Experimentos Didáticos como Ferramenta para o Ensino de Energias Sustentáveis e Física Moderna
Arthur Roberto de Sousa*
No cenário atual, é recorrente a discussão sobre a utilização de energias renováveis na matriz energética global como forma de preservar o meio ambiente. Diante dessa questão de grande importância e complexidade, é essencial a formação de indivíduos conscientes e engajados na causa ambiental. Um dos caminhos para atingir este objetivo é por meio do ensino e, nesse sentido, um dos métodos mais eficazes para isto são os experimentos didáticos que exploram o tema energias renováveis.
Em contraste com o conhecimento técnico robusto que geralmente compõe a grade curricular dos estudantes brasileiros, os experimentos didáticos são alternativas que propõem um acesso prático, acessível e empírico, que não apenas informam, mas também estimulam a criatividade e a curiosidade, o que torna a aprendizagem sobre energias renováveis, por exemplo, mais atraente e envolvente.
Outro fator de interesse que se busca ao aplicar esta estratégia de ensino é que a ciência que explica os métodos de exploração de energias renováveis se baseia em aspectos de Física Moderna, a exemplo das placas fotovoltaicas utilizadas para captação de energia solar. A grande questão é que o ensino de Física Moderna se mantém pouco explorado no Brasil.
Segundo pesquisas realizadas [1-3], percebe-se que apesar de estarmos no século XXI, o currículo do Ensino Médio ainda ensina predominantemente a Física anterior ao século XX, de modo que o estudo de Física Moderna e Contemporânea se mantém restrito a poucos cursos de Ensino Superior.
Desta forma, quando os conhecimentos atualmente produzidos não são incluídos na Educação Básica, os estudantes perdem a percepção dos avanços que estão ocorrendo atualmente, e é natural que não haja grande interesse em temas relevantes e atuais, como a exploração de energias renováveis [2].
Neste contexto, os experimentos didáticos são capazes de atuar na raiz do problema, possibilitando o ensino dos princípios de Física Moderna de forma prática e fácil, bem como divulgando o conhecimento sobre energias renováveis. Um exemplo notável da eficácia destes métodos é exposto por um estudo realizado na Faculdade Poli Disciplinar de Larache [4]. Nele, um kit didático foi utilizado para o ensino dos princípios básicos do funcionamento de placas fotovoltaicas, que consistia em caracterizar painéis solares de baixa potência e comparar diferentes tecnologias de painéis solares.
Os alunos puderam medir os efeitos da irradiação, temperatura, ângulo de incidência e sombreamento no desempenho dos sistemas fotovoltaicos. Além disso, foi criado em paralelo ao modelo real uma simulação computacional para comparação e validação experimental dos resultados. O experimento aplicado preparou os estudantes para lidar com o tema energia solar, ensinando habilidades práticas para um futuro sustentável.
Apesar dos pontos positivos, este experimento apresenta um conflito que poderia reduzir sua eficácia se aplicado no contexto atual do Brasil: a abordagem extremamente técnica. Os processos de análise exigem que os alunos interpretem dados para caracterizar as placas fotovoltaicas, algo inviável para uma turma de Ensino Médio.
No entanto, uma simples adaptação no processo didático, tornando a análise de dados mais visual e palpável, ou o procedimento experimental mais “mão na massa”, poderia aumentar sua absorção na Educação Básica brasileira.
Entre os experimentos propostos atualmente no Brasil [5-9], muitos apresentam esta mesma problemática, em conjunto com algumas outras. Ora as abordagens propostas são muito complexas para o estudante, ora os experimentos são apenas idealizados como projetos, mas não são efetivamente aplicados em sala de aula.
Ocorre, também, a existência de ótimas ideais idealizadas e construídas, mas que não são suficientemente divulgadas. Assim, o potencial de alcance e efetividade dos projetos depende diretamente do seu valor didático e da sua divulgação.
Simplificar as abordagens e garantir a implementação prática, além de investir na divulgação, são essenciais para que esses experimentos tenham um impacto significativo no ensino de energias renováveis.
Portanto, é importante o desenvolvimento de mais práticas e experimentos didáticos uma vez que atuam como ferramentas valiosas para educar, conscientizar e capacitar sobre o tema das energias renováveis.
Os experimentos didáticos, além de transmitir conhecimentos técnicos que, em uma abordagem de aula convencional, poderiam não despertar interesse, também têm o poder de promover a consciência ambiental.
A testemunha em primeira mão do potencial das energias limpas e renováveis é um ótimo catalisador para o pensamento crítico dos alunos quanto a importância da discussão recorrente sobre a utilização de energias renováveis e não renováveis.
Referências:
[1] NETO, Jonas Guimarães Paulo et al. O ensino de física moderna e contemporânea na concepção de alunos no ensino médio. Anais IV CONAPESC. Campina Grande: Realize Editora, 2019. Disponível em: https://editorarealize.com.br/artigo/visualizar/57019. Acesso em: 24/05/2024 13:18
[2] OLIVEIRA, F. F. DE.; VIANNA, D. M.; GERBASSI, R. S. Física moderna no ensino médio: o que dizem os professores. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 29, n. 3, p. 447–454, 2007
[3] KARAM, R. A. S.; CRUZ, S. M. S. C. DE S.; COIMBRA, D. Relatividades no ensino médio: o debate em sala de aula. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 29, n. 1, p. 105–114, 2007.
[4] El Hassouni, B., et al. (2019). Realization of an educational tool dedicated to teaching the fundamental principles of photovoltaic systems. Journal of Physics: Conference Series, 1399, 022044.
[5] OLIVEIRA, F.; PAIXÃO, J. A. Atividade experimental “hands-on” para o estudo das características de um gerador (pilha voltaica) e de um recetor (voltâmetro) com material simples, de fácil acesso e baixo custo. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 39, n. 1, 2017.
[6] ALVES, E. G.; SANTOS, A. L. M. Efeito fotoelétrico: desenvolvimento de um experimento quantitativo. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 43, p. e20210146, 2021.
[7] PEDROSO, L. S. et al. Construção de um luxímetro de baixo custo. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 38, n. 2, p. e2503, 2016.
[8] ROCHA FILHO, J. B. DA.; SALAMI, M. A.; HILLEBRAND, V. Construção e caracterização de uma célula fotoelétrica para fins didáticos. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 28, n. 4, p. 555–561, 2006.
[9] Física Moderna. Disponível em: https://youtube.com/playlist?list=PLOfj-7VL-6Jlz2H8HG8jEACAn63yp27Oc. Acesso em: 24 maio 2024.
Autora:
Arthur Roberto de Sousa, bolsista Fundação Araucária de Iniciação Tecnológica do NAPI EZC, sob a orientação do Prof. Dr. André Marino Gonçalves.
Essa pesquisa
contribui para as seguintes ODS:
