A FOTOGRAFIA E A ARTE COMO INSTRUMENTO DIDÁTICO PARA O ENSINO DE FÍSICA

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1 A FOTOGRAFIA E A ARTE COMO INSTRUMENTO DIDÁTICO PARA O ENSINO DE FÍSICA Ramon Silva Dantas Bolsista PIBID, Graduando Licenciatura em Física Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro ramondantasuenf@gmail.com Wilson Menezes de Matos Bernardo Bolsista PIBID, Graduando Licenciatura em Física Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro laranjafb@yahoo.com.br Thiago Muniz Barbosa Universidade Candido Mendes Mestre em Pesquisa Operacional e Inteligência Computacional Colaborador PIBID/Física/UENF Maria Priscila Pessanha de Castro Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro mpilacastro@gmail.com

2 2 Resumo Este artigo tem o objetivo apresentar as atividades realizadas no âmbito do programa PIBID/Física/Uenf no Colégio Estadual João Pessoa no município de Campos dos Goytacazes-RJ para alunos do 2 o ano do ensino médio durante o ano letivo de Primeiramente foram desenvolvidos pelos bolsistas PIBID diversos materiais didáticos para que fossem utilizados durante o desenvolvimento do projeto. Dentre os materiais didáticos desenvolvidos podemos destacar: apostilas envolvendo os conceitos de Física, câmera escura, câmera lambe-lambe, a câmera Jumbo, o positivador, fotogramas e uma câmera de Fole. Após esta etapa foram ministradas palestras e oficinas com o objetivo de discutir os conceitos de História, a Física e a Química e Arte, envolvidos nas técnicas de fotografia. Palavras-chave: Aprendizagem, Fotografia, Física, Química História. Introdução Desde os mais remotos tempos, o homem busca explicações para os fatos observados na natureza. Essa curiosidade e a busca por respostas nos levaram não só a observar estes acontecimentos, mas também reproduzi-los e a criar explicações a partir de hipóteses e leis que consigam explicá-los. A física é uma dessas ciências que se desenvolveu a partir desta curiosidade humana. De acordo com Marandino (1994), no Brasil, houve um grande avanço da pesquisa acadêmica sobre ensino de Física, no sentido da compreensão dos problemas relativos ao ensino dessa Ciência, uma vez que ainda há pouca aplicação de recursos didáticos em sala de aula para o ensino da física. Essa pouca aplicação de recursos didáticos provém da resistência à sua aplicação na prática pedagógica, visto que a prática concreta dos professores na área ainda é marcada por perspectivas tradicionais de ensino e aprendizagem, seja por motivos políticos e econômicos da própria educação, seja por problemas na própria formação do professor de Ciências (MARANDINO, 1994). Portanto é preciso que o aluno sinta mais a importância, a necessidade e a utilidade de aprender física como algo que, está inserido na vida, que lhe desperte a vontade de aprender (LUCA, p. 4; 2001). Deste modo, cabe ao professor como mediador do processo de ensino e aprendizagem buscar recursos que auxiliem o aluno a entender a disciplina, fazendo os alunos verem como ela que está inserida na sua vida diária em diversos processos.

