O ENSINO E APRENDIZAGEM DO ELETROMAGNETISMO COM A LOUSA DIGITAL INTERATIVA: NOVAS POSSIBILIDADES OFERECIDAS PELAS TECNOLOGIAS DIGITAIS EM SALA DE AULA

## O ENSINO E APRENDIZAGEM DO ELETROMAGNETISMO COM A LOUSA DIGITAL INTERATIVA: NOVAS POSSIBILIDADES OFERECIDAS PELAS TECNOLOGIAS DIGITAIS EM SALA DE AULA

## Rosana Cavalcanti Maia Santos 1 , Eugenio Maria de França Ramos 2

1 UNESP FC Campus de Bauru - Pós-Graduação em Educação para Ciências, prof.rosanamaia@gmail.com

2 UNESP IB Campus de Rio Claro, eugenior@rc.unesp.br

## Resumo

A Lousa Digital Interativa é uma das tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC) presentes no contexto educacional brasileiro. A Lousa Digital Interativa (LDI) juntamente com seus softwares oferecem recursos que podem possibilitar um ensino mais dinâmico e significativo para os estudantes. Embora ainda pouco explorada como material didático, consideramos que um instrumento como a LDI e softwares de simulação apresentam potencial para alterar o contexto tradicional em sala de aula, com aulas predominantemente expositivas, e inserir os alunos na construção do seu conhecimento e auxiliando na abstração de conteúdos. Neste trabalho apresentamos um estudo exploratório sobre possibilidades oferecidas por tais ferramentas tecnológicas para o ensino de tópicos do Eletromagnetismo presentes no Ensino Médio. Para isso, discutiremos uma possível abordagem para o Ensino de Física desse conteúdo no nível médio, a partir das ferramentas básicas oferecidas pelo software do próprio equipamento estudado - a Smart Board e seu software Smart Notebook - bem como dos objetos de aprendizagem específicos do conteúdo de Eletromagnetismo oferecidos por esse software.

Palavras-chave : Lousa Digital Interativa, Smart Notebook, circuitos elétricos, magnetismo, novas tecnologias para o Ensino de Física.

## Novas Tecnologias: Novas perspectivas

Como discutido por Coll e Monereo (2010) a sociedade atual - definida como Sociedade da Informação (SI) - sofre várias influências do desenvolvimento tecnológico, especificamente em relação ao desenvolvimento das tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). Tais influências são disseminadas no contexto econômico, político e cultural, transformando maneiras de trabalhar, comunicar-se, de relacionar-se, de aprender, de pensar e, em suma, de viver.

Nesse contexto, observa-se que as consequências das TDIC na Educação são, na verdade, um aspecto particular e desdobramento de um fenômeno muito mais amplo, relacionado com o papel dessas tecnologias na sociedade atual.

No contexto educacional brasileiro ainda há um caloroso embate sobre a utilização das tecnologias como um recurso didático, com defensores e questionadores. Observamos, em geral, que quando essas tecnologias são inseridas em sala de aula, seu uso é restrito e pobre do ponto de vista pedagógico. Esse fato pode ser explicado, dentre inúmeros motivos, pela escassa formação inicial de professores no tocante às tecnologias educacionais. Como um professor que não teve contato com as TDIC na sua formação em licenciatura ou pedagogia pode utilizar-se de tais ferramentas com segurança e de maneira significante em sua prática educacional?

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20 a 25 de janeiro de 2013

Legisladores e Gestores Públicos procuram interferir na introdução das TDIC em sala de aula. Nessa perspectiva, é notável o caso recente do Conselho Estadual de Educação do Estado de São Paulo, que por meio da 'Deliberação CEE nº 111/2012', trata de diretrizes curriculares complementares para a formação de docentes para a Educação Básica nos cursos de graduação de Pedagogia, Normal Superior e Licenciaturas. No inciso VI do artigo 5ª e inciso II do artigo 8º aborda-se o uso da tecnologia educacional:

'VI- utilização das Tecnologias da Comunicação e Informação (TICs) como recurso pedagógico e ferramenta para o próprio desenvolvimento intelectual e profissional' (Art 5º, CONSELHO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO, 2012).

'II - utilização das Tecnologias da Comunicação e Informação (TICs) como recurso pedagógico e para o desenvolvimento pessoal e profissional' (Art 8º, CONSELHO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO, 2012).

Corroborando com as propostas do exposto acima, as pesquisas e projetos sobre as novas tecnologias utilizadas no contexto educacional estão em ascensão. Podemos citar o caso do edital 15/2010 (BRASIL, CAPES, 2010), cujo objetivo foi incentivar propostas para formação de professores sobre as novas tecnologias educacionais, discutindo-se sobre suas possibilidades e potencialidades, bem como promover o incentivo para seu uso.

