RAMON MARQUES DE CARVALHO Acústica e Cidadania: Uma ... · Dissertação de Mestrado (Mestrado...
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RAMON MARQUES DE CARVALHO
Acústica e Cidadania: Uma abordagem CTS para o Ensino Fundamental
Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação da Universidade federal do Vale do São Francisco - UNIVASF no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física.
Orientador: Prof. Dr. Militão Vieira Figueredo
Juazeiro - BA Julho de 2016
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Juazeiro - BA Julho de 2016
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Ficha catalográfica elaborada pelo Sistema Integrado de Biblioteca SIBI/UNIVASF
Bibliotecário: Renato Marques Alves
Carvalho, Ramon Marques de.
C331a Acústica e cidadania: uma abordagem CTS para o Ensino Fundamental / Ramon Marques de Carvalho. -- Juazeiro-BA, 2016.
vii ; 68 f. : il. ; 29 cm. Dissertação de Mestrado (Mestrado Profissional de Ensino de Física) - Universidade
Federal do Vale do São Francisco, Campus Juazeiro, Juazeiro- BA, 2016
Orientador: Prof. Dr. Militão Vieira Figueredo .
1. Som. 2. Física - Estudo e ensino. I. Título. II. Figueredo, Militão Vieira. III. Universidade Federal do Vale do São Francisco.
CDD 534
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Dedico esta dissertação a toda minha Família.
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Agradecimentos
Como não poderia ser diferente, em primeiro lugar agradeço a Deus,
que é o grande arquiteto de tudo, pela proteção durante todos os passos
durante essa jornada.
À minha esposa Talyane, por me apoiar sempre, seu amor me faz ter
energia para enfrentar tudo e seu sorriso acalma minha alma, meu amor por
você é infinito, te amo.
À minha filha Manuela, por me mostrar o maior sentimento do universo e
por me transmitir carinho apenas com um olhar.
À minha mãe Marinete, por todas as orações e todo amor doado, essa
vitória é sua.
Ao meu pai Francisco, obrigado por sempre me mostrar o lado bom das
coisas e por todo cuidado demonstrado por trás desse jeito durão, você é o
responsável por tudo isso.
Ao meu irmão Rui, por ser um exemplo de retidão, determinação e
bondade, manolo hoje você é o exemplo que sigo.
À minha irmã Rayara, por todos os doces sorrisos, toda torcida pelas
minhas vitórias e pela confiança que sempre depositou em mim, você me
presenteou com Bento e Malu, nossos dias nunca serão os mesmos kkkkk.
À minha sogra Wânia e a minha cunhada Aléxia, por toda a ajuda com
as meninas quando estava fora, como vocês não existe.
Aos meus primos, tios e ao meu sogro Lavor, por toda a torcida que
sempre demonstraram por mim, vocês são uma parte essencial da minha vida.
Aos meus avós Manoel, Teresa, Dos Santos e a saudosa memória do
meu avô Valdemar Delmira, amo vocês.
Ao meu paizão Pedro Luz, você foi uma conquista maior que o título de
mestre.
Aos meus amigos Deivd Porto, Pedro Jr, Petronio e ao ir.’. Tupinambá
Coutinho, obrigado por toda ajuda.
E por fim, ao meu orientador Dr. Militão Vieira Figueredo por toda
paciência e compreensão.
Muito obrigado!
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RESUMO
Acústica e Cidadania: Uma abordagem CTS para o Ensino Fundamental
Ramon Marques de Carvalho
Orientador:
Prof. Dr. Militão Vieira Figueredo
Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-Graduação Universidade federal do Vale do São Francisco - UNIVASF no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física
Nesse estudo é proposto um manual didático para o ensino da Acústica, centralizado na parte de qualidades fisiológicas do som, com enfoque em Ciências, Tecnologia e Sociedade (CTS), e na utilização do smartphone como ferramenta facilitadora no processo de ensino no 8º ano do ensino fundamental. Ao longo do estudo são apresentados os referenciais teóricos adotados, é apresentado o tema gerador que é a poluição sonora, é exposto de forma detalhada o manual didático, bem como o desenvolvimento de cada atividade proposta, são apresentados dados obtidos através da aplicação do manual em uma escola da rede privada de ensino da cidade de Picos no estado do Piauí e suas análises; e por fim, são apresentadas as considerações finais. Os resultados são animadores, pois, acredita-se que atividades com o enfoque CTS e utilização de novas tecnologias tornam o ensino de física mais próximo à realidade vivenciada pelos alunos. Palavras-chave: Ensino de Física, Acústica, Ciência, Sociedade, Tecnologia, Smartphone.
Juazeiro - BA Julho de 2016
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ABSTRACT
Acoustics and Citizenship: A STS approach to primary education
Ramon Marques de Carvalho
Supervisor(s):
Prof. Dr. Militão Vieira Figueredo Abstract of master’s thesis submitted to Programa de Pós-Graduação da Universidade Federal do Vale do São Francisco no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), in partial fulfillment of the requirements for the degree Mestre em Ensino de Física.
In this study it is proposed a didactic material for the teaching of acoustics, centered on the physiological qualities of sound, with a focus on Science, Technology and Society (CTS), and in smartphone use as a facilitating tool in the teaching process in the 8th graders. Throughout the study the theoretical frameworks adopted is presented, also noise pollution - the main theme - is conceptualized. The didactic material is exposed in detail as well as the development of each proposed activity, data and its analysis are presented obtained by application of the material in one private school localized in the city of Picos, in the state of Piaui. Finally, the final considerations are presented. The results are encouraging since it is believed that activities with the CTS approach and use of new technologies make the teaching of physics close to the reality experienced by the students. Keywords: Teaching of Physics, Acoustics, Science, Society, Technology, Smartphone.
Juazeiro - BA July 2016
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Sumário CAPÍTULO - 1 O ensino de Física .................................................................. 10
1.1 A Física hoje ........................................................................................... 10
1.2 A física no ensino fundamental ............................................................... 13
CAPÍTULO - 2 Abordagem CTS - CIÊNCIA, TECNOLOGIA E SOCIEDADE. 15
2.1 O que é abordagem CTS no ensino? ..................................................... 15
2.2 O uso da tecnologia móvel na educação ................................................ 17
CAPÍTULO - 3 Acústica: as propriedades fisiológicas do som ......................... 19
3.1 Classificação das ondas ......................................................................... 19
3.2 As propriedades fisiológicas do som ...................................................... 20
3.2.1 Onda sonora .................................................................................... 20
Visto a classificação do item 3.1, é possível definir o que são ondas sonoras. .................................................................................................... 20
3.2.2 Altura ................................................................................................ 20
3.2.3 Intensidade ....................................................................................... 21
3.2.4 Timbre .............................................................................................. 23
CAPÍTULO - 4 Tema gerador: Poluição Sonora ............................................... 25
4.1- Descrição do tema gerador ................................................................... 25
4.2 Objetivos ................................................................................................. 30
CAPÍTULO - 5 Contexto da implementação da unidade temática .................... 31
CAPÍTULO - 6 Apresentação da sequência didática e desenvolvimento da proposta ........................................................................................................... 34
6.1 Sequência Didática ................................................................................. 34
6.2 Planejamento e desenvolvimento didático .............................................. 36
CAPÍTULO - 7 Apresentação e análise dos questionamentos feitos durante a execução da atividade ...................................................................................... 42
CAPÍTULO - 8 Resultados e discussões .......................................................... 51
CAPÍTULO 9 - Conclusões............................................................................... 57
Apêndice A Manual Didático ........................................................................... 60
Apêndice B Questionário de opinião ................................................................ 72
Referências Bibliográficas ................................................................................ 73
Lista de imagens
FIGURA 1 FORMAÇÃO DA ONDA DEVIDO À VARIAÇÃO DA PRESSÃO ATMOSFÉRICA
PRODUZIDA PELA VIBRAÇÃO DA MEMBRANA DE UM TAMBOR. ............................ 20 FIGURA 2 MAPA COM AS PRINCIPAIS CIDADES DO PIAUÍ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..31 FIGURA 3 FACHADA DO COLÉGIO SÃO LUCAS ....................................................... 32 FIGURA 4 INTERFACE DO APLICATIVO TRUE TONE .............................................. 34 FIGURA 5 INTERFACE DO APLICATIVO DECIBELÍMETRO: SOUND MATER .......... 35 FIGURA 6 INTERFACE DO APLICATIVO PERFECT PIANO ...................................... 35
Lista de tabelas
TABELA 1 VALOR DA INTENSIDADE SONORA RELACIONADA A FONTE EMISSORA. ...... 29 TABELA 2 - DESENVOLVIMENTO DA ATIVIDADE ....................................................... 41 TABELA 3 - JOGO DA IDENTIFICAÇÃO ..................................................................... 44
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Lista de Gráficos
GRÁFICO 1 ONDAS COM FREQUÊNCIAS DIFERENTES. ............................................. 21 GRÁFICO 2 SONS COM TIMBRES DIFERENTES. ....................................................... 24 GRÁFICO 3 DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL DAS RESPOSTAS DOS ESTUDANTES SOBRE A
CONTRIBUIÇÃO DA FORMA DE ABORDAGEM PARA A FACILITAÇÃO DO
ENTENDIMENTO. .......................................................................................... 52 GRÁFICO 4 DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL DAS RESPOSTAS DADAS PELOS ESTUDANTES
SOBRE A IMPORTÂNCIA DAS ATIVIDADES REALIZADAS. ..................................... 52 GRÁFICO 5 DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL DAS RESPOSTAS DADAS PELOS ESTUDANTES
SOBRE A CONTRIBUIÇÃO DAS ATIVIDADES PARA O SEU APRENDIZADO................ 53 GRÁFICO 6 DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL DAS RESPOSTAS DADAS PELOS ESTUDANTES
SOBRE A MOTIVAÇÃO PROPICIADA PELAS ATIVIDADES DESENVOLVIDAS. ............ 54 GRÁFICO 7 DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL DAS RESPOSTAS DADAS PELOS ESTUDANTES
SOBRE O GRAU DE APRENDIZAGEM ADQUIRIDA ATRAVÉS DA ABORDAGEM DO
CONTEÚDO DESENVOLVIDO. .......................................................................... 54 GRÁFICO 8 DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL DAS RESPOSTAS DADAS PELOS ESTUDANTES
SOBRE A UTILIZAÇÃO DE APLICATIVOS PARA SMARTPHONES. ............................ 55 GRÁFICO 9 DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL DAS RESPOSTAS DADAS PELOS ESTUDANTES
COM RELAÇÃO AO QUANTO AS ATIVIDADES EXPERIMENTAIS CONTRIBUÍRAM PARA
SEU ENTENDIMENTO SOBRE O SOM. ............................................................... 56
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CAPÍTULO - 1 O ensino de Física
1.1 A Física hoje
Nos últimos anos a educação vem sofrendo um turbilhão de
mudanças, que começaram com a promulgação da nova Lei de Diretrizes e
Bases da Educação Nacional em 20 de dezembro de 1996, dando os rumos a
serem tomados pela educação a partir daquela data. A nova LDB, segundo
Ricardo e Zylbersztajn (2008), é a “nova identidade dada ao ensino médio, o
que implicaria uma reorientação em toda a estrutura curricular, nas escolhas
didáticas e nas práticas educacionais”.
Foram publicados também documentos com a finalidade de levar até
as escolas os pressupostos fundamentais da nova lei e assegurar a mudança
nas práticas educacionais até então correntes, documentos esses que são as
Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (DCNEM), os
Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs) e suas orientações complementares
(PCN+).
Os PCNs trazem uma nova abordagem para o ensino, enfocando os
conceitos de competências, interdisciplinaridade e contextualização. Com isso,
esses termos passaram a fazer parte do discurso de uma boa parte dos
educadores.
No que diz respeito à Física, o PCN+ Física, propõe um ensino
voltado para a obtenção das seguintes competências e habilidades:
Representação e comunicação
Compreender enunciados que envolvam códigos e símbolos
físicos. Compreender manuais de instalação e utilização de
aparelhos.
