarmos a larguradas fendas, algo se modifica? Descreva.”

Foi orientado aos alunos que todosos casos deveriam ser observados e suasanálises anotadas, tais como a observaçãode algum efeito que surgisse ou cessasseem determinadas condições que deveriamser explicitadas de maneira qualitativa. Oprofessor enfatizou, ainda, que seria atri-buída pontuação às respostas, todavia acorreção da atividade não seria voltadapara uma análise de “certos” ou “errados”,mas sim levaria em consideração o esforçoempregado na descrição das análises rea-

lizadas, como indicado pelo referencialteórico [1].

O objetivo dessa atividade foi familia-rizar os estudantes com os fenômenos eimagens que seriam discutidos na aulapresencial, o que foi percebido, por exem-plo, devido aos vários relatos de “espa-lhamento” (algo semelhante ao que seriao fenômeno de difração) encontrado nasdescrições dos estudantes, em determi-nadas alterações de parâmetros, como naquestão 1 da AP. Dessa maneira, buscamosestimular a elaboração de argumentaçãosobre o tema, por parte dos alunos.

Para início da aula presencial, foramdistribuídos, para cada estudante, osflashcards (cartões) com as letras A, B, Ce D, sendo que cada flashcard, além depossuir uma letra diferente, também foi

confeccionado comuma cor diferente,amarela, azul, rosa everde, respecti-vamente. Cada letrafoi impressa em papelde sua respectiva core, na parte de trás detodos eles, foi colado

um papel cartão no intuito de que osalunos das linhas de trás nãoconseguissem identificar as respostas doscolegas da frente, minimizando possíveis“colas” de respostas. Cada etapa de vo-tação foi registrada por meio de fotogra-fias, o que justifica a escolha de diferentescores para cada letra dos flashcards, parafacilitar a identificação das respostas queserão apresentadas ao final da presenteseção.

Optamos pelo uso dos flashcards(Fig. 3) em vez dos clickers ou aplicativosde smartphones pelo fato de não possuir-mos disponíveis os clickers e nem todosos estudantes possuírem smartphones quepudessem baixar os aplicativos necessáriospara a dinâmica dos clickers. Além disso,uma vez confeccionados os flashcards, osmesmos podem ser utilizados em qual-quer contexto. No entanto, vale ressaltarque uma alternativa interessante aosflashcards é a utilização do Plickers, pormeio dos quais somente o professor neces-sita possuir o aplicativo (plickers, dispo-nível gratuitamente na internet) em seusmartphone e as cartelas impressas, utili-zadas pelos estudantes, contêm códigosque são identificados pela câmera do apa-relho. Dessa maneira, o Plickers alia a van-tagem dos flashcards, que é o baixo custo,e a vantagem da identificação e apresen-tação das respostas dos clickers [7].4

Antes de iniciar a discussão específicasobre os conteúdos de ondulatória, fez-seimportante explicitar claramente para os


Figura 2: Simulação de ondas na águapara observação de difração e interferência(http://phet.colorado.edu/pt).

A Atividade Prévia cumpre umpapel de “exercício de

aquecimento”, ou seja, defamiliarizar os estudantes com

os temas que serão trabalhadosposteriormente e auxiliar no

processo de construção da aula


alunos como se daria o processo de vota-ção. É indispensável que todos os estu-dantes compreendam as etapas de votaçãopara que os objetivos da sequência didáticanão sejam comprometidos. Assim, inicia-mos a aula com uma pergunta teste (per-gunta 0) sobre qual seria o time de futebolde cada aluno, com o objetivo de verificara dinâmica das votações. Foram apresen-tadas quatro opções: Cruzeiro (A), Atlético(B), Flamengo (C) e Outros (D). Após aprimeira votação, os estudantes tiveramdois minutos para discutir suas respostasem pequenos grupos(de 3 e 4 alunos) e, emseguida, foi realizadauma nova votaçãoem que as respostaspermaneceram asmesmas. Apesar danão alteração nas res-postas (como já eraesperado para esse caso), a pergunta testeserviu bem ao propósito de ser ummomento de descontração em que osalunos pudessem interagir entre si,apresentar argumentos em favor de suasrespostas e compreender a dinâmica queguiaria a aula.

