O USO DAS TECNOLOGIAS DIGITAIS NO ENSINO DE FÍSICA POR
INVESTIGAÇÃO: O ESTUDO DA MECÂNICA DOS MOVIMENTOS NA
FORMAÇÃO INICIAL DE PROFESSORES DE CIÊNCIAS EXATAS
Larissa Carniel da Silva ([email protected]) Charles Guidotti ([email protected])
INTRODUÇÃO
É consenso entre diversos pesquisadores que os métodos tradicionais de ensinar Ciências estão ultrapassados. Na perspectiva do nosso cotidiano hiperconectado, Fedrizzi (2017, p. 16) questiona "como é que um professor vai continuar somente na frente do quadro-negro e, no máximo, com um livro na mão?". Nesse sentido, emerge o desafio dos professores proporem situações de ensino que superem os atuais modelos adotados, que estão pautados na transmissão do conhecimento, em que o estudante pouco se envolve em atividades que problematizam o que está sendo ensinado.
A experiência apresentada neste trabalho, está pautada na perspectiva do ensino por investigação, que, de acordo com Carvalho (2010), é uma abordagem de ensino na qual o conhecimento deve surgir a partir de uma questão ou problema, feito de modo a envolver os estudantes na busca de sua solução, podendo eles sugerir e testar hipóteses. Além disso; assumimos; a partir de Moraes, Galiazzi e Ramos (2002); que o conhecimento construído em uma sala de aula, pautada pela investigação é resultado de um intenso movimento de questionamento, construção de argumentos e comunicação de (novos) conhecimentos.
CONTEXTO E DETALHAMENTO DAS ATIVIDADES
A experiência que narramos nesse relato, é acerca de uma atividade intitulada “Estudo da Mecânica dos Movimentos”. A atividade foi, planejada no âmbito de um projeto de extensão, desenvolvida com professores em formação inicial do curso de licenciatura em Ciências Exatas da Universidade Federal do Rio Grande – Campus Santo Antônio da Patrulha (RS). A partir disto, foi possível a criação de diversas atividades, contemplando vários conceitos físicos, conexos, ou não, ao uso das tecnologias de informações e comunicação (TICs). As duas atividades, que estão descritas na tabela 1, escolhidas para este relato, utilizam o software Audacity para o estudo da mecânica dos movimentos.
Tabela 1: Descrição das atividades aplicadas
Atividades: Descrição:
1. Qual a velocidade em que você chuta a bola?
Nesta atividade os estudantes calcularão a velocidade em que uma bola, quando chutada, acerta a parede com o auxílio do Audacity. Esta atividade relaciona o conteúdo de Ondas Sonoras ao de Movimento Retilíneo Uniforme (MRU).
2. Qual a aceleração gravitacional da Terra?
Nesta atividade, em grupos e com o uso do programa Audacity, os estudantes terão que calcular o valor da aceleração gravitacional da
Terra, analisando o movimento de um corpo ao cair no chão. Esta atividade relaciona o conteúdo de Ondas Sonoras ao de Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV).
O Audacity1, é um software livre de edição digital de áudio de acesso livre. As
referidas atividades foram desenvolvidas com estudantes em formação inicial no âmbito da disciplina de Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs) em Educação em Ciências, juntamente com o professor da disciplina.
1.1. Atividade 1: Qual a velocidade em que você chuta a bola?
Esta atividade procurou proporcionar aos estudantes a apropriação funcional do software Audacity. Aqui, os estudantes deveriam medir com que velocidade eles chutavam uma bola contra a parede. O software Audacity, e outros softwares, veem sendo cada vez mais utilizado no ensino de Física. Segundo Cavalcante, Bonizzia e Gomes (2009); a inserção das TICs possibilita, dentre outras coisas, transformar a sala de aula em um ambiente de investigação que valorize os objetivos educacionais.
Para a realização desta atividade foi necessário o uso de bolas de futebol ou outra do gênero, trena, giz, notebook com o software Audacity instalado e microfone, podendo ser utilizado o microfone de fones de ouvido. A atividade teve início com a seguinte pergunta “qual é a velocidade que você chuta uma bola?”, para que assim os estudantes pudessem pensar e apresentar hipóteses sobre de que formas podemos mensurar essa velocidade. Rapidamente, os estudantes concluíram que esta velocidade não era constante de um chute para outro.
Após, perguntamos aos estudantes, “o que é velocidade?”. Alguns responderam que “é a distância percorrida pelo tanto de tempo em que se leva para percorrê-la", sendo isto expresso pela equação v=d/t, na qual v é a velocidade média, d é a distância e t é o tempo. Após a construção deste conceito, os estudantes compreenderam o que poderiam fazer com os materiais que lhes foram apresentados. Então, a turma se dividiu em grupos de três à quatro estudantes, para que assim um pudesse chutar a bola, outro ficasse responsável pela captura do som e outro de manusear o software.
