Atividades investigativas no ensino de física : experimentos de Hertz no ensino médio

Abstract

RESUMO: Muito tem sido discutido e observado, que metodologias educacionais tradicionais não são mais sucintas para despertar o interesse dos estudantes, ocasionando uma queda no seu rendimento ou até mesmo desgostando do ensino de Física, levando em consideração que a maioria a relaciona com matemática. A partir dessa perspectiva foi elaborado um produto educacional que se caracteriza como um guia didático para dar suporte ao professor ao trabalhar os conteúdos de propagação de ondas eletromagnéticas e efeito fotoelétrico. O experimento de Hertz, além de sua importância histórica fazendo pela primeira vez se entender que a luz é uma onda eletromagnética, coloca um problema observado pelo físico de que a iluminação da esfera aonde chega a onda facilita o salto da faísca. Foi elaborado um experimento que possibilita realizar o experimento de Hertz em sala de aula com baixa voltagem, o que torna possível a manipulação pelos alunos sem que ocorra nenhum acidente. Este experimento é uma contribuição original para a área de Ensino de Física. Deste modo podemos trazer para sala de aula de ensino médio as bases conceituais da Física Moderna então desenvolvida na primeira metade do século passado. Essa sequência contou com cinco momentos onde o professor pode utilizar diferentes abordagens como experimentos demonstrativos com caráter investigativo, simulação computacional e vídeos explicativos. O produto educacional foi aplicado em duas turmas de terceiro ano do Ensino Médio da Escola Estadual de Ensino Fundamental e Médio Desembargador Carlos Xavier Paes Barreto, situada na cidade de Vitória-ES. Participaram das aulas 64 estudantes. O primeiro momento buscou motivar e levantar os conhecimentos prévios dos conteúdos a serem abordados. No segundo momento foram apresentados dois experimentos demonstrativos com caráter investigativo sobre os conceitos de ondas com uma atividade que a segue. No terceiro momento foi apresentado mais um experimento demonstrativo sobre propagação de ondas eletromagnéticas com uma atividade que a segue. O quarto momento foi caracterizado por uma simulação computacional para trabalhar o efeito fotoelétrico, juntamente com um vídeo explicativo e uma atividade que a segue. E o quinto momento foi a avaliação institucional. Em cada momento foram usados questionários para serem discutidos em grupo e a avaliação individual no final, como recursos de coleta de dados. Durante as atividades foi proporcionada uma participação ativa através de discussões dos conceitos envolvidos, levantamento de hipóteses e argumentação dos fatos. Para o estudante isto facilita não só o entendimento de diversas tecnologias ao seu redor como o prepara para adquirir entendimento sobre diversos fenômenos da Física atual. Ao analisar os resultados obtidos através dos instrumentos de coleta de dados, conclui-se que a sequência didática proposta mostrou-se aplicável as turmas do Ensino Médio e contribuíram de forma positiva para o aprendizado de novos conceitos de Física, relacionados à propagação de ondas eletromagnéticas e efeito fotoelétrico.

ABSTRACT: Much it has been discussed and observed that traditional educational methodologies are no longer succinct to arouse the interest of students, causing a drop in their income or even annoying the student of Physics taking into account that the majority of them relates to mathematics. From this perspective an educational product was elaborated that is characterized as a didactic guide to support the teacher when working the contents of propagation of electromagnetic waves and photoelectric effect. Hertz's experiment, in addition to its historical importance for the first time to understand that light is an electromagnetic wave, poses a problem observed by the physicist that the illumination of the sphere where the wave arrives facilitates the jump of the spark. An experiment was developed that makes possible to carry out the Hertz experiment in a classroom with low voltage, which makes possible the manipulation by the students without any accident. This experiment is an original contribution to the area of Physics Teaching. In this way we can bring to the high school classroom the conceptual bases of modern physics then developed in the first half of the last century. This sequence had five moments where the teacher can use different approaches such as demonstrative experiments with investigative character, computational simulation and explanatory videos. The educational product was applied in two classes of third year of High School of the State School of Elementary and Secondary Education Carlos Xavier Paes Barreto, located in the city of Vitória-ES. 64 students participated in the class. The first moment sought to instigate and raise the previous knowledge of the contents to be addressed. In the second moment were presented two demonstrative experiments with an investigative character on the concepts of waves with an activity that follows it. In the third moment was presented another demonstrative experiment on the propagation of electromagnetic waves with an activity that follows it. The fourth moment was characterized by a computational simulation to work the photoelectric effect, along with an explanatory video and na activity that follows it. And the fifth moment was the institutional evaluation. At each moment, questionnaires were used to be discussed in group and individual evaluation at the end, as data collection resources. During the activities an active participation was provided through discussions of the concepts involved, hypothesis gathering and argumentation of the facts. For the student this facilitates not only the understanding of several technologies around him but also prepares him to acquire understanding about several phenomena of the current Physics. When analyzing the results obtained through the data collection instruments, it is concluded that the didactic sequence proposed was applicable to the High School classes and contributed positively to the learning of new concepts of Physics related to the propagation of electromagnetic waves And photoelectric effect.