A utilização de desenho animado no ensino de Ciências como recurso ao estudo de ondas eletromagnéticas

Claudinei José Martini

Especialista em Mídias na Educação (UFSJ) e Ensino de Ciências (UTFPR), professor de Matemática e Física da Secretaria de Educação do Estado de São Paulo

Jaime da Costa Cedran

Doutor em Educação para a Ciência e o Ensino de Matemática (UTFPR)

Introdução

A evolução tecnológica que a humanidade tem usufruído nos últimos tempos tem proporcionado mudanças de comportamento na sociedade, e a escola não está isolada desse processo, principalmente quando a abordagem de determinados conteúdos requerem maior abstração dos alunos, em que a utilização de mídias, como a televisão, torna-se um aliado na problematização de conceitos envolvendo transmissão de informações por meio de ondas eletromagnéticas.

Contudo, a maneira como são trabalhados tais conteúdos é fator determinante para uma aprendizagem que contemple um significado ao aluno como parte de seu cotidiano, ou seja, a contextualização deles, pois é dessa forma que o professor, em seu papel de mediador, deve usar a tecnologia como estratégia de aprendizagem, com informações corretas e didáticas para a construção do conhecimento.

Como expõem Frederico e Gianotto (2015, p. 118),

Essa ação parece ser ainda mais necessária no ensino de Ciências, uma vez que boa parte dos conteúdos lida com descobertas e questões científicas que, às vezes, se configuram como complexas. É com a contextualização que o educador busca mostrar que muitos conceitos que são discutidos em sala de aula estão presentes em nosso cotidiano.

Nesse sentido, este trabalho foi impulsionado pela ideia de utilizar trechos de desenhos animados que contemplem os tópicos a serem desenvolvidos em Ciências no 9º ano do Ensino Fundamental abordando ondas eletromagnéticas e que possibilitem, além da motivação dos alunos, a análise crítica das cenas, diferenciando realidade e ficção, ou seja, a distinção das cenas que mostram fatos ou fenômenos que, do ponto de vista físico, são impossíveis de ocorrer, em contraponto ao conceito científico.

Em termos de tecnologia e ciência, foi a construção de equipamentos capazes de gerar e transmitir informações e energia em forma de radiação eletromagnética – como televisores e o aparelho de rádio, o sistema de telecomunicações à base de micro-ondas e lâmpadas, entre outros – que gerou o desenvolvimento de nossa sociedade, propiciando ao aluno uma série de dúvidas, curiosidades e questionamentos, talvez gerada pela falta de oportunidades de reflexão sobre “os processos envolvidos na sua criação, produção e distribuição” (Brasil, 1997, p. 22).

A tecnologia e as mídias devem proporcionar uma nova forma de comunicar-se e expressar-se, fazendo com que o processo de ensino-aprendizagem se torne mais efetivo; por isso, ensinar ondas eletromagnéticas torna-se um desafio para o professor conseguir que o aluno reconheça e saiba utilizar corretamente suas nomenclaturas. Nesse sentido, a utilização de trechos de desenhos animados pode levar o professor, em seu papel de mediador, a fazer um diagnóstico observando o desenvolvimento do aprendizado dos alunos sobre o assunto e analisando o desenvolvimento cognitivo do educando.

Assim, se o professor possui acesso à tecnologia, há possibilidade de incentivo aos alunos, com exploração de suas capacidades para o aprendizado, além da cooperação e da criatividade diante de novas situações que podem e devem ser ampliadas. O ensinar com uso de tecnologias e mídias visuais evidencia nos dias atuais uma tendência que advém das exigências que a globalização impõe aos jovens estudantes, forçando as instituições educacionais a se adaptar, com a finalidade de atingir a satisfação desses alunos.

A justificativa deste tema se dá principalmente em decorrência de que a grande maioria dos professores em Ciências Naturais tem sua formação nas áreas biológicas, tornando-se uma dificuldade ensinar os conteúdos relacionados à Física. Também justifica a escolha do tema a proposta de levar ao professor outra metodologia para abordar ondas eletromagnéticas, facilitando o processo de construção do conhecimento, aproximando os conteúdos de Física à vida dos estudantes, fazendo com que eles se interessem mais pela disciplina e pelo próprio desenvolvimento da ciência.

