Eletromagnetismo no Ensino Médio

OBJETIVO GERAL: O curso tem como base trabalhar com as concepções espontâneas dos alunos sobre luz na tentativa de proporcionar oportunidades de confrontarem suas idéias e expectativas com atividades práticas, criando contextos para a construção dos conceitos científicos para o ensino de óptica.

OBJETIVO DO BIMESTRE: Como e porque enxergamos os objetos.
Porque escolhi esse tema: Para o aluno conhecer algumas características da luz, para melhor entender o seu comportamento no ambiente em que vivemos.

Conteúdo científico que desejo ensinar:
1) As características da luz: a) propagação retilínea da luz; b) o espalhamento da luz c) a luz é infinita; d) a intensidade da luz.
2) Comportamento da luz nos meios transparentes, opacos e translúcidos.
3) Sombra e penumbra;
4) Olho e visão: interação luz e olho.
5) Câmara escura: a formação da imagem é invertida.

Atividade l : Questionário diagnóstico.
Duração: 1 aula para aplicar e 1 aula para discussão das respostas dos alunos.
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Objetivo: Despertar no aluno o interesse pela óptica e colher suas concepções prévias.

Procedimento: Aplicação das questões em grupos de três a quatro alunos.

1) Um carro está parado numa rua reta e plana. O carro está usando faróis baixos. Um pedestre, que está parado na rua, consegue ver as luzes do farol. A ilustração está dividida em quatro seções. Em quais seções há luz? Explique sua resposta.

2) Suponha a mesma situação descrita na questão anterior, só que ao invés do carro, temos uma pequena vela acesa. Em que seções haveria luz? Explique sua resposta.

3) Ainda com relação à questão 1, se o farol do carro estivesse ligado durante o dia, até onde a luz do farol chegaria?

4) Beto e seu gato Félix estão numa sala completamente escura e não há nenhuma luz lá. Você acredita que Beto

a. não é capaz de ver a caixa.
b. só consegue perceber a caixa.
c. vê a caixa com muita facilidade.
Explique a razão da sua escolha.

5) Da mesma forma como na questão anterior (a sala está completamente escura e não há luz).
Você acredita que o gato Félix
a. não é capaz de ver a caixa.
b. só consegue perceber a caixa.
c. vê a caixa com muita facilidade.
Explique a razão da sua escolha.

6) O que acontece com a luz quando ela atinge:
a) uma folha de papel.
b) um espelho.
c) um vidro transparente.
d) um vidro fosco.

O que eu vou fazer com essas respostas?

As respostas me servem de ferramentas para discussão, questionamentos e confrontos das idéias dos alunos com o conhecimento científico, pesquisas e construção do modelo do aluno.
ENCAMINHAMENTO:

O professor durante a discussão deve prestar mais atenção às falas dos alunos, ouvindo suas dúvidas e questionamentos, levando em consideração o objetivo proposto da aula.

Durante a discussão com os alunos o professor pode anotar em seu caderno as falas e comportamento dos mesmos, buscando organizar as idéias dos alunos para melhor encaminhamento da aula.

O professor deve tomar cuidado para não responder de imediato os questionamentos dos alunos, poderá buscar outras palavras para a mesma dúvida do aluno, devolvendo para o aluno a mesma questão. Essa estratégia contribui para que o aluno e professor "pense", colocando suas concepções, favorecendo ao professor um encaminhamento de construção de conhecimentos mais significativo.

Atividade 2: Caixa escura com orifício.
Duração: 1 aula.

Objetivo da aplicação da caixa: que os alunos percebam que para enxergar é necessário a luz, olho e objeto. Só enxergo os objetos devido a luz que chega até os objetos, é refletida e poderá chegar até meus olhos e entrando dentro dos mesmos.

A construção da caixa será efetuada pelo professor em sua casa.

Depois de certo tempo, os referidos alunos começam a olhar o orifício na direção da lâmpada acesa da sala de aula e nada enxergam. Continuam insistindo, até que conseguem enxergar algo dentro da mesma. Colocam um dos furos da caixa contra o sentido da fonte presente na sala e enxergam algumas coisas.

