OS DESAFIOS DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSENA PERSPECTIVA DO PROFESSOR PDE

Artigos

Versão Online ISBN 978-85-8015-080-3Cadernos PDE

I

TEORIA E PRÁTICA: A MAGIA DO MAGNETISMO

Andrea Fabiane Baroni Carpenedo1

Rodrigo Oliveira Bastos2

Resumo: O presente artigo apresenta os resultados obtidos com a proposta de estudo do PDE -

Programa de Desenvolvimento Educacional – promovido pela Secretaria Estadual de Educação do

Paraná, desenvolvida junto aos alunos da 3ª Série B do Ensino Médio, do Colégio Estadual Tancredo

Neves, do município de São João. Atividades diferenciadas foram usadas para abordar e discutir os

conceitos envolvidos ao tema Magnetismo, de forma a relacionar a teoria com a prática, promovendo

a construção do conhecimento e uma aprendizagem significativa. Nosso objetivo foi desenvolver

aulas de física mais atraentes e desafiadoras, estimulando a participação e a assimilação dos

conteúdos envolvidos através da realização de atividades experimentais confeccionadas com

materiais de baixo custo. Entre as atividades experimentais propostas encontram-se uma

demonstração do efeito Barkhausen, a construção de um motor elétrico homopolar e uma atividade

de competição lúdica de mapeamento do campo magnético.

Palavras Chave: Teoria; Prática; Experimentação; Magnetismo.

1. INTRODUÇÃO

A Física é uma ciência que tem como objeto de estudo o Universo, sua

evolução, suas transformações e as interações que nela se apresentam. Sendo ela

uma ciência da natureza, que contribui para formação de uma cultura científica,

através da interpretação de fatos ou fenômenos, deveria despertar o interesse do

educando como maneira de entender melhor o mundo que o cerca.

De acordo com Charlot (2000, p. 78) “a relação com o saber é a relação de

um sujeito com o mundo, com o outro, e com ele mesmo”, de um sujeito confrontado

com a necessidade de aprender.

No entanto, a Física não ocupa lugar de destaque na preferência dos

educandos. Uma vez que a prática docente adotada em sala de aula se remete ao

livro didático como único recurso pedagógico e a metodologia da aula expositiva, é

1 Profª, Especialista, docente da disciplina de Física e Matemática do Colégio Estadual Tancredo Neves-EFM, São João, Paraná. E-mail: andreafbaroni@gmail.com. 2 Professor do Departamento de Física da Universidade Estadual do Centro-Oeste.

uma constante. Sendo assim, o professor deve agir como um agente de ligação

entre o ensino e a aprendizagem, buscando meios para facilitar esse processo,

criando situações que estimulem o aluno a buscar novos conhecimentos e maneiras

de adquirí-lo ( Junior e Silva, 2013, p.39).

Partindo desse problema, propõe-se uma produção didático-pedagógica, que

tem por objetivo contribuir com uma prática pedagógica atraente, dinâmica e

experimental, para o desenvolvimento do conteúdo Magnetismo e viabilizando

assim, uma interação entre teoria e prática.

Segundo Araújo e Abib (2003), o uso de atividades experimentais como

estratégia de ensino de Física tem sido apontado por professores e alunos como

uma das maneiras mais frutíferas de se minimizar as dificuldades de se aprender e

de se ensinar Física de modo significativo e consistente.

Ao inserirmos atividades experimentais ao longo das aulas, pretendemos

promover o envolvimento dos alunos, estimular o senso crítico, a criatividade e seu

poder analítico diante dos fenômenos físicos, e estabelecer assim a construção do

conhecimento e a aprendizagem significativa dos conteúdos em questão.

Lembrando que, o professor deve ser aquele que auxilia na aprendizagem bem

como ajuda o educando a compreender melhor sua vida, sendo grande o desafio de

motivá-lo a continuar aprendendo também fora da sala de aula.

Diante das diversas situações encontradas nos processos de ensino e de

aprendizagem na disciplina de Física, como a identificação da Física com algoritmos

matemáticos, as deficiências apresentadas pelos estudantes em leitura e

interpretação de textos, a carga horária reduzida levando o professor utilizar como

único material de apoio apenas o livro didático, percebe-se a necessidade de buscar

alternativas para melhorar a prática docente.

Sendo assim, questiona-se: é possível através da experimentação fazer com

que o aluno relacione os conteúdos com o seu cotidiano e passe a desenvolver o

gosto pela disciplina?

A construção do conhecimento terá maior eficiência quando existir uma

relação teórico-prática que garanta o desenvolvimento integral do educando.

Pois segundo Demo (1994):

O conhecimento, que formalmente é um tipo de discurso, completa-se na

prática, sem a qual fica acadêmico, e com a qual, se reconstitui na teoria.

Não serve apenas para armazenar informações, mas especificamente, para

mudar a história, humanizar a realidade da vida. Isto quer dizer, a prática é

essencial à teoria e a teoria é indispensável à prática. (p. 168)

Quanto mais atividades práticas os alunos desenvolverem em Física, maiores

chances terão de entender e compreender os fenômenos a sua volta, o que pode

contribuir para uma aprendizagem mais significativa dos conteúdos.

A partir dessas análises iniciais e seguindo a linha de estudo de: Produção e

Avaliação de Materiais Didáticos-Pedagógicos no Ensino da Física, pretendeu-se

produzir uma unidade didática, onde contempla-se um conjunto de aulas abordando

o tema Magnetismo, nas quais são propostas uma série de atividades teóricas e

experimentais, individuais e em grupo. A intenção da proposta pedagógica foi não

confinar o ensino a um só método, mas tentar aproveitar as qualidades tanto do

ensino mais tradicional quanto das tendências de ensino mais modernas, com o

enfoque na experimentação, facilitando a compreensão do conteúdo magnetismo e

melhorando os processos de ensino e de aprendizagem da física.