Depois de compreendida a dinâmicade votação das duas etapas destacadas naseção anterior, que constituem a instruçãopelos colegas, a votação individual inicial

e a votação individual posterior à discus-são em pequenos grupos, o professor ini-ciou a discussão sobre os conteúdosespecíficos da sequência. A primeira daspequenas apresentações por parte do pro-fessor versou sobre a frente de onda e oprincípio de Huygens para a propagaçãode uma onda. Além disso, foram apresen-tadas imagens que representavam o prin-cípio de Huygens em uma onda circularbidimensional ao passar por um obstáculo(Fig. 4).

Apesar de o exemplo tratar de umaonda circular, não fo-ram discutidos, nessemomento, variaçõesno tipo de onda ouobstáculo, apenas oprincípio de Huygense que o fenômeno deuma onda contornarum obstáculo era cha-

mado de difração. Relembrando, as apre-sentações ministradas pelo professordevem conter informações que permitama formulação de ideias pelos estudantessobre as questões subsequentes, porémsem detalhar o fenômeno de maneira aantecipar por completo as respostas.

Em seguida, apresentamos as ques-tões 1 e 2:

Questão 1: A difração ocorre quandoa luz passa por:

A) buraco pequeno.B) fenda estreita.C) fenda larga.D) Em todos os casos.Nesse momento, como houve um

grande número de respostas corretas (88%de acerto),5 não se fez necessária a segundaetapa (de interação entre os estudantes).O professor indicou a resposta correta (le-tra D), apresentou a questão número 2 edeixou para discutir ambas (questões 1 e2) em conjunto.

Questão 2: No fenômeno da difraçãoexiste alteração:

A) no comprimento de ondaB) na frequênciaC) na formaD) na velocidade de propagaçãoA questão 2 apresentou, após a pri-

meira votação, 32% de respostas corretas(letra C), o que foi modificado para 68%após a interação entre os estudantes. Apósesse momento seguimos para uma dis-cussão sobre a difração relacionada àsquestões que acabaram de ser discutidas.Então apresentamos imagens que repre-sentam ondas contornando diferentesobstáculos, como o da Fig. 5, em que umaonda atravessa um orifício circular. Paraessa explicação, retomamos ainda a Fig. 4e o princípio de Huygens, mas não discu-timos a aparição do padrão de interfe-rência.

Em seguida, no intuito de aprofundara discussão sobre os efeitos de difração,passamos para as questões 3 e 4.

Questão 3: Sobre a figura a seguir(Fig. 6), podemos perceber que no primeirocaso, à esquerda, existe o efeito de difra-ção; no segundo caso, apesar de termosondas que passam por uma fenda, o efeitonão é tão perceptível. O que melhorexplicaria, diretamente, essas obser-vações?

A) A distância da fonte até a fenda.B) A largura da fenda.C) A frequência da onda.D) A velocidade da onda.Questão 4: (UFRGS 2005 - Adaptada)


Figura 3: Estudantes utilizando os flashcards para responder a uma das questões sobredifração e interferência.

Figura 4: princípio de Huygens, disponível em www.wikimedia.org.Figura 5: Onda (luminosa) contornandoum orifício circular.

Ao se trabalhar com a IpC pelaprimeira vez, é importante

discutir detalhadamente, comos estudantes, como se dão asetapas de votação para que a

dinâmica da aula não sejaprejudicada


Um trem de ondas planas de comprimentode onda λ, que se propaga para a direitaem uma cuba com água, incide em umobstáculo que apresenta uma fenda delargura F. Ao passar pela fenda, o trem deondas muda sua forma, como se vê nafotografia a seguir (Fig. 7). O fenômenofísico mostrado na figura é conhecidocomo difração. Para que esse fenômenoseja intensificado, poderíamos:

A) diminuir um pouco o tamanho doorifício.

