Marcos Rogério dos Reis
1e Renato Pires dos Santos
2 1Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul (IFRS) - Campus Sertão, Brasil, reis.marcos@ibest.com.br
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ULBRA, Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática (PPGECIM) - Campus Central, Brasil, fisicainteressante@gmail.com.br
Resumo
Implementa-se estratégias de ensino e simulação em vídeos (Anaglifo), de-senvolvido com auxílio do software 3Ds Max, para o desenvolvimento do domí-nio de Física Qualitativa para alunos de Física que não são físicos – segundo Forbus e Gentner (1986, p. 3). Desenvolve-se um ambiente tecnológico virtual onde dois personagens (Cylon e um Aluno) discutem fenômenos de Física de modo conceitual priorizando o qualitativo ao quantitativo. Ao término os alunos desenvolvem Mapas Conceituais e faz-se avaliação qualitativas destes para veri-ficar a aprendizagem dos mesmos.
Palavras chave
Física qualitativa, Software 3Ds Max.
1. Introdução: Física Qualitativa
Nesta pesquisa investiga-se as condições necessárias para a implementação de um ambiente que proporcione o desenvolvimento do domínio da Física (Gra-vidade e Gravimetria), com o auxílio do software 3ds Max 2013 e com os Mode-los Conceituais do domínio sugerido; investiga-se a Teoria da Física Qualitativa e adapta-se ao ensino de Física, oportunizando a aprendizagem em Física Clássi-ca. Enfim, investiga-se como desenvolver e ensinar Física Básica para alunos de Bacharelado de Zootecnia e Agronomia, que não são físicos?
As representações específicas e abundantes em informações são mais fáceis de obter. Estas representações, baseadas na percepção e adquiridas anterior à aprendizagem com representações abstratas generalizadas, representando o
do-mínio, diferem de representações mais avançadas, que contém mais informações perceptuais e especifica para o contexto (Forbus e Gentner, 1986, p. 3).
Finaliza-se a pesquisa sobre a aprendizagem em Física com a avaliação quan-titativa dos Mapas Conceituais, desenvolvidos com papel e caneta. Faz-se estudo de caso de 23 alunos que se destacaram como “Excelente” MC III e Questionário II - destes cita-se o Aluno 06.
2. Relato do Experimento: Experimento Digital
O 3ds Max é um dos softwares de processamento gráfico voltado para a mo-delagem de objetos, desenvolvimento de personagens, exportação de objetos 3D e de renderização com pinturas e/ou texturas com diferentes propriedades de superfície, como brilho e iluminação, clareza, irregularidades; e também para animação de objetos em 2D ou 3D. Na figura 1 apresenta-se o desenvolvimento do modelo 3D da Terra segundo as forças gravitacionais.
Figura 1. Comando "Vertex" ativado em objeto 3D; forças gravitacionais
Esta pesquisa que investiga o entendimento da Gravidade e da Gravimetria contém representações através de vídeos 3D – anaglifo
(https://mega.nz/#!4ElESBba!PS2RDiaEK_vq4Nyv5QXPNKLh-oNETNA7WmgnZKtn-Y4). O experimento de Física (figura 2), primeiramente tem uma visão geral do ambiente, na sequência o experimento da queda livre simulado com um coco, e posteriormente um lançamento oblíquo com um coco. Na sequência de imagens (figura 2) ilustra-se a narração de uma história onde um personagem - “Aluno” – está caminhando ao acaso adentrando em um prédio abandonado e depara-se com um ambiente tecnológico habitado pelo persona-gem “Cylon” com quem desenvolve um diálogo, [...].
O desenvolvimento das estratégias pedagógicas ocorreu inicialmente no pri-meiro semestre de 2015 (Reis e dos Santos, 2015), com continuidade no segundo semestre de 2015. Obteve-se, então, resultados finais durante as aulas do Curso de Bacharelado em Agronomia.
3. Resultado
Em uma relação parcial dos 44 alunos, temos o destaque dos Alunos 5, 6, 11, 12, 18, 30 e 36 que tiverem um desempenho “Excelente”, sendo que o 6, 11 e 36 superaram as expectativas do mapa Conceitual do Professor, obtendo pontuação superior a 100 %.
O aumento sensível nas horas-aulas repercutiu um bom resultado comparan-do-se com a turma do semestre anterior (Reis & dos Santos, 2015). A média de acertos apresentada, MC III com 104,4pts, afirma-se que alguns alunos desen-volveram seus conhecimentos de modo “Excelente”.
Desenvolver uma “explicação satisfatória” parece complexo aos olhos dos alunos, pois exige uma narrativa logica e sequencial dos processos do domínio da gravidade - semelhante a um algoritmo – e os mesmos desenvolveram, consi-derando as variáveis, conforme gráfico 1.