Além disso, o critério de escolha desta série é que é a única nesta etapa da Educação Básica em que o tema ondas eletromagnéticas, na disciplina de Ciências, é abordado; os alunos aprenderão mais sobre o conteúdo no segundo ano do Ensino Médio, passando um longo período sem ser tratado em sala de aula. Portanto, é imprescindível abordar esse assunto de maneira diferente da tradicional, para que desperte nos alunos a motivação, sua análise crítica, a distinção que mostram fatos ou fenômenos do nosso cotidiano.

Sendo assim, torna-se fundamental propor a utilização de trechos de desenhos animados como metodologia de ensino à disciplina de Ciências Naturais no 9º ano do Ensino Fundamental, no conteúdo de Ondas Eletromagnéticas, mas também uma nova metodologia utilizando situações didático-pedagógicas para que os alunos compreendam a aplicação da Física dos dias atuais.

Essa proposta de ensino junto ao Ensino Fundamental expressa uma possibilidade para o professor planejar e programar atividades com base no Currículo Oficial da Educação do Estado de São Paulo, visando à aplicação de mídias e tecnologias em sala de aula que estão diretamente ligadas aos aspectos teóricos e metodológicos da Física, desenvolvendo esse olhar para a melhora do ensino na disciplina de Ciências.

Procedimentos metodológicos

Esta pesquisa, constituída por um estudo de caso, o qual, segundo Gil (2008), envolve o estudo profundo e exaustivo de um ou poucos objetos de maneira que se permita o seu amplo e detalhado conhecimento,foi desenvolvida primeiramente por meio deuma pesquisa qualitativa bibliográfica que se valeu da consultade materiais impressos publicados por vários estudiosos das temáticas propostas e outras fontes, tais como revistas e sites especializados.

Posteriormente, apesquisa contemplou a elaboração de questionário com coleta de dados (aplicação do questionário); tabulação e análise de dados (qualitativa), de modo a priorizar a importância das informações e conteúdos respondidos pelos alunos nos questionários; por fim, a discussão dos resultados.

A pesquisa foi realizada numa escola estadual localizada em um bairro carente do município de Rio Claro-SP com aproximadamente 840 alunos entre o Ensino Fundamental e Médio. A escola possui em seu entorno mais duas escolas municipais de Educação Infantil e educação do 1º ao 5º ano, formando na área um complexo educacional. A população dessa pesquisa foi composta por oito alunos do 9º ano do Ensino Fundamental com idade entre 14 a 15 anos. Esta sala de aula é composta por 20 alunos, porém o alto número de ausências torna-se um fator limitante para o professor trabalhar os conteúdos curriculares de forma mais homogênea, motivo pelo qual o número de alunos foi inferior à metade.

Este trabalho foi desenvolvido em pesquisa qualitativa, ou seja, não pode ser traduzida em números. A interpretação dos fenômenos, dos dados coletados (textos reais, escritos ou orais, não verbais) e a atribuição de significados são elementos básicos (Gil, 2008). A pesquisa qualitativa é descritiva, podendo descrever pessoas, situações, acontecimentos, transcrições de entrevistas e acontecimentos, fotografias, desenhos, documentos etc.; sendo assim, o pesquisador é o instrumento chave para a pesquisa, tendendo a analisar seus dados indutivamente (Gil, 2008). Ela envolve a obtenção de dados descritivos que são obtidos pelo contato direto do pesquisador com a situação estudada, em pesquisa exploratória que visa proporcionar maior familiaridade com o problema estudado, a fim de torná-lo explícito ou de construir hipóteses, tendo, portanto, como objetivo principal o aprimoramento de ideias ou descobertas, enfatizando mais o processo do que o produto e preocupando-se em retratar a perspectiva dos participantes (Gil, 2008).

O trabalho consistiu em propor situações didático-pedagógicas observando o desenvolvimento do aprendizado dos alunos quanto ao uso de trechos de desenhos animados aplicados à disciplina de Ciências respeitando os conteúdos do Currículo Oficial da Educação do Estado de São Paulo partindo primordialmente dos cadernos editados pela secretaria de Estado da Educação.

