uma oficina sobre termometria: relato de uma

XIX Simpósio Nacional de Ensino de Física – SNEF 2011 – Manaus, AM
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UMA OFICINA SOBRE TERMOMETRIA: RELATO DE UMA
EXPERIÊNCIA DE UM GRUPO DE LICENCIANDOS DO PIBID NUMA
ESCOLA ESTADUAL.
Cínthia A. Resende1, Eduardo H.G. de Mendonça2, Rafaella
C. S. Martins3, João A. Corrêa F.4
Universidade Federal de São João del Rei/Departamento de Ciências Naturais
1
[email protected]
2
[email protected]
3
[email protected]
4
[email protected]
Cibelle A. R. Machado
Escola Estadual Governador Milton Campos - São João del Rei/MG
[email protected]
Resumo
O presente trabalho consiste em um relato sobre uma das atividades de um projeto
desenvolvido por bolsistas do Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência –
PIBID, realizado na Escola Estadual Governador Milton Campos, na cidade de São João del
Rei, MG, em parceria com a professora Cibelle Andrade, responsável por turmas de
segundo ano do ensino médio. O objetivo do projeto é estimular o interesse dos alunos com
relação à ciência, em particular à física, através de atividades interessantes, significativas e
dinâmicas. Para tal nossa proposta foi desenvolver atividades que contemplassem
capacidades e habilidades próprias do método científico - tais como observação,
sistematização, análise, qualificação e quantificação de fenômenos naturais - de maneira
significativa para o próprio aluno de ensino médio. As atividades consistiram de oficinas que
incluíam experimentos “caseiros”, que pudessem ser construídos, feitos e analisados pelos
alunos. Ao mesmo tempo, procuramos estimular a curiosidade, a autonomia e o
pensamento crítico dos alunos, dando-lhes as condições de construírem e repararem seus
próprios aparatos, encontrarem soluções, testarem hipóteses e chegarem a conclusões.
Neste trabalho, relatamos como essa proposta foi realizada em uma oficina com a temática
em Termometria, no qual os alunos em grupo tiveram que construir um termômetro a álcool,
usando como base um tubo de caneta e um saleiro de vidro. No processo dessa construção
e da calibração do termômetro, os alunos aprenderam sobre escalas termométricas e,
utilizando a escala criada por cada grupo, aprenderam a converter a temperatura
encontrada para outras escalas.
Palavras-chave: Ensino de Física; PIBID; Termometria; Ensino Médio.
Introdução
Através de um trabalho de observação de salas de aula do ensino médio,
desenvolvido no primeiro semestre de 2010 na Escola Estadual Governador Milton
Campos, na cidade de São João Del Rei/MG, foi observado o notório desinteresse
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da maioria dos alunos com relação à física. Na tentativa de reverter esse quadro, ou
pelo menos levar alguma motivação aos alunos, foi desenvolvido um projeto que
consistia em um ciclo de oficinas, cujos objetivos eram: (1) estimular o interesse dos
alunos com relação à ciência, em particular à ciência física, através de práticas
interessantes, significativas e dinâmicas; (2) desenvolver capacidades e habilidades
próprias do método científico, tais como observação, sistematização, análise,
qualificação e quantificação de fenômenos naturais; (3) estimular a curiosidade, a
sociabilização, a autonomia e o pensamento crítico dos alunos.
Essas oficinas foram realizadas no laboratório da própria escola, em período
extraturno e versavam sobre o conteúdo que os alunos estavam conhecendo no
momento pela professora da escola. O público alvo dessas oficinas foram os alunos
de segundo ano do ensino médio da escola acima citada, regidos pela professora
Cibelle Andrade, e demais alunos interessados de outras salas e outros anos do
ensino médio, sendo alunos da escola ou não.