(a) (b)
Figura 1: (a) Um estudante chutando a bola e outro manuseando o Audacity.
(b) Um estudante chutando a bola e outro com o microfone gravando o áudio.
Após as gravações os estudantes retornaram à sala de aula e iniciaram a análise dos dados. Foi necessário que eles editassem seus áudios, pois alguns ficaram longos, e selecioná-los de forma que contemplassem os dois picos de som, o primeiro causado pelo chute e o outro pela batida da bola na parede. Assim, com o
intervalo de pico a pico (figura 2) selecionado foi possível saber quanto tempo a bola levou para acertar a parede.
Figura 2: Primeiro pico devido ao chute e segundo pico devido a batida na parede registrados pelo
Audacity.
Durante a análise dos dados, fizemos as seguintes questionamentos aos estudantes: “A bola podia ser chutada de qualquer jeito? Explique.”, “É possível realizar este experimento utilizando um cronômetro? Diga as possíveis vantagens e desvantagens.” e “O movimento que a bola realiza, pode ser descrito como um MRU?”. Para a primeira e terceira pergunta, os estudantes precisaram levar em conta quais eram as limitações do MRU para assim formularem seus argumentos. Alguns falaram que a bola deveria seguir um movimento unidimensional, ou seja, ela deveria manter-se, durante o caminho entre o chute e a parede, sempre em contato com o chão, não podendo pular. Assim, os estudantes puderam concluir que o movimento nunca poderia ser considerado um MRU, porque, apesar de este modelo ser aproximado para fins educativos, sabemos que a velocidade variou durante o tempo medido, pois o ambiente não possuía as condições ideais propostas pelo MRU e havia atrito entre a bola e o chão. Já para a segunda pergunta, os estudantes disseram que sim, é possível utilizar um cronômetro, porém, com este se perde a precisão do tempo medido.
1.2. Atividade 2: Qual a aceleração gravitacional da Terra?
A atividade abordou, com o auxílio do Audacity, um conceito bem conhecido da Física: a aceleração da gravidade na Terra. Essa atividade consistiu em calcular experimentalmente a aceleração da gravidade na Terra e comparar o resultado médio obtido com o valor descrito na literatura de 9,8 m/s². Para isso, disponibilizamos para os grupos os seguintes materiais: tripé com a barra já fixada, trena, linha, tesoura, fita adesiva, corpo com gancho, notebook com o Audacity instalado e microfone. Após a apresentação do problema central e materiais, deixamos um tempo vago para que refletissem como fariam para obter o valor da aceleração gravitacional da Terra. Os estudantes tiveram um pouco de dificuldade para entender o que precisariam medir além do tempo obtido com o auxílio do Audacity, para obter a aceleração gravitacional da Terra. Para iniciar, a coleta de informações, os estudantes precisaram usar a linha para prender o corpo, que iria cair, na barra do tripé. Após concluída a montagem, os estudantes perceberam, através do erro, que teriam que gerar dois picos de som para poderem analisar posteriormente com o Audacity.
(a) (b)
Figura 3: (a) Estudantes realizando o experimento de forma incorreta.
(b) Estudantes realizando o experimento da forma correta.
A análise dos dados ocorreu de forma mais tranquila e organizada do que na atividade anterior, mostrando que a Atividade 1 cumpriu com o seu objetivo.
ANÁLISE E DISCUSSÃO DO RELATO 1.3. Avaliação da atividade 1:
Como avaliação, solicitamos que os estudantes produzissem um texto descrevendo as experiências vividas. Com o objetivo de auxiliar a construção do texto, desafiamos os estudantes, nesse texto, a responderem os seguintes questionamentos: “Qual foi o objetivo da atividade?”, “Destaque fatores positivos e negativos dos procedimentos realizados.” e “Pensando como futuro professor, o que você faria diferente na proposição dessa atividade?”. Nos textos produzidos, muitos dos estudantes elogiaram a atividade, por ela ser tão envolvente e divertida. Um ponto negativo, notado por alguns estudantes, foi o custo elevado desta aula, por ser necessário o uso de notebook, sendo assim essa atividade inacessível em muitas escolas públicas. Através disto, encontramos disponíveis aplicativos para celular que possuem as mesmas funções básicas que necessitamos para a realização destas atividades, como por exemplo: WavePad Audio (sistema Android) e O Hokusai Audio Editor (sistema IOS). Estes aplicativos tornam estas atividades mais acessíveis, pois a maioria dos jovens possuem celular e internet disponível, e, dependendo, o uso de microfone seja dispensável, podendo ser utilizado o próprio microfone do celular. Alguns dos futuros professores também elogiaram que o método apresentado foge do tradicional, que com ele foi possível entender “de onde vem as fórmulas”.