3 3 Ao propor a utilização de recursos didáticos e/ou tecnológicos para observação e estudo dos fenômenos físicos ou químicos, o professor deve buscar uma introdução com uma metodologia motivadora para a aprendizagem (AUSUBEL, 1999). Sob este aspecto, pode se utilizar a fotografia como um desses instrumentos para a avaliação do conhecimento prévio que o aluno possui sobre os conceitos e que sirva como reforço para a construção do seu conhecimento e a perceber a presença da física no seu dia-adia. A História da Fotografia Desde o inicio dos tempos o homem sempre desejou representar o seu cotidiano e aquilo que se via, e assim surgiram as primeiras pinturas rupestres a partir da necessidade de o ser humano de se fixar as imagens em algum objeto. Com o passar do tempo, essas tentativas de fixação de imagem, acabaram gerando dois caminhos diferentes, de um lado a escrita, uma tradução gráfica da própria fala e, de outro, todas as artes baseadas na imagem, como a pintura, o desenho e a escultura. Embora o desenvolvimento dessas artes no decorrer dos séculos tenha sido enorme, nenhuma conseguiu atingir o ponto perseguido desde o início: reproduzir, o mais fielmente possível, aquilo que era visto pelo olho humano. O primeiro dispositivo óptico construindo pelo homem só foi surgir no século IV a.c., especificamente na Grécia Antiga, onde o grande percussor foi o Aristóteles, e também há quem acredite que o percussor foi o Chinês Mo Tzu no século V a.c. Muitos séculos se passaram até que finalmente no século XIX conseguiu-se fixar num meio físico, as imagens produzidas mecanicamente com o auxílio de equipamentos ópticos e produtos químicos. Até então, o máximo que se conseguia era captar e exibir uma imagem externa, através das chamadas câmaras obscuras ou câmeras escuras, as ancestrais das atuais câmeras fotográficas. A câmara escura foi conhecida na Europa apenas por volta do século XII e passou a ser usada largamente no século XV pelos pintores da Renascença, entre eles podemos citar Leonardo da Vinci e Michelangelo. A câmara escura nada mais é que uma caixa totalmente vedada da luz com um pequeno orifício ou uma lente objetiva em um dos seus lados. Apontada para algum objeto, a luz refletida deste projeta-se para dentro da caixa e a imagem dele se forma na parede oposta à do orifício. Se, na parede oposta, ao invés de uma superfície opaca, for colocada uma translúcida, como um vidro

4 4 despolido, a imagem será visível do lado de fora da câmara e se formará invertidamente, obedecendo assim às leis da óptica. Um passo muito importante para a fotografia foi dado no século XVII, quando o cientista italiano Ângelo Sala descobriu que alguns sais de prata (no caso, nitrato de prata) escureciam quando expostos à luz. Sala chegou a reproduzir algumas imagens com o nitrato que desapareciam assim que a reação química escurecia a prata. Esse foi o primeiro passo químico dado na busca de uma maneira de se conseguir fixar imagens. Os estudos com sais e haletos de prata foram se intensificando e cada vez mais pesquisadores tentavam encontrar uma maneira de se fixar permanentemente a imagem. Foi preciso um pouco mais de 200 anos de estudo e pesquisa para que finalmente conseguir a primeira imagem fotográfica, que foi obtida pelo francês Joseph Nicéphore Nièpce entre os anos 1824 e 1827 (Figura 1). Figura 1: Primeira imagem fotográfica O pioneiro da fotografia foi Louis Daguèrre, no qual foi o responsável pelo aperfeiçoamento processo desenvolvido por Niépce, que embora soubesse como produzir uma imagem, não dominava o processo de fixação da imagem em uma superfície. Daguèrre diminuiu o tempo de exposição de 8 horas para cerca de 30 minutos e após dominar completamente a fixação das imagens, ele finalmente apresentou sua invenção em 1839, no qual a batizou de Daguerreótipia. Quando a fotografia passou a se disseminar pelo mundo, Daguèrre não é mais considerado o único responsável pelo desenvolvimento da Fotografia. O processo que ele desenvolveu foi apenas um entre outros tantos desenvolvidos no início do século XIX. A Física e a Química A física esteve presente nesse processo fotográfico desde quando se criou o primeiro dispositivo óptico entre o século V e o século IV a.c., pois a principal responsável pela obtenção da fotografia é a luz, que começa por respeitar as leis da óptica geométrica ao se propagar de forma retilínea, formando assim uma imagem invertida. Estudando a luz de forma mais detalhada, vemos que a luz é um tipo de onda, denomina Ondas Eletromagnéticas, na qual a luz representa uma pequena parte desse tipo de ondas nas quais nos deparamos com elas em nosso dia a dia, tais como ondas de