Utilizar e compreender tabelas, gráficos e relações
matemáticas gráficas para a expressão do saber físico. Ser
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capaz de discriminar e traduzir as linguagens matemática e
discursiva entre si.
Expressar-se corretamente utilizando a linguagem física
adequada e elementos de sua representação simbólica.
Apresentar de forma clara e objetiva o conhecimento
apreendido, através de tal linguagem.
Conhecer fontes de informações e formas de obter informações
relevantes, sabendo interpretar notícias científicas.
Elaborar sínteses ou esquemas estruturados dos temas físicos
trabalhados.
Investigação e compreensão
Desenvolver a capacidade de investigação física. Classificar,
organizar, sistematizar. Observar, estimar ordens de grandeza,
compreender o conceito de medir, fazer hipóteses, testar.
Conhecer e utilizar conceitos físicos. Relacionar grandezas,
quantificar, identificar parâmetros relevantes. Compreender e
utilizar leis e teorias físicas.
Compreender a Física presente no mundo vivencial e nos
equipamentos e procedimentos tecnológicos. Descobrir o
“como funciona” de aparelhos.
Construir e investigar situações-problema, identificar a situação
física, utilizar modelos físicos, generalizar de uma a outra
situação, prever, avaliar, analisar previsões.
Articular o conhecimento físico com conhecimentos de outras
áreas do saber científico.
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Contextualização sócio-cultural
Reconhecer a Física enquanto construção humana, aspectos
de sua história e relações com o contexto cultural, social,
político e econômico.
Reconhecer o papel da Física no sistema produtivo,
compreendendo a evolução dos meios tecnológicos e sua
relação dinâmica com a evolução do conhecimento científico.
Dimensionar a capacidade crescente do homem propiciada
pela tecnologia.
Estabelecer relações entre o conhecimento físico e outras
formas de expressão da cultura humana.
Ser capaz de emitir juízos de valor em relação a situações
sociais que envolvam aspectos físicos e/ou tecnológicos
relevantes.
Segundo Moreira (2000), a proposta apresentada pelos PCNs é a de
ensinar Física como construção, modelagem, de significado, Física para a
cidadania, Física significativa. Essa nova abordagem proposta é pertinente, já
que a maioria dos alunos do ensino médio, não vão prosseguir no estudo da
Física, então não tem sentindo ensinar Física como se eles viessem a se tornar
físicos.
Os PCNs recomendam acima de tudo que a apropriação dos
conhecimentos físicos deve ser feita a partir de elementos vivenciais do aluno,
e assim formar sobretudo o cidadão, capaz de compreender o seu meio e os
desenvolvimentos tecnológicos.
No entanto, algumas pesquisas indicam que não houve mudanças
substanciais na escola a partir da promulgação da LDB, que os documentos
são pouco compreendidos pelos professores (Ricardo e Zylbersztajn, 2002),
observa-se que isso é um fato, depois de mais de duas décadas da sua
publicação, os PCNs ainda são mal compreendidos, e pouco alteraram a
prática dos professores.
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Uma das possíveis causas é que, até hoje, o que a sociedade
parece cobra da escola é uma preparação do seu aluno para ingressar no
ensino superior. Devido à forma de seleção para o ingresso desses estudantes
nas Universidades, o professor se vê limitado a um treinamento de resolução
de exercícios, que impede, de certa forma, a aplicação das recomendações
dos PCNs.
1.2 A física no ensino fundamental
A Física tem sua introdução como disciplina do ensino fundamental
ocorrendo geralmente no último ano do ensino fundamental II, correspondendo
ao 9º ano do ensino fundamental. Além de introduzida tardiamente, a Física é
trabalhada apenas como uma aplicação da Matemática, desvinculada de
qualquer situação real vivenciada pelo aluno, tendo como objetivo uma mera
introdução ao conteúdo a ser trabalhado na primeira série do ensino médio.
Hoje, é consenso, que devemos mudar essa concepção da Física
meramente matemática pautada exclusivamente em fórmulas e resolução de
problemas. É essencial o desenvolvimento de atividades que relacionem os
conteúdos vistos em sala de aula com o mundo vivenciado pelos discentes
bem como a introdução de novas tecnologias para o auxílio do processo de
aprendizado, que é a proposta básica dessa dissertação de Mestrado
Profissional em Ensino de Física.
Segundo Moretzsohn (2003), as dificuldades envolvendo a física tem
início com sua abordagem no último ano do ensino fundamental, em que se
trata um conteúdo que requer um formalismo matemático apurado, gerando
nos alunos uma repulsa pela disciplina, quando na verdade o problema não é a
Física, e sim as ferramentas utilizadas para sua compreensão.
Com isso, acredita-se que a apresentação da Física deve ser
realizada nas séries inicias do ensino fundamental, através de atividades
lúdicas que possibilitem a análise e a discussão de fenômenos físicos de
simples compreensão (SCHROEDER, 2005), aproveitando assim a curiosidade
que é tão marcante nas crianças.
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Contudo, essa abordagem correlacionada ao nível de cognição, bem
como a elaboração de novos métodos, passa essencialmente pelo professor,
que, na maioria das vezes, não possui o tempo necessário para o
desenvolvimento e aplicação das atividades e de atualizações necessárias
para tal, isso incorre a uma carga horária de trabalho exaustiva, em que o
professor leciona em várias escolas e geralmente em três turnos, tornando
essa mudança de perspectiva de ensino algo que não está exclusivamente nas
mãos do professor, devendo ser realizada também no âmbito das políticas
educacionais. Tal ação proporcionaria ao professor melhores condições de
trabalho e meios para que possa se atualizar continuamente.
Em vista disso, pode-se notar a fundamental importância da
realização de trabalhos na pesquisa em ensino de física visando o
desenvolvimentos e produção de matérias didáticos que possam auxiliar o
trabalho do professor em sala de aula
15
CAPÍTULO - 2 Abordagem CTS - CIÊNCIA, TECNOLOGIA E SOCIEDADE.
2.1 O que é abordagem CTS no ensino?
O movimento CTS pode ser entendido como um movimento que se
preocupa e busca compreender de forma clara a relação mútua entre ciência,
sociedade e tecnologia e as suas interações. Esse movimento teve início,
quando ficou clara a íntima comunicação entre os três elementos CTS, essa
relação veio a tona quando a ciência e a tecnologia começaram a interferir de
forma direta e nociva na humanidade, como foi o caso das duas guerras
mundiais. Nesses episódios ficou explícito que a ciência e a tecnologia não
estão livres de interesses políticos e podem sim interferir na sociedade não
apenas de forma benéfica. Esse movimento teve como marco a publicação, em
1962, das obras “ A estrutura das revoluções científicas” de Thomas Kuhn e
“Silent Spring” de Rachel Carsons. Como Auler e Bazzo (2001) sugerem, essas
são obras de extrema relevância para que se buscasse mais informações e
para que surgisse a preocupação de como ciência e tecnologia poderiam
influenciar de maneira decisiva os rumos da humanidade.
Atualmente as pesquisas a respeito do movimento CTS tem sido
voltadas para elementos que corroborem a aplicação dessa ação na educação,
a fim de mostrar a relação entre o tripé CTS. Essa implementação
denominamos “enfoque ou abordagem CTS” no ensino de ciências.
Quando tratamos de CTS, estamos lidando com uma série de
objetivos, motivações e métodos para que ocorra o desenvolvimento no meio
escolar, portanto devemos nos aprofundar nos temas e conceitos que
fundamentam e dão significado ao ensino através de uma abordagem CTS.
Podemos observar que não há uma formula pronta para a utilização
da abordagem CTS. Existe uma variedade considerável de objetivos de
motivos e métodos (Auler e Bazzo 2001) ao utilizarmos CTS nas aulas de
ciência.
No entanto, percebemos que, mesmo com tamanha variedade nas
formas de aplicação do enfoque CTS, existe um ponto de consenso, que é a
relação entre os objetivos, motivos e meios, ou seja, uma relação entre ciência,
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sociedade e tecnologia. E a sobre a ótica de Teixeira (2000), podemos afirmar,
partindo do argumento de que todas as maneiras da abordagem CTS são de
imensa importância para formação do cidadão, podemos ver que a escola é o
local ideal para essa abordagem, pois a principal função do ambiente escolar é
a formação de cidadão.
Contudo, não podemos deixar de ressaltar o papel desempenhado
pelo educador na busca pelo desenvolvimento desse tipo de abordagem em
que, segundo Auler e Delizoicov (2006), um dos grandes empecilhos para a
introdução da abordagem em sala é o nível de entendimento dos professores
sobre essas relações, o que acaba por podar tal tentativa. Já que é de extrema
relevância que o professor tenha consolidado essas relações e que não se
baseie em lendas ou em conhecimentos empíricos, pois ele tem o papel de
tornar seus alunos conscientes do envolvimento da tríade CTS.
O enfoque CTS mostra-se bastante relevante para o ensino de
física, já que, através dele, fica claro a relação da ciência com a vida cotidiana.
Isso serve de pilar para questionamentos como: “para que serve a física? Onde
vou usa-la? ”. Nessa abordagem percebemos que, podemos ver além das
formulações matemáticas e de resoluções de problemas idealizados, tornando
a visão dos discentes muito mais rica, aumentando a percepção do mundo ao
seu redor, Possibilitando um posicionamento muito mais crítico e atuante na
sociedade.
Quanto à elaboração de um curso CTS, segundo Santos (1992 apud
Auler 2002), devemos iniciar com os temas sociais em direção aos conceitos
científicos e depois realizarmos o caminho inverso, dos conceitos científicos
para os temas sociais. O tema escolhido deve ser próximo dos estudantes,
encorajando-os a refletir além dos conceitos científicos envolvidos, instigando-
os a uma participação atuante na sua realidade.
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2.2 O uso da tecnologia móvel na educação
É inegável a imersão da nossa sociedade na tecnologia sendo difícil
imaginar o nosso cotidiano sem aparelhos como smartphones, computadores,
notebooks, tablets, entre outros, nesse contexto estão os jovens que
demonstram uma intimidade tremenda com essa tecnologia, que trouxe, para
sala de aula, um novo desafio: como utilizar essas tecnologias para o ensino?
Para uma geração que nasceu com essa tecnologia tão próxima é
impressionante a habilidade e facilidade com que eles manipulam os
equipamentos, e quanto são atraídos por eles, com destaque ao smartphone.
Tal atração pode ser prejudicial ao desenvolvimento dos alunos, mas segundo
Machado(2010) “esses dispositivos podem ser incluídos em projetos
educacionais”, se dirigido de modo correto pode trazer grandes frutos para o
desenvolvimento no processo de ensino-aprendizagem.
O assunto mais corriqueiro no meio educacional é quanto o telefone
celular atrapalha as aulas e prejudica o desenvolvimento dos alunos, mas cabe
a escola agregar valor educacional aos smartphones.
Existem inúmeras maneiras de se utilizar as tecnologias para o
ensino, mas é imprescindível que o professor, além de ter conhecimento sobre
as mídias, tenha criatividade e disponibilidade para desenvolver atividades que
englobem as mídias. Entre estas a que parece mais atrativa é o smartphone,
devido ao acesso que a maioria dos alunos tem a ele. É necessária a
incorporação dessa tecnologia às aulas de maneira responsável e que fique
delimitado o uso adequado ao ambiente escolar.
Essa necessidade por novos meios de melhorar e atualizar o
processo de ensino aprendizagem é cada vez mais perceptível. Essa
incorporação do cotidiano dos educandos pela escola, na busca de um maior
desenvolvimento do cidadão, é cada vez mais valiosa, já que, segundo
Moran(2007), “a sociedade evolui mais do que a escola e, sem mudanças
profundas, consistentes e constantes, não avançaremos rapidamente como
nação”. E segundo Almeida (2001, apud BRASIL, 2007), os educadores
necessitam de ferramentas pedagógicas que tornem o processo de ensino
aprendizagem mais eficiente.