B) diminuir a profundidade dorecipiente.

C) aumentar a frequência da onda.D) aumentar a velocidade da ondaA questão 3 apresentou na primeira

votação 46% de respostas corretas (letraB), o que aumentou para 76% após a dis-cussão pelos colegas. Na questão 4, opercentual de respostas corretas (letra A)aumentou de 62% para 92%. Após asvotações para as questões 3 e 4, o profes-sor discutiu com os estudantes que a ocor-rência mais explícita do fenômeno dedifração recai sobre a dependência do com-primento de onda em relação às dimensõesdo obstáculo a ser contornado. Nessa dis-cussão foram apresentadas algumasimagens de difração de ondas na águaextraídas do programa Google Earth [8].Dessa maneira, iniciamos a discussãoconceitual que lança as bases para se res-

ponder à questão 5 que viria a seguir.Ressaltamos que os estudantes tinhamconhecimento, advindo de aulas anterio-res, das diferenças entre ondas mecânicase eletromagnéticas; no caso específico daquestão seguinte, ondas sonoras e ondasluminosas.

Questão 5: (UFMG) O muro de umacasa separa Laila de sua gatinha. Laila ou-ve o miado da gata, embora não consigaenxergá-la. Nessa situação, Laila podeouvir, mas não pode ver sua gata, porque

A) a onda sonora é uma onda longi-tudinal e a luz é uma onda transversal.

B) a velocidade da onda sonora émenor que a velocidade da luz.

C) a frequência da onda sonora émaior que a frequência da luz visível.

D) o comprimento de onda do som émaior que o comprimento de onda da luzvisível.

Após as etapas de votação na questão5, apesar de observarmos um aumentono índice de respostas corretas (letra D)de 32% para 52%, o resultado final nãofoi satisfatório (sendo menor que 70%).Então, destinamos maior tempo pararetomar as diferenças entre ondas longitu-dinais e transversais, opção que recebeugrande número de votos, e reforçar asdiferenças de frequência entre ondas sono-

ras e luminosas.Como ponto de partida para se dis-

cutir mais especificamente o fenômeno deinterferência, optamos por uma questãoque dispusesse de um conteúdo visualsimples que representasse graficamente oefeito e permitisse introduzir o fenômeno.Seguimos então para a questão 6, que tra-balharia com a grandeza “amplitude”, jáconhecida pelos estudantes, agora nocontexto da interferência de ondas.

Questão 6: Considere as ondas 1 e 2se deslocando através da água ao mesmotempo (Fig. 8). Qual das opções melhorrepresenta a onda visualizada na água?

A questão 6, após a segunda etapa devotação, não necessitou um aprofunda-mento por parte do professor (já que oíndice de acerto foi de 100%, letra C) pois,segundo os estudantes, o conceito de inter-ferência a partir da análise gráfica dispostana própria questão permitiu um entendi-mento bem direto do processo de “somade amplitudes”. Dessa maneira, foi possí-vel seguir para a discussão presente naquestão 7, ainda sobre interferência deondas e “somas de amplitudes”.

Questão 7: Dois pulsos idênticos deamplitude oposta viajam ao longo de umacorda esticada e interferem destrutiva-mente. Qual(is) das seguintes opções é/são verdadeira(s)?

A. Há um instante em que a cordaestá completamente em linha reta.

B. Quando os dois impulsos inter-ferem, a energia dos pulsos é momenta-neamente zero.

C. Há um ponto na corda que não semove para cima ou para baixo.

D. Existem vários pontos da cordaque não se movem para cima ou parabaixo.

Após as rodadas de votação da ques-tão 7, observamos uma mudança no índi-ce de acerto (letras A e C)6 de 40% para


Figura 6: Imagem que compõe a questão 3, produzida utilizando o simulador do Phet.

