UTILIZAÇÃO DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL, EXPERIMENTO E INTERMEDIAÇÃO DO PROFESSOR NO ENSINO DE MOVIMENTO DE PROJÉTEIS PARA O ENSINO MÉDIO.

## UTILIZAÇÃO DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL, EXPERIMENTO E INTERMEDIAÇÃO DO PROFESSOR NO ENSINO DE MOVIMENTO DE PROJÉTEIS PARA O ENSINO MÉDIO.

Adriane Consuelo da Silva Leal , Regiane Gordia Drabeski , Raíne Aparecida 1 2 Ramos Batista 3 , Silvio Luiz Rutz da Silva , Luiz Antônio Bastos Bernardes 4 5.

## Resumo

Neste artigo pretende-se demonstrar que, na utilização da informática no ensino de movimento de projéteis para o Ensino Médio, é muito importante a sintonia entre experimentos, simulações e a intermediação de um professor. Desse modo, serão utilizados esses três elementos fundamentais para uma aprendizagem de Física mais eficaz e significativa,sendo destacado como esses três elementos podem ser combinados de maneira coerente, possibilitando uma integração dos conhecimentos dos alunos sobre o tema abordado. Assim, foi elaborado um roteiro para a execução de uma aula sobre o movimento de projéteis em uma turma do Ensino Médio, com os seguintes itens: levantamento do conhecimento prévio dos alunos sobre movimento de projéteis; experimentos com lançamento de projéteis sobre uma barreira, utilizando um lançador de projéteis acoplado a um plano inclinado móvel; simulação computacional do movimento de projéteis através do Modellus (4.0); intermediação do professor, o qual comparou o conhecimento prévio dos alunos sobre movimento de projéteis com os resultados obtidos nos experimentos e nas simulações. A conclusão básica deste artigo é que apenas o uso de simulações computacionais pode, muitas vezes, levar o aluno a conclusões erradas sobre o fenômeno físico estudado. Por isto, torna-se fundamental o uso de experimentos e a intermediação do professor para uma compreensão mais adequada e realista do fenômeno físico estudado.

Palavras-chave : Simulação computacional. Experimento. Movimento de projéteis.

## 1. INTRODUÇÃO

Em Medeiros e Medeiros (2002) discutiram -se detalhadamente os fundamentos educacionais e epistemológicos das possibilidades e limitações das simulações computacionais no Ensino de Física. Esses autores recomendam que a utilização de simulações computacionais no ensino de conteúdos de Física deve sempre ser acompanhada de experimentos e da intermediação do professor.

Seguindo a proposta dos autores citados, o presente trabalho pretende mostrar a eficácia da utilização de experimento, simulação computacional e intermediação do professor para o ensino de conteúdos sobre movimento de

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projéteis, em uma turma do 1° ano do Ensino Médio, na disciplina de Física, no Colégio Estadual General Osório de Ponta Grossa, estado do Paraná.

A ideia para a realização do experimento com o movimento de projéteis surgiu da combinação de dois exercícios. O primeiro exercício, proposto em Halliday e Resnick (1994), consiste em uma aplicação da lei de conservação da energia a um dispositivo com uma mola, utilizado por uma criança para lançar bolas de gude dentro de uma caixa, conforme a figura 01. O segundo exercício, resolvido em Halliday, Resnick e Walker (1997), discute o voo de Emanuel Zacchini sobre três torres, como ilustrado na figura 02.

Figura 01 : Lançador de bola de gude utilizado por uma criança para atingir uma caixa .

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Figura 02 : O lançamento de um ser humano sobre três torres, até atingir um recipiente colocado à frente das torres.