18
Com isso acreditamos que a utilização de aplicativos específicos
para realização de medições de grandezas físicas, ainda que não sejam 100%
eficientes, assim como a utilização de simuladores. Como veremos a aplicação
do manual didático poderá trazer ao aluno uma aplicação mais produtiva do
smartphone e tornar o estudo da física bem mais atraente.
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CAPÍTULO - 3 Acústica: as propriedades fisiológicas do som
3.1 Classificação das ondas
A acústica é a parte da física que estuda as ondas sonoras, ou seja,
o som e todas as suas características e fenômenos associados.
Para o entendimento do som primeiramente deve-se compreender o
que é uma onda e como podemos classificá-la quanto a origem e quanto a sua
forma de propagação.
Uma onda pode ser entendida como uma perturbação que se
propaga no espaço transportando energia e sem transportar matéria, e quanto
ao meio de propagação pode-se classificar as ondas com:
Ondas Mecânicas: são ondas que necessitam de um meio material
para se propagar.
Ondas eletromagnéticas: são ondas que podem se propagar
mesmo na ausência de um meio material (vácuo).
No que diz respeito à relação entre a direção de propagação e a
direção de vibração a onda pode ser:
Onda Transversal: a direção de vibração é perpendicular a direção
de propagação.
Onda Longitudinal: a direção de vibração coincide com a direção de
propagação.
Ondas Mistas: as partículas do meio vibram tanto
longitudinalmente, quanto transversalmente.
Em relação à propagação da energia as ondas podem ser:
Unidimensionais: a energia se propaga em uma direção apenas
Bidimensionais: a energia se propaga em duas direções.
Tridimensionais: a energia se propaga em todas as direções.
Visto isso, passa-se ao estudo do som propriamente dito e das suas
características fisiológicas, lembrando que esse breve estudo se restringe a
parte da acústica necessária para o entendimento desse trabalho, não tendo
como pretensão expor todo o extenso conhecimento científico sobre essa área
da física.
20
3.2 As propriedades fisiológicas do som
3.2.1 Onda sonora
Visto a classificação do item 3.1, é possível definir o que são
ondas sonoras.
Ondas sonoras são ondas geradas pela deformação de um meio
elástico (ondas mecânicas) e longitudinais. Essas deformações são
produzidas devido rápidas variações na pressão ocasionadas pela
fonte emissora do som, conforme podemos observar na figura 1.
Figura 1 Formação da onda devido à variação da pressão atmosférica produzida pela vibração da membrana de um tambor.
As ondas sonoras não podem se propagar no vácuo, e deformam o
meio na mesma direção da sua propagação.
O som tem a capacidade de provocar sensações nos seres vivos, ao
interagir com o sistema auditivo. O sistema auditivo humano tem a capacidade
de distinguir algumas características das ondas sonoras, as quais damos o
nome de propriedades fisiológicas do som, que são altura, intensidade e
timbre.
3.2.2 Altura
Altura é a qualidade do som que permite a diferenciação dos sons
graves e sons agudos dependendo, portanto, exclusivamente da frequência do
som. Lembrando que frequência é a quantidade de oscilações (pulsos)
emitidos em uma unidade de tempo. Quando essa unidade de tempo é o
21
segundo a unidade de medida da frequência é o hertz (Hz), em homenagem ao
cientista Heinrich Rudolf Hertz, e a é a unidade de frequência adotada pelo
Sistema Internacional de Unidades.
Logo a frequência é o que nos permite de maneira mais direta
distinguir, por exemplo, o som de um violão do som de um violino, pois o som
do violão é mais grave que o som do violino. Na nomenclatura física os sons
com frequência elevada são denominados de altos (sons agudos) e os sons
com frequências menores são denominados de baixos (sons graves), logo, a
altura do som não está relacionada ao seu volume e sim a sua frequência.
Gráfico 1 Ondas com frequências diferentes.
A audição humana não é capaz de detectar sons abaixo de 20 hz,
que são os infrassons, e sons acima de 20000 hz que são os ultrassons.
Qualquer som dentro dessa faixa é audível ao ser humano com capacidades
normais de audição.
3.2.3 Intensidade
A intensidade é a propriedade que nos permite diferenciar sons
fortes de sons fracos e é comumente conhecida com nível sonoro ou “volume”.
22
Tal característica depende da quantidade de energia transportada pela onda
sonora.
Por definição, intensidade de uma onda (I) é a relação da quantidade
de energia transportada por uma onda por uma unidade de área em uma
unidade de tempo.
(1)
Onde ∆E é a quantidade de energia que atravessa a área A, que é
perpendicular a direção de propagação no tempo ∆t.
Porém, sabemos que:
(2)
Logo :
(3)
Portanto a unidade de Intensidade de uma onda no sistema
internacional é watt/metro quadrado (W/m²).
Experimentalmente foi verificado que a mínima intensidade audível
que é chamada de limiar de audição é de aproximadamente 10ˉ¹² W/m², por
outro lado, se a intensidade atingir valores da ordem de 1 W/m² provocará
sensação de dor por isso esse valor é conhecido como o limiar da dor.
Experimentalmente foi verificado que o ouvido humano não reage ao
som linearmente, ou seja, se eu triplicar a intensidade física da onda sonora o
sistema auditivo distingue que o som aumentou a intensidade, contudo não
identifica como um som três vezes mais intenso, essa verificação é enunciada
na lei fisiológica de Weber-Fechner.
23
Foi constatado que deve-se usar uma escala logarítmica para
determinar a intensidade sonora, mais conhecida como nível sonoro (β).
O nível sonoro (β) foi definido como o expoente que se deve elevar
10 para obter a relação entre a intensidade do som que se deseja medir ( I ) e
a intensidade correspondente ao limiar da audição (I˳) .
(4)
Logo, ela definição de logaritmo decimal escreve-se:
(5)
Contudo, nessa equação a unidade de medida de β é o bel (B), mas
na prática utilizamos uma unidade menor o decibel (dB), pois o bel (B)
expressa valores elevados, em relação as intensidades sonoras verificadas no
cotidiano, e como 1dB= 1/10 B, a equação para o cálculo do nível sonoro, para
que a unidade já seja adequada, é:
(6)
O equipamento utilizado para medida da intensidade sonora é o
decibelímetro.
3.2.4 Timbre
Timbre é a propriedade fisiológica do som permite a diferenciação da
fonte emissora, mesmo quando os sons emitidos têm mesma altura e mesma
intensidade.
Por exemplo, quando um violão e um piano emitem a mesma nota, é
possível diferenciar o som produzido pelo piano do som produzido pelo violão
pois, cada nota é composta por várias frequências onde a mais baixa é
24
denominada som fundamental e as demais são chamadas de harmônicos, que
são múltiplos do som fundamental e variam dependendo da fonte sonora. É a
superposição do som fundamental e de seus harmônicos que definem a forma
da onda sonora produzida por cada instrumento, a essa diferença na formação
do som dá-se o nome de Timbre, conforme podemos ver na figura 3.
Gráfico 2 Sons com timbres diferentes.
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CAPÍTULO - 4 Tema gerador: Poluição Sonora
4.1- Descrição do tema gerador
Conforme mencionado no Capítulo 2 dessa dissertação, o tema
escolhido para a realização de um trabalho, com enfoque CTS, deve ter como
base uma situação-problema real, que esteja próximo da realidade dos alunos,
de modo a instigá-los a uma participação mais concreta na sociedade. Com
base nisso escolhemos o tema da poluição ambiental, mais especificamente a
poluição sonora, como tema desse projeto, a seguir passamos a apresentar os
aspectos desse tema.
A Organização Mundial da Saúde é uma agência especializada das
Nações Unidas, destinada às questões relativas à saúde. Foi fundada em 7 de
abril de 1948 e tem como objetivo garantir o grau mais alto de saúde para
todos os seres humanos e, nos seus dados mais recentes, trata a poluição
sonora como um problema de saúde pública.
Segundo a OMS, cerca de 10% da população mundial está exposta
a ruídos de intensidade elevada e que podem causar diversos problemas a
saúde humana. No ambiente urbano uma série de ruídos indesejados
provenientes de diversas atividades como o trânsito, trabalho e o lazer se
sobrepõem causando uma enorme perturbação que é chamada de poluição
sonora.
Ainda, segundo a OMS, a poluição sonora, além de problemas
auditivos como o zumbido e a perda da audição, pode provocar desconforto,
problemas cognitivos e cardiovasculares.
Na cidade de Picos, no estado do Piauí, local escolhido para
realização deste trabalho, apesar de ser uma cidade com apenas 70 mil
habitantes, sofre com o problema da poluição sonora por diversos motivos. Ela
é cortada pela BR 316 e o fluxo de caminhões de carga é enorme, o que
provoca enormes níveis de ruído em vários bairros da cidade e, além disso, a
cidade tem uma cultura muito arraigada do uso de som automotivo para o lazer
e para realização de propagandas. E em ambos os casos a intensidade do
26
ruído emitido é enorme e isso torna o tema da poluição sonora muito relevante
nesta nossa cidade.
No Brasil, cabe aos municípios legislar sobre os aspectos aplicáveis
à convivência urbana, sempre tomando como base as normas técnicas
atualizadas pelos órgãos normalizadores, ABNT e INMETRO conforme fica
claro no artigo 24 da constituição federal:
Art. 24. Compete à União, aos Estados e ao Distrito Federal
legislar concorrentemente sobre:
VI – florestas, caça, pesca, fauna, conservação da natureza,
defesa do solo e dos recursos naturais, proteção ao meio
ambiente e controle da poluição;
VII – proteção ao patrimônio histórico, cultural, artístico,
turístico e paisagístico;
§ 1º No âmbito da legislação concorrente, a competência da
União limitar-se-á a estabelecer normas gerais.
E no artigo 30 da Carta Magna relacionada as competências
atribuídas aos municípios: Art. 30. Compete aos Municípios:
I – legislar sobre assuntos de interesse local;
V – organizar e prestar, diretamente ou sob regime de
concessão ou permissão, os serviços públicos de interesse
local, incluído o de transporte coletivo, que tem caráter
essencial;
VIII – promover, no que couber, adequado ordenamento
territorial, mediante planejamento e controle do uso, do
parcelamento e da ocupação do solo urbano;
No município de Picos a Lei 2230 de 09 de outubro de 2006 dispõe
sobre o controle da poluição sonora no município. Dentre os 50 artigos presentes na lei, pode-se destacar:
Artigo 2º - Qualquer pessoa física ou jurídica que considerar
seu sossego perturbado por sons ou ruídos não permitidos,
poderá solicitar ao órgão competente providência destinadas a
fazê-los cessar.
27
Artigo 3º - Quaisquer atividades industriais, comerciais,
religiosas, prestação de serviços, sociais e recreativas,
propaganda comercial, manifestação trabalhista e atividades
similares que ultrapassem os níveis de decibéis permitidos por
lei, estarão os seus responsáveis, sujeitos a pagamentos de
multas.
Artigo 4º - Para os fins da presente lei, aplicam-se as seguintes
definições:
I - Poluição Sonora: toda emissão de som que, direta ou
indiretamente seja ofensiva ou nociva à saúde, à segurança e
ao bem estar da coletividade ou transgrida as disposições
fixadas nessa lei.
II - Som: fenômeno físico provocado pela propagação de ondas
mecânicas em um meio elástico dentro da faixa de frequência
de 16Hz a 20 kHz e passível de excitar o aparelho auditivo
humano.
V - Decibel (dB): unidade de intensidade física relativa do som.
Artigo 6º - Os níveis de pressão sonora fixados por essa lei,
bem como os equipamentos e métodos utilizados para a
medição e avaliação, obedecerão às recomendações das
normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT,
NBR 10.151 e NBR 10.152, ou às que lhes sucederam.