Segundo as Diretrizes Curriculares do Ensino de Física no Estado do Paraná:

A experimentação, no ensino da Física, é importante metodologia de ensino que contribui para formular e estabelecer relações entre conceitos, proporcionando melhor interação entre o professor e o estudante, e isso propicia o desenvolvimento cognitivo e social no ambiente escolar. (DCE, 2008 p. 56)

Este conjunto de aulas, foi aplicado aos alunos da 3ª Série B do ensino médio

do Colégio Estadual Tancredo Neves- EFM, do período vespertino, no segundo

semestre de 2015, no município de São João, Estado do Paraná, Núcleo Regional

de Educação de Pato Branco.

2. O PAPEL DOS CONHECIMENTOS PRÉVIOS NA CONSTRUÇÃO DOS

CONCEITOS CIENTÍFICOS

Em seu trabalho docente, o professor é desafiado constantemente. Uma de

suas primeiras tarefas em sala de aula, é verificar o nível de conhecimento que os

seus educandos possuem do tema a ser estudado, e a partir daí, definir como

conduzir o conteúdo para que ocorra o aprendizado.

Considerar os conhecimentos que o aluno traz do seu cotidiano é uma forma

de envolver o aluno ao conteúdo, aos questionamentos e instigá-los a procurar

respostas aos fenômenos.

Segundo Gasparin:

Para que o educando reflita, invente, e passe a construir os conceitos científicos é necessário apresentar-lhe situações-problema que o desafiem a ir além do que já domina. Por isso, o ponto de partida da aula não é o currículo, ou a explicitação da unidade de conteúdo do programa da disciplina, mas são os conhecimentos prévios que o educando leva para a escola dentro da área de conhecimento sobre a qual o professor trabalhará. (GAPARIN, 2006, p.2)

Conforme Sforni e Galuch ( 2005, apud GASPARIN. p. 2),

É papel da escola tomar como ponto de partida os conhecimentos prévios,

com o claro objetivo de transformá-los, envolvendo-os em problematizações

cujas resoluções exijam novos e, por vezes, conhecimentos mais

complexos do que os iniciais. Procedimentos de ensino desta natureza

favorecem a articulação entre o conteúdo que faz parte do currículo escolar

e o seu uso cotidiano. Possibilitam ainda a organização de um planejamento

adequado às necessidades cognitivas dos alunos.

Os conhecimentos que o aluno já possui e os conhecimentos científicos que

deve aprender dentro de cada disciplina devem estar envolvidos nas situações-

problema, provocando estímulos desafiadores a partir do momento em que o

educando liga o que já sabe, com aquilo que vê que pode alcançar, mas que ainda

não está sob o seu domínio.

Pois segundo Gasparin (2005), em todo o processo de trabalho docente, a

primeira tarefa do professor deveria ser definir o limiar inferior da aprendizagem – o

nível atual de conhecimento que os educandos já possuem sobre o tema a ser

estudado, seus conceitos cotidianos. O passo seguinte consistiria em especificar o

limiar superior da mesma aprendizagem - o que se espera e deseja que os alunos

alcancem, isto é, os conceitos científicos.

3. O PAPEL DA EXPERIMENTAÇÃO

As aulas de Física são consideradas pelos alunos, chatas e de difícil

entendimento, sendo que a maioria não demonstra interesse pela disciplina. Na

tentativa, para mudar essa realidade precisamos diversificar, mostrando as inúmeras

relações existentes entre os conteúdos com o cotidiano. E para que isso aconteça,

uma das principais ferramentas encontradas é a demonstração, ou seja, a atividade

experimental demonstrativa.

Como diz Silva (2012, p.02):

É preciso entender a Física como uma ciência que nasceu da observação de fenômenos naturais, assim, ela está diretamente ligada ao cotidiano de cada um. Para tornar o ensino de Física mais interessante e agradável aos alunos, é necessário que a disciplina esteja ligada ao cotidiano deles. Uma possibilidade é levar para as aulas a utilização de experimentos.

As atividades experimentais em sala de aula são consideradas recursos

didáticos que criam relações entre os saberes teóricos e práticos, e que auxiliam na

compreensão da teoria e promovem a construção da aprendizagem significativa.

No nosso cotidiano, vivenciamos acontecimentos e trocamos experiências. A

experimentação é forma de comprovarmos, verificarmos um a teoria.

A experimentação é um fazer elaborado, construído, negociado historicamente, que possibilita através de processos internos próprios estabelecer “verdades científicas”. “Assim (...) passaram [os investigadores] a dar importantes contribuições para a nova tendência ao experimentalismo, pois um dos traços característicos da revolução científica é a substituição da ”experiência“ evidente por si mesma que formava a base da filosofia natural escolástica por uma noção de conhecimentos especificamente concebidos para esse propósito”. (HENRY, 1998 apud PINHO-ALVES, 2000a, p.150,)

A experimentação deve estar sempre presente nas aulas de Física, pois além

de serem consideradas estratégias de ensino e aprendizagem, motiva os alunos,

tornam as aulas mais dinâmicas e permitem sair do papel e trabalhar com a

realidade.