4) Passar na lousa algumas questões para responder e entregar, com objetivo de analisar se o objetivo da aula foi atingido e como preparar a próxima aula.

Dicas durante a aplicação das atividades:

__ Considero que, para conseguir um aprendizado mais significativo é muito importante que o professor tenha feito o planejamento das aulas que dará durante o bimestre.

__Em seu planejamento deverá estar muito claro, qual objetivo que ele quer alcançar para realização das atividades, isto é, ele precisa ter muito claro porque vai aplicar a atividade, que conteúdos serão atingidos e como dar seqüência para as aulas seguintes.

__ Esperar que os alunos respondam sem interferir na resposta, ou seja, não dar dicas ou respostas imediatas, não mudar a pergunta, mesmo que o professor não saiba responder.

__ O professor deve vigiar com muita atenção seus pensamentos e suas falas, tomando muito cuidado em ouvir mais e falar pouco. Assim, estará valorizando as concepções dos alunos, oferecendo a oportunidade de levar o aluno a "pensar" e favorecendo maior clareza no encaminhamento da aula contribuindo para atingir os objetivos propostos da aula.

Atividade 03: Projetor de fendas.
Duração: 2 aulas.

OBJETIVO Proporcionar condições para que o aluno consiga enxergar que a luz se espalha, é infinita, apresenta intensidade e é refletida.

PROCEDIMENTO:

Materiais utilizados:

__ uma projetor de fenda.
__ sala ou ambiente com pouca luz.
__um anteparo.

Aplicação da atividade:

Com relação as representações posso:
a) O que aconteceu com a luz ao sair da fenda? O que acontece quando eu me aproximo e me afasto do anteparo? A luz que chega é a mesma que sai?
Aluno: A luz parece caminhar, mas também parece que ela acaba.

Tarefa: Pesquisar a relação olho e visão.
Duração : 1 aula.

Procedimento:

1) O professor solicita aos alunos para trazer na próxima aula um desenho do olho humano com as partes e as funções do mesmo para enxergar o objeto.

Aplicação da atividade:

3) O professor fará junto com os alunos com a finalidade de identificar seus elementos e a função de cada um deles.
4) Questões :

" Localizar os componentes (cristalino e córnea) através dos quais a luz entra no olho.
" Explicar como a Íris regula a entrada de luz no olho.
" Explicar o comportamento de acomodação do cristalino.
" Explicar o papel das células foto receptoras (cones e bastonetes).
" Explicar o que acontece com a luz absorvida pelos cones e bastonetes.

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04.
Duração: 1 aula.
OBJETIVO:

PROCEDIMENTO:

Materiais necessários:
Montagem da atividade:

Aplicação da Atividade:

1) Os alunos devem estar divididos em grupos ( três a quatro alunos)
2) Questionamento: O que vocês esperam enxergar no anteparo ao ligar o projetor de fendas?
3) Esperar as respostas dos alunos. (professor tenha paciência para não dizer a resposta).
4) Fazer um desenho mostrando a formação da imagem na retina.

Os alunos devem responder e entregar as questões para avaliar o que conseguiram entender e como o professor deverá dar continuidade a sua aula.

Atividade 05: Propagação Retilínea da luz.
Duração: 1 aula.

Objetivo:
Usando o projetor de fendas e alguns alfinetes verificar a propagação retilínea da luz.

PROCEDIMENTO:

Materiais:
__projetor de fendas;
__alfinetes;
__régua e lápis.

Aplicação da atividade:

1) Ligar o projetor de fendas.
2)

Propagação da luz e visibilidade da luz.

Modelo do aluno:

A luz produzida por uma fonte não se propaga permanecendo onde é produzida.
Se a luz se propaga essa propagação é finita. A luz de uma fonte é forte ou fraca.
Basta que a luz ilumine um objeto para que ele seja visto, não há necessidade de a luz ser refletida para chegar ao nosso olho.A luz é visível.