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Tendo em vista os dois exercícios citados, foi montado um lançador de projéteis, acoplado a um plano inclinado móvel, o qual está mostrado na figura 03. Com esse dispositivo, foram realizados vários lançamentos de projéteis sobre barreiras. Os resultados desses experimentos, juntamente com simulações computacionais do programa Modellus (4.0), foram utilizados para discutir as características do movimento de projéteis com os alunos do Ensino Médio já mencionados. Nessa discussão, foram comparados o conhecimento prévio dos alunos sobre movimento de projéteis e os resultados obtidos nos experimentos e simulações.

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Figura 03 : Lançador de projéteis acoplado a um plano inclinado móvel.

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## 2. DESCRIÇÃO DO TRABALHO DESENVOLVIDO

Tendo em vista o que foi mencionado na Introdução, foi elaborado o seguinte roteiro para a execução da aula em uma turma do Ensino Médio:

- (i) Levantamento do conhecimento prévio dos alunos sobre movimento de projéteis.
- (ii) Experimentos com lançamento de projéteis sobre uma barreira, utilizando um lançador de projéteis acoplado a um plano inclinado móvel.
- (iii) Simulação computacional do movimento de projéteis através do Modellus (4.0).
- (iv) Intermediação do professor, o qual comparou o conhecimento prévio dos alunos sobre movimento de projéteis com os resultados obtidos nos experimentos e nas simulações.

A seguir descrevemos detalhadamente os procedimentos relacionados a cada um dos itens do roteiro acima.

- (i) Antes de realizar os experimentos,começamos então fazendo uma pergunta, para avaliar o conhecimento prévio dos alunos sobre movimento de projéteis. Para facilitar o entendimento, utilizamos a letra P para professor e A para alunos.
- P: 'Quais os fatores que vocês acham que influenciam no movimento de projéteis?'
- A: 'Aceleração, Impulso, Força, Gravidade, Velocidade, Atrito e Resistência do ar.'
- (ii) O aparato utilizado nos experimentos de lançamentos de projéteis consiste em uma pistola de brinquedo que atira dardos de borracha, que foi fixada num plano inclinado móvel, com fita adesiva, a qual está ilustrada na figura 03 da Introdução. O

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plano inclinado móvel tem um ângulo ajustável, assim quem for manipulá-lo poderá variar o seu ângulo.

Então, apresentamos o experimento com o lançador de projéteis, de ângulo variável, por várias vezes. Fizemos o experimento sem e com a imposição de barreiras ou obstáculos. Em alguns casos, os dardos passavam sobre eles, e, outras vezes, eles batiam nos obstáculos e caíam. Disponibilizamos as integrantes de a turma realizar esta ação, como mostra a figura 04, abaixo.

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Figura 04: Experimentos com o lançador de projéteis realizados pelas acadêmicas de Licenciatura em Física que ministraram a aula e alunos do Ensino Médio.

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Após a realização do experimento, refizemos a mesma pergunta. Agora segue a nova resposta:

A: 'Ângulo que interfere na distância, força, velocidade na altura máxima é zero e a distância do ponto inicial ao ponto final'.

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- (iii) Para fazer com que os alunos entendessem melhor o conteúdo sobre movimento de projéteis, mostramos a eles a simulação computacional do Modellus. O Modellus é um programa português disponível gratuitamente na internet, que já vem com simulações prontas, e também permite criar novas simulações. Esse programa vem com uma gama muito diversificada de equações, na sua versão 4.0, que foi a usada por nós. Através das simulações desse programa, mostramos um movimento de um projétil, também um gráfico mostrando a aceleração na horizontal e na vertical, e um gráfico da conservação da energia. Abaixo, na figura 05, temos uma imagem da simulação utilizada.

Figura 05: Imagem de uma simulação do movimento de projéteis realizada pelo Modellus 4.0

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Após a simulação, novamente refizemos a pergunta.