Figura 7: Imagem retirada do exame ves-tibular da UFRS 2005 e que compõe aquestão 4 do presente trabalho. Figura 8: Representação gráfica de ondas se deslocando na água e suas superposições.


84%. Definimos de maneira mais rigorosao fenômeno de interferência, retomandoa oscilação de cada ponto material emuma onda mecânica e o conceito de trans-porte de energia e o não transporte de ma-téria presentes nas ondas. Nesse momentoda aula, já haviam sido apresentados osconceitos de interferência e difração. Paraum maior aprofundamento, apresenta-mos a questão 8, para discutir brevementea propagação de luz em um laser, e a ques-tão 9, que nos permitiu apresentar o expe-rimento de Young e, em seguida, demons-trar as diferenças entre o experimentooriginal e o que seria reproduzido em salaem uma perspectiva moderna [8].

Questão 8: Se o princípio Huygens-Fresnel se aplica a qualquer momento eem qualquer lugar no caminho de um fei-xe, por que um feixe de laser, sem qual-quer fenda (Fig. 9), não se espalha emtodas as direções?

A) Porque todas as ondas que seespalham interferem destrutivamente.

B) Ele se espalha, mas a propagação étão pequena que se torna imperceptível.

C) Não se pode aplicar o princípioHuygens-Fresnel em qualquer situação,apenas em fendas e aberturas.

Questão 9: Com base nos efeitos es-tudados, os efeitos ondulatórios para a luzobservados nas figuras a e b (Fig. 10),foram:

A) Na Fig. 10a não ocorreu difraçãonem interferência enquanto na Fig. 10bocorreram ambos.

B) Na Fig. 10b ocorreu apenas a di-fração enquanto na Fig. 10a ocorreu adifração e a interferência.

C) Na Fig. 10, tanto na situação “a”quanto na “b” ocorreram difração e inter-ferência.

Como podemos perceber, os fenôme-nos de difração e interferência foram sen-do apresentados e aprofundados ao longode cada teste trabalhado na aula, o quenos permitiu, após as rodadas de votaçãodas questões 8 com índices de acerto (letraB) de 33% e 72% e 9 com índices de acerto


Figura 9: Propagação da luz de um laser.

Figura 10: Figura que compõe a questão 9, projeção de um laser em um anteparo (a) eprojeção de um laser após contornar um fio de cabelo.

Figura 11: Gráfico com o percentual de respostas corretas em cada votação para a primeiraturma, de 25 alunos.

(letra C) de 64% e 92%, contextualizamose reproduzimos o experimento de Youngem uma perspectiva moderna [8], no in-tuito de rediscutir e reforçar os conceitostrabalhados na sequência didática.

A seguir, apresentamos um gráfico(Fig. 11) que relaciona as duas etapas devotação de cada questão para a turma de25 alunos cujos resultados foram apon-tados ao longo do texto. As colunas emvermelho representam o percentual derespostas corretas na primeira votação,que corresponde ao momento de reflexãoindividual, e as colunas em verde repre-sentam o percentual de respostas indivi-duais após o processo de interação comcolegas. Já na Fig. 12, o gráfico apresentaos resultados obtidos na turma 2, com28 alunos. A questão 1 da primeira turmae as questões 1 e 4 da segunda turma nãoconstam nos gráficos (Figs. 11 e 12) porapresentarem um percentual muito ele-vado de respostas corretas na primeiraetapa de votação, dispensando a etapa deinteração entre os colegas.

De maneira geral, como pode seranalisado nas Figs. 11 e 12, a propostaindicou resultados positivos, apresentan-do um aumento percentual médio de res-postas corretas, entre a etapa inicial devotação e a etapa pós interação entre osestudantes, de 31% para a primeira turmae de aproximadamente 25% para asegunda turma. Outro resultado satisfa-tório mostrou-se de forma qualitativa,manifestado na boa recepção da metodo-logia IpC por parte dos estudantes, pro-cesso que os colocou em uma posiçãomais ativa durante a aula e foi bastanteelogiado por parte dos alunos em relaçãoà dinâmica desenvolvida no processo.

