Uso do software Modellus como Motivador e Facilitador de Aprendizagem em Física

## USO DO SOFTWARE MODELLUS COMO MOTIVADOR E FACILITADOR DE APRENDIZAGEM EM FÍSICA

Oliveira, Ricardo Bastos [rbastos@uenf.br] a Linhares, Marília Paixão [paixaoli@uenf.br] b

a CEFET-Campos/RJ e UENF b UENF

## RESUMO

Algumas características da Física tais como trabalhar com conceitos abstratos, muitas vezes dissociados do cotidiano, bem como ser uma ciência experimental, aspecto ignorado em muitos cursos de Física, torna seu aprendizado difícil para a maioria dos alunos. É imperioso portanto diversificar os métodos de ensino para mudar esta realidade do ensino da Física. Uma opção que cresce a todo momento é o uso dos computadores no ensino da Física, pois oferece diversas possibilidades de aplicação. Uma alternativa que atualmente se expande é o uso de softwares de modelagem e simulação, pois permitem além das saídas gráficas, realizar simulações e esta associação viabiliza a construção de conceitos abstratos pelos alunos, além de fornecer uma 'experiência virtual'. Este trabalho propõe a verificação da viabilidade do software de modelagem Modellus como recurso complementar, motivador e facilitador na aprendizagem de conteúdos de Física/Mecânica. Sua aplicação está sendo realizada em uma turma do primeiro ano de licenciatura em Física, tendo como metodologia de trabalho a aplicação de testes iniciais para cada conteúdo específico, seguidos de atividades exploratórias e de criação utilizando o software no laboratório de informática. Após este procedimento, os alunos responderão os testes iniciais com algumas modificações para a valiar a evolução conceitual dos alunos e verificar se os recursos do software possibilitam uma melhor compreensão dos conceitos físicos. No término do trabalho, os alunos participarão de uma entrevista com o objetivo de avaliar a metodologia utilizada e as características do software.

## INTRODUÇÃO

O surgimento dos computadores na década de 50 foi um marco na geração contemporânea envolvendo todas as áreas das ciências e do conhecimento, provocando significativas transformações no desenvolvimento científico-tecnológico.

Donald Shön (1992) afirma que ' a educação reflete o que está acontecendo noutras áreas' portanto, o computador foi incorporado na educação assim como em outros setores da sociedade. Esta implantação tem provocado uma mudança de postura, conceitos e valores em todos os segmentos da escola, principalmente professores e alunos que devem se adequar aos novos paradigmas da Sociedade da Informação, que tem como uma de suas prioridades o uso e a compreensão das tecnologias de informação e comunicação capacitando os indivíduos a ' lidar positivamente com a contínua e acelerada transformação da base tecnológica '.(Takahashi, 2000, p.45). Destaca-se também que nos parâmetros curriculares nacionais para o ensino médio (PCNEM) todas as grandes áreas incluem entre suas tecnologias o uso do computador no processo ensinoaprendizagem.

A influência dos recursos computacionais no desenvolvimento do conhecimento científico atualmente é tão evidente que a National Academy of Sciences dos EUA considera que ' a computação científica se tornou de tal modo parte da prática da ciência e da engenharia que pode

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ser considerada um terceiro tipo de metodologia fundamental de investigação- em paralelo com os paradigmas clássicos de ciências teóricas e ciências experimentais '(Teodoro e Veit, 2002, p. 89).

Entretanto, ' a presença de tecnologia não garante por si só a mudança dos processos de ensino e de aprendizagem: só o uso adequado da tecnologia pode auxiliar nesta mudança' (Bransford, Brown, & Cocking, apud Teodoro, 2002, p.22), portanto cabe ao professor a responsabilidade de conciliar os potenciais educacionais do computador e seu uso coerente no processo ensino-aprendizagem, criando um ambiente que facilite o aluno construir seu conhecimento.

Atualmente, o uso do computador na educação se dá em grande parte para acesso à internet e utilização de softwares educacionais, sendo estes, cada vez mais elaborados e diversificados. Os softwares de modelagem e simulação estão se destacando, pois permitem que o usuário manipule modelos de forma virtual auxiliando na exploração e compreensão de conceitos. Em um artigo, Yamamoto e Barbeta citam que ' o uso de simulações em aulas de laboratório já vem sendo feito em vários projetos pilotos fora do Brasil e também no Brasil e sua utilização nas aulas de teorias formam uma espécie de 'laboratórios de demonstrações virtuais ', forma ainda pouco explorada no Brasil'(Yamamoto e Barbeta, 2001, p.215).

Nos parâmetros curriculares nacionais para o ensino médio (PCNEM) as competências e habilidades a serem desenvolvidas em Física demonstram a integração que deve existir entre a Física e a Matemática, pois a Física como outras ciências trabalha com modelos, que são descrições simplificadas ou idealizadas do mundo real, e a Matemática se torna um instrumento importante para esta modelagem. Softwares educacionais que conjugam esta integração são vistos como ferramentas importantes no auxílio da construção do conhecimento destas ciências.