Segundo as Diretrizes Curriculares do Ensino de Ciências no Estado do

Paraná:

As atividades experimentais estão presentes no ensino de Ciências desde

sua origem e são estratégias de ensino fundamentais, pois, podem

contribuir para a superação de obstáculos na aprendizagem de conceitos

científicos, não somente por propiciar interpretações, discussões e

confrontos de ideias entre estudantes, mas também pela natureza

investigativa. (DCE, 2008 p. 23)

4. A EXPERIMENTAÇÃO EM SALA DE AULA

A experimentação pode ser um valioso recurso pedagógico, que coloca o

aluno em contato com a realidade. A mesma deve ser direcionada com

intencionalidade, estabelecendo relações com o conteúdo que está sendo

explorado, e oferecendo ao estudante a oportunidade de encontrar significação, para

o assunto abordado, e com isso, poder comprovar modelos e teorias.

O educador precisa ter clareza de objetivos, conhecer a finalidade das

atividades experimentais e, a partir daí, planejar aulas objetivas e eficientes. Ao

utilizarmos atividades experimentais em sala de aula podemos desenvolver muitas

capacidades nos alunos como: a de ouvir, questionar, observar, pesquisar, intervir,

investigar, formular, classificar, comparar, registrar, estabelecer relações, avaliar,

conceber conclusões, entre outros.

A ausência de experimentos nas aulas de Física, pode tornar difícil a

compreensão dos conteúdos e sem significado para o aluno a aprendizagem dos

mesmos. Portanto, ao elaborar uma aula com experimentação, o professor precisa

ter muita cautela, e ter em mente quais seus objetivos e o que pretende que os

alunos alcancem com eles.

Conforme Força, Laburú e Moura da Silva (2006, p.10):

As atividades de demonstração devem ser planejadas de maneira a promover a interação entre os participantes do contexto de aprendizagem, estimulando e valorizando a participação dos alunos na exposição de suas ideias, hipóteses e discussão dos resultados. Não aceitando que a demonstração ocorra apenas como nos moldes da experiência de cátedra em que professor manipula o equipamento, demonstra a experiência, buscando induzir determinadas conclusões.

Na realização de experimentos, nota-se muitas interações sociais que surgem

entre aluno e professor e entre os próprios alunos. Essas interações podem facilitar

a compreensão dos conceitos envolvidos e podem favorecer a construção de inter-

relações entre a teoria e a prática.

Para Junior e Silva (2013, p.16):

O uso das atividades experimentais como estratégia no ensino da Física é relevante, haja vista que elas viabilizam as interações sociais necessárias para desencadear os processos de aprendizagem que devem ser vivenciados pelos alunos do Ensino Fundamental e Médio. Uma vez ocorrido este processo, a Física, como disciplina, cumpre seu papel na formação do estudante, tornando-o um cidadão crítico, contemporâneo e atuante, pronto para intervir e colaborar para o bem-estar da sociedade na qual está inserido.

A análise feita por Araújo e Abib (2003), caracteriza as atividades

experimentais como:

- Atividades de demonstração/observação – têm como objetivo ilustrar e tornar

menos s os fenômenos físicos. Possibilitam levantar hipóteses, discutir resultados, e

favorece a aprendizagem, tornando aula mais dinâmica e atrativa aos alunos.

- Atividades de verificação – esse tipo de atividade se caracteriza por verificar a

validade de uma Lei e seus limites. Facilita a interpretação de um sistema físico,

tornando o ensino mais realista a fim de evitar erros conceituais, contribuindo para

uma aprendizagem significativa.

- Atividades de Investigação – possibilita aos alunos o teste de hipóteses,

propiciando o desenvolvimento da capacidade de observação, de descrição de

fenômenos e até mesmo de reelaboração de explicações causais.

Qualquer que seja o método adotado pelo professor na realização de uma

atividade experimental, nota-se uma possível contribuição significativa ao

desenvolvimento da aprendizagem. Pois, para Araújo e Abid (p.190, 2003), “a

utilização adequada de diferentes metodologias experimentais, possibilita a

formação de um ambiente propício ao aprendizado de diversos conceitos científicos

sem que sejam desvalorizados ou desprezados os conceitos prévios dos

estudantes”.

Para Laburú (2006, p.386):

o emprego de atividades experimentais, quando embutidas de traços motivadores, contribui de forma importante, ainda que parcial e temporária, para o objetivo de prender a atenção dos alunos. Inclusive, essa contribuição, provavelmente, estenda de modo favorável sua influência no desenvolvimento de etapas menos motivadoras, mas que são necessárias para completar determinada atividade escolar.

Junior e Silva (2013), comentam que a realização de uma atividade

experimental não deve acontecer de forma isolada, mas sim, simultânea a exposição

de um conteúdo, tornando o processo de ensino e aprendizagem agradável e eficaz.

5. PLANEJAMENTO DAS ATIVIDADES E RELATO DA IMPLEMENTAÇÃO

Tendo em vista os possíveis papéis que atividades experimentais podem

desempenhar no ensino de física, foram planejadas oito ações, totalizando 22

diferentes atividades, a serem realizadas em 32 aulas, onde foram mescladas

atividades teóricas e experimentais, com objetivo de ensinar sobre o tema

Magnetismo. O quadro apresentado na Tabela 1 sintetiza as ações planejadas e

implementadas.

