A Utilização das TIC S no processo de Ensino e Aprendizagem da Física

A Utilização das TIC’S no processo de Ensino e Aprendizagem da Física

Ruth Brito de Figueiredo Melo ¹ – UEPB

Resumo

Com a evolução dos computadores, e conseqüentemente da tecnologia, a sociedade tem vivido constantemente os impactos desses avanços tecnológicos em seu cotidiano. Não podendo o ensino ficar alheio a essa realidade, o professor tem o principal papel de contribuir para a disseminação das TIC´S no contexto escolar. Dentro deste contexto este artigo tem o objetivo de mostrar a importância da utilização dessas tecnologias no processo de ensino‐aprendizagem da física, através da utilização do software educativo Modellus.

Palavras Chave: TIC´S, Ensino de Física, Software Modellus.

Abstract:

With the evolution of computers, and therefore the technology, the company has consistently lived the impact of these technological advances into their daily lives. Education may not be unaware of this reality, the teacher has the key role in contributing to the spread of ICTs in the school context. Within this context this article aims to show the importance of using these technologies in the teaching and learning of physics through

the use of educational software Modellus.

Keywords: TIC'S, Physics Teaching, Software Modellus.

1. Introdução

De acordo com Hestenes apud Santos (2006), a física é uma ciência de caráter experimental, a qual apresenta conceitos abstratos, e apenas o uso do ensino tradicional, se torna inadequado, ou seja, quando os conceitos são apresentados através de uma metodologia unicamente verbal ou textual, costumam apresentar falhas no processo de ensino‐aprendizagem. Sendo assim, o nosso objetivo é, dentro dessa perspectiva, refletir sobre a importância das TIC`S no

Ensino de Física, através da utilização do software educacional Modellus, o qual se utiliza de simulação e modelagem computacional.

Ainda dentro deste contexto:

Os cursos de Comunicação precisam refletir e estimular seus alunos a compartilhar o questionamento sobre essas questões. Somos todos parceiros, relutantes ou entusiasmados, necessitando adquirir novas habilidades (literacy digital) para alcançar velhas metas (informação, conhecimento). À medida que o mundo caminha para tornar‐se uma rede de fibras óticas, interconectando pessoas e máquinas, novas formas de colaboração tendem a aparecer, de modo que nossos conceitos sobre comunicação e informação precisarão ser reavaliados. A convergência de tecnologias, pedagogias e teorias científicas e literárias indica a complexidade e a riqueza da revolução digital. (LEVACOV, 2008, p.29).

São conhecidas as dificuldades e os problemas que afetam o sistema de ensino em geral e particularmente o ensino de Física, as quais não são recentes e têm sido diagnosticados há muitos anos, levando diferentes grupos de estudiosos e pesquisadores a refletirem sobre suas causas e conseqüências.

De acordo com Pereira (2000), fora da escola, professores e alunos, estão permanentemente em contato com tecnologias cada vez mais avançadas. Eles vivem e atuam nesta realidade como cidadãos participativos, mas não conseguem introduzi‐las dentro do contexto educacional por diversos motivos.

Foi diante desta realidade de reconhecer o valor e a importância das tecnologias de informação e comunicação (TIC`s), que o presente artigo trata de um trabalho de pesquisa onde se investiga a utilização da simulação e da modelagem computacional como ferramenta auxiliar ao ensino da física, através do software Modellus, como forma de minimizar as dificuldades referentes ao ensino dessa ciência.

A população alvo desta pesquisa foi constituída de duas turmas do 3º ano do ensino médio, de uma escola pública da rede estadual de ensino em Campina Grande, PB. Feito um levantamento nas turmas supracitadas, observou‐se a necessidade de investigar de que forma o software de simulação e modelagem computacional poderia vir a contribuir no ensino de física.

Tendo em vista que o conteúdo de eletricidade no ensino médio é tido pelos alunos como conteúdo de grande complexidade, o estudo focou o software Modellus, através dos conteúdos de eletricidade em especifico a lei de ohm, observando a sua eficácia bem como a sua possível contribuição na construção do conhecimento de física, para os alunos do 3º ano do ensino médio.