O desenvolvimento da pesquisa contemplou a elaboração do questionário com a coleta de dados (aplicação do questionário); tabulação e análise de dados (qualitativa); discussão dos resultados e elaboração do relatório final. A análise dos dados se fundamentou no levantamento bibliográfico consultado na literatura e no registro das observações do ambiente escolar, em que, com base nessas informações, pode ser possível planejar e programar atividades diretamente relacionadas aos aspectos teórico-metodológicos e procedimentais da Física.

Resultados e discussão

Resultados do primeiro questionário aplicado

O primeiro questionário foi aplicado aos alunos antes da exibição do desenho animado. As respostas foram divididas em quatro grupos, seguindo estes critérios:

• As respostas que mais se aproximaram do conceito;
• As respostas que foram respondidas pelas ideias dos alunos;
• As respostas em que os alunos associam as transmissões de mensagens à eletricidade;
• As respostas em que os alunos não conseguiram expressar o seu entendimento sobre o tema.

O grupo 1 destaca a resposta de um aluno que conseguiu transmitir e organizar sua ideia sobre transmissão de mensagem sem fio, ilustrada na Figura 1, representada pela resposta do aluno A.

É esperado que o conhecimento anterior que o aluno já detém, independentemente da sua escolaridade, possa interferir na efetiva apreensão do conteúdo veiculado na escola, pois o registro de sua argumentação escrita aproxima-se da conceituação de propagação de ondas, mencionando a interferência e a transmissão incompleta da mensagem, referindo-se ao aparelho celular.

Figura 1: Resposta do aluno A
Fonte: Os autores (2015).

Para a análise das respostas do Grupo 2, foi utilizado o critério de que o aluno se baseou nas ideias dos alunos. Foram selecionadas três respostas parecidas, em que todos representam a transmissão sem fio por meio de satélites, deixando claro que algo ocorre durante a transmissão. Era esperado que o grupo apresentasse situações conflitivas em suas estruturas de conhecimento, pois não fornecem a mesma interpretação para o mesmo fenômeno estudado.

Pela resposta do aluno B, exposta na Figura 2, ele já associa que as mensagens são transmitidas por satélite, mas também associando à eletricidade. Os alunos C e D fazem associação com o funcionamento de aparelhos como micro-ondas, celulares e antenas com energia elétrica e ondas eletromagnéticas, o que, na interpretação do fenômeno (natural ou artificial), cada faixa de frequência é caracterizada pela sua emissão, recepção e transmissão, portanto, com aplicações tecnológicas diferentes.

Figura 2: Resposta do aluno B
Fonte: Os autores (2015).

Figuras 3 e 4: Respostas dos alunos C e D
Fonte: Os autores (2015).

O Grupo 3 foi composto de duas respostas em que os alunos associam as transmissões de mensagens à eletricidade. Esperava-se que houvesse algum indício de generalização de ondas eletromagnéticas, especificamente com as faixas de frequência do espectro eletromagnético, porém os alunos apresentaram conflitos de interpretações nas suas respostas, associando novamente à eletricidade.

A Figura 5 apresenta a resposta do aluno E, com uma ideia clara de que as mensagens são transmitidas por meio da energia elétrica, mencionando inclusive sua origem nas usinas hidrelétricas.

Figura 5: Resposta do aluno E
Fonte: Os autores (2015).

Na Figura 6, o aluno F, em sua resposta, relaciona o campo elétrico e o campo magnético em associação, ou seja, muito próximo ao conceito das componentes dos dois campos em fase e perpendicularmente um em relação ao outro se propagando no ambiente.

Figura 6: Resposta do aluno F
Fonte: Os autores (2015).

O Grupo 4 é composto por duas respostas em que os alunos não conseguiram expressar o entendimento sobre o tema. Neste grupo, era esperado que fizessem alguma relação e argumentação com o fenômeno estudado e uma ligação desse conteúdo com situações reais que presenciaram, mas que não possuem conhecimentos científicos suficientes para interpretá-las.

Figura 7: Resposta do aluno G
Fonte: Os autores (2015).

Figura 8: Resposta do aluno H
Fonte: Os autores (2015).