Tabela 1: Quadro síntese das atividades planejadas e executadas

AÇÃO ATIVIDADES DESENVOLVIDAS

AÇÃO 1 - Investigando Conhecimentos Prévios e Explorando Ímãs

-Aplicação de um questionário inicial para verificação dos conhecimentos prévios dos alunos; - Exploração e manipulação de ímãs de diferentes formas, tamanhos e intensidade;

AÇÃO 2 – Conhecendo Ímãs: - Conceito, características, propriedades, processos de imantação, classificação dos materiais de acordo com o comportamento magnético; - Introdução a história do Magnetismo; - Construção da bússola;

AÇÃO 3 - Campo Magnético: - Conceito e determinação do campo magnético, representação das linhas de indução magnética, suas características e propriedades como: indução paramagnética, diamagnética e ferromagnética. - Construção das linhas de Campo Magnético Bidimensionais e Tridimensionais; - Atividade Lúdica de Mapeamento de Campo Magnético; - Demonstração/observação do experimento de Barkhausen;

AÇÃO 4 – Campo Magnético e a Corrente Elétrica:

- Construção do Eletroimã, - Explanação e construção do experimento de Oersted; - Construção do Motor Homopolar.

AÇÃO 5 - Campo Magnético: - condutor retilíneo, espira e solenoide;

- Campo Magnético criado por uma corrente elétrica em um condutor retilíneo, Lei de Ampere e Regra da Mão Direita; - Demonstração/observação do experimento Campo Magnético de um Condutor retilíneo de uma solenoide;

AÇÃO 6- Força Magnética: - Explanação teórica sobre Força Magnética e Regra da Mão Esquerda; - Construção do experimento Imãs Flutuantes, realizada pelos alunos; - Construção do experimento Motor Elétrico, realizada pelos alunos;

AÇÃO 7 - Indução Magnética: LEIS DE FARADAY E LENZ:

- Explanação teórica e vídeo sobre Lei Faraday, Lei de Lenz e a Indução Eletromagnética. - Demonstração/observação do Experimento Freio Magnético. - Pesquisa em grupo sobre as aplicações da Indução Eletromagnética como: alternador, transformador, medidor de energia elétrica, microfone, alto falante, gravador de fita, cartão magnético e detector de metais. - Retomada do questionário diagnóstico realizado na Ação 1, como forma de verificação da aprendizagem;

Ação 8 – Amostra de Experimentos Etapa final deste trabalho, organizada pelos alunos, onde será realizada apresentação teórica e experimental aos colegas convidados, de modo a demonstrar os estudos e pesquisas desenvolvidos no projeto Teoria e prática: A magia do Magnetismo.

Durante o planejamento foi redigida uma unidade didática contendo

explicações e sugestões de como realizar as ações, referenciais dos vídeos

utilizados, e explicações sobre as montagens experimentais.

O contato inicial dos alunos com o trabalho desenvolvido no PDE aconteceu

com a apresentação do projeto e desenvolvimento da Ação 1 (Tabela 1), com

aplicação de um questionário para verificar o conhecimento prévio dos alunos em

relação ao conteúdo Magnetismo. Este questionário continha questões como: O que

é um ímã? Do que é feito um ímã? Para que ele serve? Cite aplicações dele no dia

a dia. Você sabe como tornar um material magnético? Pode-se dizer que a Terra é

um grande ímã? Você sabe o que é um eletroímã? Como funciona? Explique. Você

conhece uma bússola? Sabe como funciona? Explique.

Na sequência, desenvolveu-se a atividade de exploração com ímãs, onde os

alunos a manipularam imãs de diferentes formas, tamanhos e intensidade, a fim de

verificar suas propriedades magnéticas.

“Conhecendo os Ímãs”, foi assunto tratado na segunda ação, que teve como

base as respostas e discussões realizadas na primeira. Foram realizadas aulas

expositivas, conceituando ímãs, suas características, propriedades, processos de

imantação, classificação dos materiais de acordo com o comportamento magnético e

introdução à história do Magnetismo através de um vídeo do Youtube (Thayd 2013).

Na sequência, cada aluno confeccionou uma bússola com materiais de baixo

custo. Este experimento encontra-se disponível em:

<http://chc.cienciahoje.uol.com.br/construa-sua-propria-bussola/>.

Na terceira ação, houve primeiramente uma explanação, conceituando campo

magnético, vetor campo magnético e linhas de indução magnética, suas

características e propriedades. A explicação incluiu também a indução

paramagnética, diamagnética e ferromagnética, e a resolução de exercícios sobre

Linhas de Campo Magnético e Vetor Campo Magnético (BARRETO FILHO E SILVA

2013). De forma a complementar o conteúdo foi exibido um vídeo que mostra uma

experiência demonstrativa que permite a visualização de padrões de distribuição de

um material ferromagnético que acompanham o campo magnético em três

dimensões disponível no Youtube (Magnifisica 2008), e posterior demonstração do

Efeito Barkhausen, nos moldes descritos no vídeo The Barkhausen Effect do

Youtube (skullsinthestars 2012).

A partir do estudo teórico, realizou-se a construção de atividades

experimentais: - Linhas de campo Magnético bidimensional e tridimensional. Estes

experimentos encontram-se disponíveis em

http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/ele13.htm e

http://www.ifi.unicamp.br/~lunazzi/F530_F590_F690_F809_F895/F809/F809_sem1_2009/M

arceloB-Ennio_RF2.pdf.

Na sequência, de forma lúdica e em grupos, foi realizada uma atividade

envolvendo o Mapeamento de Campo Magnético. Nesta atividade, com auxílio da

bússola, os alunos precisavam descobrir a posição (X, Y e Z), de um ímã escondido

em uma caixa. Cada grupo teve um tempo para averiguar o campo entorno da caixa

com uma bússola, e depois disso tinham que apresentar as coordenadas do ímã

dentro da caixa. A verificação de qual grupo se aproximou mais da posição real do

ímã, foi feita utilizando o valor do quadrado da distância entre o valor real e o valor

indicado por cada grupo, [(x1-x)2 + (y1-y) 2 + (z1-z)2], onde x, y e z são os distâncias

reais e x1, y1, z1, são valores encontrados pelos grupos. O grupo que mais se

aproximou da posição real do ímã foi o grupo vencedor.