5 5 rádio, de TV, raios X, microondas e outra infinidade de ondas que fazem parte da mesma natureza da luz. As câmeras escuras funcionam de acordo com o princípio básico de propagação retilínea da luz, e também podemos trabalhar com o comportamento da luz em diferentes meios materiais, já que usualmente se utilizam meios translúcidos para se observar a imagem formada. Também é preciso se conhecer dentro da óptica geométrica os conceitos de refração e reflexão, pois também se trabalhava com lentes na Câmara Escura. Sem o entendimento dos conceitos físicos seria impossível entender o processo de se fotografar, do que é a fotografia. É um importante citar que a física é um dos braços fundamentais da fotografia, o outro braço fundamental para o surgimento dela foi à química, onde a partir dela pode-se chegar a uma forma na qual se pudesse fixar as imagens definitivamente em um meio material, coisa que a física diretamente não conseguia fazer. Podemos ver que a fotografia não foi invenção de um homem só, mais sim, de um esforço de vários homens, de vários países e de tempos diferentes para se chegar a um único resultado/objetivo, que era o de fixar no papel de forma mais perfeita possível àquilo que o olho humano enxergava. O Projeto e a Metodologia O projeto Física e Fotografia foi desenvolvido na turma do 2º ano do Ensino Médio Inovador do Colégio Estadual João Pessoa, no município de Campos dos Goytacazes/RJ. Antes de começar a falar sobre o andamento do projeto, é bom falar que o Ensino Médio Inovador tem o objetivo de fortalecer o desenvolvimento de propostas curriculares inovadoras nas escolas de ensino médio, ampliando o tempo dos estudantes na escola e buscando garantir a formação integral com a inserção de atividades extracurriculares que tornem o currículo mais dinâmico, atendendo também as expectativas dos estudantes. O projeto teve início em maio deste ano, inicialmente as atividades foram destinadas aos bolsistas PIBID, foram realizados seminários com a participação da orientadora e as supervisoras da escola parceira do PIBID sobre os conceitos da Óptica Geométrica, uma vez que, boa parte deste grupo nunca tinha estudado este tema. Estas atividades tinham como objetivo de fundamentar os conceitos para que os bolsistas pudessem ministrar as palestras para os alunos de ensino médio, além disso, auxiliar a

6 6 elaboração dos materiais didáticos. Desta forma, iniciamos com leituras de textos sobre os conceitos de ondas, ondas eletromagnéticas e óptica. Em seguida realizamos uma série de apresentações avaliativas, onde os bolsistas puderam assimilar os conceitos e trabalhar diretamente naqueles pontos onde apresentavam maior dificuldade para que no momento que fossem realizadas as atividades em sala de aula pudessem demonstrar domínio do conteúdo. Nesta ocasião também foram elaboradas apostilas que seriam apresentadas aos alunos de ensino médio. Em junho iniciamos o projeto definitivamente com os alunos de ensino médio, foram ministradas aulas sobre o conteúdo de ondas eletromagnéticas, óptica geométrica e lentes, para que os alunos pudessem ter um embasamento teórico e para auxiliar no entendimento e na compreensão do funcionamento dos dispositivos ópticos que eles iriam confeccionar posteriormente a partir da orientação dos bolsistas PIBID. Concomitante às atividades anteriores os bolsistas PIBID desenvolveram dispositivos que ainda não tinham conhecimento: a Câmera Pinhole, a Câmara Escura Jumbo, Câmera Lambe Lambe e a Câmera de Fole. Além destes dispositivos também foram discutidas diferentes técnicas de fotografia como o Fotograma e Lightpainting, assim mais uma vez eram discutidos as relações existentes entre ciência e arte. A execução do projeto contou com a colaboração do Thiago Muniz da Universidade Candido Mendes (UCAM) e da professora Elis Miranda da Universidade Federal Fluminense (UFF). O projeto foi desenvolvido com a participação dos bolsistas do Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência (PIBID/Física) da Universidade Estadual do Norte Fluminense (UENF), além da participação dos professores do Colégio Estadual João Pessoa e dos estudantes de ensino médio inovador, que foram fundamentais para o desenvolvimento do mesmo. Resultados Como resultado, destacamos o tipo de imagem produzida por cada um dos dispositivos e técnicas desenvolvidos, e a discussão sobre os conhecimentos de outras áreas envolvidos em cada uma das etapas do projeto. Na primeira etapa foi desenvolvida com a câmera Pinhole (Figura 2). Uma câmera artesanal de baixo custo, construída a partir de uma lata, tinta preta, agulha, prego, papel alumínio, papel cartão e fita isolante. Para que a imagem fosse impressa insere-se na lata um papel fotográfico. Para a realização desta etapa faz-se necessário a

