Avaliação de uma metodologia de aprendizagem ativa em óptica geométrica através da investigação das reações dos alunos

Sasaki, D. G. G.; Jesus, V. L. B. de

doi:10.1590/1806-9126-RBEF-2016-0232

D. G. G. Sasaki ^**Endereço de correspondência: daniel.sasaki@cefet-rj.br.

Centro Federal Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca, Rio de Janeiro, RJ, Brasil

V. L. B. de Jesus

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro, Nilópolis, RJ, Brasil

*Endereço de correspondência: daniel.sasaki@cefet-rj.br.

Figuras (4)
Tabelas (3)

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Figura 1
Objeto colocado entre o vértice e o foco do espelho na posição p

=

25 cm. A distância focal (f) é 50 cm e o observador está sobre o eixo principal na posição x

=

50 cm. A imagem é virtual, direita e localizada em p’

=

−50 cm. A imagem tem um Aumento Linear transversal (AL) igual a 2, mas nota-se claramente que o ângulo visual da imagem (

β)

é menor do que o ângulo visual do objeto (

α)

.

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Figura 2
Na parte inferior da foto, a vela (objeto) está colocada entre o vértice e o foco do espelho, na posição p

=

25 cm. A webcam (observador) está sobre o eixo principal na posição x

=

50 cm. O aumento linear transversal (AL) da imagem vale 2. Porém, percebe-se que a imagem (em segundo plano na projeção na parede) é duas vezes menor do que o objeto (em primeiro plano na projeção).

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Figura 3
Vemos à esquerda a “vela-objeto” e à direita a “vela-imagem”. A “vela-imagem” tem o dobro da altura e da largura da “vela-objeto”, como previsto pela equação do aumento linear transversal para os parâmetros usados na experiência. Porém, a “vela-imagem” (em segundo plano na projeção da parede) é visualizada com a metade da altura e da largura da “vela-objeto” (em primeiro plano na projeção da parede). Isso ocorre devido ao efeito do ângulo visual.

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Figura 4
Comparação da distribuição percentual dos tipos de reação dos grupos em relação aos dados anômalos após o experimento discrepante e após o experimento ponte

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Tabela 1
Tipo de resposta dos indivíduos perante dados anômalos e suas descrições, segundo a classificação de Chinn e Brewer.

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Tabela 2
Tabulação dos tipos de respostas dos grupos para a etapa explicação do experimento discrepante, em cada turma, segundo a taxonomia de Chinn e Brewer.

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Tabela 3
Seleção de algumas explicações qualitativas para o experimento discrepante, antes e depois do experimento ponte.

Tipo de resposta	Descrição
Ignorar	O indivíduo nem se preocupa com as discrepâncias ou simplesmente ignora os resultados anômalos da experiência.
Rejeição	O indivíduo rejeita os resultados anormais, mas procura uma explicação pela suposta falha, como erros metodológicos, falhas do equipamento e truques.
Incerteza	O indivíduo fica perplexo e não tem uma opinião sobre a validade dos resultados. Ela acredita que precisa de mais informações ou experiências.
Exclusão	O indivíduo pode aceitar ou não que os dados anômalos são pertinentes, mas acredita que as discrepâncias estão fora do domínio do seu modelo.
Abstenção	O indivíduo reconhece os dados anômalos como válidos, mas se abstém de explicá-los, pois não imagina uma justificativa.
Reinterpretação	O indivíduo aceita os resultados anormais, mas preserva o seu modelo através de uma adaptação dos dados ou introdução de hipóteses ad hoc.
Mudança periférica	O indivíduo reconhece a necessidade de modificar o seu modelo, mas altera apenas hipóteses secundárias.
Mudança da teoria	O indivíduo não somente aceita as evidências anômalas como também modifica, acrescenta ou até mesmo substitui o núcleo do seu modelo.

