Física divertida na escola: Alunos representam para alunos Teach article

Traduzido por Mª Conceição Abreu. Herbi Dreiner e Tobias Strehlau descrevem como uma apresentação de física na universidade inspirou um professor de uma escola secundária e os seus alunos a fazerem a sua própria apresentação. Porque não tentares na tua escola?

A inspiração – na universidade

Lena e Stefanie mostram um
barco de alumínio que flutua no
invisível hexaflureto de enxofre

Imagem cortesia de Herbi Dreiner

O auditório da Escola Amos Comenius em Bonn, Alemanha, está apinhado com 400 jovens. Está completamente escuro; Lena faz bolhas de sabão cheias de metano e a sua parceira Stefanie inflama as bolhas com uma chama de gás. O resultado é uma espectacular nuvem de gás inflamado, que ilumina todo o palco e as caras da audiência. É a última de 18 experiências excitantes que 16 alunos da escola secundária (idades entre os 15 e 18 anos) apresentaram aos seus colegas num show de física durante 75 minutos.

Este projecto foi iniciado por Werner Urff, professor de física numa Escola Secundária, e Herbi Dreiner, professor de Física na Universidade de Bonn. Nos últimos seis anos, Dreiner e os seus alunos universitários do segundo ano apresentam um novo ‘Physikshow’ na universidadew1. Nas duas horas de show, os estudantes universitários demonstram e explicam divertidas e fascinantes experiências de física a uma audiência largamente constituída por crianças e jovens com idades a partir do 10 anos.

Como na maioria dos departamentos de física, na Alemanha, o departamento de Bonn tem uma colecção de experiências para fazer demonstrações nas aulas: tipicamente grandes e impressionantes, para exemplificar vários conceitos de física. No Physikshow usam-se algumas daquelas experiências; outras são inventadas e construídas pelos próprios estudantes. Algumas são enormes e espectaculares, mas pequenos efeitos especiais também podem ser bastante divertidos – por exemplo quando associados com música. Todos ajudam a transmitir uma mensagem: a física é divertida. Divertirem-se é também o que motiva os estudantes universitários, uma vez que a participação não lhes traz qualquer pontuação ou vantagem curricular. Gostam de física e mostram à audiência o seu entusiasmo em cada apresentação.

A implementação – na escola

Depois de um show, Urff e os seus alunos da escola secundária pensaram: “Não seria formidável se nós apresentássemos o show na nossa escola?” Dreiner e 8 alunos da universidade, todos veteranos no Physikshow, ajudaram-nos na preparação, e os alunos da escola – todos voluntários – organizaram-se em pares, cada par com a ajuda de um estudante universitário, e escolheram experiências do conjunto das demonstrações da universidade. Tinham especial interesse aquelas que não existem na escola por serem ou muito caras ou muito grandes para armazenar: isto representa a grande vantagem do empréstimo pela universidade. E estas eram as experiências que eles iam apresentar e explicar no show da escola.

Kristina (à esquerda) e Julia
mostram que um pepino de
conserva emite luz visível quando
a corrente alternada passa através dele

Imagem cortesia de Herbi Dreiner

Antes dos ensaios começarem na escola, os jovens visitaram a universidade para treinar as experiências com o auxilio dos mentores do Physikshow. Nas quatro tardes seguintes, os alunos e mentores encontravam-se no auditório da escola para construir e montar o equipamento, ensaiar as experiências, encontrar explicações claras para os fenómenos e descobrir os melhores ângulos para a câmara para projectarem no ecrã. O trabalho de câmara era feito pelo grupo de estudantes da escola que tinha a seu cargo a iluminação e o som da apresentação na escola.

Embora não houvesse tempo suficiente de ensaio, o resultado final era maravilhoso. Os alunos da escola demonstravam imensa confiança e – mais importante – divertiam-se. Lena e Stefanie eram quem melhor demonstrava este sentimento. No início elas não pareciam muito motivadas ou interessadas. Contudo, durante os ensaios, revelaram-se leaders do grupo e demonstraram uma grande vontade de fazer as experiências com perfeição. Após o show as suas opiniões tinham mudado completamente: “Estamos muito contentes por participar. É muito divertido. Vamos repetir!”

Metade do grupo eram raparigas, nenhuma das quais tinha demonstrado antes interesse especial pela física. A nossa impressão sobre o grupo dos alunos da secundária era que o show seria a sua primeira oportunidade de serem criativos em física e por isso estavam contentes por se envolverem no assunto.

Faz tu mesmo

Se queres iniciar um projecto como este, a tua primeira motivação deve ser transmitir a ideia de que a física é deliciosa e divertida, quer para alunos quer para o público. Ainda que o show tenha exigido muito tempo e trabalho, quer para os estudantes da secundária quer para os da universidade, valeu a pena: os alunos da secundária não só aprenderam física, como também aprenderam a organizar-se como grupo e a representar com confiança em frente de centenas de pessoas. De todo o esforço e dedicação resultou o seu show: estavam muito entusiasmados e comunicaram este estado de espírito aos seus colegas na audiência.