Campo Magnético e a Corrente Elétrica foram os temas de estudo da quarta

ação, que através de explicação dos questionamentos como: Você sabe o que é um

eletroímã? Onde eles são utilizados? O que determina a imantação do prego? Para

isso, desenvolveu-se a construção do Eletroímã, cuja montagem encontra-se

disponível em no :

<http://www.fisica.seed.pr.gov.br/modules/conteudo/conteudo.php?conteudo=1254> ,

observou-se que os alunos ficaram impressionados com o poder de magnetização

da corrente elétrica. Como atividade extraclasse, em grupos, os alunos, foram

instigados a pesquisar e construíram uma campainha elétrica. Dando continuidade a

quarta ação, houve explanação teórica sobre a descoberta da relação entre corrente

elétrica e campo magnético realizada por Oersted, bem como demonstração e

observação do experimento de Oersted. Isso foi feito através da utilização de uma

bússola, fios de cobre, e pilha ou bateria. Sobre uma superfície plana colocou-se a

bússola e no lado oposto da bússola foi colocada uma pilha ou uma bateria. Ligou-

se as extremidades do fio condutor nos polos da pilha, e o fio foi colocado próximo

da superfície de vidro da bússola. Para verificar com mais eficiência o deslocamento

da sua agulha também foi utilizada a bateria do celular como fonte de corrente

elétrica. E para finalizar a Ação 4, houve a construção do Motor Homopolar, cuja

montagem encontra-se disponível no Portal Manual do Mundo (2012).

Na ação 5, intitulada “Campo Magnético: condutor retilíneo, espira e

solenoide”, realizou-se explanação teórica sobre: Campo Magnético criado por uma

corrente elétrica em um condutor retilíneo, Lei de Ampere e Regra da Mão Direita,

Campos Magnéticos: de uma Espira Circular e da Solenoide, além de resolução de

exercícios de fixação (BARRETO FILHO e SILVA 2013). Em paralelo a explanação

ocorreu a demonstração dos experimentos Campo de um Condutor retilíneo e

Campo magnético de uma solenoide. Na construção do experimento Campo de um

Condutor Retilíneo, conforme figura 1, recortamos um pedaço de papelão de

aproximadamente 15x25 cm de base, e sobre este plano fizemos uma plataforma de

papel cartão ou cartolina por onde o fio de cobre passará, ligamos o circuito aos

terminais do suporte com pilha. Nesta plataforma por onde passa o fio, fizemos um

pontilhado e colocamos a bússola ao longo de toda a linha tracejada da figura e a

partir daí, observamos a variação de sua orientação. Na construção do experimento

Campo Magnético de uma Solenoide, conforme figura 2, recortamos um pedaço de

papelão de aproximadamente 15x25 cm de base. Modelamos uma solenoide

enrolando um fio grosso e rígido de cobre em torno de um tubo de PVC, com

papelão fizemos um apoio horizontal um pouco mais baixo do eixo central da

solenoide, colocamos este apoio dentro da solenoide e apoiamos sobre a bússola,

conectando a solenoide aos fios de cobre ligando aos terminais da pilha. Quando

ligado o circuito, é possível mapear o campo da solenoide com a bússola. Através

da demonstração destes experimentos os alunos observaram a relação entre a

teoria e a prática, o que segundo eles, facilitou a compreensão do conteúdo.

Figura 1: Campo Magnético Condutor Retilíneo

Fonte: CARPENEDO, 2014

Figura 2: Campo Magnético de uma Solenoide

Fonte: CARPENEDO, 2014

Força Magnética, foi o assunto tratado na sexta ação com a realização e

explanação teórica sobre Força Magnética e Regra da Mão Esquerda. Os alunos

efetuaram a resolução de exercícios (BARRETO FILHO e SILVA 2013). Em seguida,

foi apresentado o vídeo do Youtube (ABC do Saber) sobre o experimento Canhão

Magnético, além de,’ leitura e reflexão dos textos: Os trens de Maglev e MAGLEV:

uma alternativa de transporte entre Rio e São Paulo, disponível no livro Física:

Ciência e Tecnologia(TORRES; FERRARO e SOARES 2010). Na sequência, houve a

construção do experimento Imãs Flutuantes, cuja montagem está disponível em <

http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=azed&cod=_imasflutuantesamortecedo

> e do experimento Motor Elétrico, cuja montagem está disponível em <

http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=lcn&cod=_montagemdeummotoreletric>

.

Na ação sete, trabalhou-se a Indução Magnética: LEIS DE FARADAY e LENZ

com explanação teórica e posterior complementação com o vídeo disponível no

Youtube (Zanardi, 2011), além da demonstração aos alunos, do experimento Freio

Magnético, no qual utilizamos: tubo de PVC, tubo de alumínio e Imã de neodímio.

Nesta atividade, primeiramente aproximamos o imã de neodímio dos dois tipos de

tubo e observamos que nenhum deles é atraído pelo imã. Na sequência, pegamos o

tubo de PVC e soltamos dentro dele o imã, em seguida, repetimos o procedimento

só que agora utilizando o tubo de alumínio.

Logo após, realizou-se uma pesquisa orientada sobre as aplicações da

Indução Eletromagnética como: alternador, transformador, medidor de energia

elétrica, microfone, alto falante, gravador de fita, cartão magnético e detector de

metais, os quais foram organizados em painéis e expostos aos demais alunos do

Colégio. Por último, foi retomado o questionário diagnóstico realizado na Ação 1,

como forma de verificação da aprendizagem.