	A	B	C	D	Perc.	Exemplos transcritos
Ignorar	0	0	0	0	0
Rejeição	4	0	1	3	30,8%	A lente da câmera influencia no resultado (grupo 4 – turma A).
						A webcam é diferente do olho humano e, além disso, está num nível abaixo da vela (grupo 6 – turma A).
						O espelho pode não ser côncavo ou ter uma lente acoplada (grupo 3 – turma C).
						Falcatrua da webcam ou o espelho não é côncavo e sim convexo (grupo 1 – turma D).
Incerteza	0	0	0	0	0
Exclusão	2	1	0	0	11,5%	Não podemos provar a prática com a teoria já que na teoria não há intervenção do meio sobre a imagem (grupo 3 – turma A).
						A teoria é diferente da prática. Não dá para ensinar óptica na teoria (grupo 2 – turma A).
						Contas no papel são inexatas, pois não equivalem à realidade (grupo 7 – turma B).
Abstenção	0	1	0	1	7,7%	Não temos teorias válidas (grupo 1 – turma B).
Abstenção	0	1	0	1	7,7%	O professor falou na sala que o espelho côncavo a imagem formada seria maior (grupo 3 – turma D).
Reinterpretação	0	1	2	0	11,5%	Temos uma imagem virtual sobre uma real. Nós somos a imagem e o que está no espelho é real (grupo 5 – turma B).
Reinterpretação	0	1	2	0	11,5%	Porque observamos o objeto e a imagem atrás deles, ou seja, de um ponto diferente do local do objeto, o que modifica o resultado final (grupo 1 – turma C).
Mudança periférica	2	0	0	0	7,7%	A distância entre o observador e o vértice é o dobro da distância entre a vela e o vértice, logo pela fórmula do AL $= - p_{v e l a} ∕ p_{o b s} = - 1 ∕ 2$ . A nova imagem foi reduzida 2 vezes (grupo 7 – turma A).
Mudança periférica	2	0	0	0	7,7%	A distância da webcam ao espelho é duas vezes maior que a distância do objeto ao espelho, fazendo com que a imagem refletida seja menor (grupo 8 – turma A).
Mudança da teoria	0	4	1	3	30,8%	Observamos a imagem mais longe que o objeto e consequentemente esta parece menor (grupo 4 – turma B).
						Não foi considerado observador na previsão. Na experiência, a distância entre o observador e a imagem altera a observação (grupo 3 – turma B).
						Apesar da imagem formada ser o dobro do tamanho do objeto, ele está mais próximo da câmera. Quanto mais próximo dos olhos o objeto está, maior este aparenta (grupo 2 – turma C).
						A ilusão de que a imagem é menor do que o objeto se deve à distância do observador à imagem e ao objeto, pois uma distância é o quádruplo da outra (grupo 6 – turma D).

	Explicação do experimento discrepante antes do experimento ponte	Explicação do experimento discrepante depois do experimento ponte
Grupo 4 – Turma B	Observamos a imagem mais longe que o objeto e consequentemente esta parece menor	Por questão de perspectiva! A imagem na realidade estava a 100 cm de distância da câmera, estando mais distante do objeto, por isso vemos o tamanho da vela maior que a imagem.
Grupo 6 – Turma D	A ilusão de que a imagem é menor do que o objeto se deve à distância do observador à imagem e ao objeto, pois uma distância é o quádruplo da outra	A vela pequena será maior porque mesmo com o tamanho da vela maior sendo o dobro, a distância entre ela e o observador é 4 vezes maior que a distância do observador à vela pequena. Logo, a vela grande parecerá metade da vela pequena
Grupo 7 – Turma B	Contas no papel são inexatas, pois não equivalem à realidade.	A imagem parece menor. Como aprendemos em desenhos animados infantis, o objeto mais próximo fica maior à vista humana. Por exemplo, um dedo se colocado numa posição adequada, pode cobrir completamente a lua.
Grupo 2 – Turma C	Apesar da imagem formada ser o dobro do tamanho do objeto, ele está mais próximo da câmera. Quanto mais próximo dos olhos o objeto está, maior este aparenta.	O olho e a webcam possui um “anteparo” onde a imagem é projetada. O ângulo de visão da vela é grande dando a ilusão que ela é maior do que a imagem (um desenho mostra as distâncias, os tamanhos e os ângulos visuais)

[1] *Endereço de correspondência: daniel.sasaki@cefet-rj.br.

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Avaliação de uma metodologia de aprendizagem ativa em óptica geométrica através da investigação das reações dos alunos

Evaluation of an active learning methodology applied to geometric optics by analyzing students reactions