Modelo da Física:

Objetivo da aula: Que a maioria dos alunos consiga perceber, ou até mesmo se questionarem que a luz não sai de dentro dos olhos.
Perceberem a importância dos objetos presentes num ambiente onde existe luz, para que possamos enxergá-los.

Quais os conteúdos que almejo aplicar?
- Reflexão, a luz caminha em linha reta, intensidade da luz, a luz é infinita.

Procedimento: Verificação da tarefa. Escolher algumas respostas que possam contribuir com o objetivo dessa aula e passar na lousa.

Atividade: Lanterna de fendas.

Eu: Entre a projeção da luz na parede e o projetor existe luz?
Acredito que nesse momento aparecem as dúvidas onde está a luz, pois alguns dizem que estão enxergando, não muito bem os colegas mais próximos, e os outros não enxergam direito.
Eu: O que significa dizer enxergar mais ou menos o colega próximo? E que não consigo enxergar os colegas mais distantes? Onde existe luz?
Nesse momento espero atingir um dos meus objetivos: a quantidade de luz presente nos ambientes: a luz apresenta intensidade.
Os alunos poderão responder que alguns lugares têm pouca luz e outros muita luz.
Eu: Por que isso acontece? Pouco ou muita luz?
Acredito que os alunos apontaram o projetor.
Eu: O que significa isso?
Aluno: A luz sai da lâmpada.
Eu: Será que posso dizer que a luz apresenta um caminho?
Aluno: E onde tem mais luz?
Eu: Então, temos lugares que recebem muita luz, podemos dizer que este lugar está iluminado e lugares com pouca luz, dizemos que temos claridade.
Por que certa região está iluminada e outra existe uma claridade? Por que isso acontece em lugares diferentes?
Aluno: Existe mais luz saindo da lâmpada em um lugar e outro lugar existe pouca luz.
Eu: Qual o caminho que a luz faz e por quê?
Acredito que os alunos apontaram a reta o caminho da luz. Nesse momento posso dizer-lhes que a luz se propaga ou caminha em linha reta.
Eu: Por que numa região apresenta mais luz que em outra?
Aluno: A maioria da luz está na mesma direção e pouca luz apresenta outras direções.
Eu: Quer dizer então que podemos representar a luz como um feixe de luz na mesma direção?
Aluno: Sim. Porque em outras regiões existem e em outras menores quantidades de luz?
Aluno: Tem um lado que sai mais luz que na outra, por isso eu vejo melhor que em outras regiões.
Eu: A pouco tempo vocês concordaram comigo que a luz apresenta um caminho e que esse caminho é reto, porque nas regiões mais escuras não chega a mesma quantidade de luz?
Aluno: Depende da posição de lugar; se for perto da lâmpada tem bastante luz, mais distante tem pouca luz.
Aluno: Não, não, se eu virar a lâmpada para a parede, lá vai ter mais luz. Se eu virar para baixo também tem mais luz.
Eu: Parece que posso iluminar onde eu quiser e obter claridade em outras regiões? Depende da direção da lâmpada com o lugar que quero iluminar.
Eu: Toda luz que sai da fenda chega até o anteparo?
Esperar respostas dos alunos que se aproximam do objetivo da aula.
Posso aproveitar o momento e colocar um pouco de pó de giz entre o projetor e a parede.

O que eu quero com isso?

Mostrar a relação entre luz e visão.
Qual o conceito que quero atingir?
Reflexão.
Como vou encaminhar?
Eu: Vocês enxergaram o pó de giz, por quê? Antes existia a dúvida da presença da luz ou não. A partir do momento que joguei o pó, vocês acreditaram que tem luz. Como enxergamos? O que é necessário para enxergar os objetos?
Eu: O que acontece com a luz que chega até o anteparo?

Nesse momento talvez fosse bom que, o aluno pudesse falar ou demonstrar o que é necessário para enxergar os objetos: luz, olho e objeto. E não eu falar.