2. As TIC’S e o Ensino de Física

Vivemos atualmente em uma sociedade guiada por avanços tecnológicos, onde o computador tem sido ferramenta de principal utilização. De acordo com Schuhmacher et al (2002), a evolução dos computadores nas últimas décadas, trouxeram mudanças significativas em diversas áreas, mostrando a imensa capacidade que os mesmos oferecem. Os computadores se encontram inseridos no desenvolvimento da Física nos últimos anos, independentemente da sua natureza teórica ou experimental, sendo claramente perceptível a sua imensa influência na resolução de grandes problemas.

Este desenvolvimento tecnológico tem modificado profundamente o cotidiano das pessoas, e a escola não pode ficar alheia a essa realidade, ela precisa se adaptar e ensinar ao aluno como conviver com essas novas tecnologias (TIC`S) também dentro da escola, para que ele possa atuar como cidadão participante dentro e fora do contexto educacional.

(MORAN, 2000 APUD OLIVEIRA & FISHER, 2007) ressaltam que o uso das tecnologias de informação e comunicação na educação pode proporcionar processos de comunicação mais participativos, tornando a relação professor‐aluno mais aberta, interativa.

Estudos recentes mostram que a utilização de novas tecnologias no ensino em geral, e em especifico no ensino da física, tem contribuído de forma significativa, para a compreensão por parte dos alunos dos conteúdos físicos.

Mas quando falamos das escolas públicas, muitas delas não há os recursos mínimos necessários. E quando há a presença desses recursos, muitas vezes, os professores não conseguem aplicá‐los por falta de capacitação e planejamento tanto por parte deles, como também por falta das escolas, em utilizar as novas tecnologias no processo educacional.

O uso das tecnologias de informação e comunicação (TIC`s), no espaço escolar faz resignificar o conceito de conhecimento. É através das ferramentas tecnológicas, e a partir de mediações atuantes que as potencialidades se afloram (SANTOS 2006). As TIC`s têm provocado grandes mudanças em novas vidas, elas têm o importante papel de viabilizar novas formas de produção do conhecimento (MORAN, 1995).

3. Dificuldades no Ensino de física e o uso do Software de simulação e modelagem computacional Modellus

Para Moreira (2002), apesar do grande avanço da pesquisa acadêmica sobre o ensino de Física no Brasil, no sentido da compreensão dos problemas relativos ao ensino dessa ciência, e da existência de um sistema de divulgação, ainda há pouca aplicação desses resultados em sala de aula.

Para Santos (2006), As dificuldades que os alunos possuem na aprendizagem dos conceitos da Física são conhecidas, e os métodos tradicionais de ensino e a ausência de meios pedagógicos modernos e de ferramentas que auxiliem a aprendizagem constituem as causas deste problema.

(MARANDINO, 2001 APUD MOREIRA, 2002) afirma que os resultados dessas pesquisas em ensino de física ainda encontram resistências 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.

Quando falamos da utilização das TIC`S através do uso de softwares Educacionais no Ensino de Física, ainda há poucos trabalhos desenvolvidos na área de Simulação e Modelagem Computacional com aplicação nos ambientes de aprendizagem.

Para Cavalcanti (2006), A inserção da informática nas aulas de Física, bem como, o uso de programas de simulação, proporciona realizar experimentos que só seriam viáveis em laboratório, além de reproduzir com precisão situações reais, oportunizando ao professor e ao aluno um trabalho rico em possibilidades.

Para Ferreira (2000), softwares que trabalham Simulação e modelagem promovem uma maior viabilidade do processo de ensino‐aprendizagem da física, pois através de situações observáveis da vida real e modeláveis por programas computacionais, o aluno poderá correlacionar os conceitos vistos em sala de aula e aplicá‐los com o uso do software.

Etimologicamente falando, um modelo é uma representação, uma interpretação simplificada da realidade, ou uma interpretação de um fragmento de um sistema segundo uma estrutura de conceitos.