No presente trabalho, a ferramenta tecnológica abordada será a Lousa Digital Interativa (LDI) Smart Board e seu software Smart Notebook 11, disponível para utilização em atividades didáticas no Instituto de Biociências da UNESP no Campus de Rio Claro. Tal equipamento pode ser utilizado por docentes em atividades da Graduação. No caso em particular da disciplina Prática de Ensino da Licenciatura em Física exploramos o potencial deste equipamento para a formação de novos professores, procurando discutir sua utilização como material didático disponível. Assim, procuramos analisar as possibilidades de tal equipamento para o ensino de tópicos do Eletromagnetismo no âmbito da disciplina Física, em atividades destinadas ao Ensino Médio.

## A Lousa Digital Interativa e os seus softwares

Como analisado em trabalho anterior (SANTOS, 2011), a LDI é uma interface para um computador com dimensões que a tornam uma lousa que reproduz as facilidades de um monitor de computador (tela) sensível ao toque (figura 01).

Há diversos modelos de LDI, porém, ela é basicamente um sistema constituído por um conjunto de ferramentas tecnológicas: quadro, (lousa), computador, projetor multimídia e software . O quadro (lousa) permite as interações diretas dos seus usuários através de sua superfície que é sensível ao toque. O computador é o equipamento que permite tais interações, obtidas por meio desta nova interface, sendo projetado nela por meio do projetor multimídia. Por fim, o software da LDI oferece uma gama de ferramentas diferenciadas, para que seus usuários possam preparar atividades, apresentações e ações com os demais aplicativos do computador. Sem esse software , a lousa passa a ser usada basicamente como um computador, o que permite utilizar outros softwares interativos para o Ensino de Física.

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Figura 01: A imagem permite comparar a esquerda a lousa digital interativa que dispusemos para análise e a sua direita um quadro branco convencional .

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O uso desse software não necessita da LDI, assim, é possível instalá-lo em um computador e preparar aulas previamente, com a diferença de que é necessário o uso do mouse caso a tela do computador não seja sensível ao toque. A interface do software Smart Notebook 11, bem como software Smart Notebook Math Tools é 1 apresentada na figura 02.

Figura 02 : Interface do software Smart Notebook 11. É possível observar a barra de ferramentas, a barra de ferramentas flutuantes, a barra lateral, bem como as ferramentas do software Smart Notebook Math Tools.

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De maneira sucinta os recursos do software Smart Notebook 11 são:

- · Vários tipos de canetas; sombra de tela, que permite que o professor prepare toda sua aula e mostre algumas partes aos seus alunos
- · Criação de tabelas
- · Inserir vários tipos de figuras geométricas
- · Caneta que destaca ou amplia partes de um texto ou figura
- · Uso de transferidor, régua e compasso, que permitem a medida de ângulos, desenhos de retas e circunferências respectivamente

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- · Smart Exchange, que redireciona o usuário para um site de pesquisa de objetos de aprendizagem
- · Aplicativos em flash com experimentos digitais, mapas, animações que utilizam recursos áudio visuais, os quais ilustram e facilitam as aulas de disciplinas de qualquer nível

Há também um software complementar, o SMART Notebook Math Tools , que oferece recursos como:

- · Criar gráficos a partir de tabelas e equações
- · Determinar máximos e mínimos de funções
- · Resolver integrais e derivadas a partir de fórmulas

## O ensino e aprendizagem do Eletromagnetismo com o auxílio do LDI e seus softwares

Os Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio (BRASIL, 2006) sugerem que os conteúdos de Eletromagnetismo devem ser estudados no 3º ano do Ensino Médio. Apesar de certa maturidade adquirida pelos estudantes que cursam essa série, notamos algumas dificuldades em relação ao aprendizado do Eletromagnetismo. Tal fato pode ser explicado devido à abstração dos conteúdos que compõem tal área de conhecimento. Para que esse problema seja minimizado, consideramos a necessidade de recursos didáticos além das aulas expositivas do ensino tradicional, como, por exemplo, experimentos e uso de ferramentas tecnológicas. É, nesse contexto, que encontramos potencialidade para o ensino do Eletromagnetismo com o auxílio da LDI e seus softwares , e uma estratégia de utilização que possibilitem maior participação dos estudantes em sala de aula, bem como diversos objetos de aprendizagem que auxiliam o aprendizado do conteúdo em questão.

No decorrer do texto, discutiremos alguns dos assuntos abordados no Eletromagnetismo e as possibilidades para serem trabalhadas com os recursos da LDI e seus softwares .