Tarefa: Fazer o exercício:
1) Faça uma representação (desenho):
a) do caminho da luz para que Sueli enxergue a árvore. Justifique sua resposta.
b) do caminho que a luzo que acontece com a luz ao chegar na árvore ?
c) E depois que chega na árvore?

Colocar na lousa as respostas dos alunos e discuti-las com objetivo de confrontar o conhecimento científico proporcionando construção de modelo do aluno sobre as características da luz. Por exemplo:
a) Apontar no desenho de onde está vindo a luz;
b) O que aconteceu com a luz para eu enxergar o objeto;
c) Como o olho participa dessa interação?

Como eu fecharia a aula se conseguir atingir alguns objetivos:

Daria algumas respostas como: A luz se espalha, a luz apresenta intensidade, A luz se manifesta de maneira diferente depende do material ela incide.

7º e 8º aula: Aula expositiva e síntese dos conteúdos propostos.
OBJETIVO DA AULA: Como e porque enxergamos os objetos.
Porque escolhi esse tema: Para o aluno conhecer algumas características da luz, para melhor entender o seu comportamento no ambiente em que vivemos.

PROCEDIMENTOS: 1) Levar e distribuir para os alunos os testes diagnósticos realizados na aula passada. OBJETIVO: Para o aluno acompanhar a aula, entender e se orientar tendo claro do que estou falando e valorizar as suas respostas.

2) Levar escrito em uma folha grande algumas respostas dos alunos sobre o teste diagnóstico. Ler em voz alta as respostas dos alunos. OBJETIVO; Para que percebam a importância de suas falas e resposta na construção de um aprendizado mais significativo.
Algumas respostas dos alunos:
Na seção I e II porque:
__o farol é baixo;
__a luz não alcança;
__a luz está ficando fraca;
__na seção I a luz é mais forte, já na seção II e III só consegui ver pequena iluminação.
__ o brilho chega da mesma forma, mas um porco fraco;
__depende da posição de Sueli conseguir ver a sombra da árvore.

3) Atividade l: Lanterna de fendas. Ligar a lanterna sobre um anteparo em um ambiente que ofereça pequena intensidade de luz. Pedir para observarem a parte iluminada no anteparo, questionar: O que acontece com a parte iluminada do anteparo, quando afasto ou aproximo a lanterna do mesmo? Fazer algumas vezes a atividade para que possam observar. Espero que respondam: A lanterna próxima ao anteparo a parte iluminada fica nítida e quando afasto, a luz fica fraca e aumenta de tamanho.

4) Vamos representar o que estamos observando em relação à parte iluminada. Levar outra folha grande com o desenho da lanterna ligada e fazer no momento da aula as representações que observamos quando afasto e aproximo a lanterna. Apontar ao aluno: a lanterna próxima ou afastada do anteparo tem a mesma intensidade de luz, mas se apresentam de maneiras diferentes; se próxima ao anteparo a parte iluminada é nítida; se afastada a mesma intensidade de luz ela se espalha e não apresenta a mesma nitidez. Se eu ligar as extremidades dessas retas representadas em que observamos, posso verificar que, a, a luz que sai da lanterna com o afastamento da mesma até o anteparo se espalha. Então, tem regiões que apresentam menor nitidez devido à luz ter se espalhado sobre o ambiente.

Temos aqui a 1º característica da luz: a luz se espalha sobre o ambiente em que incide.
Podemos também afirmar que a luz caminha em linha reta, pois, através de sua representação iluminada pudemos demonstrar o caminho ou seja, a trajetória da luz 2º característica da luz .A luz presente apresenta uma mesma intensidade para as duas situações, mas ao se afastar ela se espalha, favorecendo uma maior região iluminada com menor nitidez.

Através de nossas observações ao representar o caminho da luz, vamos ver as respostas de vocês em relação as questões de l a 4, em relação ao que pudemos observar:

5 ) O QUE VOCÊS QUISERAM DIZER COM ESSAS RESPOSTAS?