Neste trabalho, relatamos a primeira experiência desenvolvida nessas
oficinas, cujo tema tratado foi Termometria. A escolha desse tema não foi aleatória,
pois procurávamos escolher temas de acordo com o plano de aula da professora da
turma. Apesar de muito interessantes, os temas relacionados à termometria, à
calorimetria ou à termodinâmica, de um modo geral, não eram, nem de longe, o
assunto preferido daqueles alunos. Embora, a física da termodinâmica esteja
presente no cotidiano da maioria dos alunos, um bom exemplo, são os diversos
fazeres presentes numa cozinha como cozer ou assar alimentos, os conceitos
presentes nessa área eram um tanto quanto abstratos e pouco compreensíveis para
a maioria daqueles alunos, exigindo assim da professora um esforço maior para
trabalhá-los em sala de aula.
Metodologia
A oficina foi oferecida em horário extraturno, dentro da própria escola, com
duração de duas horas. Participaram da oficina 14 alunos, sendo 12 alunos da
professora Cibelle, um aluno de outra professora da escola e um aluno de outra
escola. Os alunos se dividiram em grupos de acordo com a afinidade pessoal entre
eles. No total, foram formados cinco grupos.
No início da oficina, propomos apresentar aos alunos o tema Termometria
de uma forma contextualizada, rápida e objetiva, para que os alunos de diferentes
salas e escolas tivessem acesso ao mesmo tipo de informação. No caso do tema da
nossa oficina, o enfoque foi nos seguintes tópicos: (1) Temperatura e calor; (2)
Medida de temperatura; e (3) Escalas termométricas e Relação entre as escalas
Celsius, Fahrenheit e Kelvin, que detalhamos a seguir.
(1) Temperatura e calor
Nesse primeiro tópico, o foco foi dar subsídios aos alunos para que eles
pudessem diferenciar os conceitos “sensação térmica”, “temperatura” e “calor”,
principalmente, em saber que temperatura e calor são grandezas físicas, uma vez
que podem ser quantificados e medidos objetivamente, ao passo que sensação
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térmica não é uma grandeza física, apesar de ser um indicador direto do estado
térmico de um corpo. Na figura 1, apresentamos um momento dessa atividade inicial
da oficina.
Figura 1: Momento da contextualização.
No estudo das grandezas físicas envolvidas na termometria, foi tratado o
modelo microscópico da matéria aceito pela termodinâmica clássica [TIPLER, 1994].
Temperatura e Calor foram descritos, respectivamente, como agitação térmica das
moléculas de um corpo, ou sistema, caracterizando seu estado térmico e como a
energia térmica em trânsito entre dois corpos, ou sistemas, decorrente apenas da
existência de uma diferença de temperatura entre eles. Temperatura também
poderia ser entendida como uma medida de quão quente, quão frio ou quão morno é
um objeto; e Calor, por sua vez, como a troca de energia decorrente do contato
entre dois corpos com características térmicas distintas.
Para auxiliar os alunos na compreensão desses conceitos, apresentamos a
eles o episódio 21 da série Eureka! – Temperature vs Heat - filme de animação que
relaciona as grandezas calor e temperatura, com duração de aproximadamente
cinco minutos [EUREKA, 1980]. Na figura 2, mostramos um instante dessa atividade
de apresentação do filme.
Figura 2 – Momento de exibição de um vídeo de animação sobre Temperatura e Calor
(figura à esquerda) e detalhe do início da animação (figura à direita).
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(2) Medida de temperatura
O objetivo desse tópico foi mostrar aos alunos que existem materiais que
apresentam características denominadas termométricas e que, a partir dessas
características, tais materiais podem ser usados como instrumentos para medir a
temperatura. Para ilustrar, foram apresentados alguns dos diversos tipos de
termômetro, tais como:
Termômetro de líquido (mercúrio e álcool);
Termômetro de lâminas bimetálicas em espiral;
Termômetro de fio de platina;
Pirômetro óptico;
Termômetro clínico;
Termômetro de máxima e mínima;
Termômetro a gás;
Termômetro digital.
Depois disso, propusemos aos alunos que eles construíssem seu próprio
termômetro, a partir de um kit que fora entregue a cada grupo. O kit continha um
recipiente de vidro, um tudo de caneta, uma borracha para vedar, álcool e fita
plástica. Todo o trabalho de construção foi feito pelos próprios alunos.