Artigo 7º - Compete à Secretaria Municipal de Meio Ambiente,
órgão da política municipal de meio ambiente, o controle, a
prevenção e aplicação de multas para reduzir a emissão de
ruídos no Município de Picos
Artigo 21º - É permitida a execução da música mecânica e ao
vivo em estabelecimentos comerciais, devendo atender os
horários e limites máximos de pressão sonora equivalente aos
seguintes decibéis:
I – Supermercados e afins :
07 às 19 h – 70 decibéis
II – Barracas, trailers e bares:
08 às 20 h – 80 decibéis
28
20 às 22 h – 70 decibéis
22 às 08 h – 60 decibéis
III – Restaurantes ou similares:
08 às 20 h – 80 decibéis
20 às 22 h – 70 decibéis
22 às 08 h – 60 decibéis
Artigo 23º - Os horários e o limite máximo de decibéis
permitidos para realização dos serviços de propaganda volante
são:
a) 07 às 12:30 h – 80 decibéis (sábados e dias úteis)
b) 13 às 19:00 h – 70 decibéis (sábados e dias úteis)
Artigo 33º - São permitidos os sons provenientes da utilização
de equipamentos produtores e amplificadores de som em
veículos automotores, desde que obedeçam aos seguintes
horários e aos limites máximos de pressão sonora equivalentes
aos seguintes decibéis:
08 às 20 h – 80 decibéis
20 às 22 h – 70 decibéis
22 às 08 h – 60 decibéis
Artigo 37º - As festas públicas e privadas devem atender aos
limites máximos de pressão sonora equivalente aos seguintes
decibéis:
Festas em praça pública: 06 às 22 h - 90 decibéis
Festas em praça pública: 22 às 06 h – 85 decibéis
Festas em logradouros públicos: 06 às 22 h - 85 decibéis
Festas em logradouros públicos: 22 às 06 h – 80 decibéis
Festas em clubes: 06 às 22 h - 95 decibéis
Festas em clubes: 22 às 06 h – 90 decibéis
A lei também deixa claro o nível sonoro permitidos em cada
situação, e estabelece as devidas sanções a seu descumprimento. A criação
dessa lei ficou a cargo dos vereadores e não houve participação da
comunidade durante seu desenvolvimento, não foi desenvolvida nenhuma ação
29
para que a população tivesse conhecimento de tal processo e que pudesse
tomar conhecimento de tal lei após a sua promulgação.
A tabela abaixo mostra alguns valores de referência para a medida
da intensidade sonora.
Não existem dados oficiais, mas, andando nas ruas e falando com a
população, podemos notar um total descumprimento da lei e um aumento
significativo na poluição sonora na cidade de Picos, principalmente devido aos
carros de propaganda. O que torna, extremamente importante, que as pessoas
tenham conhecimento do problema da poluição sonora e que existe uma lei
para a regulamentação da emissão sonora, e assim, tornarem-se capazes de
se posicionar sobre o assunto.
Este trabalho teve como objetivo proporcionar aos estudantes uma
utilização prática do conhecimento científico sobre acústica, dando-lhes mais
uma ferramenta para que possam tornar-se cidadãos ativos na comunidade, o
que só é possível se o indivíduo possuir o conhecimento adequado sobre o
tema a ser abordado, dessa forma a escola vem a cumprir seu papel social.
Tabela 1 Valor da intensidade sonora relacionada a fonte emissora.
30
4.2 Objetivos
O objetivo desse trabalho, também, foi possibilitar que os estudantes
possam:
a) utilizar os conhecimentos científicos para explicar as caraterísticas
fisiológicas do som;
b) utilizar o conhecimento científico para entender os prejuízos causados
pela poluição sonora;
c) usar dos conhecimentos científicos para interpretar e analisar a Lei
2230 de 09 de outubro de 2006;
d) desenvolver a consciência social e assim possam cobrar das
autoridades soluções para o problema da poluição sonora de forma
embasada a fim de melhorar a sua comunidade.
31
CAPÍTULO - 5 Contexto da implementação da unidade temática
A aplicação da sequência didática apresentada nesse trabalho, na
forma de um manual, foi realizada no Colégio São Lucas, onde o autor trabalha
desde 2010, e que no ano de 2015 completa 26 de atuação na cidade de
Picos-PI.
Situada na região centro-sul do Piauí, Picos é a cidade mais
desenvolvida economicamente dessa região. Essa característica, aliada a seu
posicionamento geográfico, lhe confere a condição de polo comercial
especialmente na distribuição de combustíveis e produção de mel. Cortada
pelo rio Guaribas tem área total de 2.048 km² e sua população estimada em
76.309 habitantes.
Oficialmente, Picos conta com uma rede municipal de ensino que
dispõe de 78 escolas, uma rede estadual com 17 escolas e uma rede particular
com 15 escolas, atendendo aos níveis de Ensino Infantil, Fundamental e
Médio. Ressalta-se ainda que o município conta com quatro campi
universitários, oferecendo educação superior em diversas áreas e um Instituto
Federal de Educação, IFPI , onde são oferecidos vários cursos técnicos, o
ensino médio e cursos de nível superior, inclusive o curso de Licenciatura
Plenaem Física.
Figura 2 Mapa com as principais cidades do Piauí.
32
O Colégio São Lucas é uma das instituições de ensino mais
conceituadas da rede privada de Picos, estando nos últimos três anos entre as
três maiores notas por escolas do ENEM. Ofertando o ensino infantil,
fundamental I, fundamental II e ensino médio sendo que, os níveis infantil e o
fundamental I funcionam no turno vespertino e o fundamental II e ensino médio
funcionam no turno matutino.
O colégio conta com 13 salas de aula, um laboratório de informática,
uma biblioteca e um laboratório de química e biologia, não contemplando a
física no seu espaço experimental, esse foi um dos motivos em optarmos por
experimentos de baixo custo para implantação da unidades(1 a 5), bem como
auxiliar na estrutura educacional da nossa cidade que mostra que na maioria
das escolas não contam com laboratórios.
Figura 3 Fachada do Colégio São Lucas
A escolha desta escola, para implantação desta atividade, foi
realizada devido ao currículo da instituição oferecer a disciplina de física
dissociada da química e da biologia no 8º ano do ensino fundamental,
tornando-se a única escola da cidade com essa proposta.
A turma onde foi aplicada à atividade era constituída de 35 alunos e
alunas que frequentam a escola no turno matutino. A atividade foi desenvolvida
entre o fim do segundo e o início do terceiro bimestres do ano letivo de 2015,
se estendendo bem mais do que planejado devido o acordo com escola, que
disponibilizou apenas um dos dois encontros semanais para implementação da
atividade o outro deveria ser utilizado para implementação do currículo exigido
pela instituição, o que de certa forma dificultou a realização do trabalho,
33
levando a unidade 5 (avaliação) para o segundo semestre, o que distanciou
muito da unidade 4 devido às férias coletivas.
Com tudo o maior empecilho foi a utilização do smartphone, pois o
regimento interno da escola proíbe a utilização de telefone dentro das
dependências da escola, o que gerou uma negociação longa, foi necessário
apresentar todas as possibilidades educacionais e benefícios a aprendizagem
que a utilização dessa tecnologia pode trazer ao estudante, e essa discussão
se tornou pauta em reuniões fazendo a escola liberar, de forma extraordinária,
a utilização do equipamento.
34
CAPÍTULO - 6 Apresentação da sequência didática e desenvolvimento da proposta
6.1 Sequência Didática
O material instrucional desse trabalho consiste em um manual,
voltado exclusivamente para o professor, que está disponível no link:
https://goo.gl/hWAluF ,contendo o passo a passo para o desenvolvimento do
conteúdo relativo à acústica para ser aplicado no 8º ano do ensino
fundamental, tomando como tema gerador para o desenvolvimento do
conteúdo a poluição sonora.
O manual foi organizado em cinco momentos(unidades), onde o 1º,
2º e 3º momentos são compostos por atividades a serem realizadas em sala.
O 4º momento é uma atividade extraclasse e o 5º momento é referente a uma
atividade que demandará duas aulas de 50 minutos. Em cada um dos
momentos é detalhado o que o professor deve realizar bem como as
ferramentas que devem ser utilizadas, as definições físicas necessárias e
possíveis falas dos alunos.
No manual também consta duas experiências sobre ondas sonoras
e uma lista com três aplicativos gratuitos para smartphones, que possibilitam
aos estudantes uma melhor visualização dos fenômenos físicos em estudo. Os
aplicativos são:
TRUE TONE – Um emissor de som com frequência variável.
Figura 4 Interface do aplicativo TRUE TONE
35
DECIBELÍMETRO: SOUND METER – Um medidor de intensidade
sonora
PERFECT PI ANO – Um simulador de instrumentos musicais.
Os experimentos utilizam materiais de baixo custo e foram
escolhidos para que os estudantes possam desenvolvê-los sem auxílio,
podendo assim, com base nos resultados obtidos, participarem de debates
conduzidos pelo professor.
Já os aplicativos tem o objetivo de diferenciar as três qualidades
fisiológicas do som, altura, intensidade e timbre. A descrição e modo de
utilização constam no manual anexado a essa dissertação.
Como atividade final, a unidade 5 detalha uma pesquisa sobre
poluição sonora organizada em três grupos. O grupo 1 deverá realizar uma
pesquisa junto aos órgãos de saúde nacionais e internacionais sobre os danos
a saúde e os limites saudáveis para a exposição a poluição sonora, o grupo 2
deverá pesquisar as leis que regulamentam a emissão sonora no seu
município, já que essa é uma lei municipal, e fazer uma pesquisa junto ao
órgão responsável (secretária de meio ambiente), para obter as ações que são
tomadas para garantir o cumprimento da lei e o grupo 3 utilizando o aplicativo
Figura 5 Interface do aplicativo DECIBELÍMETRO: SOUND MATER
Figura 6 Interface do aplicativo PERFECT PIANO
36
DECIBELÍMETRO: SOUND METER, deverá medir e registrar, através das
fotografias das telas, a intensidade sonora em diversos pontos da cidade como
próximo a suas casas, no centro da cidade, em supermercados, em
restaurantes e na escola em locais como a biblioteca e no pátio no momento do
recreio.
O resultado da pesquisa deve ser apresentado em um seminário
onde, após a apresentação de cada grupo uma lista de perguntas referentes às
apresentações e, após isso, os estudantes são estimulados a dar suas opiniões
individuais sobre os questionamentos, será feita.
6.2 Planejamento e desenvolvimento didático
Os quadros abaixo trazem de forma resumida o planejamento e
desenvolvimento das atividades da turma do 8º ano no período referente a
aplicação do módulo didático.
Na primeira coluna temos as datas dos encontros em sala, como já
foi dito, cada encontro com duração de 50 minutos, sendo que os estudantes
tinham apenas dois períodos semanais dedicados à física, onde o primeiro
período foi utilizado para implementação da pesquisa e o segundo período para
o desenvolvimento do conteúdo mensal programado pela escola. Na segunda
coluna temos o assunto referente a cada encontro. Na terceira coluna são
expostos os comentários e observações referentes a cada encontro onde
essas informações foram retiradas das entrevistas realizadas com o professor
aplicador do manual. A decisão de um outro professor implementar o manual
em sua sala foi tomada no intuito de validar a utilização desse material por
outros professores, com base nisso não houve qualquer interferência durante o
desenvolvimento das atividades pelo idealizador do projeto.
37
DATA ASSUNTO OBSERVAÇÕES E COMENTÀRIOS
23/04/2015
Desenvolvimento da unidade 1 - Refletindo sobre a
poluição sonora
Nesse encontro o professor falou sobre o
desenvolvimento da pesquisa e iniciou o trabalho
desenvolvendo a unidade 1. Os alunos
responderam individualmente a seguinte pergunta :
O que vocês sabem sobre poluição sonora?
Após 15 minutos para elaboração e escrita, os
alunos entregaram suas respostas e o professor
deu início a discussão sobre a poluição sonora
com os alunos até que chegaram a uma ideia geral
sobre a questão, sem levar em conta o caráter
científico e técnico do problema, o que levou 20
minutos aproximadamente.