## Circuitos Elétricos

Hewitt (2002) afirma que um circuito elétrico é qualquer caminho por onde os elétrons possam fluir. O estudo dos circuitos elétricos no Ensino Médio é, em geral, realizado a partir de 'projetos desenhados no papel', ou seja, um fenômeno elétrico dinâmico é estudado de maneira estática. Além dessa problemática, a simbologia específica do desenho dos circuitos elétricos podem tornar-se uma barreira adicional para os estudantes que tem o primeiro contato com esse conteúdo. Em virtude disso, a primeira possibilidade oferecida pelo software Smart Notebook é em relação à ilustração dos equipamentos e simbologias que compõem o circuito elétrico, como exemplificado na figura 03.

Outro recurso oferecido pelo software Smart Notebook para os circuitos elétricos são aplicativos dinâmicos (onde há ilustração do sentido da corrente elétrica em movimento) sobre circuito elétrico em série e em paralelo, como pode ser observado na figura 04.

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Figura 03 : Algumas ilustrações para os componentes dos circuitos elétricos

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Figura 04 : (a) Objeto de aprendizagem dinâmico que ilustra um circuito em série, (b) Objeto de aprendizagem dinâmico que ilustra um circuito em paralelo.

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A partir desse objeto de aprendizagem é possível iniciar a discussão sobre o comportamento da corrente e da tensão nos circuitos elétricos. No caso do circuito em série em corrente contínua, a corrente elétrica dispõe de um único caminho através do circuito, ou seja, a mesma corrente percorre cada um dos componentes elétricos do circuito; por outro lado, a tensão total aplicada ao circuito divide-se entre os dispositivos elétricos. Já no circuito em paralelo, a tensão é a mesma para cada dispositivo elétrico, pois eles se conectam aos mesmos pontos do circuito; por outro lado, a corrente elétrica total se divide entre os vários ramos paralelos. Tais situações aparecem ilustradas de maneira dinâmica, indicando o movimento da corrente como mencionado anteriormente.

Prosseguindo nas discussões sobre os circuitos elétricos, há outros objetos de aprendizagem dinâmicos, como por exemplo, o 'medir corrente' e 'medir tensão'.

O recurso 'medir corrente' (figura 05) permite calcular a corrente a partir de um número variável de resistência (no caso, são representadas pelas lâmpadas). Ao aumentar-se o número de lâmpadas do circuito, a corrente elétrica decresce; ou seja, comporta-se segundo a lei de Ohm ( , onde : tensão, : resistência, : corrente elétrica).

Já o recurso 'medir tensão' (figura 06) permite calcular a tensão elétrica dos componentes de um circuito em série; constatando-se que a tensão total aplicada ao circuito divide-se entre os dispositivos elétricos.

Com a LDI, que é sensível ao toque, tais atividades podem ser alteradas pelo professor de maneira dinâmica e interativa, escolhendo medir, por exemplo, uma ou duas ou três das lâmpadas, tal como proporcionado pelo software . Entendemos que, diante dessa maleabilidade, o docente pode criar diálogos que motivem a participação dos estudantes, até mesmo convidando-os para montar o circuito elétrico (interagindo com a tela da LDI), elaborando suas hipóteses e aferindo as respostas.

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Figura 05 : (a) Medida de corrente quando há uma lâmpada (resistência), (b) Medida de corrente quando há duas lâmpadas (resistência): Quanto maior a resistência, menor a corrente do circuito elétrico.

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Figura 06 : Para medir a tensão pode-se alterar os pontos de inserção do voltímetro no circuito, como nos casos (a) Medida da tensão para uma lâmpada (V = 3 volts), (b) Medida da tensão para duas lâmpadas (V=6 volts), (c) Medida da tensão para três lâmpadas (V=9volts).

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## Magnetismo

O estudo do magnetismo no Ensino Médio, na maioria dos casos, se restringe às análises matemáticas das equações que modelam os fenômenos; fato que torna o estudo desse conteúdo restrito e superficial. Isso ocorre pois os fenômenos magnéticos oferecem uma maior abstração para os estudantes, devido ao fato de, geralmente, ocorrerem devido às forças magnéticas, as quais atuam à distância.

O software Smart Notebook oferece algumas ilustrações para o ensino e aprendizagem do magnetismo, como pode ser observado na figura 07. Essas ilustrações podem ser o ponto inicial dos estudos sobre o magnetismo, discutindo-se algumas de suas características e constatando-se por meio de algumas demonstrações simples que podem ser realizadas em sala de aula com bússola e ímã.

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Figura 07 : Ilustrações oferecidas pelo software Smart Notebook para o ensino e aprendizagem do magnetismo.

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Figura 08 : 'Jogo' sobre propriedades magnéticas dos materiais.