O software de modelagem Modellus desenvolvido por Teodoro, Vieira & Clérigo 'é uma ferramenta cognitiva para auxiliar a internalização de conhecimento simbólico, preferencialmente em contexto de atividades de grupo e de classe, em que a discussão, a conjetura e o teste de idéias sã atividades dominante em oposição ao ensino direto por parte do professor' (Teodoro e, Veit 2002, p. 90) . Foi concebido com a visão de integrar o ensino de Ciências e Matemática e dentre as características mais importantes deste software, podemos destacar, a distribuição gratuita, a possibilidade de exploração de conceitos através da construção de múltiplas representações da mesma situação, interface simples, dispensando qualquer linguagem ou metáfora de programação.

## DESENVOLVIMENTO

A proposta deste trabalho é utilizar o software Modellus durante o segundo semestre de 2004 numa turma de primeiro ano da licenciatura de Física abrangendo o conteúdo de Mecânica. Iniciamos nossas atividades com um teste inicial sobre gráficos cinemáticos baseado numa versão adaptada da tradução do TUGK (Test of Understandig Graphs in Kinematics) (Agrello e Garg, 1999 e Araújo 2002). Na semana seguinte, as aulas, no total de quatro, foram no laboratório de informática usando o software em dez atividades de exploração de modelos, com conteúdos de gráficos de cinemática, contendo questões a serem respondidas e verificadas com o software (Teodoro, 2002 e Araújo, 2002). Houve também atividades de criação, onde os alunos criaram seus próprios modelos a partir de uma situação apresentada, como forma de aprenderem a manusear o software e explorar as potencialidades do mesmo. Esta etapa inicial serviu não só para uma avaliação da aprendizagem com o uso do software, mas também para corrigir erros detectados durante a aplicação da metodologia para as atividades futuras durante o curso de Mecânica.

## RESULTADOS PRELIMINARES

Apresentamos abaixo uma tabela com os resultados colhidos das respostas dos alunos ao teste inicial de gráficos da cinemática. Os números em negrito são as respostas corretas e os devidos percentuais. Não houve tempo hábil para a aplicação do teste final, que se dará semana que vem, e conseqüentemente uma análise mais detalhada sobre as mudanças que o software provocou. Em relação às atividades executadas no laboratório de informática, nem todas foram corrigidas a tempo

para expor neste trabalho, mas um parecer ainda que prematuro, demonstra que a boa participação por parte dos alunos está de acordo com as respostas apresentadas. Em janeiro quando se dará o simpósio teremos todos os elementos disponíveis da conclusão deste trabalho

Em relação às respostas percebe-se que a turma é homogênea em termos de conhecimentos e espera-se que apresente bons resultados ao final deste trabalho .

## CONSIDERAÇÕES FINAIS

Este trabalho se propõe de forma mais geral a contribuir com as novas perspectivas para o ensino de Física que o computador potencializa, focando nosso estudo na modelagem, visto que é uma ferramenta importante na integração da Física com a Matemática. Acreditamos que a modelagem e a simulação estimulam a exploração e a discussão dos modelos e conseqüentemente a aprendizagem dos conceitos físicos. Os alunos ao criarem e explorarem modelos de situaçõesproblemas, estão formando e desenvolvendo seu conhecimento sobre determinado conteúdo. Ressalte-se que não temos a pretensão de substituir o laboratório experimental , mas complementar os recursos didáticos para a melhoria do ensino de Física. Como objetivo específico, buscamos verificar as potencialidades do software Modellus como recurso complementar motivador e facilitador para o ensino de conteúdos de Física. Dentre vários softwares de modelagem disponíveis, escolhemos o Modellus devido suas características e sua versatilidade no estudo das ciências. Outro ponto importante é sua afinidade com as competências e habilidades preconizadas nos PCNEM para as Ciências Naturais e Matemática.

## REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

A RAÚJO, IVES SOLANO. Um Estudo sobre Desempenho de Alunos de Física Usuários da Ferramenta Computacional Modellus na Interpretação de Gráficos em Cinemática, Dissertação para obtenção do grau de mestre em Física, UFRGS, Porto Alegre, 2002.

AGRELLO, D. A. e GARG, REVA. Compreensão de Gráficos de Cinemática em Física Introdutória, Revista Brasileira de Ensino de Física, vol.21, nº1, março 1999.

BARBETA, VAGNER BERNAL e YAMAMOTO, ISSAO. Simulações de Experiências como Ferramenta de Demonstração Virtual em Aulas de Teoria de Física, Revista Brasileira de Ensino de Física , vol.23, nº 2, junho 2001.

TAKAHASHI, T. (org.) (2000). Sociedade da Informação no Brasil: Livro Verde. Brasília: Ministério da ciência e Tecnologia.Também disponível no endereço: www. socinfo.org.br

SHÖN, DONALD A. Formar Professores como Profissionais Reflexivos. Lisboa, 1992, p. 80 - 91.

TEODORO, V.D. : Modellus: Learning Physics with Mathematical Modelling. Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Ciências da Educação- especialidade de Teoria Curricular e Ensino das Ciências. Faculdade de Ciências e Tecnologia / Universidade Nova de Lisboa, 2002.

TEODORO, V. D. e VEIT, E. A. : Modelagem no Ensino/Aprendizagem de Física e os novos parâmetros curriculares nacionais para o ensino médio. Revista Brasileira de Ensino de Física, vol. 24. nº 2. junho/2002.

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