Um dos pontos que favorecem o desenvolvimento do Laboratório Virtual é o fato de não necessitar de um espaço físico para ser realizado; o aluno não precisa deslocar-se ao laboratório, montar o aparato e coletar os dados, basta acessar a página virtual, seguir para a tomada de dados e logo analisa-los para compreender o fenômeno em estudo.
Essa característica torna viável a proposição desse laboratório simultaneamente às aulas teóricas, uma vez que as análises podem ser realizadas em horários alternativos que não comprometam os horários regulares das aulas. Essa característica do Laboratório Virtual acaba também por proporcionar um maior tempo de reflexão aos estudantes, uma vez que existe a possibilidade de dedicar um tempo maior à interpretação do fenômeno e análise da lei física ali estudada.
Muitas vezes nos laboratórios tradicionais o aluno precisa de um certo tempo para a compreensão do aparato físico, sua montagem, coleta de dados iniciais, definição do que se pode ou não medir, interpretação dos dados, análise e então conclusão. No Laboratório Virtual a experimentação não aparece, o que acaba destinando um tempo maior para reconhecimento dos resultados que são possíveis de se obter. Dessa forma, sua proposta em conjunto às aulas teóricas acaba por enriquecer a teoria física vista em classe, oferecendo uma estratégia que o auxilie a visualizar aquilo com mais clareza.
5. A
EXPERIÊNCIA DO
G
IROSCÓPIO EM SALA
DE AULA
A experiência do giroscópio tem sido aplicada na disciplina Mecânica dos Corpos Rígidos e dos Fluídos na modalidade dos créditos trabalho, que será melhor descrita na sequência. Para que seja possível visualizar o púbico alvo dessa atividade será traçado um breve perfil dos alunos que cursam a disciplina.
Uma vez delimitado o contexto no qual essa atividade tem sido inserida serão apresentadas as etapas que a compõem. Será dado destaque aos conceitos físicos envolvidos no movimento do giroscópio, à criação do experimento virtual, como os alunos prosseguem nas análises dos dados e quais são os resultados esperados.
5.1. CRÉDITOS TRABALHO
No ano de 2009, o currículo do curso de licenciatura sofreu algumas modificações de modo a alocar e distribuir de forma diferente o número de créditos aula que deveriam ser cumpridos pelos estudantes. Tendo em vista também as exigências impostas pelo Conselho Nacional de Educação, algumas medidas foram tomadas para que o curso de formação cumprisse com o exigido.
Para os ingressantes a partir de 2006, foram introduzidas algumas alterações na grade curricular, tendo como objetivo a adequação da atual estrutura curricular do Curso de Licenciatura em Física à nova visão da formação dos professores de ciências, ao Programa de Formação de Professores da USP e às exigências do Conselho Nacional de Educação. Essas alterações previam i) introduzir atividades pedagógicas dos discentes em algumas disciplinas específicas; ii) introduzir atividades de ciência e cultura; iii) expandir as atividades de estágio e trazer parte dessa responsabilidade para o Instituto de Física. Essas alterações envolveram a criação de duas novas disciplinas e a introdução de créditos trabalho em algumas disciplinas. (USP, 2009)
Em especial, no curso de Física, os chamados créditos trabalho foram distribuídos entre algumas disciplinas e desenvolvidos segundo as exigências do professor ministrante e de acordo com o projeto pedagógico do curso de Física. Os créditos trabalho devem estar vinculados às disciplinas de conteúdo, sendo cumpridos através de atividades científico culturais (USP, 2009).
Uma das disciplinas contempladas com os créditos trabalho foi Mecânica dos Corpos Rígidos e dos Fluidos. Esses créditos são classificados como “práticas como componente curricular”, cujo objetivo é estabelecer uma ligação maior entre a disciplina específica e a atuação do futuro professor.
Nessas atividades práticas, o aluno deve ser levado a investigar, refletir e analisar o conteúdo correspondente tratado no ensino médio, e a elaborar textos e experimentos didáticos, ou ainda, a pesquisar a construção de conceitos físicos relacionados ao conteúdo (...) (USP, 2009).