Nem todas as escolas têm a sorte de poder trabalhar com universidades que estão próximas, como neste projecto. Mas metade do divertimento deve-se ao descobrir e construir as suas próprias experiências. Isto requer muito tempo de preparação, mas é também muito gratificante. Existe um sem fim de ideias de experiências na Internetw2 e em livros – ou estão mesmo à nossa volta, como por exemplo colocar coisas dentro do microondas (sob supervisão) para ver coisas engraçadas.

Três das experiências com mais sucesso foram muito baratas:

  1. As bolhas de metano descritas acima. Usa-se o metano de uma garrafa de gás e ajusta-se a um soprador cónico para bolhas de sabão que se compra numa loja de brinquedos. Mergulha-se o soprador numa solução de sabão e então podemos fazer enormes bolhas. As bolhas de sabão sobem porque o metano é mais leve que o ar, o que também permite fazê-las arder mais facilmente. Elas ardem porque o metano é inflamável.
  2. Um pêndulo com uma esfera de aço de 25kg está suspenso do tecto. Coloca-se uma professora no palco e libertamos o pêndulo mesmo em frente do seu nariz . A câmara foca a sua cara e regista a cara assustada quando a esfera vai e vem em direcção a ela com uma boa velocidade. Claro que não atinge a cara dela devido ao principio da conservação da energia, mas a esfera vem e vai tão rapidamente que o mais seguro dos físicos pode perder a fé nas leis fundamentais da física.
  3. Anéis de fumo. Temos um grande caixa de aglomerado de madeira, com largura e profundidade de 1.4m, com uma abertura circular de 40 cm de diâmetro num dos lados. O lado oposto a este está aberto e coberto com uma folha de plástico. Enchemos a caixa com fumo de palco e fechamos novamente com a folha. Liberta-se um anel largo e estável de fumo, que flutua através do auditório. Se com a sala às escuras apontarmos um foco de luz na direcção do anel, temos um efeito espectacular. Esta experiência também pode servir para demostrar que os vórtices são surpreendentemente estávei

 

Observação de segurança

Assegurar que os procedimentos propostos estão de acordo com condições de segurança usualmente adoptadas.

As boas experiências são muitas vezes, mais uma questão de apresentação do que de dinheiro. A música também é um recurso muito útil. Se o dinheiro é um problema, então, talvez seja de perguntar aos pais e ao conselho executivo da escola se podem dar uma ajuda na aquisição dos materiais. Afinal, estes eventos podem motivar não só os estudantes, mas também atrair à escola visitantes e os media.

O nosso sucesso ao envolver os alunos da secundária está espelhado no projecto na Escola Secundária de Hennef, perto de Bonn. Há seis anos, Ingo Wentz, um professor de física, iniciou o ‘Physikusse’w3 com um grupo de estudantes. Eles encontravam-se semanalmente e trabalhavam em diferentes projectos de física, tais como criarem demonstrações experimentais. Uma vez por ano participavam na competição ‘Freestyle Physics’w4 na Universidade de Duisburg, Alemanha, onde os alunos da escola secundária tinham desafios como construir o seu hovercraft.

O Physikusse tem também organizado e feito vários shows de física usando materiais simples, começando com apresentações de 20 minutos para os pais e amigos dos alunos nos dias abertos da escola e também no dia aberto da Sociedade Alemã de Física. O próprio Wentz fala da ‘física barata’, mas também tem tido algum sucesso na aquisição de materiais mais caros: por exemplo convencendo as empresas locais a oferecer o azoto líquido quando o grupo precisa. O Physikusse recebe um apoio financeiro modesto por parte da escola e Wentz tem alguma redução no tempo lectivo, de modo a organizar estas actividades.

Em resumo, um espectáculo de física feito por estudantes para estudantes é uma grande ideia para motivar as crianças de todas as idades para a física. A recompensa do professor e alunos envolvidos vem da audiência. Gostaríamos de partilhar e discutir esta iniciativa com pessoas que pensem fazer algo de semelhante.

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Web References

Resources

Author(s)

Herbi Dreiner (dreiner@th.physik.uni-bonn.de) é teórico de física de partículas da Universidade de Bonn, Alemanha. Tobias Strehlau é estudante de física, também da Universidade de Bonn.


Review

Nas escolas, o engraçado, o lado espectacular do trabalho experimental de física pode ser destruído com as teorias dadas a seco quando os estudantes progridem na sua vida escolar. Os autores encorajam-nos a tirar o pó dos aparelhos esquecidos nas salas de arrumação ou a convencer departamentos de física universitários da zona a vir e mostrar o seu material. A motivação básica para um show é a excitação da demonstração e transmitir o entusiasmo sobre o assunto (com o bónus sempre bem vindo de algumas apreciações melhoradas sobre os conceitos envolvidos, já para não referir que um evento bem sucedido é sempre uma excelente acção de publicidade para o departamento de física!).

Na maioria das escolas do Reino Unido, o que se faz de mais parecido com estas actividades são demonstrações ao fim da tarde dirigidas aos pais dos potenciais alunos. Fazer um espectáculo de ciência, com os próprios estudantes envolvidos como demonstradores – explicadores, é dar um passo em frente, com a vantagem de uma audiência garantida. A natureza algo teatral pode encorajar a participação das raparigas, e os mais tímidos podem ser muito úteis no apoio à iluminação e ao som. Este tipo de acção pode permitir aos alunos de física praticar as suas capacidades de comunicação de um modo significativo.


Ian Francis, Reino Unido




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