No caso da física, a modelagem computacional, trata de utilizar modelos com variáveis físicas e manipular e controlar essas variavéis, para a melhor compreensão de uma teoria, postulado ou teorema físico, para a busca da solução de problemas fisicos.

A simulação e modelagem computacional juntas, fazem com que o aluno compreenda melhor os problemas fisicos, controlando as variaveis, estabelecendo relações entre essas variavéis e o conteúdo ministrado pelo professor em sala de aula, objetivando assim um maior entendimento do conteúdo.

O software Modellus é um software que trabalha com Simulação e modelagem computacional, e que permite ao aluno fazer experimentos conceituais utilizando modelos matemáticos. Além disso, ele é uma ferramenta computacional onde podemos trabalhar com a interpretação dos conceitos, não se detendo apenas nos cálculos, mas também na representação destes.

Escolhemos o Modellus visto que o mesmo é um software que é direcionado ao ensino de física, química e matemática, e que permite a alunos e professores realizarem experiências com modelos matemáticos, controlando variáveis como tempo, velocidade, distância, e etc., também sendo possível analisar a variação de uma função, bem como sua representação gráfica, utilizar exercícios já propostos, ou ainda, criar o seu próprio exercício.

Também reconhecemos nele a importância de resgatarmos o ensino das aplicações da Matemática. A utilização de tecnologia e a ênfase na modelação podem contribuir para a superação ou minimização das dificuldades existentes.

Muitas vezes os alunos não conseguem compreender de uma forma mais objetiva os conceitos físicos, por não apresentarem requisitos mínimos de matemática, os quais são obtidos nas series anteriores.

Feito um levantamento com duas turmas de 30 alunos do 3º ano do ensino médio, das principais dificuldades encontradas por eles, referentes aos conteúdos de física, observou‐se a grande dificuldade que eles possuem na compreensão de conceitos básicos como os de corrente elétrica, voltagem e associação de resistores, descritos pela lei de ohm.

Assim, durante a utilização do software Modellus, além de exemplificarmos e mostrarmos a eles que circuitos elétricos, nos dias de hoje, são elementos básicos de qualquer aparelho elétrico e eletrônico, como rádios, TV, computadores, automóveis, aparelhos científicos, etc., podemos mostrar através de uma simulação, o calculo da resistência equivalente de um circuito, bem como do calculo das respectivas tensões e correntes de cada resistor.

Na figura 1, temos o exemplo do software Modellus, trabalhando a simulação e a modelagem de formas conjuntas, onde observamos que o Modellus possui ferramentas amplas e modernas, deixando o aluno livre para criar e modificar o modelo quantas vezes ele quiser. Esse exemplo foi obtido na internet, e foi possível a sua modificação e a utilização. É uma atividade exploratória sobre a lei de ohm.

Figura 1 ‐ Exemplo de simulação e modelagem computacional (software modellus) aplicação da Lei de Ohm

Fonte:<http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S01027442006000400011&script=sci_arttext> Acesso em 07/01/2009.

4. Aprendizagem Significativa

Mas para trabalharmos com qualquer ferramenta no contexto educacional, sendo ela computacional ou não, precisamos investigar de que forma o aprendiz relaciona e compreende os conceitos físicos trabalhados, com o uso do computador, e como ele relaciona os conceitos e cálculos por ele já conhecidos com os novos conceitos a ele apresentados (VEIT et al, 2002).

De acordo com a Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel, citada por (DORNELES et al, 2006), a aprendizagem é significativa à medida que o novo conteúdo é incorporado às estruturas de conhecimento de um aluno e adquire significado para ele a partir da relação com seu conhecimento prévio, existente na sua estrutura cognitiva. Neste processo, a nova informação interage em comum à estrutura de conhecimento específico, que Ausubel chama de subsunçores.

Quando o conteúdo escolar a ser aprendido não consegue ligar‐se a algo já conhecido, ocorre o que Ausubel chama de aprendizagem mecânica, ou repetitiva, ou seja, as novas informações são aprendidas sem interagir com conceitos relevantes existentes na estrutura cognitiva prévia.