Nos 15 minutos restante o professor desenvolveu o
segundo ponto da atividade 1, O jogo da
identificação. Nesse jogo o professor, com o auxílio
de um equipamento de amplificação sonora,
reproduziu um som e um ruído com volumes em
três níveis de intensidade, onde os alunos
construíram uma tabela identificando em quais
situações eles consideravam existir poluição
sonora e depois justificaram suas resposta.
Alguns alunos não conseguiram terminar a
argumentação no horário da aula e entregaram a
atividade aproximadamente 10 minutos após o fim
da aula.
30/04/2015 Unidade 2 - Definição de som
No início dessa aula o professor retomou a ultima
atividade do primeiro encontro diferenciando os
conceitos de ruído e poluição sonora, o que gerou
um “espanto” por parte de alguns alunos, e
chegaram a comentar “professor então quer dizer
que se eu ligar meu fone no máximo ele é
38
poluição” Segundo o professor, alguns alunos
acreditavam que poluição sonora só acontecia
quando o som era emitido no meio ambiente, se o
som fosse exclusivamente escutado por ele não se
caracterizava poluição. Essa discussão levou
aproximadamente 15 minutos. Então o professor
pediu que os alunos se organizassem em grupos
de 5 alunos cada grupo e respondessem as
seguintes perguntas: O que é o som? Como o som
sai de sua boca e chega ao ouvido do seu colega?
O professor estipulou um tempo de 20 minutos
para que os grupos discutissem e elaborassem
suas respostas, tendo ao fim da atividade uma
resposta por grupo.
Em seguida o professor pediu que cada grupo
apresentasse para a turma sua resposta, o
professor então discutiu com os alunos os
conceitos de som e sua propagação. No
fechamento do segundo encontro o professor
passou uma lista de matérias de baixo custo para o
desenvolvimento de atividades experimentais no
terceiro encontro
.
07/05/2015 Unidade 2 –
Atividades
experimentais
Nessa aula os mesmos 3 grupos formados na aula
anterior iram desenvolver dois experimentos:
Observando as ondas sonoras, objetivo: visualizar
as ondas sonoras agindo sobre a matéria e
telefone de copo, objetivo: mostrar a propagação
do som através da matéria.
O professor relatou que alguns alunos não
conseguiram realizar o experimento do telefone de
copo e testaram a validade nos grupos que
39
conseguiram realizar a atividade, e que o barulho e
a “bagunça” foram um problema nessa atividade,
devido a intensa movimentação dos alunos na
sala.
Após os experimentos o professor explanou quais
os fenômenos estavam envolvidos nos dois
experimentos tomando com base o que havia sido
exposto na aula anterior. E finalizou realizando a
seguinte pergunta, que foi respondida
individualmente: Se você estivesse no espaço,
onde não tem matéria (vácuo), conseguiria gritar
pedindo ajuda a um amigo que estivesse a 2 m de
distância de você?
14/05/2015 Intermédio Semana de avaliações da instituição, referente ao
currículo escolar.
21/05/2015 Unidade 3 –
propriedades
fisiológica do
som
Nesse momento ocorreu a aplicação de um
questionário, a ser respondido individualmente,
com o intuito de verificar o conhecimento dos
alunos a respeito das qualidades fisiológicas do
som. O questionário é composto das seguintes
questões:
1ª) Como você consegue diferenciar, através das
caraterísticas do som, a voz de uma mulher da
voz de um homem?
2ª) Como você pode diferenciar, através de
caraterísticas sonoras, uma conversa com um
amigo e o som de um “paredão” ligado no máximo
volume?
3ª) Você consegue diferenciar o som de um violão
do som de um violino, ambos emitindo a mesma
nota musical e o mesmo volume? Se sim, diga
como você consegue realizar isso.
40
A resolução do questionário levou 25 minutos
aproximadamente e o professor relatou que apesar
da atividade proposta ter caráter individual alguns
alunos discutiram sobre os tópicos e ele não
interviu pois achou a interação válida e não danosa
a atividade. O restante dessa aula foi destinada a
realização de uma atividade anual da escola, uma
feira cultural intitulada “ semana do meio ambiente”
28/05/2015 Unidade 3 –
Utilização de
aplicativos
Nesse encontro o professor utilizou um
smartphone ligado a um sistema de amplificação
sonora e com três aplicativos gratuitos para
retomar e explicar as qualidades fisiológicas do
som.
Com o aplicativo TRUE TONE o professor mostrou
aos alunos som com diversas frequências audíveis
e não audíveis, explanado então sobre a altura dos
sons e sua relação com altas e baixas frequências.
Com o aplicativo DECIBELÍMETRO: SOUND
METER o professor pode mostrar aos alunos como
é feita a medida da intensidade sonora,
diferenciando assim altura de intensidade, tornado
claro para os alunos que o volume do som é uma
propriedade relacionada a sua intensidade e não a
sua altura.
Com o aplicativo PERFECT PIANO o professor
reproduziu sons com simuladores de diferentes
instrumentos musicais, e explanou sobre o timbre
de cada instrumento ser o responsável por
podermos diferenciar sons de fontes distintas,
mesmo quando possuem a mesma frequência.
Segundo o professor essa aula foi extremamente
produtiva com uma total atenção e participação
41
dos alunos, a ponto de se estender por toda a aula,
respondendo indagações sobre os aplicativos e
deixando que alguns alunos os utilizassem .
04/06/2015 Intermédio Feriado
11/06/2015 Unidade 4 –
Atividade de
Pesquisa
Nesse encontro o professor novamente dividiu a
turma em três grupos e delegou a cada grupo as
atividades referentes a unidade 4, as quais já
foram apresentadas no item 6.1 desse trabalho
06/08/2015 Unidade 5 –
Avaliação final
Na primeira aula após as férias do mês de julho os alunos apresentaram os seminários que foram delegados no desenvolvimento da atividade 4. Essa atividade foi utilizada como avaliação final do desenvolvimento das atividades pelo professor aplicador.
Tabela 2 - Desenvolvimento da atividade
42
CAPÍTULO - 7 Apresentação e análise dos questionamentos feitos durante a execução da atividade
Durante as aplicações 35 alunos e alunas do 8º ano participaram
das atividades.
As questões levantadas durante o desenvolvimento do módulo
didático, até a unidade 4, têm como objetivo diagnosticar o conhecimento
prévio dos alunos acerca do tema gerador e dos princípios físicos envolvidos
no estudo da acústica. Já os questionamentos levantados durante a unidade 5
têm como objetivo observar o posicionamento dos estudantes sobre o
problema, após todo o desenvolvimento da atividade.
Unidade 1, questionamento 1
O que vocês sabem sobre poluição sonora?
Para esse questionamento foram selecionados 30 alunos que, na
sua grande maioria, responderam que a poluição sonora é causada por
qualquer tipo de som “alto”. Dos 30 alunos apenas 4 alunos atribuíram outros
prejuízos a saúde, os demais citaram apenas a surdez.
Um aluno atribuiu à poluição sonora a um tipo específico de som,
contudo não relatou que som era esse, dois alunos disseram que era uma
poluição causada por “sujeira no ouvido”, um aluno disse que é causada devido
um deslocamento de ar “vento” e um aluno não soube responder.
Em 30 das respostas é recorrente a atribuição principal da poluição
sonora: o som emitido por “paredões” (nome regional atribuído a um som
automotivo de potência extremamente elevada), que é um sério problema da
nossa cidade.
A seguir são transcritas algumas respostas que despertaram o
interesse:
43
“Poluição sonora é quando uma pessoa liga um carro com som alto, músicas
altas, este som pode deixarmos com problemas na audição, estresse essa
poluição é bastante comum nessa nossa geração” ( aluno 1)
“Prejudica a audição principalmente em crianças, adolescentes, porque quando
for idoso a audição vai ser ruim” (aluno 6)
Apesar de não utilizarem os termos científicos corretos para a
questão da intensidade é interessante notar que existe uma consciência sobre
o problema e isso fica claro quando é expresso “comum a nossa geração” e a
que é um problema cumulativo na fala do aluno 6.
Outra resposta que chamou muita atenção foi a do aluno 3, onde ele
consegue perceber fisicamente o que é o som.
“ eu acho que os batimentos que faz tipo um vento ex: quando um paredão fica
muito alto sai tipo um vento e também as tremedeiras e a irritação no ouvido.
O Aluno 3, apesar de não usar termos científicos teve a percepção
do deslocamento de ar definindo o som como o vento e as vibrações,
produzida por sons graves, como tremedeira.
Unidade 1, questionamento 2
Jogo da identificação: Nessa atividade o professor deverá tocar
alguns sons, sendo que alguns deles sejam ruídos e outros que sejam
músicas. Tanto os ruídos quantos as músicas devem ser tocadas com o
volume baixo depois médio e depois bem elevadas. Em cada situação cada
grupo deverá indicar qual dos sons eles consideram poluição sonora.
44
As repostas foram expressas através da tabela abaixo, distribuída
entre todos os alunos, onde sim indica que o aluno acredita ser poluição sonora
e não para indicar que o aluno não acredita ser poluição sonora.
Volume Música Ruído
Intensidade baixa
Intensidade média
Intensidade alta
Tabela 3 - jogo da identificação
Para música tocada com baixa intensidade todos os alunos
responderam que nessa situação não existia poluição sonora, contudo, quando
o ruído foi emitido com uma intensidade bem próxima a esse som 23 alunos
responderam que era uma situação onde existia poluição sonora.
Com a música emitida com volume intermediário apenas 3 alunos
indicaram positivo para a poluição sonora, já com o ruído com uma intensidade
aproximadamente igual todos os 35 alunos indicaram positivo para poluição
sonora.
Quando a música foi emitida com uma intensidade muito elevada 20
dos 35 alunos assinalaram como um evento de poluição sonora e para o ruído
a todos os alunos assinalaram positivo para poluição sonora.
Através da análise das repostas, podemos notar que existe
arraigado, na grande maioria dos alunos, que, além da intensidade, o tipo de
som define o que é ou não poluição sonora. Para vinte e três dos alunos um
som de baixa intensidade, mas desagradável é considerado poluição sonora.
Unidade 2 – questionamento 1
Em grupos de cinco alunos cada, organizados a critério dos
mesmos, sendo mantido o grupo para as demais atividades, responderam as
seguintes perguntas:
45
O que é o som? Como o som sai de sua boca e chega ao ouvido do seu
colega?
A seguir são transcritas as repostas elaboradas por cada grupo:
“O som é um tipo de onda eletromagnética emitida por um ou qualquer
aparelho que emite barulho e vai pelo ar pro ouvido” (grupo A)
“são ondas sonoras que movimentam-se pelo espaço, sai pelas cordas vocais
e chega pelas ondas sonoras e chegam na audição” (grupo B)
“Som é algo que você escuta , ou seja, pode ser produzido por a boca, musicas
e etc. e voam da boca para o ouvido do colega.” (grupo C)
“O som são ondas que se propagam no meio ambiente, o som sai da nossa
boca através de vibrações das cordas vocais e chega aos ouvidor
principalmente ao tímpano junto com o ar” ( grupo D)
“São ondas sonoras que saem das cordas vocais , em chegam no ouvido
através dos gases” (grupo E)
Através das respostas elaboradas pelos grupos podemos perceber
que, apesar de não observarmos termos mais científicos, existe um
conhecimento prévio a cerca do som, pois em 4 grupos temos o som entendido
como uma onda , apenas o grupo C não usou o termo onda. E, além disso,
todos os grupos atribuem de certa forma a propagação do som através do ar,
quando utilizam termos como voam, espaço, ar e gases. E com essas
informações fica mais claro como o professor deve agir para intervir e modificar
essas concepções prévias.
Unidade 2 – questionamento 2 – experimentos
Essa atividade teve como objetivo consolidar a atividade
desenvolvida no questionamento 1 da unidade 2, onde os alunos juntamente
com o professor discutiram o conceito de som e sua propagação. Para isso
foram realizados dois experimentos que estão detalhados no manual,
mantendo os mesmos grupos.
