Traduzido por M.ª da Conceição Abreu.
Ľudmila Onderová da Universidade de PJ Šafárik, Košice, Eslováquia, apresenta-nos o uso de caixas pretas em aulas de física.
A ideia por detrás do uso de uma caixa preta em sala de aula é que os alunos, sem a abrirem, tentem descobrir o seu conteúdo - preparado com antecedência pelo professor. Depois de terem determinado experimentalmente o que está dentro da caixa, os estudantes podem abri-la para verificar as suas hipóteses. A seguir descreve-se um exemplo de como usar as caixas pretas para ensinar circuitos eléctricos, adequado a estudantes entre 15-18 anos. No entanto, existem muitos usos possíveis para as caixas pretas na sala de aula, até para os estudantes mais jovens e em outras áreas da físicaw1.
Tive boas experiências com este método, tanto em sala de aula como na formação de futuros professores de Física. Muitos professores parecem não estar familiarizados com ele, mas é realmente muito semelhante a problemas que temos que resolver na vida real. Além disso, a experiência estimula a criatividade dos alunos, e as caixas pretas são baratas e fáceis de construir.
necessários para a caixa
preta
preta
acabada
Imagem cortesia de Ľudmila
Onderová
Um tubo com tampa removível e fios flexíveis, facilitam a descoberta dos componentes e do circuito que está dentro da caixa preta. Devemos certificar-nos de que a ligação dos elementos no interior da caixa é simples e fácil de detectar pelos alunos. A aparência exterior da caixa é como quiser, eu costumo embrulhar os tubos numa folha de papel preto.
Podemos criar caixas pretas de complexidade diferente - algumas envolvendo apenas um componente electrónico (resistência, condensador, díodo, bobina, etc.), outras podem envolver vários componentes ligados formando circuitos simples (ver Figura 4).
Depois de aos alunos serem dados os conceitos básicos sobre circuitos eléctricos DC e AC, eles podem começar a fazer experiências com as caixas pretas para aplicar o que aprenderam na resolução de um problema prático. São-lhes dados materiais (listados abaixo), para serem usados para determinar os elementos individuais contidos numa caixa preta. No início são informados de todas as possíveis configurações que podem existir no interior das caixas. Na primeira etapa, cada grupo de alunos recebe cinco caixas, contendo apenas um componente electrónico por caixa. Na fase seguinte (não necessariamente na mesma lição), eles recebem oito caixas pretas com uma configuração simples ou uma mais complexa dentro de cada caixa. A tarefa consiste em descobrir o conteúdo usando a experiência e um algoritmo que eles devem desenvolver para a análise das caixas.
dentro de caixas pretas.
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Imagem cortesia de Ľudmila
Onderová
No segundo teste, os alunos têm problemas não na identificação de componentes simples, mas sim nos circuitos mais complexos e em distinguir entre uma resistência, um termistor ou uma lâmpada. Eles têm de aplicar os conhecimentos teóricos e precisam de compreender que é necessário mudar a ddp e, eventualmente, desenhar um esquema para serem capazes de determinar correctamente os elementos na caixa.
Manipular caixas pretas é uma tarefa atractiva para os alunos testarem os seus conhecimentos e entusiasmarem-se com o sucesso. Alguns tentam enquadrar este método noutros temas para aprender física. O mais importante é os alunos aprenderem a usar métodos sistemáticos de investigação. A experiência da caixa preta encoraja os alunos a perguntar e responder às suas próprias questões, formularem previsões, testar as suas hipóteses e comunicar os resultados aos colegas. Um método activo como este, ajuda também a melhor compreender a natureza da ciência. E adicionalmente, é uma boa maneira de resolver problemas da vida real, como por exemplo quando é necessário mexer num aparelho (caixa preta) cujo manual se perdeu.
Um ponto crítico nesta tarefa é a quantidade de informação a dar sobre o possível conteúdo da caixa. O professor tem de se assegurar que os alunos têm conhecimentos prévios suficientes e dar instruções claras de como proceder. Poucas instruções originam pensamento mais criativo, mas se não for dada informação suficiente, os alunos podem sentir-se sobrecarregados com a tarefa e perder o interesse.