Para finalizar este estudo, na ação oito, realizou-se uma pequena amostra

dos trabalhos e experimentos, os quais foram desenvolvidos individualmente e/ou

coletivamente, envolvendo a comunidade escolar. Neste momento os alunos

puderam expor e compartilhar o que aprenderam sobre o Magnetismo.

6. RESULTADOS

A metodologia destaque utilizada para o estudo do magnetismo durante o

processo de implementação foi a experimentação, prevista na Diretriz Curricular de

Física do Estado do Paraná. No decorrer da aplicação, procurou-se diversificar as

atividades experimentais, sendo algumas de natureza demonstrativa/observação e

outras de natureza verificativa, e outras ainda investigativa.

Para o trabalho inicial foi aplicado um questionário diagnostico e retomado ao

final da aplicação do projeto, o qual diagnosticou o grau de conhecimentos prévios e

posteriores dos alunos envolvidos no projeto sobre o tema estudado. No resultado

comparativo observou-se que inicialmente os alunos não tinham clareza do

conteúdo a ser abordado e ao retomar os questionamentos verificamos o

estabelecimento de relações do conteúdo com o seu cotidiano e com o

conhecimento científico. Os alunos comprovaram a importância do imã e que o

mesmo não tem só função de grudar as coisas na geladeira, conforme citou uma

aluna.

Na primeira atividade desenvolvida, a exploração aos ímãs, houve o

envolvimento de todos os alunos, que simularam mágicas, e literalmente brincaram.

Também se depararam com um ímã diferente, o ímã de neodímio, o qual suscitou

alguns questionamentos como: De que ele é feito? Por que tem poder de atração

maior que o ímã de geladeira? Quais as suas aplicações? Ele custa mais do que o

imã comum? Onde o encontramos em nosso dia a dia?

A construção das linhas de Campo Magnético bidimensional e tridimensional

com diferentes tipos de ímãs despertou a curiosidade e também a competição em

qual grupo conseguia fazer as linhas indução mais bonitas. A partir da sugestão de

uma aluna, construímos também as linhas de Campo Magnético terrestre utilizando

uma bolinha de isopor indicando o planeta Terra e um ímã no seu interior

representando o magnetismo dos polos.

Na atividade lúdica de Mapeamento de Campo Magnético houve

desenvolvimento de caráter investigativo, de precisão e também competitivo por

parte dos grupos. Alguns grupos trocaram entre si de bússola, para verificar se seu

mapeamento era o mesmo e se as bússolas podiam apresentar variações. Essa

atividade foi realizada com prazer e os objetivos foram facilmente alcançados.

Na demonstração/observação do Efeito Barkhausen tivemos alguns

problemas quanto à montagem e funcionamento, mas com ajuda de alguns alunos

conseguimos fazê-lo funcionar. Nessa atividade de observação ao manusear os

diferentes materiais, pode-se comparar e identificar os materiais que apresentavam

domínio magnético. Durante a demonstração houve a participação dos alunos e a

busca por explicações aflorou. Eles queriam saber o que estava ocorrendo. Muito

curiosos pediam para aproximar alguns materiais diferentes daqueles levados para o

experimento na tentativa de ampliar o saber e na busca de novas descobertas.

Durante a confecção dos experimentos: Bússola, Eletroímã, Motor

Homopolar, Motor Elétrico, Ímãs Flutuantes, presenciou-se comentários como: “Que

bom seria se as aulas fossem sempre assim”, “como é legal estudar a Física dessa

maneira”. Os alunos realizaram a atividade com muita empolgação, manifestando o

prazer em aprender e em colocar em funcionamento os experimentos. Após

construção do eletroímã criou-se um momento de disputa com intuito de verificar

qual eletroímã dispunha de maior poder de magnetização. Na montagem do motor

homopolar e do motor elétrico alguns grupos encontraram dificuldades em fazê-lo

funcionar. Alguns, infelizmente, acabaram desistindo do experimento, mas os que

persistiram foram adaptando e tiveram êxito nas suas construções. Perante as

dificuldades encontradas os alunos perceberam que nem sempre um experimento

funciona no primeiro teste, na primeira tentativa, alguns até citaram o exemplo de

determinação do físico Thomas Edison na construção da lâmpada elétrica.

Como atividade extraclasse os alunos em grupos pesquisaram e construíram

uma campainha. Nesta atividade observou-se a dificuldade em encontrar materiais

para a realização do experimento, mas os alunos afirmaram que foi de grande valia,

uma vez que fizeram algumas “gambiaras”, e conseguiram fazê-la funcionar. Nessa

proposta de construção, percebeu-se a felicidade e o entusiasmo em mostrar aos

demais colegas o seu experimento, fruto de dedicação e persistência.

Conforme roteiro proposto, individualmente, houve a construção da bússola,

na qual observou-se dificuldades de alguns alunos em equilibrar a agulha, outros

alunos levantaram questionamentos do porquê da agulha da bússola apontar para o

Norte e por que não realizamos a construção da bússola com a agulha de costura.

Então, como atividade extraclasse foi sugerido a construção de outro tipo de

bússola, a qual foi apresentada pelos alunos na aula seguinte.

Segundo os alunos a Construção do experimento de Oersted e a

demonstração dos experimentos: Campo Magnético de um Condutor retilíneo e

Campo Magnético de uma solenóide contribuíram para uma aprendizagem mais

significativa dos conceitos físicos. Com isso houve a relação entre a teoria e a

prática o que facilitou a compreensão do conteúdo abordado.