Comentários finais

Neste trabalho, buscamos apresentara metodologia da Instrução pelos Colegas(Peer Instruction) dentro do contexto deuma aplicação real, de maneira que seusaspectos principais fossem colocados demaneira simples, todavia sem comprome-ter um entendimento adequado do pro-


Figura 12: Gráfico com o percentual de respostas corretas em cada votação para a segundaturma, de 28 alunos.


cesso. A sequência didática de difração einterferência de ondas foi construída porum professor que teve seu primeirocontato com a metodologia nesse contex-to, guiado por referências nacionais, delivre acesso, além de contar com discus-sões com outra professora, iniciante nametodologia IpC, e com a orientação deuma professora pesquisadora com expe-riência no tema. Ao longo do texto, apre-sentamos os dados de uma das quatroturmas, de 25 alunos, sumarizados nográfico da Fig. 11, turma escolhida pelofato de apenas uma das 9 questões ter sidodispensada do processo de interação entreos estudantes (Questão 1). O gráfico daFig. 12 apresenta os dados da turma 2,composta de 28 alunos. Os resultados dasturmas 3 e 4 não são apresentados devidoa um problema da câmera do smartphoneempregado na captura das imagens e que,em alguns casos, não permitiu uma iden-tificação razoável das respostas a fim deserem aqui apresentadas de maneiraprecisa. Apesar de o método IpC considerara análise de dados fundamental para umacompreensão do processo, nosso objetivoprincipal foi o de apresentar a viabilidadeda metodologia a partir do contexto deuma aplicação real. Por outro lado, negli-genciar uma apresentação desses dados,mesmo que de forma sucinta, implicarianegativamente no entendimento e naavaliação da proposta.

Como ressaltado por Araujo e Mazur[1], o aumento na interação dos estudan-tes com a aula e entre eles mesmos foium aspecto bastante positivo. O profes-sor não atuou apenas como um fornece-dor de conhecimento, mas como um

facilitador do processo. Os flashcards mos-traram-se eficientes para os objetivosiniciais, indicando que a impossibilidadede se adquirirem os clickers pôde ser con-tornada com a confecção de cartões decartolina (flashcards). Vale ressaltar que aoutilizar os flashcards se deve estar atentoem minimizar o efeito da “cola”, em que oaluno, ao perceber a resposta do colega,deixa de refletir sobre a questão proposta,copiando a resposta de outrem. Para isso, énecessário confeccionar cartões que nãopossam ser identificados pela parte de trás,como descritos no texto, além de buscaruma sincronia dos alunos no apresentardas respostas. Outra opção aos clickers,destacada no texto, é a do Plickers, que podeser explorada pelo professor devido àsdiversas vantagens apresentadas [7].

Ainda como discutido por Araujo eMazur [1], vale ressaltar que o simplesfato de acrescentar um sistema de votaçãonão implica na aplicação da metodologiada IpC. O planejamento prévio das aulas,considerando-se os aspectos apresentadosacerca da metodologia IpC, são essenciais.As questões devem ser selecionadas e/ouelaboradas no intuito de suscitar discus-sões conceituais e sua ordem na sequênciadidática deve ser pensada. É importanteque haja mais de uma questão com focoem cada conceito, uma vez que resultadosinsatisfatórios no momento da votaçãoindicam a necessidade de se rediscutir evoltar mais atenção àquele conteúdo. Ou-tro fator é que atribuir notas para res-postas corretas, nas questões apresentadasem sala de aula, pode exercer impactonegativo, uma vez que os estudantespodem buscar caminhos alternativos para

alcançar os acertos, tais como tentativasde “cola” na primeira etapa de votação,ou apenas uma posição passiva de aceitara resposta de um colega que, de maneirageral, apresente melhor desempenho nadisciplina, após a discussão em grupo. Éimportante que o professor valorize maiso processo de interação entre os colegas,como está sendo executado, e a dedicaçãode cada aluno do que apenas o resultadofinal.