46
O primeiro experimento, realizado com sucesso por todos os grupos,
consolidou o conhecimento do som como onda capaz de agir sobre a matéria.
Já o segundo experimento, a construção de um telefone de copo,
não foi bem sucedido, algumas pessoas do grupo conseguiram outras não,
contudo todos conseguiram reconhecer que a voz era transmitida através do
barbante de um copo para o outro.
A seguir são transcritas as repostas elaboradas por cada grupo:
“de acordo com todos os objetos que botamos deu pra notar que é um telefone,
quando estamos falando com nosso amigo o som das cordas vocais reflete no
copo descartável passa pelo fio e chega ao outro copo transmitindo vários tipos
de som que transmite com a zuada no copo. (grupo A)
“pra nós isso não serviu, só escuto zuadas e chiados” (grupo B)
“ouvi-se a voz da pessoa que fala porque o som passa pela linha que liga um
copo a outro” (grupo C)
“eu ouvi meu amigo falando e acontece porque as ondas sonoras foram
transmitidas por o barbante com a vibração do copo” (grupo D)
“em algumas pessoas do grupo o trabalho foi de sucesso, pois as ondas foram
transmitidas pelo barbante e quem estava do outro lado dava pra ouvir a fala. O
som foi transmitido pelo barbante.” (grupo E)
Podemos notar que a questão relacionada ao entendimento da
transmissão do som teve um avanço, já que nas respostas do questionamento
1 da unidade dois os grupos atribuíam a propagação do som exclusivamente
ao ar e depois do experimento verificaram que o som também é transmitido
através de outros meios.
Unidade 3 – questionamento 1
Nessa unidade os alunos, mantendo os grupos das atividades
anteriores, elaboraram respostas para três questões no intuito de determinar os
47
conhecimentos prévios a respeito das qualidades fisiológicas do som. Tendo
como primeira questão a seguinte:
1ª) Como você consegue diferenciar, através das características do som,
a voz de uma mulher da voz de um homem?
A seguir são transcritas as repostas elaboradas por cada grupo:
“Acho que pelo homem ter a voz mais grossa e a mulher mais fina” (grupo A).
“porque a voz feminina é mais aguda e a masculina é mais grave” (grupo B).
“A voz da mulher é mais fina e a do homem é mais grossa” (grupo C).
“A voz das mulheres é mais sensível, mais aguda” (grupo D).
“A voz da mulher é aguda e a do homem é mais grossa.” (grupo E).
Como podemos perceber, todos os grupos utilizam a diferenciação
entre grave e agudo, contudo os grupos A e D utilizam o termo grosso para
grave e fina para agudo. Essas respostas juntamente com as respostas da
unidade 1 – questionamento 1, tornam evidente que o que os alunos entendem
por altura do som está relacionado à intensidade (volume) do som e não a sua
frequência. Em relação à frequência eles não dividem o som em alto e baixo, e
sim em grave (grosso) e agudo (fino), o que não está errado. Fisicamente
falando, ocorre uma mistura no conceito de intensidade e altura. Essa questão
é extremamente esclarecedora e pode nortear o trabalho do docente facilitando
a utilização dos aplicativos sugeridos no manual.
Unidade 3 – questionamento 2
2ª) Como você pode diferenciar, através de características sonoras, uma
conversa com um amigo e o som de um “paredão” ligado no máximo
volume?
A seguir são transcritas as repostas elaboradas por cada grupo:
48
“o som do paredão é mais alto” (grupo A)
“uma conversa entre amigos normalmente conversa-se em baixo tom e o som
do paredão tem um tom altíssimo” (grupo B)
“As conversas são mais baixas mas quando estamos na balada com o paredão
ligado a conversa tem um tom mais alto” (grupo C)
“a conversa entre dois amigos tem o tom mais baixo e o som do paredão emite
vários tons diferentes” (grupo D)
“O som de uma conversa com um amigo é mais baixa e calma que o som de
um paredão” (grupo E)
As repostas a esse questionamento vêm a corroborar a utilização
incorreta dos conceitos acústicos de intensidade e altura. Nas respostas dos
grupos B, C e D podemos observar a utilização da palavra tom para indicar
intensidade, enquanto que a esse termo é utilizado para indicar a altura de um
som.
Unidade 3 – questionamento 3
Você consegue diferenciar o som de um violão do som de um violino,
ambos emitindo a mesma nota musical e o mesmo volume? Se sim, diga
como você consegue realizar isso.
A seguir são transcritas as repostas elaboradas por cada grupo:
“ A violão emite um som mais grave o violino mais agudo” (grupo A)
”Sim pois mesmo tocando a mesma nota o som de ambos é diferente” (grupo
B)
”O som do violão, as cordas são mais grossas e são agitadas. O som do violino
´´e um som calmo,e fino com cordas simples.” (grupo C)
49
“Sim, pois a vibração das cordas do violino possuem o som mais agudo do que
a do violão” (grupo D)
“Sim, porque o som do violino é mais agudo e afinado e o violão é mais grave”
(grupo E)
Segundo o que é observado acima, todos os grupos conseguem
diferenciar o som, mas quatro deles remetem simplesmente à questão de
grosso, fino, grave e agudo, não demonstrando nenhum conhecimento sobre a
característica fisiológica do som chamada timbre, que nos permite diferenciar
sons de mesma intensidade e frequência emitidos por fontes diferentes.
Unidade 4 – Utilização de aplicativos para smartphones
De fato, a partir das respostas dos questionamentos, durante a
aplicação, fica claro que os alunos têm conhecimentos empíricos deturpados,
no que diz respeito às qualidades fisiológicas do som. A seleção dos aplicativos
para smartphone, descrita no manual, foi realizada no intuito de facilitar a
apresentação desses conceitos físicos pelo professor e melhorar o
entendimento dos mesmos por parte do aluno.
Segundo o professor aplicador, ao usar o aplicativo TRUE TONE,
todos os alunos afirmaram entender o que é a altura do som e que esta
depende da frequência e não do volume, e que existe outra característica
chamada intensidade, que representa o volume do som, e que é medida pelo
decibelímetro, apresentado a eles através do aplicativo SOUND METER.
Contudo o professor relatou que ao explanar sobre timbre e simular
os sons de diferentes instrumentos com o aplicativo PERFECT PIANO, alguns
alunos não conseguiram compreender o que representava o timbre e ele teve
que buscar outros métodos, que não relatou, para isso.
50
Unidade 5 – Avaliação final
Nessa unidade os alunos apresentaram os seminários que foram
delegados na atividade 4.
Segundo o professor, o seminário foi extremamente produtivo, com o
engajamento quase que total dos alunos, avaliando assim de forma bastante
positiva as atividades desenvolvidas durante todo o processo de aplicação do
manual.
51
CAPÍTULO - 8 Resultados e discussões
8.1 Questionário de opinião
No intuito de termos uma ideia da eficácia do manual, no auxílio da
abordagem do conteúdo, bem como no despertar da curiosidade e motivação
dos alunos, foi aplicado ao término das atividades um questionário de opinião
para vinte e sete dos trinta e cinco discentes envolvidos nas atividades.
Esse questionário, que se encontra no apêndice B desse trabalho, é
composto de quatro questões discursivas e seis questões fechadas nas quais
os alunos podiam atribuir um conceito para cada indagação que variava de
uma nota mínima um a uma nota máxima cinco. A seguir apresentamos os
questionamentos e os resultados obtidos a partir dos mesmos. Os
questionamentos 2, 3, 4 e 5 não foram respondidos por a maioria dos alunos e
os que responderam o fizeram de forma a impossibilitar qualquer tipo de
interpretação.
Questionamento 1
Do seu ponto de vista, a forma como o conteúdo sobre as qualidades
fisiológicas do som (frequência, intensidade e timbre) foram abordadas,
tomando como base a poluição sonora, ajudaram o seu aprendizado?
Como?
Quando questionados sobre a forma de abordagem do conteúdo,
qualidades fisiológicas do som, correlacionadas a um problema local que é a
poluição sonora e como isso facilitou ou enriqueceu seu aprendizado
obtivemos respostas bastante positivas, onde 92,59% dos alunos responderam
que a forma de abordagem contribuiu para sua aprendizagem.
Desse total 40,74% atribuíram essa facilitação ao despertar de um
novo posicionamento em relação à poluição sonora, ou seja, o fato de poder
entender a física atrelada a uma situação do seu cotidiano tornou o conteúdo
mais palpável.
Um percentual considerável dos alunos, 33,33%, responderam que a
abordagem trouxe novos conhecimentos logo, podemos notar que esses
alunos não tinham conhecimento prévio que pudesse realizar essa correlação
entre as qualidades fisiológicas do som e a poluição sonora, bem como as
próprias definições de timbre, intensidade e frequência.
52
14,81%
0,00%
7,41%
3,70%
22,22%
51,85%
NÃO OPINARAM
CONCEITO 1
CONCEITO 2
CONCEITO 3
CONCEITO 4
CONCEITO 5
Os 18,52% restantes afirmaram que a forma com que o conteúdo foi
desenvolvido propiciou aos mesmos a capacidade de diferenciar as grandezas
físicas envolvidas, timbre, intensidade e frequência.
E 7,41% dos alunos não opinaram, conforme mostra o gráfico
abaixo.
Gráfico 3 Distribuição percentual das respostas dos estudantes sobre a contribuição da forma de abordagem para a facilitação do entendimento.
Nos questionamentos de 6 a 10 os alunos atribuíram uma nota que
variava de 1 a 5 para afirmações realizadas sobre as atividades desenvolvidas
durante a aplicação do manual.
Na afirmação 6 (a importância das realizações das atividades) os
alunos são indagados sobre a importância da realização das atividades, para
qual temos no gráfico abaixo a distribuição percentual em função do conceito
atribuído pelos alunos.
NÃO OPINARAM 7,41% NÃO
CONTRIBUIU PARA O
APRENDIZADO 0,00%
CONTRIBUIU COM UM NOVO
CONHECIMENTO 33,33%
NOVO POSICIONAMENTO
SOBRE A POLUIÇÃO SONORA
40,74%
DIFERENCIAR AS GRANDEZAS
FÍSICAS 18,52%
Gráfico 4 Distribuição percentual das respostas dadas pelos estudantes sobre a importância das atividades realizadas.
53
14,81%
0,00%
0,00%
7,41%
11,11%
66,67%
NÃO OPINARAM
CONCEITO 1
CONCEITO 2
CONCEITO 3
CONCEITO 4
CONCEITO 5
No gráfico acima podemos observar que 51,85% dos alunos deram
conceito 5, que é a nota máxima ao julgar a relevância das atividades
desenvolvidas e 22,22% atribuíram conceito 4, o que é um excelente indicativo.
Contudo tivemos 14,81% dos alunos que não opinaram.
Já na afirmação 7 (contribuição das atividades para seu
aprendizado), temos os estudantes atribuindo um conceito para a o quanto as
atividades foram válidas para seu aprendizado. O gráfico abaixo mostra a
distribuição dos conceitos avaliados pelos alunos.
Como podemos notar no gráfico acima, 66,67% dos estudantes
consideraram as atividades desenvolvidas muito relevantes para seu
aprendizado, atribuindo nota 5 para essa afirmação, e novamente observamos
14,81% dos alunos não opinando.
O gráfico a seguir traz a distribuição percentual das respostas dos
estudantes para o questionamento 8 (quanto essas atividades trouxeram
motivação para seus estudos?), quando os alunos foram questionados quanto
a motivação propiciada aos seus estudos palas atividades desenvolvidas
durante a aplicação do manual.