Durante as aulas teóricas pode-se perceber a participação dos alunos através

da melhoria do vocabulário científico, dos questionamentos, da resolução dos

problemas propostos e das relações estabelecidas do conteúdo ao seu cotidiano. Ao

estudar a Indução Eletromagnética: Leis de Faraday e Lenz, foi realizada a

demonstração do experimento Freio Magnético e desmontada a lanterna que

funciona sem pilha ou bateria, segundo a Lei de Faraday, o que segundo os alunos

facilitou o entendimento da teoria. Na sequência, através de pesquisa orientada, em

grupos, houve a apresentação das aplicações da Indução Eletromagnética, como:

alternador, transformador, medidor de energia elétrica, microfone, alto falante,

gravador de fita, cartão magnético e detector de metais. O material produzido nesta

pesquisa foi apresentado na amostra dos experimentos.

Na organização da amostra dos experimentos houve dedicação e participação

de todos os alunos. Além disso, mostravam-se empolgados em poder mostrar aos

demais colegas da escola suas construções. Um dos grupos construiu também, para

apresentar, o experimento Canhão Magnético. Cabe lembrar que sobre este

tínhamos apenas assistido o vídeo.

7. SOCIALIZAÇÃO DO TRABALHO “TEORIA E PRÁTICA: A MAGIA DO

MAGNETISMO” NO GRUPO DE TRABALHO EM REDE

Em paralelo à implementação do projeto, aconteceu de forma online o GTR –

Grupo de Trabalho em Rede, o qual oportunizou refletir e compartilhar com os

professores da rede estadual o projeto de intervenção pedagógica, a produção

didática e a implementação.

Essa interação, iniciou-se com a apresentação dos colegas. Com isso ocorreu

a troca de informações sobre suas realidades no âmbito escolar, bem como da

expectativa em relação ao curso.

No módulo 1, foi disponibilizado o Aprofundamento Teórico, a partir da

reflexão e discussão entre a relação teoria e prática, o papel dos conhecimentos

prévios na elaboração dos conceitos científicos e uso das atividades experimentais

em sala de aula no Ensino da Física.

O módulo 2, teve como objetivo socializar o Projeto de Intervenção

Pedagógica na Escola e a Produção Didático-Pedagógica para análise e discussão,

possibilitando assim a troca de ideias e fundamentos teóricos e metodológicos

adotados, bem como a importância dos usos das atividades experimentais no ensino

da física, neste caso em especial o estudo do Magnetismo.

No módulo 3, houve socialização dos avanços e desafios enfrentados durante

a fase de Implementação. Como nos demais módulos do GTR, os cursistas

contribuíram com atividades pertinentes ao tema abordado, realizaram comentários,

propuseram sugestões e também a reflexão quanto as atividades, pois a realidade

educacional de cada escola é diferente, mas podemos adaptá-las.

As interações com os cursistas aconteceram através de fóruns e diários. Os

mesmos entenderam a proposta do Projeto, uma vez que a experimentação é uma

importante ferramenta para o estudo da Física. Muitas foram as contribuições

apresentadas pelos cursistas, as quais podem vir a ser aproveitadas para enriquecer

o estudo do Magnetismo.

A troca de experiências foi característica marcante na interação entre

Professor PDE e demais professores da rede, engrandecendo e complementando

assim o estudo do Professor PDE, uma vez que por meio das interações

socializamos realidades e ponto de vista diferentes.

8. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Nosso objetivo neste trabalho foi elaborar um material didático voltado a

aplicação de aulas práticas no estudo do magnetismo para os alunos da 3ª Série do

Ensino Médio, buscando valorizar os conhecimentos prévios a fim de oportunizar a

participação na construção dos conhecimentos científicos.

Para isso, foi elaborado um questionário inicial para verificar o conhecimento

prévio o qual foi retomado ao final da implementação para verificar se houve

aprendizagem. Percebeu-se que ocorre uma diferença significativa na aquisição do

conhecimento e na construção do saber quando usamos uma prática docente

tradicional baseada na transmissão de conhecimentos e quando utilizamos uma

prática docente aliada à experimentação.

No decorrer das atividades observou-se que, a experimentação induz o aluno

a raciocinar e refletir, fugindo da tradicional memorização de fórmulas e conceitos,

além de valorizar o conhecimento científico e o interesse a pesquisa. Notou-se

também, uma relação de afetividade entre os indivíduos envolvidos construindo

assim um conhecimento cognitivo, físico e social.

Ao utilizarmos materiais alternativos e de baixo custo para a realização dos

experimentos, proporcionamos o fácil acesso e condições para que todos os alunos

pudessem vivenciar na prática o conteúdo através da construção do seu próprio

experimento, o que contribuiu para a aprendizagem.

Apesar disso encontramos uma pequena dificuldade na aplicação do projeto

quanto ao tempo disponível, pois duas aulas semanais não foram suficientes. Por

isso, foi necessário a utilização de aulas no contra-turno para desenvolver de forma

tranquila todo o projeto e atender todos os alunos.

Assim sendo, a prática da experimentação proporcionou ao aluno um estudo

mais dinâmico e prazeroso, levando-o a compreender que a teoria quando aliada a

prática estabelece relações de entendimento e compreensão dos fenômenos a sua

volta, o que contribui para uma aprendizagem significativa e de qualidade.

9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ABC DO SABER. Canhão Magnético. Disponível em: <http://www.youtube.com/watch?v=WtmTqCI9Vqc>. Publicado em: 29 de set de 2012.

Acesso dia 13 de outubro de 20014.

ARAÚJO, M. S; ABIB, M. L. Atividades experimentais no ensino da Física:

Diferente enfoques, diferentes finalidades. Revista Brasileira de Ensino de Física,

vol. 25, Nº 2, p. 176 – 194. Junho, 2003

BARRETO FILHO, Benigno; SILVA, Claudio Xavier. Física Aula por Aula:

Eletromagnetismo, Ondulatória e Física Moderna: 3º Ano. 2 ed. São Paulo: FTD, 2013.