Outro aspecto ao qual devemos estaratentos é que as Atividades Prévias (AP)não devem ser tarefas que possam serrespondidas com uma simples busca nainternet ou a memorização de algo. Nessemomento, por exemplo, disponibilizamosuma simulação e perguntas cujas respos-tas deveriam ser extraídas exclusivamenteda interação direta com o software.

O presente trabalho constituiu umaproposta que pode ser reproduzida em ou-tros contextos de sala de aula, mas, maisdo que isso, teve o objetivo de mostrar osprincipais aspectos da metodologia IpC nointuito de instigar a criação de novos tra-balhos, que podem ser adaptados e im-plementados sobre diferentes conteúdos eem distintas realidades.

Notas1Um exemplo de aplicativo que permiteum sistema de votação compatível com ométodo da IpC e que pode ser baixado gra-tuitamente é o “Socrative”. Existemtambém os Plickers, que é um aplicativoque não demanda conexão wi-fi e identi-fica a porcentagem de respostas por meiodo uso de cartões com símbolos. Esses,como outros recursos que estão sendodesenvolvidos e implementados, apresen-tam-se como facilitadores para a coleta eanálise de dados, como no caso doPInApp [4].2Existem bases de questões (em inglês),construídas pelo criador da IpC, EricMazur, e seus colaboradores especifica-mente para essa metodologia, disponíveisgratuitamente em http://www.learningcatalytics.com,www.deas.harvard.edu/galileo ew w w . f l a g u i d e . o r g / t o o l s /tools_technique.php.3O que denominamos Atividade Prévia(AP) neste trabalho cumpriu o papel doque originalmente é referido por Erik Ma-zur e outros pesquisadores como Tarefade Leitura (TL). Apesar de ambas cum-prirem um papel de “exercício de aqueci-mento”, ou seja, de familiarizar osestudantes com os temas que serãotrabalhados e auxiliar no processo deconstrução da aula, optamos por chamarde AP, uma vez que a atividade se baseou


Referências

[1] I. S. Araújo e E. Mazur, Caderno Brasileiro de Ensino de Física 30, 362 (2013).[2] M. Valentim, L. Zago, Y.P. Mascarenhas e M.A. Barros. in: XXI Simpósio Nacional de Ensino de

Física, Uberlândia, p. 1 (2015).[3] V. Oliveira, E.A. Veit e I.S. Araújo, Caderno Brasileiro de Ensino de Física 32, 180 (2015).[4] M.G. Müller, I.S. Araújo, E.A. Veit e J. Schell, Revista Brasileira de Ensino de Física 39, e3403

(2017).[5] N. Lasry, E. Mazur e J. Watkins, American Journal of Physics 76, 1 (2008).[6] E.D. Kielt, S.C.R Silva e A.F. Miquelin, Revista Brasileira de Ensino de Física 39, e4405

(2017).[7] T.E. Oliveira, I. S. Araújo, E. A. Veit. A Física na Escola 14(2), 22 (2016).[8] W.T. Jardim, A Física na Escola 14(1), 22 (2016).

na manipulação de uma simulação com-putacional em contrapartida aos materiaisde leitura usualmente empregados.4Os códigos correspondentes às letrasA,B,C e D que devem estar presentes nascartelas dos estudantes e que podem serlidos pelo smartphone podem ser obtidosem https://plickers.com/PlickersCards_2up.pdf. Mais informaçõessobre sua utilização podem ser obtidas nareferência [7].5O número de respostas corretas apresen-tadas pelos estudantes, por questão e poropção, é apresentado no final desta seção.6Foi explicitado que a resposta da questão7 poderia conter mais de uma opção


correta. Logo, a resposta dada por umestudante que marcou somente a letra A

ou somente a letra C não foi consideradacorreta.

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Introdução contou com o estudo teórico das referên- Wagner ... · Física na Escola, v. 16, n....

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