Observa-se nas respostas dos alunos G e H desconhecimento tanto de suas ideias previamente construídas quanto do científico. Esse desconhecimento mostra-se na resposta do aluno G, pois ele apenas responde à questão e não tenta justificá-la; o aluno H demonstra um processo de alfabetização que pode não ter sido completado.

Resultados do segundo questionário aplicado

Este questionário foi aplicado após a exibição do desenho animado Formigas de Marte (em inglês, Termites from Mars), da série Pica-Pau.

A animação ilustra uma invasão de marcianos que é descoberta pela observação de um telescópio, na qual os órgãos de imprensa existentes na época (rádio, televisão e jornal) são notificados sobre uma invasão alienígena em grande escala causando pânico nas pessoas e nas forças armadas mundiais, pelo desconhecimento dos seres extraterrestres que estão chegando.

Mediante as notícias veiculadas, por meio de ondas eletromagnéticas emitidas das antenas de rádio e televisão, a imprensa recomenda que a população corra para os abrigos e tome as precauções de emergência. Alheio a tudo isso, o Pica-Pau segue sua rotina de paz e tranquilidade, porém, tudo muda com a chegada dos marcianos; com ela, o personagem se surpreende ao ver que, de fato, os invasores são formigas que devoram madeira e tudo que encontram pela frente.

Por fim, ao sofrer vários ataques, o Pica-Pau começa a se defender utilizando vários artifícios, incluindo fogo, até que, ao observar que uma das formigas é derrotada acidentalmente por uma fita adesiva, ele consegue dominar o exército formado, tornando-se um líder mundial na fabricação de ferramentas e dispositivos à base de formigas marcianas.

No segundo questionário aplicado após a exibição, constam respostas muito parecidas; portanto, foram divididas em dois grupos, tendo como critério de seleção:

• Uma aproximação do conceito de transmissão por ondas eletromagnéticas;
• Não associação do conceito apresentado pelo professor, tendo como critério a falta de argumentação do aluno.

O grupo 1 é composto por seis respostas descritas pelos alunos; nelas, a aproximação dos conteúdos apresentados e mencionados em trechos do desenho animado exibido mostra-se cientificamente correta diante do conceito de transmissão por ondas eletromagnéticas. Para isso, era esperado que o aluno fizesse a vinculação com os aparelhos de comunicação e seu funcionamento ao sintonizar a sua frequência (do seu circuito) com a frequência característica da emissora, pelas antenas receptoras e transmissoras.

Os alunos A e F centraram suas respostas na transmissão de sinais pela televisão. Em trechos do desenho animado ficou bem descrito pela animação o noticiário vinculado por esse veículo de comunicação, chamando a atenção, conforme descrito nas respostas.

Figura 9: Resposta do aluno A
Fonte: Os autores (2015).

Figura 10: Resposta do aluno F
Fonte: Os autores (2015).

Nas transmissões de televisão, o som e a imagem são transformados em sinais elétricos pelos microfones e pelas câmeras de vídeo; em seguida são codificadas e inseridas em uma onda eletromagnética, processo denominado modulação.

Essa onda é emitida pela antena da emissora e leva o sinal codificado até as antenas dos receptores, que o decodificam e o transformam novamente em som e imagem. Portanto, é uma onda eletromagnética, denominada portadora, que transmite as informações de som e de imagem ao mesmo tempo.

No caso das transmissões de rádio, sendo AM ou FM, o processo é semelhante, mas apenas o som é codificado na onda portadora. Essas nomenclaturas estão relacionadas com o modo como os sinais codificados são inseridos nas ondas eletromagnéticas. Cada emissora de rádio opera em determinada frequência, que é a frequência da onda portadora.

Na resposta do aluno B, é interessante notar a diferenciação que ele faz entre ondas mecânicas e eletromagnéticas.

Figura 11: Resposta do aluno B
Fonte: Os autores (2015).

As ondas mecânicas necessitam de um meio material para se propagar, isto é, o choque entre dois corpos resulta em deformações provocadas em meios elásticos, as quais transportam energia mecânica.

As ondas eletromagnéticas não necessitam de meio material para se propagar, pois são resultado de vibrações de cargas elétricas, nas quais transportam energia – que são os fótons ou quantas de energia.