(3) Escalas termométricas e Relação entre as escalas Celsius,
Fahrenheit e Kelvin.
O foco desse tópico foi mostrar aos alunos que o simples fato de encontrar
uma propriedade termométrica e construir um instrumento não é suficiente para
medir a temperatura de um corpo. Além disso, é necessário associar a esse
instrumento uma escala termométrica e calibrar o instrumento a partir de alguma
outra propriedade conhecida e bem definida, visando obter um instrumento confiável
e preciso. Foram apresentadas as escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin.
Para auxiliar novamente os alunos na compreensão dos conceitos
abordados nessa fase da oficina, exibimos o episódio 20 da série Eureka Measuring temperature [EUREKA!, 1980], de duração aproximada de cinco minutos,
que mostra a necessidade criar uma escala de temperatura.
Depois dessa apresentação, pedimos aos alunos que eles calibrassem seus
termômetros a álcool, a partir dos pontos de fusão e ebulição da água, assim como
Celsius fizera.
(4) Descrevendo a atividade experimental da oficina
A inspiração para a construção do aparato obtido a partir do texto
“Termômetros – tipos e construção didática” [NETTO, 2000]. Os próprios alunos
foram responsáveis por montar os seus termômetros com base no conhecimento
adquirido nas etapas anteriores da oficina. Cada grupo teve acesso ao seguinte kit
de materiais: saleiro de vidro em forma de bulbo; anel de borracha para vedar; tubo
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de caneta; dois recipientes plásticos; álcool tingido – para melhorar a visualização;
fita plástica; vasilhas com água fervente e com gelo. Na figura 3, apresentamos esse
kit para a construção do termômetro pelos alunos.
Figura 3 – Kits distribuidos aos alunos para construção de um termômetro (figura à
esquerda) e visão completa de um deles (figura à direita).
Os bulbos foram completados com o álcool tingido e o tubo de caneta foi
colocado na boca do recipiente e vedado com o anel de borracha. Na figura 4,
apresentamos momentos dessa etapa de construção dos termômetros pelos alunos.
Figura 4 – Visão geral do laboratório com os grupos de alunos dispostos em cada mesa
(figura à esquerda); foco num grupo construindo um termômetro (figura do meio); e um
termômetro construído (figura à direita).
Para calibrar os termômetros, foi entregue aos alunos uma bacia com gelo e
água misturados, em que os termômetros seriam mergulhados. Na figura 5, é
mostrado um momento dessa etapa. Assim, foi possível associar ao ponto de fusão
da água um ponto na coluna de álcool do termômetro, que foi marcado. Um
procedimento semelhante foi feito depois com água fervente para associar ao ponto
de ebulição da água um outro ponto naquela coluna de ácool do termômetro. Dessa
maneira, foi possível a cada grupo de alunos criar sua própria escala termométrica.
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Figura 5 – Calibrando um termômetro.
Medindo a distância correspondente ao intervalo entre os dois pontos
marcado na coluna de ácool do termômetro, os alunos puderam escolher uma
unidade de temperatura para as suas escalas próprias. Com esse escolha de
unidade de temperatura, foi possível fazer marcas unitárias no tubo e utilizar o
termômetro para medir temperaturas.
Além disso, foi pedido aos alunos para converterem a temperatura lida em
seus termômetros recém-construídos para outras escalas termométricas - a saber,
as escalas já padronizadas e as escalas feitas pelos outros grupos. Na figura 6,
ilustramos dois momento dessa fase da oficina: construíndo as escalas e
aprendendo a converter escalas entre termômetros diferentes.
Figura 6 – Estabelendo as escalas no termômetro (figura à esquerda) e aprendendo a
converter escalas entre diferentes termômetros.
Após a prática experimental, um questionário foi aplicado aos alunos para
que pudêssemos avaliar o que de fato eles aprenderam com a oficina. Na figura 7,
apresentamos um instante desse momento de avaliação. Para encerrar as
atividades da oficina, foi oferecido aos alunos um lanche, momento no qual alunos e
bolsistas puderam se introsar melhor.