Gráfico 1. Variação das avaliações I e III, e Gabarito - considerando as variáveis
De modo geral, pelo índice elevado de acertos no MC III e no Questionário II, percebe-se que alguns alunos souberam interpretar as informações cotidianas proporcionado pelas estratégias, e o vídeo 3D anaglifo, e souberam analisar e interpretar as informações cientificas sobre o domínio da gravidade; souberam identificar os fenômenos, bem como entender seu mecanismo a ponto de identi-ficar as variáveis (força, massa, “peso”, aceleração, velocidade, deslocamento,
tempo e “período”).
4. Estudo de Caso: Considerações Gerais
Neste momento faz-se um estudo aprofundado do Aluno 6, considerando seus MC III (figura 3). Destaca-se por ter desenvolvido um “Excelente” MC III.
Tornando-se possível o desenvolvimento de explicações satisfatórias para o desenvolvimento de Mapas Conceituais, com seu rico vocabulário.
Nota-se que o índice de acerto do MC III foi de 211,5pts.; Neste MC III o Aluno 6 obteve: 56,5pts na variável “Conceito”; 51,5pts. na variável “Relações”; 63,5pts. na variável “Proposições”; 10pts. na variável “Relações Cruzadas”; e 30pts. na variável “Exemplo”.
Através do Mapa Conceitual o aluno expressa seu pensamento elaborando proposições corretas. Assim, a variável “Proposições” é composta por 65 situa-ções entre “Conceito – relasitua-ções – Conceito”, sendo que destes 62 estão corretos. Cita-se as “Proposições”:
“A GRAVIDADE varia conforme a DISTÂNCIA”;
“A DISTÂNCIA quando dobrada PROPORCIONA ¼ DA FORÇA”; “A DISTÂNCIA pode ser observada (analisada) de DUAS FORMAS”. Na figura 3 nota-se o desempenho “Excelente” no MC III,
Figura 3. Mapa Conceitual III, Aluno 6
Percebe-se que os alunos souberam interpretar as informações cotidianas proporcionadas pelas estratégias e analisaram e interpretaram as informações cientificas sobre o domínio; souberam identificar os fenômenos, entender seus mecanismos a ponto de identificar as variáveis (força, massa, “peso”, aceleração, velocidade, deslocamento, tempo e “período”).
5. Considerações finais
O sistema de avaliação qualitativo com os Mapas Conceituais foi muito prá-tico, eficaz e oportuno para análise de desenvolvimento do conhecimento dos alunos. Evidenciando o acréscimo de conhecimento pelos alunos, verificando se o aluno teve um crescimento no número de conceitos, relações, proposições,
relações cruzadas e exemplos.
A utilização do vídeo 3D foi muito eficaz em envolver os alunos na situação problema sobre gravidade e gravimetria, proporcionando inúmeros questiona-mentos; o vídeo 3D é animador e aborda todo o tema em discussão. Na Turma de Agronomia apresentou-se ao término das aulas e acredita-se ser responsável pela
revisão contextualizada do domínio de Física, pela inspiração e motivação pro-porcionando aos alunos um “Excelente” desempenho no desenvolvimento do MC III.
A investigação também revelou que, de modo geral, as estratégias de ensino foram responsáveis por melhorias significativas na predisposição dos alunos em aprender física e promover o entendimento e/ou desenvolvimento de Mapas Conceituais “Excelentes”. Assim, evidenciou-se um excelente crescimento no conhecimento dos alunos a respeito do domínio de Física sugerido.
Referencias
Autodesk, 3ds Max 2013 - Autodesk student. Disponível em: <http://www.autodesk.com/education/free-software>. Acessado em 25 de feve-reiro de 2014.
dos Reis, M. R. e Dos Santos, R. P. (2015). Ensino da Física Através do Sof-tware 3ds Max, em busca de Modelos Mentais da Física Qualitativa. VI Encontro
Estadual de Ensino de Física - Atas (pp. 72-85). RS, Porto Alegre.
Forbus, K. D. (1983). Qualitative Process Theory. Massachusetts Institute of Technology Artificial Intelligence Laboratory, p. 98.
Forbus, K. D. (1988). Introducing Actions into Qualitative Simulation.
Quali-tative Reasoning Group Department of Computer Science University of Illinois
1304 W. Springfield Avenue Urbana, Illinois, 61801, USA.
Forbus, K. D. (2004). Qualitative Reasoning. Em A. B Tucker, Computer
Science Handbook. Taylor & Francis Group, LLC, p. 2624.
Forbus, K. D. e Gentner, D. (1986). Learning Physical Domains: Towards a Theoretical Framework. Em R. Michalski, J. Carbonell e T. Mitchell (eds.),