A maneira escolhida para o seu cumprimento foi a partir de atividades usando o Laboratório Virtual. Os estudantes teriam como tarefa realizar em torno de cinco experiências virtuais ao longo do semestre, todas elas diretamente ligadas aos conteúdos abordados nas aulas teóricas. As propostas das atividades eram feitas mensalmente por meio do sistema STOA (STOA, 2015) que dá suporte virtual às disciplinas da universidade. A partir delas, os alunos acessam o site no qual estão disponíveis os experimentos virtuais e, em um período extraclasse, eles realizam a atividade no prazo estipulado pelo docente, que em geral é de duas semanas. Com essas atividades tem-se a oportunidade de agregar a experimentação às aulas teóricas.
5.2. PERFIL DOS ALUNOS
As atividades do Laboratório Virtual relacionadas ao giroscópio são realizadas no terceiro semestre do curso de licenciatura em física. Essa disciplina completa o ciclo básico da mecânica, de modo que é esperado que os alunos estejam familiarizados com a utilização de instrumentos de medida, cuidados experimentais e interpretação de resultados, assim como cálculo e análise de erros e incertezas. Segundo o próprio manual do curso de licenciatura, a
A progressão ao longo do primeiro ano deve ser suave com relação aos conteúdos de Física, apresentando-se conjuntamente aspectos de teoria e atividades de laboratório, enquanto o aluno adquire conhecimentos de cálculo e álgebra (...), necessárias para uma estruturação correta das teorias físicas. As disciplinas de física no primeiro ano têm um caráter mais fenomenológico (...), envolvem conhecimento de cálculo elementar, e devem ser voltadas para a discussão de conceitos que estimulem a reflexão sobre questões fundamentais da física, e à aplicações à interpretação da natureza e à compreensão da tecnologia (USP. 2009).
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Dessa forma, o curso de Mecânica no qual são inseridos os experimentos virtuais está respaldado em outras disciplinas, de modo que o aluno que está cursando a disciplina não deveria ter dificuldades na parte experimental do curso, que fica a cargo do Laboratório Virtual. Os requisitos necessários para um bom aproveitamento do curso ficam garantidos devido ao posicionamento da disciplina em meio às outras que compõem o curso de graduação.
Apesar do perfil dos alunos ser aparentemente o mesmo, existem aqueles que já cursam a disciplina há vários anos e não obtém a aprovação. A sala de aula, na maioria das vezes, é composta dos que já cursaram a disciplina em anos anteriores, e por esse motivo já possuem certa familiaridade com o assunto, e por aqueles que a cursam no semestre ideal. No que diz respeito aos créditos trabalho, em especial as experiências do Laboratório Virtual, a habilidade do aluno em realizar a atividade não é afetada por conta disso. Ao longo dos anos, se percebeu que os alunos não se lembram dos experimentos e acabam revisitando-os e sendo surpreendidos com os resultados das análises, como será visto em detalhes no comentário feito pelos próprios alunos no capítulo 8. Outra variação no perfil dos alunos, e talvez essa seja a que provoca maior dificuldade para a realização das atividades virtuais, é sua deficiência no manuseio de ferramentas computacionais.
Alunos com esse perfil se mostram de início bastante resistentes à realização das atividades virtuais, e em alguns momentos até desmotivados. Foi com essa percepção que se desenvolveu a “monitoria web”. Um espaço com computadores onde alunos com deficiência no manuseio de ferramentas computacionais têm a oportunidade de aprender a usar o computador, lidar com planilhas de cálculo que os ajudem a tratar os dados de maneira eficiente. É notável que muitos alunos têm o primeiro contato com esse tipo de ferramenta quando realizam os experimentos virtuais nas “monitorias web” os alunos têm também a oportunidade de realizar suas análises, tirar dúvidas, comparar resultados com outros colegas, elaborar conclusões, etc. Ao longo dos anos essa monitoria tem sido frequentada não só por alunos com dificuldades na área computacional, também por alunos que possuem essas habilidades mas percebem no convívio com os outros colegas que estão realizando a atividade em um contexto propício para tirar dúvidas e até mesmo refletir sobre o experimento.
A seguir serão apresentados os conceitos físicos que regem e explicam o funcionamento desse aparato para que seja possível compreender como a atividade foi pensada e desenvolvida.
5.3. ATIVIDADE EM SALA DE AULA
Os detalhes do funcionamento do giroscópio servirão para acompanhar as análises realizadas pelos alunos. É importante destacar que neste estudo em especial não é levado em conta o movimento de nutação do giroscópio.