Assim, se a pessoa decora as fórmulas, as leis, os conceitos, mas esquece‐os após a avaliação, houve uma aprendizagem mecânica e não significativa, pois o novo conteúdo passa a ser armazenado isoladamente ou por meio de associações arbitrárias na estrutura cognitiva. (PELIZZARI et al, 2002).

Para haver uma aprendizagem significativa, Ausubel detalha que são necessárias duas coisas primordiais: a primeira é que o aluno deve ter a vontade e a disponibilidade de aprender, e a segunda, é que o conteudo a ser ministrado ao aluno tem que ser potencialmente significativo ( PELIZZARI et al, 2002). Deve‐se salientar que isso muda de pessoa pra pessoa, pois um conteúdo pode ser significativo pra um aluno, mas não ser necessariamente significativo para o outro.

A aprendizagem significativa pode ser obtida tanto por meio da descoberta,como por meio da repetição. E de acordo com Ausubel, o conhecimento que é obtido de maneira significativa é retido e lembrado por mais tempo, aumentando a capacidade de aprender novos conteúdos de maneira mais fácil, como também, facilitando a reaprendizagem, uma vez se a informação original for esquecida.

Diante destes pressupostos, podemos dizer que as animações interativas utilizadas em softwares de simulação e Modelagem Computacional a exemplo do software Modellus podem ser mediadoras da aprendizagem significativa dos conceitos de Física. Burak & Barbiere (1994), cita que uma das principais relações entre a modelagem matemática e a teoria Ausubeliana e a de aproveitar os conhecimentos já adquiridos pelos alunos possibilitando‐lhes formas de encontrar significados matemáticos no seu cotidiano, para participarem da construção de conceitos matemáticos não só de maneira formal como também de forma a interferir e interagir com o seu meio.

É claro que para tornar a aula realmente significativa, o docente necessita antes de tudo planejar e organizar os objetivos e os pontos a serem trabalhados naquela aula, trabalhando por etapas, fazendo em primeiro lugar uma sondagem com seus alunos para determinar alguns conhecimentos que os mesmos já tenham, para possibilitar a tomada de decisões.

Algumas reflexões e busca por respostas

Para Araújo et al (2004), dentre as varias possibilidades de uso da informática no ensino da física, simulação e modelagem computacional juntas, possibilita um enriquecimento do ensino da física, levando os estudantes a trabalhar com o processo de construção e analise do conhecimento, partindo de conceitos mais gerais, para os mais específicos, proporcionando uma aprendizagem mais significativa.

Foi dentro deste contexto, que ressaltamos a importância de utilizarmos esse tipo de ferramenta de maneira a auxiliar o processo educativo, mas sabemos que o professor possui papel fundamental nesse processo como incentivador da utilização das TIC´S na educação, pois através delas, o aluno pode ser levado a criar e construir com eficácia, o seu próprio conhecimento, não só na escola, mas no seu cotidiano, oportunizando‐lhe a ampliação do seu próprio conhecimento, como um ser político‐social. Através da utilização do Modellus, os alunos mostraram mais motivação as aulas, bem como relataram que o software proporciona uma aprendizagem mais dinâmica e interativa, pois trabalha com simulação e modelagem matemática, apresentando os princípios da teoria de Ausubel sobre a aprendizagem significativa, uma fez que o mesmo aproveita os conhecimentos prévios dos alunos, levando‐os a relacionar os conhecimentos adquiridos com o seu cotidiano e tornando mais fácil o entendimento de conceitos mais específicos, incentivando a tomada de decisões, bem como a interação social.

Para Burak & Barbiere (1994), abordagens que enfatizem a simulação e a modelagem matemática propiciam uma aprendizagem significativa, como uma ferramenta capaz e eficaz para a compreensão e interpretação da realidade, trazendo benefícios aos alunos no desenvolvimento do pensamento lógico‐

matemático, tornando mais rico e interessante o processo de ensino‐aprendizagem e contribuindo de forma significativa para com esse processo. Assim, o aluno aprende participando, tomando atitudes diante de fatos, vivenciando sentimentos e escolhendo procedimentos para atingir seus objetivos, assimilando então com maior profundidade os conteúdos.