Gráfico 5 Distribuição percentual das respostas dadas pelos estudantes sobre a contribuição das atividades para o seu aprendizado
54
14,81%
3,70%
7,41%
22,22%
11,11%
40,74%
NÃO OPINARAM
CONCEITO 1
CONCEITO 2
CONCEITO 3
CONCEITO 4
CONCEITO 5
18,52%
0,00%
3,70%
7,41%
29,63%
40,74%
NÃOOPINARAM
CONCEITO 1
CONCEITO 2
CONCEITO 3
CONCEITO 4
CONCEITO 5
Com o gráfico acima podemos perceber que a aplicação do material
foi bem sucedida, com respeito à motivação dos alunos, com 51,85% dos
estudantes dando conceitos quatro e cinco para esse quesito. Isso foi bastante
significativo, pois, um dos principais pontos de uma atividade baseada em uma
abordagem CTS é, com certeza, propiciar interesse no estudo da ciência
utilizando para isso um problema real.
O questionamento 9, provoca os alunos a realizarem uma auto
avaliação sobre o aprendizado do conteúdo com o seguinte questionamento:
Qual o grau de aprendizagem dos conteúdos você adquiriu com essa
abordagem dos conteúdos?
A resposta dos alunos é apresentada percentualmente no gráfico
abaixo.
Gráfico 6 Distribuição percentual das respostas dadas pelos estudantes sobre a motivação propiciada pelas atividades desenvolvidas.
Gráfico 7 Distribuição percentual das respostas dadas pelos estudantes sobre o grau de aprendizagem adquirida através da abordagem do conteúdo desenvolvido.
55
7,41%
0,00%
0,00%
3,70%
22,22%
66,67%
NÃO OPINARAM
CONCEITO 1
CONCEITO 2
CONCEITO 3
CONCEITO 4
CONCEITO 5
O gráfico, assim como o do questionamento 8 (quanto essas
atividades trouxeram motivação para seus estudos?), é bastante positivo com a
grande maioria dos estudantes, 70,37% dos estudantes, atribuindo conceito
quatro e cinco para o aprendizado adquirido durante o processo de realização
das atividades.
O questionamento 10 (que nota você atribui para a utilização dos
aplicativos para smartphones?), busca o posicionamento dos alunos em
relação à utilização dos aplicativos para smartphones durante a aplicação do
manual. A distribuição percentual dos conceitos atribuídos pelos alunos
encontra-se no gráfico abaixo.
O gráfico acima, sem dúvida, nos mostra a importância da utilização
de novas tecnologias como ferramenta facilitadora no processo de ensino
aprendizagem, onde temos 88,89% dos alunos atribuindo conceitos quatro e
cinco para a importância do uso dos aplicativos durante o desenvolvimento das
atividades.
Com esse gráfico é notório o interesse despertado nos estudantes
devido à utilização de uma tecnologia tão presente no seu cotidiano, o que nos
leva a perceber que mesmo os aplicativos não possuindo uma precisão
científica, traz ao estudante uma motivação por vezes perdida.
O questionamento 11 (o quanto as atividades experimentais
(telefone de copos e visualização do som) contribuíram para o seu
entendimento sobre o som?), busca a opinião dos discentes sobre as
Gráfico 8 Distribuição percentual das respostas dadas pelos estudantes sobre a utilização de aplicativos para smartphones.
56
3,70%
7,41%
3,70%
7,41%
25,93%
51,85%
NÃO OPINARAM
CONCEITO 1
CONCEITO 2
CONCEITO 3
CONCEITO 4
CONCEITO 5
atividades experimentais desenvolvidas. As respostas dos estudantes estão
expostas no gráfico abaixo.
Com esse questionamento verificamos que, mesmo com a utilização
de novas tecnologias, as atividades experimentais são de uma importância
ímpar para o desenvolvimento e fixação dos conhecimentos científicos pelos
estudantes. O gráfico acima expressa essa realidade com 77,78% dos
discentes atribuindo conceito quatro e cinco para a contribuição dos
experimentos desenvolvidos em relação ao seu entendimento sobre o som.
Gráfico 9 Distribuição percentual das respostas dadas pelos estudantes com relação ao quanto as atividades experimentais contribuíram para seu entendimento sobre o som.
57
CAPÍTULO 9 - Conclusões
A escolha da escola a ser aplicado o projeto é o primeiro ponto a se
destacar no desenvolvimento da pesquisa, uma vez que essa não foi uma
decisão espontânea.
Após a decisão de trabalhar com o 8º ano do ensino fundamental
buscou-se uma escola da rede pública para aplicação do trabalho, contudo, foi
verificado que em nenhuma escola da rede pública (municipal ou estadual), da
cidade de Picos era trabalhada a disciplina de física, seja incorporada na
disciplina de ciências ou como uma disciplina individual no currículo, mesmo
fazendo parte do conteúdo programático dessa séria na maioria das escolas.
Com isso, a solução foi optar por desenvolver a atividade na rede
privada de ensino, onde a física era trabalhada individualmente na série em
questão.
A partir dessa opção surgiu à primeira dificuldade na condução da
pesquisa, o regimento interno da escola escolhida proibia o uso de
smartphones e tablets nas dependências da escola, como mencionado no
capítulo 4. Para obter a permissão em caráter especial teve-se que apresentar
em uma reunião as vantagens da utilização de novas tecnologias para o
ensino. Essa proibição mostra o quanto à escola ainda, em alguns aspectos,
resiste a uma reformulação na maneira de se desenvolver o ensino.
Porém, de uma das maiores dificuldades surgiu um dos maiores
frutos da intervenção, que foi o despertar da instituição de ensino para a
questão da aplicação de novas ferramentas tecnológicas no processo de
ensino-aprendizado. A instituição se comprometeu em rever o regimento após
o desenvolvimento do projeto, em vista da repercussão positiva entre os
alunos.
A opção por delegar a aplicação do material a outro professor
mostrou-se bastante positiva, pois dessa maneira, foi possível visualizar os
pontos fortes e as falhas no manual desenvolvido.
Através do relato do professor aplicador pode-se notar diversas
vezes que a principal dificuldade enfrentada durante a aplicação do manual foi
a grande quantidade de alunos em sala, tornando o acompanhamento das
atividades bastante complexo. E como ponto de maior destaque o professor
58
citou o deslumbre dos alunos ao trabalhar com os aplicativos, segundo ele,
vários alunos o procuraram para elogiar a aula e pedir que usasse mais vezes
o recurso.
Além disso, o professor frisou como pontos positivos:
A participação da turma nas atividades, que no geral discutiram,
interagiram e desenvolveram as tarefas de maneira extremamente
satisfatória.
A facilidade de compreensão do manual didático.
A aplicação dos conceitos físicos na realidade dos alunos, e sua
utilização para o entendimento de um problema real de sua
cidade.
A relevância dada à questão social e ambiental, no momento que
os alunos pesquisaram as leis ambientais do município.
O quanto os questionamentos realizados no manual sobre a
diferença entre timbre, frequência e intensidade, tornam claro o
grau de conhecimento dos alunos a respeito do assunto, bem
como os pontos onde existe a maior deficiência nesse
entendimento.
E o despertar nos discentes para utilização do uso das tecnologias
também como auxílio para o aprendizado.
E como pontos negativos:
A dificuldade em realizar a avaliação das atividades desenvolvidas,
devido o grande número de alunos.
O tempo de 50 minutos semanais disponibilizados pela escola para
cada atividade.
A incompatibilidade do calendário da escola com o
desenvolvimento do trabalho.
Com relação aos resultados a maior dificuldade enfrentada, que
gerou uma lacuna no trabalho, ocorreu na análise do questionário de opinião,
pois a maioria dos alunos não responderam os questionamentos 2, 3, 4 e 5, e
mesmo os que responderam o fizeram de maneira a impossibilitar qualquer tipo
de análise. Segundo o professor aplicador, os alunos não demonstraram o
mesmo interesse em responder o questionário, que demonstraram no decorrer
das atividades.
59
Com isso pode-se notar que o ensino realmente precisa se adequar
a realidade tecnológica vivenciada pelos discentes, mas tal adequação
demanda uma mudança de postura, não somente no professor, mas também
nas instituições de que devem criar um ambiente favorável, disponibilizando
materiais adequados e meios para que isso ocorra. Dessa forma teremos mais
e mais alunos com um pensamento mais crítico, deixando de ver a física
exclusivamente como a resolução matemática de exercícios, de maneira
mecânica.
60
Apêndice A Manual Didático
UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO – UNIVASF
PÓS GRADUAÇÃO EM ENSINO DE FÍSICA MESTRADO NACIONAL PROFISSIONAL ENSINO DE FÍSICA – MNPEF
A POLUIÇÃO SONORA E AS PROPRIEDADES FISIOLÓGICAS DO SOM:
UMA ABORDAGEM CTS PARA O 8° ANO DO ENSINO FUNDAMENTAL
Nome:Ramon Marques de Carvalho
Juazeiro-BA Julho de 2016.
61
UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO – UNIVASF PÓS GRADUAÇÃO EM ENSINO DE FÍSICA
MESTRADO NACIONAL PROFISSIONAL ENSINO DE FÍSICA – MNPEF
A POLUIÇÃO SONORA E AS PROPRIEDADES FISIOLÓGICAS DO SOM:
UMA ABORDAGEM CTS PARA O 8° ANO DO ENSINO FUNDAMENTAL
Juazeiro - BA Agosto de 2015.
62
Orientações para o professor Esse material contém uma proposta metodológica desenvolvida na
forma de uma sequência didática, que busca nortear o desenvolvimento do
trabalho do professor em sala de aula. As atividades propostas devem ser
desenvolvidas e adaptadas segundo a realidade de cada professor, de cada
escola. Esse material não visa engessar o processo de ensino aprendizagem,
visa apenas mostrar uma possibilidade adaptável de abordar a física segundo
um enfoque CTS.
Logo, foram desenvolvidas pontos sobre o ensino de Física,
envolvidos no estudo da Acústica, que são as propriedades fisiológicas do som:
intensidade, altura e timbre. Propomos também algumas possíveis situações
de diálogo entre professor e aluno, visando o desenvolvimento das atividades.
Esse material foi desenvolvido visando alunos que nunca tiveram contato com
esses conceitos físicos.
É importante que o professor faça o download de todos os
aplicativos propostos e que se familiarize com as suas utilizações antes do
início das atividades propostas. Estão disponíveis nos boxes algumas
possíveis falas dos alunos, as fisicamente corretas ou mais corretas estarão
em itálico.
63
Unidade 1 : Refletindo sobre a poluição sonora
A primeira unidade tem como finalidade a contextualização e
problematização do tema. Não é objetivo que os alunos, ao fim da unidade,
saibam os conceitos físicos envolvidos e que sejam capazes de argumentar
tecnicamente em uma discursão sobre o assunto. Esse primeiro momento é
baseado exclusivamente em concepções prévias dos alunos onde, a grande
maioria, vem do senso comum.
Sugerimos iniciar a unidade com uma pergunta que remete a um
problema bem comum a toda sociedade e que está tão presente no cotidiano
dos alunos: a poluição sonora. Para isso a turma deverá se organizar em
grupos de cinco alunos, que irão desenvolver as atividades propostas.
1.1-O professor fará a seguinte pergunta: O que vocês sabem sobre poluição
sonora?
1.1.2-Objetivos: Discutir a questão, dando ênfase à importância do
conhecimento científico para o entendimento de problemas sociais.
1.1.3-Etapas para solução do problema
A partir das repostas dadas pelos alunos o professor deverá discutir
essas respostas a fim de chegar a uma reposta mais completa. Lembrando que
o objetivo aqui ainda não é que os alunos tenham uma concepção completa e
fisicamente completa sobre o assunto, pois isso é o resultado do processo
completo.
1.2-Jogo da identificação
Nessa atividade o professor deverá tocar alguns sons, uns ruídos e
outras músicas. Tanto os ruídos quantos as músicas devem ser tocadas com o
volume baixo depois médio e depois bem elevadas. Em cada situação o aluno,
individualmente, deverá indicar qual dos sons eles consideram poluição sonora.
64
Volume Música Ruído
Intensidade baixa
Intensidade média
Intensidade alta
1.2.1-Objetivo do jogo: Diferenciar ruído de poluição sonora
1.2.2 Recomendamos que ao fim dessa unidade o professor feche a aula com
o esclarecimento entre os conceitos de ruído e poluição sonora.