Algumas respostas dos alunos: Modelo Científico que acredito:

Na seção I e II porque:
__o farol é baixo; -------------------- Que existe uma quantidade de luz, ou seja, INTENSIDADE.

__a luz não alcança;-----------------------A luz se espalha distante da fonte, ou seja , ESPALHA.

__a luz está ficando fraca;----------------Pouca luz: a luz apresenta uma intensidade : QUANTIDADE.

__na seção I a luz é mais forte,----------Existe uma região ILIMINADA, e devido a mesma se
já na seção II e III só consegue ver espalhar outras regiões apresentam MENOR
pequena iluminação. QUANTIDADE DE LUZ.

__o brilho chega da mesma forma,-------A luz se ESPALHA e chega a grandes distâncias.
mas um pouco fraco;

depende da posição de Sueli------------Alguns lugares com QUANTIDADE de luz pequena.
conseguir ver a sombra da árvore.

Observem que as principais características estão presentes em suas respostas:
__A luz se ESPALHA;
__A luz apresenta INTENSIDADE.
__a luz se PROPAGA EM LINHA RETA .

A LUZ SE ESPALHA, PARA ONDE ELA CAMINHA?
COMO ENXERGAMOS OS OBJETOS AO NOSSO REDOR?

Vamos agora fechar os olhos por alguns instantes ( mais ou menos 30 segundo). Com os olhos fechados o que vocês puderam enxergar? E quando abriram os olhos o que vocês enxergaram? Porque essa diferença?
Observamos com os olhos fechados que não consigo enxergar nada, pois a luz não consegue entrar dentro dos olhos, por isso não enxergo os objetos.

Vamos analisar novamente as respostas de vocês em relação as questões 5 e 6 comparadas ao modelo científico.
O QUE SUAS RESPOSTAS ESTÃO QUERENDO DIZER?

Algumas respostas dos alunos: Modelo Científico que acredito:

__os raios do Sol refletem na árvore
e ajuda a visualizar a árvore;------------------------ A luz que chega no objeto é REFLETIDA e poderá
chegar até meus olhos.

__se ficasse escuro, não seria possível ver nada----------Para enxergar é necessário que a LUZ
ENTRE NO OLHO.
.

__o reflexo da árvore esta batendo no chão perto do seu pé---- A luz se ESPALHA é REFLETIDA
pelos OBJETOS e poderá chegar em
outras regiões que dependem da
posição do OLHO E OBJETO.

__não enxergo o objeto porque está longe;--------------muito distante a luz está ESPALHADA em

6 ) Algumas características da luz:

a região iluminada por uma lanterna tende a se espalhar, quanto mais distante ficar de sua fonte.
a) Ela caminha infinitamente até que um anteparo bloqueie o seu caminho. Sendo assim parte da luz poderá ser refletida, refratada ou absorvida.
b) A região com luz dizemos que apresenta uma iluminação, isto é, existe uma região que está recebendo luz.
c) Ao representar o caminho da luz em relação a sua distância pudemos observar que a distância é proporcional ao tamanho da região iluminada.
d) Através das representações iluminadas que fizemos podemos determinar a óptica geométrica que permite o cálculo de ângulo visual, isto é, o ângulo formado entre a parte iluminada e a fonte que permita que eu veja a outra parte iluminada mais afastada. Como existe a relação de proporção entre as medidas (região iluminada e distância), teremos dois triângulos retângulos em que os ângulos formados são iguais, pois, possibilita que eu enxergue outras regiões mais afastadas da fonte. Podemos utilizar a expressão matemática para o cáculo de ângulo visual: tg β = sen β / cos β .
e) Ao traçar uma reta que une suas extremidades podemos observar que a luz caminha em linha reta.
f) A luz apresenta uma intensidade, ou seja, uma quantidade de luz.
g) Existem regiões que apresentam maior ou menor quantidade de luz depende também do material, exemplo: A parte não iluminada pela fonte apresenta menor quantidade de luz, pois além da luz que se espalhou ela poderá também ser refletida, refratada ou absorvida pelos materiais presentes.