É claro que a utilização do software educativo de simulação e modelagem computacional deve ser uma ferramenta de maneira a auxiliar o processo didático, e nunca como um fim em si mesmo. O professor deve incentivar o aluno a opinar, debater e questionar sobre os resultados que vão sendo encontrados.

Referências bibliográficas

ARAÚJO, et al . Atividades de modelagem computacional no auxílio à

interpretação de gráficos da cinemática. Revista Brasileira de Ensino de Física, v.

26, n.2, São Paulo, 2004. Disponível em <HTTP: // WWW.

Scielo.br/pdf/rbef/v26n2/allv26n2.pdf>. Acesso em 26/01/09.

BURAK & BARBIERE. Artigo sobre: Modelagem Matemática e suas implicações para uma “Aprendizagem significativa”, 1994. Disponível em <HTTP: //

www.dionisioburak.com.br/CNMEM‐Daniela.pdf>. Acesso em 28/02/09.

CAVALCANTI, F. O uso das simulações computacionais no ensino da Física.

Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 28, n.4, 2006, disponível em

<HTTP://WWW.cet.ucs.br/ eventos/outros/egem/cientificos/cc13.pdf..pdf>.

Acesso em 12/02/09.

DORNELES, et al. Simulação e modelagem computacionais no auxilio a aprendizagem significativa de conceitos básicos de eletricidade: parte I –

circuitos elétricos simples. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 28, n.4, 2006, disponível em <HTTP: // WWW. Scielo.br/pdf/rbef/v28n4/allv28n4.pdf>. Acesso em 26/01/09.

FERREIRA, A. Estratégias Pedagógicas em Aulas de Ciências e de Física e a Teoria de Ausubel, 2000. Disponível em

<HTTP://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xvii/sys/resumos/t0484‐1.pdf>.

Acesso em 25/02/09.

LEVACOV, M. Do analógico ao digital: A comunicação e a informação no final do milênio.‐ FABICO – UFRGS. Disponível em:

Http://www.filomenamoitamoodle.com/file.php/3/do_analogico_ao_virtual_2.pdf . Acesso em 03/06/09.

MOREIRA, M.A. Investigações em Ensino de Ciências, 2002. Disponível em <HTTP:

// WWW. if.ufrgs.moreira 2002>. Acesso em 16/07/08.

MORAN, J.M. Os novos espaços de atuação do educador com as tecnologias, 1995. Disponível em <HTTP: // WWW.eca.usp.br/prof/Moran/espaços. htm >.

Acesso em 18/06/08.

OLIVEIRA, E; FISHER, J. Tecnologia Na Aprendizagem:A informática como alternativa no processo de ensino. Revista de divulgação técnico‐científica do ICPGVol. 3 n. 10 ‐ jan.‐jun./2007.

PEREIRA, S. O computador na escola, 2000. Disponível em <HTTP: //

WWW.geocities.com/Spereira>. Acesso em 26/05/08.

PELIZZARI et al. Teoria da aprendizagem significativa segundo Ausubel.

Revista PEC, bomjesus. BR, Curitiba, v.2, n.1, p.37‐42, jul. 2002. Disponível em

<HTTP: // WWW.adriananap@bomjesus.com. htm >. Acesso em 27/01/09.

SANTOS, R. TIC`s uma tendência no ensino da matemática, 2006. Disponível em

<HTTP: // WWW.meu artigo.brasilescola.com/educação/tics. htm >. Acesso em 15/06/08.

SCHUHMACHER, et al. Experiências Virtuais Aplicadas em Aulas de Teoria de Física, 2002. Disponível em :< HTTP:

//inf.unisul.br/~ines/workcomp/cd/pdfs/2810.pdf>. Acesso em 20/01/09.

VEIT, E.A. Modelagem no ensino de Ciências e os parâmetros curriculares, 2002.

Disponível em <HTTP: // WWW.if.ufrgs.br/cref/ntef/publica. htm >. Acesso em 20/06/08.