7 7 montagem de um laboratório fotográfico. Neste momento discute-se o processo de captura de imagens, de revelação e fixação de imagem no papel, desta forma insere-se os conteúdos tanto da Física quanto a Química presentes no processo. Figura 2 - Câmera Pinhole A Câmara Escura Jumbo (Figura 3) apresenta o mesmo principio óptico da câmara escura convencional, sua única diferença é que ela é grande o suficiente para conseguir acomodar dentro duas e três pessoas, permitindo-as acompanhar o processo de formação da imagem e comportamento da luz dentro da câmara. Nesta etapa do trabalho foi discutido o tema a óptica e sua utilização nas pinturas (BARBOSA-LIMA, 2007). Segundo Hockney (2001) diversos historiadores sustentam a hipótese que artistas ocidentais do inicio do século XV utilizavam este tipo de câmera em suas obras. Além disso, foram apresentadas algumas obras de Abelardo Morell (Figura 4), fotógrafo cubano do inicio do século passado que produz fotografias a partir do princípio de funcionamento de uma câmera escura. Figura 3 - Câmara Escura Jumbo Figura 4 Fotografia de Abelardo Morell A Câmera Lambe Lambe (Figura 5) não é tão simples como a câmara escura convencional. Seu diferencial é que, além de fazer a fotografia, é ter em seu interior um laboratório portátil, sendo possível revelar as imagens em menos de 10 minutos. Este tipo de câmera foi largamente utilizado por fotógrafos de ruas até ao longo do século XX, até aproximadamente os anos de Sua finalidade principal era fazer fotos 3x4 e 5x7 para serem usadas em carteiras de identidade e passaportes. Seu desaparecimento se deu a partir do desenvolvimento de câmeras digitais. (Figura 6) Figura 5 - Câmera Lambe Lambe Figura 6 Fotografia de Lambe-Lambe A Câmera de Fole foi inspirada em um modelo de câmeras utilizadas no front da Primeira Guerra Mundial (Figura 7). Nesta etapa os alunos puderam realizar pesquisas

8 8 sobre as Guerras Mundiais e o uso da fotografia como registro destes momentos históricos. E finalmente desenvolver um protótipo da mesma (Figura 8). Figura 7 - Câmera de Fole Figura 8 Protótipo da Câmera de Fole Também trabalhamos com técnicas com técnicas de fotografia como o lightpaint, onde os alunos puderam entender um pouco sobre tempo de exposição fotográfica e com o fotograma, onde os alunos puderam observar o comportamento da luz ao cruzar diferentes meios materiais e observar a formação de sombras e discutir se um objeto é opaco, translúcido ou transparente. O desenvolvimento do projeto foi de total importância para o aprendizado dos alunos, uma vez que os mesmos puderam conhecer o lado cientifico envolvido nas câmeras fotográficas e fotografia abrangendo a física e a química e também puderam conhecer a parte histórica envolvida na fotografia e a fotografia como arte. A partir da produção de imagens com esses métodos arcaicos de se fotografar, pudemos constituir um rico instrumento didático sob uma perspectiva multidisciplinar, de se misturar a física, a química e a história. Dentre os diversos métodos para a produção de imagem e visualização de imagem, podemos dar um destaque à câmara escura, e também um principal destaque para a câmara pin-hole. A escolha pela utilização da câmera escura e da câmara Pinhole justifica-se pela facilidade de confecção e da ampla capacidade que este instrumento proporciona para a discussão de conceitos básicos da Física, Química e História. Além de possibilitar a inter-relação destas áreas de conhecimento aparentemente tão distantes, pode-se também proporcionar a aproximação entre escola Ensino Básico/Médio com a Universidade. Chegando agora próximo ao fim do projeto, já podemos notar bons resultados obtidos com os alunos do projeto, uma vez que alguns alunos da sala puderam ser contemplados com bolsa de jovens talentos e a prosseguir com um trabalho envolvendo a importância da fotografia durante as Guerras Mundiais e equipamentos fotográficos no qual nós os bolsistas também estamos envolvidos dando suporte para que esses alunos possam concluir o trabalho e os protótipos de câmeras a tempo. Esses alunos também participaram de uma feira de ciências realizada no colégio, onde eles tiveram a