Poluição sonora danos causados por sons emitidos com uma intensidade
superior a que é considerada segura para o ser humano.
Ruído
Definição Subjetiva: Ruído é todo som que provoque uma sensação
desagradável
Definição Física: Ruído é todo fenômeno acústico não periódico, sem
componentes harmônicos definidos.
Unidade 2 : Definição de som
Essa unidade dá continuidade a unidade anterior visando a
modificação de conceitos prévios dos alunos em busca de uma estruturação de
conhecimentos que possam enriquecer a argumentação a respeito do tema
gerador. Aqui vamos introduzir o conceito de onda sonora através de
experimentos retirados da internet.
2.1- Problematização: na unidade anterior foi iniciado o estudo sobre o
problema da poluição sonora. Mas, o que é mesmo o som?
2.1.2-Objetivo: entender o som como um tipo específico de onda, e como esse
se propaga, mostrando que o entendimento desse conceito físico é essencial
para o entendimento do problema da poluição sonora.
2.2- Em grupos de cinco alunos cada, deverão responder a seguintes
perguntas: O que é o som? Como o som sai de sua boca e chega ao ouvido do
seu colega?
65
2.2.1-Após a exposição das respostas por cada grupo o professor deve definir
o conceito de onda sonora.
Ondas sonoras são ondas mecânicas, pois somente se propagam através de
um meio material, que naturalmente, são captadas e processadas por
nosso sistema auditivo. Que se origina a partir de vibrações do ar que são
captadas pelo tímpano.
2.3.1-Experimento: Observando as ondas sonoras. Objetivo: visualizar as
ondas sonoras agindo sobre a matéria.
MATERIAL
1. Papel filme
2. Elástico
3. Uma vasilha ou lata
4. Açucar
Coloca-se um papel filme na tampa de uma vasilha ou lata média e fixa-se com
elásticos, em seguida coloca-se próximo a uma caixa grande de som, e
programa-se para tocar um som que o predomínio seja grave. Ai então pode-se
observar as ondas sonoras, por meio da energia cinética dos grãos de açúcar.
(agito dos grãos).
2.3.2 Experimento: Telefone de copo. Objetivo: mostrar a propagação do som
através da matéria.
MATERIAL
1. Dois copos descartáveis
2. Barbante
3. Dois clipes
4. Lápis
66
COMO FAZER (Texto retirado de http://cmais.com.br/x-tudo/experiencia/07/telefone.htm
1. Faça um furo com o lápis no fundo do copo.
2. Passe a ponta do barbante pelo fundo do copo e, na sequência, amarre o
clipe na ponta do barbante que está dentro do copo.
3. Repita todo o procedimento na outra ponta do barbante.
4. Chame um amigo, peça para ele colocar um dos copos no ouvido e depois
estique o barbante e comece a falar do outro lado.
O QUE ACONTECE
Sua voz passa pelo barbante, dando para falar como se fosse um telefone.
POR QUE ACONTECE?
Porque quando falamos o ar vibra, fazendo o fundo do copo também vibrar.
Essas vibrações são transmitidas pelo barbante até chegar no fundo do outro
copo, que provoca uma vibração do ar ao seu redor, isso produz o som que
escutamos. Para transmitir essas vibrações o barbante precisa ficar bem
esticado.
Unidade 3 : Propriedades fisiológicas do som
Nesta unidade estudaremos as propriedades fisiológicas do som,
altura, timbre e intensidade. Para isso utilizaremos um questionário para
verificar os conhecimentos prévios dos alunos, e assim verificar os pontos mais
incompatíveis com a teoria científica. Além disso, faremos a diferenciação das
propriedades fisiológicas utilizando aplicativos gratuitos para smartphones.
67
3.1 Aplicação do questionário
3.1.1-Objetivo: Verificar o conhecimento dos alunos a respeito das qualidades
fisiológicas do som.
3.1.2-Questões: As questões devem ser respondidas em grupos de cinco
alunos.
1ª) Como você consegue diferenciar, através das caraterísticas do som, a
voz de uma mulher da voz de um homem? resposta: A voz do homem é
mais grave, ou seja, mais baixa que a vos da mulher. A altura do som diz
respeito a sua frequência e não ao seu volume. Um som alto é um som de
frequência elevada e um som baixo é um som com frequência reduzida.
2ª) Como você pode diferenciar, através de caraterísticas sonoras, uma
conversa com um amigo e o som de um “paredão” ligado no máximo
volume? Resposta: Nesse caso a diferença está na intensidade do som, no
volume. O som do “paredão” é mais intenso que o som da voz de uma pessoa.
3ª) Você consegue diferenciar o som de um violão do som de um violino,
ambos emitindo a mesma nota musical e o mesmo volume? Se sim, diga
como você consegue realizar isso. Resposta: a diferenciação de sons de
mesma intensidade e frequência emitidos por fontes diferentes é realizada
através do timbre.
3.2-Utilização de aplicativos para smartphone
3.2.1-Objetivo: Utilizar aplicativos gratuitos para smartphones, com o sistema
androide, para diferenciar e entender as qualidades fisiológicas do som.
3.2.2-Os aplicativos abaixo listados estão disponíveis gratuitamente no play
store.
TRUE TONE – Com esse aplicativo podemos gerar frequências que vão
de 10 hz a 20000hz, podendo assim emitir sons que vão da faixa dos
infra a faixa dos ultrassons.
DECIBELÍMETRO: SOUND METER – Com esse aplicativo podemos
medir a intensidade sonora de sons que vão de 0 a 120 dB. Ainda
68
podemos optar pela interface que mostra um gráfico da intensidade
registrada ou valores comparativos para que tenhamos ao relativo ao
nosso cotidiano, podendo ainda fotografar e salvar a tela no instante
das medidas.
PERFECT PIANO – Esse aplicativo é um simulador de piano, com ele
podemos simular alguns tipos de pianos e órgãos. Nele as teclas estão
marcadas por letras logo, o professor não precisa ser músico, para emitir
a mesma nota musical com instrumentos diferentes.
3.2.3- Utilizando os aplicativos
Com o aplicativo TRUE TONE e o smartphone conectado a uma
caixa de som, podemos mostrar aos alunos que os sons, mesmo sem
alterarmos os volumes, podem ser audíveis ou não, dependendo de sua
frequência. Depois podemos diferenciar sons altos(agudos) de sons
baixos(graves). Com o auxílio do mesmo aparato, utilizado no experimento
para visualização do som, podemos mostrar como o sons de diferentes
frequências atuam sobre a matéria.
O aplicativo DECIBELÍMETRO: SOUND METER será apresentado
aos alunos e o professor deve realizar algumas demonstrações de medida da
intensidade sonora, pois na unidade seguinte alguns alunos deverão realizar
algumas medidas de intensidade sonora em campo. Durante as
demonstrações deve ficar claro para o aluno que o volume não está
relacionado a altura e sim a intensidade do som.
Já para utilização do PERFECT PIANO, devemos conectar o
smartphone a uma caixa de som, e emitir a mesma nota musical, com a
mesma altura e volume, mudando o instrumento, e pedindo aos alunos para
perceber a diferença entre os sons, o que tornará evidente a noção de timbre.
3.2.4-Conceitos físicos envolvidos no estudo das qualidades fisiológicas do
som
Timbre - É a característica sonora que nos permite diferenciar sons de mesma
altura e intensidade emitidos por fontes diferentes. É através do timbre que
conseguimos diferenciar, por exemplo, o som emitido por uma guitarra do som
69
de um violino, quando ambos emitem sons com a mesma frequência e
intensidade.
Intensidade - A intensidade do som é a quantidade de energia transportada
em um movimento ondulatório, ou seja, a quantidade de energia que a onda
consegue transporta. Ela é representada pela característica da onda chamada
de amplitude. A intensidade sonora medida em decibels é definida como Nível
de Intensidade Sonora (NIS).
Frequência – É a representação do número de ciclos realizados por unidade
de tempo em um movimento periódico.
Para uma onda sonora em propagação, é o número de comprimentos de
ondas executados por unidade de tempo decorrido. O nosso ouvido é capaz de
captar sons de 20 a 20.000 Hz. Os sons com menos de 20 Hz são chamados
de infra-sons e os sons com mais de 20.000 Hz são chamados de ultra-sons.
Esta faixa de frequências entre 20 e 20kHz é definida como faixa audível de
frequências.
Unidade 4 : Atividade de pesquisa
Nessa unidade exploraremos as recomendações dos órgãos de
saúde com relação à intensidade sonora, as consequências da exposição à
poluição sonora, a legislação que controla o assunto e o monitoramento da
emissão sonora de alguns pontos da cidade.
4.1-Objetivos: Informar o aluno em relação ao tamanho do problema gerado
pela poluição sonora, bem como as leis que o protegem e os níveis seguros
para exposição a essa poluição.
4.2- Desenvolvimento da atividade
O professor deverá dividir a turma em três grupos e delegar as
seguintes funções:
70
Grupo 1 – Deverá realizar uma pesquisa junto aos órgãos de saúde
nacionais e internacionais sobre os danos a saúde e os limites
saudáveis para a exposição a poluição sonora.
Grupo 2 – Deverá pesquisar as leis que regulamentam a emissão
sonora no seu município, já que essa é uma lei municipal, e fazer uma
pesquisa junto ao órgão responsável (secretária de meio ambiente),
para obter as medidas que são tomadas para garantir o cumprimento da
lei.
Grupo 3 – Utilizando o aplicativo DECIBELÍMETRO: SOUND METER
deverá medir e registrar, através das fotografias das telas, a intensidade
sonora em diversos pontos da cidade como próximo a suas casas, no
centro da cidade, em supermercados, em restaurantes e na escola em
locais como a biblioteca e no pátio no momento do recreio.
Unidade 5 : Avaliação final
Os alunos deverão apresentar, na forma de um seminário, os
resultados obtidos na unidade 4.
5.1-objetivos: Desenvolver a autonomia do aluno e sua capacidade de
desenvolvimento de ideias, bem como promover a interação e a discussão
dos temas abordados, mostrando assim a relação dos conceitos físicos com
problemas de nosso cotidiano.
5.3 Fechamento da atividade
Os alunos serão avaliados ao longo de todas as etapas das
atividades. O professor deve levar em conta tanto a participação quanto o
comprometimento durante o desenvolvimento de toda a atividade. Além
disso, deve estar atento aos conceitos físicos na argumentação dos
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estudantes, de forma que esses conceitos estejam corretamente
apresentados e se há coerência no processo argumentativo.
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Apêndice B Questionário de opinião
Questionário de opinião
1- Do seu ponto de vista, a forma como o conteúdo sobre as qualidades fisiológicas do
som (frequência , intensidade e timbre) foram abordadas, tomando como base a
poluição sonora, ajudaram o seu aprendizado? Como?
2- Descreva o que você achou bom e o que você achou ruim, para a sua aprendizagem,
nessas atividades.
3- Você considera o que foi estudado importante? Isso pode melhorar seu papel como
cidadão? Como?
4- Depois do que foi visto, você tem consciência e saberia se posicionar com relação ao
problema da poluição sonora? As atividades foram importantes pra isso?
5- Qual a sua opinião com relação ao uso dos aplicativos para smartphone ? eles
contribuíram para sua aprendizagem?
AFIRMAÇÃO NOTA ATRIBUIDA
6. A importância das realizações
das atividades.
1 2 3 4 5
7. Contribuição das atividades
para seu aprendizado.
1 2 3 4 5
8.Quanto essas atividades
trouxeram motivação para seus
estudos?
1 2 3 4 5
9.Qual o grau de aprendizagem
dos conteúdos você adquiriu com
essa abordagem do conteúdos?
1 2 3 4 5
10.Que nota você atribui para a
utilização dos aplicativos para
smartphones?
1 2 3 4 5
11. O quanto as atividades
experimentais ( telefone de
copos e visualização do som)
contribuíram para o seu
entendimento sobre o som?
1 2 3 4 5
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Referências Bibliográficas
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