Também é interessante notar na resposta do aluno B a representação do desenho da propagação de uma onda caracterizada pela distância percorrida por uma unidade de tempo, ou seja, é a velocidade com que uma perturbação se propaga num determinado meio.

Onde
V = velocidade da onda em metros por segundo (m/s).
λ = comprimento de onda em metros (m).
f = frequência de onda em Hertz (Hz).

Para as respostas dos alunos C, D e E houve a associação da transmissão sem fio à faixa do espectro eletromagnético correspondente ao infravermelho.

Figura 12: Resposta do aluno C
Fonte: Os autores (2015).

Figura 13: Resposta do aluno D
Fonte: Os autores (2015).

Figura 14: Resposta do aluno E
Fonte: Os autores (2015).

Nesta frequência as ondas infravermelhas são produzidas pela agitação térmica dos elétrons em um corpo aquecido. Essa forma de radiação que chega até nós denomina-se processo de transmissão de calor por irradiação.

No Grupo 2, composto por duas respostas, os alunos não conseguiram fazer a associação do conceito apresentado pelo professor, tendo como critério a falta de argumentação do aluno. Esperava-se que o grupo apresentasse maior reflexão, privilegiando as ondas eletromagnéticas e sua caracterização por faixas de frequência; no entanto, destaca-se a resposta do aluno H, que descreve em forma de desenho uma onda transversal na qual a perturbação do meio é perpendicular à direção de propagação.

Analisando a resposta do aluno G, observa-se a associação de redes na internet, diferentemente do questionário anterior, em que o mesmo aluno não associou essa transmissão às ondas eletromagnéticas, paralelamente ao aluno H, que descreveu em parte o tipo de onda simbolicamente; assim, o aluno G não conseguiu efetiva aproximação dos modelos e das abstrações contidas no conhecimento científico.

Figura 15: Resposta do aluno H.
Fonte: Os autores (2015).

Figura 16: Resposta do aluno G
Fonte: Os autores (2015).

Discussão

Para a realização da atividade, em um primeiro momento foi aplicado um questionário com a seguinte pergunta: “Como o rádio, a televisão, o celular e outros aparelhos funcionam? Como você imagina isso?”.

O objetivo era propor situações para discussões com os alunos a fim de incluir um conceito específico, fazendo a conexão dos conteúdos a serem trabalhados com acontecimentos que os alunos conhecem e verificam no seu cotidiano para os quais possivelmente eles não dispõem de saberes científicos satisfatórios de modo a entender corretamente.

No segundo momento da aula, foi exibido o desenho animado, solicitando aos alunos especial atenção às formas de transmissão de mensagens, necessária para a compreensão do tema e do questionário aplicado anteriormente.

Esse conteúdo foi planejado em termos formativos, pois o desenho contém muitas cenas que correspondem ao conteúdo programático, para que o aluno o compreenda de maneira que, de um lado, perceba a realidade sob outros pontos de vista e justifique as situações e acontecimentos problematizados e, de outro, relacione esse conhecimento com o seu, para empregar e explicar melhor acontecimentos e situações de seu cotidiano.

Por fim, no terceiro momento da aula, foi feita a abordagem conceitual dos fenômenos físicos de ondas eletromagnéticas trabalhando os conteúdos de tipos de ondas, velocidade de onda e sua relação com a frequência e o comprimento de onda e a interação das ondas com a matéria, sendo retomadas as questões do primeiro momento da aula e exibindo novamente o desenho como forma de mediar o discurso entre professor e alunos.

Em seguida, foi aplicado o segundo questionário, levantando a seguinte questão: “Após a exibição do desenho animado e dos conceitos apresentados, como você explicaria a transmissão de mensagens sem fio?”, objetivando-se a análise e a interpretação que determinaram as respostas tanto do primeiro quanto do segundo questionário.

Fazendo uma comparação entre os alunos quanto aos dois questionários aplicados, observa-se que:

• O aluno A fez uma associação com o celular e em seguida, com o conceito de transmissão. O aluno F primeiramente associou o campo elétrico e o campo magnético e depois conseguiu transmitir o conceito de transmissão.
• Inicialmente, os alunos B, C e D associam o funcionamento de aparelhos como micro-ondas, celulares e antenas com energia elétrica e ondas eletromagnéticas; depois o aluno B diferencia as ondas mecânicas e eletromagnéticas.
• Os alunos C e D associam a transmissão sem fio à faixa do espectro eletromagnético correspondente ao infravermelho. O aluno E afirmou com convicção que as mensagens são transmitidas por meio da energia elétrica e depois fez a mesma associação dos alunos C e D.