1.4. Avaliação da atividade 2:
Para esta atividade solicitamos a entrega de um texto descritivo, em grupo, que abrangesse as seguintes questões: “Compare o seu resultado obtido experimentalmente com o valor teórico (9,8 m/s²).”, “Aponte possíveis erros experimentais neste experimento.” e “E se aumentarmos a massa da bolinha, qual será a aceleração obtida?”. Para a primeira questão os grupos obtiveram como erro os valores de: 15,30% (grupo A), 3,26% (grupo B), 3,16% (grupo C), 6,00% (grupo D). Assim podemos perceber que, praticamente, todos os grupos obtiveram valores bem próximos ao descrito na literatura. Para a segunda questão, a transcrição literal2
de um dos grupos diz que:
[...] existem fatores que precisamos levar em consideração, como a altura que deixamos o objeto cair. Se a altura for muito baixa, o resultado pode sair muito prejudicado por não haveria espaço suficiente para a aceleração. Como no experimento anterior (da velocidade do chute) quanto menor a distância, mais o 2 Segmentos dos relatórios produzidos para avaliação. Também são apresentados sem eventuais
movimento da bola se aproximaria de um MRU. Aqui seria parecido, quanto menor a distância, mais o movimento do objeto caindo se aproximaria de um MRU, ou seja, velocidade constante e sem aceleração. (Estudantes do grupo A; pela avaliação)
Consideramos o processo de avaliação de suma importância, pois, segundo Piletti (2011), é ela quem nos dá um feedback; porque busca através da verificação e qualificação dos resultados obtidos, determinar a compatibilidades destes com os objetivos propostos e, daí, orientar a tomada de decisões em relação às atividades seguintes; cumprindo assim as suas três funções principais: pedagógico-didática, de diagnóstico e de controle.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Em ambas atividades realizadas, os estudantes alcançaram, através do erro, a resolução para o problema proposto. Segundo Carvalho (2013), as hipóteses que quando testadas falharam são muitos importantes, pois assim os estudantes puderam eliminar as variáveis que não interferiam na resolução do problema. Sentimos falta, após, na sistematização das avaliações solicitadas aos estudantes, de mais questões investigativas. Assim, fica como aprendizado, nos dedicarmos mais a elaboração dessas questões. Outro fato importante de mencionarmos aqui é que, a descoberta de aplicativos para celular, com funções parecidas com as disponíveis no Audacity, foi posterior a realização da atividade. Assim, para um trabalho futuro, pretendemos atualizar a atividade, alterando o uso do Audacity para um aplicativo de celular, buscando baixar o custo da atividade, e melhorar a elaboração das atividades avaliativas.
REFERÊNCIAS
CARVALHO. Anna Maria Pessoa de et al. Ensino de Física. São Paulo: Cengage Learning, 2010.
CARVALHO. Anna Maria Pessoa de. O ensino de Ciências e a proposição de sequências de ensino investigativas. In: CARVALHO. Anna Maria Pessoa de (Org.). Ensino de Ciências por investigação: condições para implementação em sala de aula. São Paulo: Cengage Learning, 2013.
CAVALCANTE, Marisa Almeida; BONIZZIA, Amanda; GOMES, Leandro Cesar Pereira. O ensino e aprendizagem de física no século XXI: sistemas de aquisição de dados nas escolas brasileiras, uma possibilidade real. Revista Brasileira de Ensino de Física, São Paulo, v. 31, n. 4, p. 4501-1-4501-6, 2009.
Disponível em: <http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/314501.pdf>. Acesso em: 28 abr. 2018.
FEDRIZZI, Alfredo. As escolas e a sociedade do futuro. In: CARVALHO, Mônica Timm de (Org.). Educação 3.0: novas perspectivas para o ensino. São Leopoldo: UNISINOS; Porto Alegre: SINEPE, 2017. p. 11-23.
MORAES, Roque; GALIAZZI, Maria do Carmo; RAMOS, Maurivan G. Pesquisa em sala de aula: fundamentos e pressupostos. In: MORAES, Roque; LIMA, Valderez Marina do Rosário (Org.). Pesquisa em sala de aula: tendências para a educação em novos tempos. Porto Alegre: EDIPUCRS, 2002. p. 11-20.