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Figura 7 – Momento de avaliação da oficina.
Considerações finais
A experimentação baseada na resolução de problemas não é suficiente para
a descoberta de uma lei física, mas com base nos conhecimentos que os alunos já
possuem do seu cotidiano, o problema proposto e a atividade de ensino criada a
partir dele desperta o interesse do aluno, estimulando sua participação.
Para isso, sugerimos que o professor apresente para os alunos uma questão
que possa ser o ponto de partida de construção de conhecimento pelos próprios
alunos a cerca do tema proposto. Quando realizamos nossa proposta de ensino,
através de oficinas, sobre tópicos de termometria, pudemos verificar que a atividade
foi muito produtiva, pois os alunos viram que eles próprios podiam construir um
termômetro, usando coisas de seu cotidiano, trocando ideias entre eles e discutindo
sobre o assunto.
Com essa oficina, avaliamos que nossos objetivos foram alcançados, isto é,
os alunos puderam aprender um conceito físico de uma maneira mais interativa e
parcipativa.
De uma maneira geral, as oficinas que temos oferecido aos alunos têm
contribuido para despertar o interesse deles pela física. Também temos notado que
os alunos têm se mostrado bastante receptivos e interessados, sempre procurando
saber quando aconteceria uma próxima oficina.
Nós, bolsistas do PIBID e a professora da turma, também estamos cada vez
mais motivados, sempre pensando e colocando em prática novas ideias. Essa
parceria proporcionada pelo PIBID tem possibilitado ao grupo vivenciar um ciclo
virtuoso de motivação extremamente profícuo, não apenas para melhorias no
processo de ensino-aprendizagem, como também para o ambiente escolar e para a
nossa formação profissional. Nesse sentido, observamos que vários professores
estão sendo motivados a experimentar outros ambientes da escola, por exemplo, o
laboratório (esse que estava abandonado agora sendo recuperado, a partir de um
projeto que nasceu da interação do PIBID com essa escola) e que os alunos estão
aprendendo a fazer bons relatórios das atividades experimentais, dentre outros.
A intenção inicial em nossa proposta de oficinas seria que elas
acontecessem sempre em horários extraturno, mas como os resultados alcançados
estão sendo cada vez mais positivos, resolvemos levar algumas das oficinas para
dentro do horário regular das aulas, visando abranger a totalidade dos alunos.
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Assim, verificamos que, mesmo para salas de aula convencionais (com
aproximadamente 30 alunos), as respostas foram bastante positivas com as oficinas
oferecidas. Por outro lado, um ponto negativo foi o tempo, que acaba sendo muito
restrito, no caso, uma aula de 50 minutos, diferetemente das duas horas extraturno.
Agradecimentos
Gostaríamos de agradecer à CAPES o apoio financeiro em concessão de
bolsa dentro do Programa Institucional de Bolsa de Incentivo à Docência (PIBID), e
aos alunos da Escola Estadual Governador Milton Campos, razão primeira deste
trabalho. Também gostaríamos de agradecer à FAPEMIG o apoio financeiro para
participação no XIX SNEF.
Referências
EUREKA! - Measuring Temperature. Episódio 20. Canadá: TVOntário,1980.
(4,50min): son., color. Disponível em
<http://www.youtube.com/watch?v=YWJHNG5y5F0&feature=related>. Acesso em:
05 abr. 2010.
EUREKA! - Temperature vs Heat. Episódio 21. Canadá: TVOntario, 1980. (4,49min):
son., color. Disponível em: <http://www.youtube.com/watch?v=rUsPzshVnM&feature=related>. Acesso em: 05 abr. 2010.
NETTO, L.F. Termômetros – tipos e construção didática. 2000-2010. Disponível em:
<http://www.feiradeciencias.com.br/sala08/08_28.asp>. Acesso em: dia 01 abr.
2010.
TIPLER, P. A. Física. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1994. v. 2.
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