Essas respostas demonstram o que Demo (2010) explica quanto à alfabetização científica, que indica para a iniciação mesmo; seu objetivo é a formação de alunos que saibam pensar. Assim, pode-se concluir que os alunos, mesmo iniciantes, pensaram sobre o assunto e fizeram suas associações que, segundo Chassot (2011, p. 62), é “como o conjunto de conhecimentos que facilitariam aos homens e mulheres fazer uma leitura do mundo onde vivem”.

Esses alunos fizeram a leitura de seus mundos quando mencionaram o celular, o micro-ondas etc.; Lorenzetti e Delizoicov (2001) apresentam três noções de alfabetização científica: “prática”, “cívica” e “cultural”; esses alunos possuem apenas a alfabetização científica prática.

Para Krasilchik e Marandino (2004, p. 26), esse conceito é a “capacidade de ler, compreender e expressar opiniões sobre ciência e tecnologia”. Dessa forma, observa-se que os alunos não estão alfabetizados cientificamente porque não conseguiram realmente interpretar o conceito de ondas magnéticas e, portanto, não podem opinar sobre o assunto.

Os alunos G e H mostram desconhecimento tanto do senso comum quanto do científico. Após o segundo questionário, fazem a associação com as redes na internet. Magalhães et al. (2012, p. 21) explicam que, “para compreender a ciência, o público precisa de algo além do mero conhecimento dos fatos”. No entanto, observa-se que esses alunos não estão totalmente alfabetizados, o que torna mais difícil que eles compreendam o assunto.

Considerações finais

Este estudo teve o objetivo de propor a utilização de trechos de desenhos animados como metodologia de ensino da disciplina de Ciências Naturais no 9º ano do Ensino Fundamental, do conteúdo de ondas eletromagnéticas.

Observou-se que os alunos não estão alfabetizados cientificamente; para esses alunos, é difícil a compreensão da alfabetização científica. Por outro lado, a utilização de trechos de desenhos animados pode levar o professor, em seu papel de mediador, a fazer um diagnóstico observando o desenvolvimento do aprendizado dos alunos sobre esse assunto e analisando o desenvolvimento cognitivo dos educandos.

Estudou-se que a alfabetização científica pode popularizar o conhecimento científico, principalmente para os alunos fazerem uso dos conceitos da ciência e da tecnologia em suas vidas.

Referências

BRASIL. Secretaria de Educação Fundamental. Parâmetros Curriculares Nacionais: Ciências Naturais. Brasília: MEC/SEF, 1997.

CHASSOT, A. Alfabetização científica: questões e desafios para a educação. 5ª ed. Ijuí: Unijuí, 2011.

DEMO, Pedro. Educação e alfabetização científica. Campinas: Papirus, 2010.

FREDERICO, Fernando Temporini; GIANOTTO, Dulcinéia Ester Pagani. Contribuições da contextualização no ensino de ciências: uma abordagem de conceitos de ondulatória e estudo da luz no ensino médio. Areté, Manaus, v. 8, p. 117-127, 2015.

GIL, Antonio Carlos. Como elaborar projetos de pesquisa. 4ª ed. São Paulo: Atlas, 2008.

KRASILCHIK, M.; MARANDINO, M. Ensino de ciências e cidadania. São Paulo: Moderna, 2004.

LORENZETTI, L.; DELIZOICOV, D. Alfabetização científica no contexto das séries iniciais. Ensaio – Pesquisa em Educação em Ciências, v. 3, n. 1, p. 1-17, jun. 2001.

MAGALHÃES, Emanuelly Ramos; SILVA, Evanilda Figueiredo Gonçalves da; GONÇALVES, Carolina Brandão. A interface entre alfabetização científica e divulgação científica. Areté, Manaus, v. 5, n. 9, p. 14-28, ago./dez. 2012.