- P: 'Quais os fatores vocês acham que influenciam no movimento de projéteis?'.
- A: 'O ângulo, a velocidade de saída V0, a aceleração da gravidade, o alcance, e a altura máxima atingida pelo projétil.'.
- (iv) A intermediação do professor foi realizada durante os experimentos e a simulação, através das perguntas já citadas nos itens anteriores. Além disso, a intermediação do professor foi completada através da solução de um exercício do RESNICK, HALLIDAY e WALKER. Esse exercício está relacionado com o lançamento de um projétil humano (Zachini) sobre três obstáculos, como já mostrado na figura 02.

Através da solução desse exercício, interagindo com a turma, o professor tirou várias dúvidas dos alunos sobre o movimento de projéteis, fazendo com que eles chegassem a um consenso sobre os fatores que influenciam nesse fenômeno físico. A figura 06 mostra uma das autoras resolvendo o exercício para a turma do Ensino Médio.

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Figura 06: Solução do exercício sobre o lançamento de Zachini.

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Após a solução do exercício, novamente refizemos a pergunta, obtendo a seguinte resposta:

- A: 'Ângulo de inclinação, o alcance atingido, a altura máxima atingida, a aceleração da gravidade, a velocidade de saída do projétil, o deslocamento na horizontal, a combinação do movimento retilíneo uniformemente acelerado e movimento retilíneo uniforme.'.

## 3. RESULTADOS OBTIDOS

Através da comparação das várias respostas dadas pelos alunos, pode-se concluir que os resultados principais da metodologia adotada são os seguintes:

- 1. A realização do experimento contribuiu para a melhoria do conhecimento prévio dos alunos sobre movimento de projéteis, no entanto eles ainda ficaram com algumas noções erradas sobre esse fenômeno.
- 2. A realização da simulação foi fundamental para que eles percebessem os fatores principais que influenciam no movimento de projéteis, como, por exemplo, ângulo de inclinação e velocidade inicial.
- 3. A solução do exercício e a interação do professor com os alunos foram essenciais para esclarecer as dúvidas sobre o fenômeno físico analisado, melhorando consideravelmente a compreensão deles sobre o mesmo.

## 4. CONCLUSÃO

Podemos concluir que o nosso objetivo foi alcançado, pois queríamos verificar se a combinação de uma simulação computacional, um experimento com movimento de projéteis e a intermediação de um professor era eficaz, proporcionando aos alunos um melhor entendimento do conteúdo.

O que foi verificado é que quando questionamos os alunos sobre o que era o movimento de projéteis, o que influenciava neste movimento, tivemos algumas

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respostas absurdas tais como o atrito. Logo depois que apresentarmos o experimento, as respostas para as mesmas questões foram mais corretas.

Quando apresentamos uma simulação computacional do Modellus 4.0 de movimento de projéteis, já observamos um maior entendimento. Por fim, ao resolvermos um exercício, verificamos que os fatores que influenciam no movimento de projéteis foram compreendidos de uma maneira mais completa pelos alunos.

Desse modo, podemos afirmar que, se unirmos a intermediação de um professor, simulação computacional e uma experiência, podem fazer com que os conceitos dos alunos sobre movimento de projéteis sejam integrados de uma maneira mais coerente. É interessante ressaltar que os alunos não haviam estudado antes o movimento de projéteis, ou seja, conseguimos que eles aprendessem um conteúdo que não 'sabiam'.

Assim, verificamos que a combinação da intervenção do professor, de uma experiência real e de uma simulação pode ser uma medida mais significativa e eficaz para o aprendizado de um determinado conteúdo.

## 5. REFERÊNCIAS

HALLIDAY, D. RESNIK, R. Fundamentos de Física. 3º edição. Rio de Janeiro. editora LTC, 1994. p.160.

HALLIDAY, D. RESNIK, R.WALKER, J. Fundamentals of Physics Extended. 5º edição. New York. editora JOHN WILEY &amp; SONS, INC, 1997. p.63-64.

MEDEIROS, A. MEDEIROS, C. Possibilidades e Limitações das Simulações Computacionais no Ensino da Física. Revista Brasileira de Ensino de Física. Vol. 24, 2.Junho, 2002. P.77-86.

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