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Outro recurso que pode auxiliar o ensino de magnetismo é um 'jogo' (figura 08) que tem a finalidade de deslocar uma esfera de metal por um labirinto utilizandose o conceito de força de atração magnética que pode ser 'ocasionada' por um ímã virtual ou uma barra de alumínio (o estudante escolhe o material de deseja). Essa atividade pode ser o ponto inicial para as discussões sobre as propriedades ferromagnéticas do ímã, as quais não estão presentes no alumínio. Caso o estudante escolha a barra de alumínio, a esfera de metal não será atraída por ela e permanecerá em repouso; por outro lado, se o material escolhido for o ímã, a esfera de metal será atraída e entrará em movimento, sendo manipulado por setas que deslocam o ímã, a partir de toques na tela da LDI, e consequentemente a esfera, até o ponto de chegada do labirinto.

## Considerações Finais

A partir deste trabalho procuramos analisar de maneira exploratória possibilidades e potencialidades para o ensino e aprendizagem de tópicos do eletromagnetismo no Ensino Médio, com a utilização de uma Lousa Digital Interativa.

Entendemos que tal equipamento e seus objetos de aprendizagem não substituem outros materiais ou prática educativas, como experimentos que podem ser realizados acerca deste conteúdo ou até mesmo aula expositivas. Porém, devido às eventuais dificuldades para execução desses experimentos ou das abstrações implícitas nas preleções didáticas, a maleabilidade proporcionada pela LDI e seus softwares poderiam adquirir a função de um 'laboratório virtual', oferecendo aos docentes uma alternativa adicional a sua atividade de ensino.

Com base em nossa atividade exploratória aqui relatada, outro ponto a considerar com respeito a tecnologias é que, as inserindo no contexto escolar, há

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uma alteração na relação professor-aluno e aluno-conteúdo, até mesmo com situações em que a 'hierarquia' em sala de aula é 'subvertida', uma vez que, em alguns casos, nossos alunos 'nos ajudam' e 'nos ensinam' a respeito desse mundo tecnológico.

Vale a pena mencionar que, em atividades didáticas com estudantes na disciplina Prática de Ensino, percebemos que, em geral, os futuros professores apropriam-se com certa facilidade da operação de tais recursos, entretanto, é igualmente visível a dificuldade de transformarem esse domínio 'mecânico' em prática docente para uma ação pedagógica. Ou seja, apesar de utilizarem os recursos do Smart Notebook e perceberem suas potencialidades, os futuros professores possuem dificuldade em utilizá-los para ensinar conteúdos de Física. Percebemos que tal fato não se restringe ao uso da LDI e seus softwares , desdobrando-se para as demais tecnologias educacionais, e nem mesmo aos professores iniciantes, uma vez que muitos recursos disponíveis não chegam nas salas de aula de Física.

Assim sendo e diante deste potencial aqui discutido de maneira exploratória, percebemos como necessário investir na formação inicial e na formação continuada dos profissionais de ensino em relação ao uso da LDI e outras novas tecnologias, a fim de fomentar efetivamente a exploração de novas práticas docentes por parte de professores.

Entendemos como imprescindível proporcionar aos futuros professores de Física contato com as TDIC, tais como a lousa digital, de forma a oferecer-lhes chance de refletir possibilidades educativas mais amplas e reflexivas que aquelas oferecidas pelos manuais dos softwares. Como discutimos, é possível que tais ferramentas, se dominadas pelos docentes e exploradas de maneira inovadora, possibilitem rica interação educacional entre aluno, professor e conteúdo.

Por fim, consideramos que as oportunidades de ilustração mais rica de conteúdos, bem como um potencial para o diálogo educacional, merecem ser aprofundados em outros estudos teóricos e práticos de tais ferramentas, que estão se tornando mais acessíveis do ponto de vista econômico e mais disponíveis no ambiente escolar.

## Referências

BRASIL, Ministério da Educação Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio , v.2, 2006.

BRASIL, Fundação CAPES. Edital 15/2010 , acessado em 30/07/2012 em http://www.capes.gov.br/images/stories/download/editais/Edital15\_Fomento\_TIC\_DE D.pdf

COLL, C.; MONEREO, C. A educação e a aprendizagem do século XXI: Novas ferramentas, novos cenários novas finalidades. In: COLL, C.; MONEREO, C. (Org.) Psicologia da Educação Virtual : Aprender e ensinar com as Tecnologias da Informação e da Comunicação. Porto Alegre: Artmed, 2010.

HEWITT, P. G. Física Conceitual . Trad: Trieste Freire Ricci e Maria Helena Gravina. Porto Alegre: Bookman, 2002.

SANTOS, R. C. M. et al. Lousa Digital e Prática de Ensino de Física: Do conhecimento de uma nova tecnologia educacional às possibilidades para o ensino de Física. In: XIX Simpósio Nacional de Ensino de Física, Manaus, 2011.

SÃO PAULO, CONSELHO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO , Deliberação CEE nº 111/2012 -- São Paulo, 2012.

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