9 9 responsabilidade de mostrar o trabalho desenvolvido por eles para os outros alunos do ensino médio e do ensino fundamental, explicando o funcionamento a importância desses equipamentos em suas referidas épocas de utilização, e durante a feira eles contaram com a ajuda de alguns para poder orientá-los e durante as apresentações de seu trabalho. Durante o andamento do projeto junto aos alunos, vimos o tamanho da importância que esse contato que tivemos e temos com esses alunos trouxe para a nossa formação, já que seremos professores futuramente. Buscamos a todo o momento mostrar de forma mais clara o possível aquilo que estávamos passando para eles para que os mesmos pudessem entender perfeitamente. O empenho dos alunos foi completamente fundamental para que o projeto obtivesse êxito, pois com o empenho e interesse pudemos desenvolver o projeto dentro do prazo que havíamos planejado. Temos certeza que alcançamos um dos nossos objetivos que era o de fazer os alunos terem outro olhar sobre a fotografia, para que eles possam ter noção da importância da criação da fotografia e como ela conseguiu mudar não só as artes visuais, mais sim todo o meio cientifico, já que ela desde então passou a ser usada em todas as áreas do conhecimento principalmente como sendo um meio de comunicação visual. Temos a esperança de que os alunos possam levar esse aprendizado consigo pra sempre, já que eles sempre usarão a fotografia no decorrer de suas vidas. Considerações Finais Todos os dispositivos desenvolvidos proporcionaram aos alunos o aprofundamento dos conceitos sobre óptica geométrica, além de demonstrar a apropriação destes conceitos em diferentes áreas de conhecimento. Desta forma como resultado principal deste trabalho destaca-se a forma com que os estudantes do PIBID e do ensino médio percorreram por diferentes conteúdos de disciplinas produzindo um conhecimento, por eles mesmos reconhecidos, como interdisciplinar. Acreditamos que a partir dp desenvolvimento deste projeto os estudantes envolvidos foram capazes de perceber a importância de uma didática que leve o estudante a ser ele mesmo um produtor de conhecimento e não apenas um receptor. Os resultados obtidos com o registro fotográfico, interesse e as discussões geradas a respeito dos instrumentos utilizados, nos demonstraram que grande parte dos alunos conseguiu assimilar os conceitos vistos em sala de aula. Assim, de acordo com a

10 10 Teoria da Aprendizagem Significativa de David P. Ausubel (1999), os alunos puderam resgatar conhecimentos já consolidados que faziam parte da sua estrutura cognitiva transpondo os conceitos para o registro das imagens. Referências Bibliográficas AUSUBEL, D.P. Aquisição e Retenção de Conhecimentos: Uma Perspectiva Cognitiva. Lisboa, Paralelo, 1999 BARBOSA-LIMA, M.C. et AL. Ciência e arte: Vermeer, Huygens e Leeuweynhoek. Física na Escola, v. 8, n. 2, HOCKNEY, D. Conhecimento Secreto. São Paulo: Cosac Naify, LUCA, A.G. O Ensino de química e algumas considerações. Disponível emhttp:// php/linhas/article/view/1292. Acesso em 30/10/2014 às 15h10min. MARANDINO, M. O Ensino de Ciências na Perspectiva da Didática Crítica Dissertação (Mestrado) - PUC, Rio de Janeiro Lista de Imagens Figura 1: Primeira imagem fotográfica Fonte: em 31/10/2014)

11 11 Figura 2 - Câmera Pinhole Foto: Elis Miranda 2014 Figura 3 - Câmara Escura Jumbo Foto: Elis Miranda 2014 Figura 4 Fotografia de Abelardo Morell Fonte: (Acesso em 31/10/2014)

12 12 Figura 5 - Câmera Lambe-Lambe Foto: Elis Miranda 2014 Figura 6 Fotografia de Lambe-Lambe Fonte: Kaique Fumero Bolsista PIBID/Física/UENF (2014) Figura 7 - Câmera de Fole Fonte: Museu da Ciência e Tecnologia de Varsóvia Foto Maria Priscila P. de Castro (2014)

13 13 Figura 8 Protótipo da Câmera de Fole Fonte: Projeto PIBID/Física/UENF Foto - Elis Miranda (2014)