CARPENEDO, Andrea Fabiane Baroni. Campo Magnético de um Condutor Retilíneo. São João, Paraná. 2014. 1 fotografia. (Coleção Particular).

_________________________________. Campo Magnético de uma Solenóide. São João, Paraná. 2014. 1 fotografia. (Coleção Particular).

CHARLOT, B. Da relação com o saber: elementos para uma teoria. Trad. Bruno

Magne. Porto Alegre: Artes Médicas Sul, 2000.

DEMO, Pedro. Desafios modernos da Educação. 2ª Ed. Rio de janeiro: Vozes,

1994.

DEMO, Pedro. Educação e Qualidade. Campinas: Papirus Editora, 1994.

FORÇA, A. C., LABURU, C. E., MOURA DA SILVA, O. H. Atividades Experimentais no Ensino de Física: Teoria e Práticas. Disponíveis em: < http://www.nutes.ufrj.br/abrapec/viiienpec/resumos/R0035-1.pdf> Acesso em: 06 de agosto. 2014.

GASPARIN, J. L. A Construção do Conhecimento Científico. Disponível em:

<www.uncnet.br/.../A_CONSTRUCAO_DOS_CONCEITOS_CIENTIFCO> Acesso em: 24

de abril. 2014.

JUNIOR, E. M. dos R., SILVA, O. H.M. da. Atividades experimentais: uma estratégia para o ensino da física. Disponível em: < www.grupouninter.com.br/intersaberes/index.php/.../article/.../> Acesso em: 12 junho. 2014.

LABURÚ, C.E. Fundamentos para um experimento cativante. Caderno Brasileiro

de Ensino de Física, v. 23, n. 3, p. 382-404, 2006.

MAGNEFISICA. Campo Magnético 3D. Disponível em: < https://www.youtube.com/watch?v=E0fWYJKGoLs>. Publicado em: 17 de out de 2008. Acesso dia 31 de out. 2014.

MARCO, Marcelo Baldin. Modelo tridimensional das linhas de campo magnético.

Disponível em: < http://www.ifi.unicamp.br/~lunazzi/F530_F590_F690_F809_F895/F809/F809_sem1_2009/M

arceloB-Ennio_RF2.pdf> Acesso dia 31 de out. 2014.

PARANÁ, Secretaria de Estado da Educação. Superintendência da Educação.

Departamento da Educação Básica. Diretrizes Curriculares de Física. Curitiba,

SEED, 2008.

PARANÁ, Secretaria de Estado da Educação. Superintendência da Educação.

Departamento da Educação Básica. Diretrizes Curriculares de Ciências para o

Ensino Fundamental. Curitiba: SEED, 2008.

Portal Dia-a-dia Educação. Sequência de Aulas - Eletroímãs - Passo a passo. Disponível em: <http://www.fisica.seed.pr.gov.br/modules/conteudo/conteudo.php?conteudo=1254> Acesso dia 29 de out. 2014.

Portal Interfaces. Ciência Mão - Imãs Flutuantes. Disponível em: http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=azed&cod=_imasflutuantesamortecedo. Acesso dia 29 de out. 2014.

Portal Interfaces. Ciência Mão - Montagem de um Motor Elétrico Simples Disponível em: <http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=lcn&cod=_montagemdeummotoreletric> Acesso dia 29 de out. 2014.

Portal Manual do Mundo. Motor elétrico homopolar: o mais simples do mundo. Disponível em: <http://www.manualdomundo.com.br/2012/12/motor-homopolar-eletrico-caseiro/>. Acesso dia 29 de out. 2014.

Portal Unesp, Experimentos de Física para o Ensino Médio com Materiais do dia-a-

dia – Mapeamento de Campo Magnético. Disponível em:

<http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/ele13.htm>. Acesso dia 31 de out. 2014.

Portal Uol, Ciência Hoje das Crianças – Construa sua própria bussola. Disponível

em < http://chc.cienciahoje.uol.com.br/construa-sua-propria-bussola/>. Acesso em 28 de

outubro de 2014.

PINHO-ALVES, J. Atividades experimentais: do método à prática construtivista.

302 f. tese de Doutorado. PPGE/CED/UFSC-Florianópolis/SC, 2000ª

SILVA, Monique da. Et al. O uso da Experimentação no Ensino de Física:

relatando uma ação do PIBID. Disponível em:

<propi.ifto.edu.br/ocs/index.php/connepi/vii/paper/view/1357/2168> Acesso em: 06

de agos. 2014.

Thayd E. Entendendo o Magnetismo – Discovery Channel. Disponível em:

<http://www.youtube.com/watch?v=GKG52DKdIog>. Publicado em: 12 de março de

2013. Acesso em 31 de outubro de 2014.

TORRES, C. A.; FERRARO, N. G.; SOARES, P. A. de T. Física: Ciência e Tecnologia:

Eletromagnetismo e Física Moderna. 2 ed. São Paulo: Moderna, 2010.

Skullsinthestars. The Barkhausen Effect. Disponível em:

https://www.youtube.com/watch?v=BLXVLDysroY. Publicado em: 09 de setembro de

2012.

ZANARDI, Danilo Claro. Lei de Faraday e Lenz- Conceitual. Disponível em: <

https://www.youtube.com/watch?v=MANjNIjoVrM&list=PL21CA065DEF68F220>. Publicado

em 8 de novembro de 2014. Acesso em 28 de outubro de 2014.