PERSPECTIVAS TECNOLÓGICAS PARA O TEMA ONDAS NA PROPOSTA DOS CADERNOS DO ESTADO DE SÃO PAULO.

## PERSPECTIVAS TECNOLÓGICAS PARA O TEMA ONDAS NA PROPOSTA DOS CADERNOS DO ESTADO DE SÃO PAULO .

## Arthur Alexandre Magalhães 1 , Alessandra Riposati Arantes . 2

1 Universidade Federal de São Carlos/ Programa de Pós-Graduação de Ensino de Ciências Exatas/ magalhaesarthur@yahoo.com.br

2 Universidade Federal de Uberlândia /Instituto de Física/ ale.riposati@infis.ufu.br

## Resumo

Este trabalho teve como objetivo a produção de conteúdos digitais para o tema Ondulatória, a partir dos cadernos do Estado de São Paulo. As tecnologias fazem parte do cotidiano dos estudantes, e podem ser utilizadas como ferramentas motivacionais no processo de ensino-aprendizagem. Os conteúdos digitais consistem em conjuntos de Objetos Educacionais Digitais (OEDs), tais como vídeos, simulações e áudios, acompanhados com propostas de atividades que proporcionam uma participação ativa dos estudantes no processo de ensino-aprendizagem. As atividades foram inspiradas na metodologia investigativa e possuem diferentes graus de liberdade, isto é, grau variável de intervenção do professor. Após a aplicação dos conteúdos digitais e análise dos resultados obtidos, os autores concluem que nas atividades em que se concede maior liberdade aos estudantes levam a uma aprendizagem mais significativa. Para constatar os benefícios de se utilizar os OEDs na prática de ensino foram elaborados mapas conceituais, antes e após a aplicação dos conteúdos digitais. Após análise dos mesmos, pode-se constatar um grande avanço no que se diz respeito ao domínio dos conceitos básicos da ondulatória.

Palavras-chave : conteúdo digital, objetos educacionais digitais, ondulatória, mapas conceituais e metodologia investigativa.

## Introdução

A internet proporciona o surgimento de um novo relacionamento social, pois o modelo anterior apresentava características hierarquizadas onde o domínio da informação e o controle das relações eram plenamente controláveis. Atualmente ocorre a universalização da informação bem como o nivelamento das relações interpessoais. As novas tecnologias como, computadores, tablets e smartphones oportunizam uma interatividade em redes, acesso rápido à informação colocando as novas gerações em situações de participação ativa na sociedade.

A Secretaria Estadual de Ensino (SEE) implantou no início de 2008 uma Proposta Curricular para o Estado de São Paulo, com o objetivo de garantir a todos uma base comum de conhecimentos e competências. Segundo a proposta, a rede busca priorizar o desenvolvimento da leitura e da escrita, pois a escola deve ser um espaço destinado a preparar os jovens para o contemporâneo. A proposta orienta e dá autonomia ao professor para diversificar suas abordagens privilegiando a utilização das tecnologias, segundo orientações da proposta:

Além do papel articulador, o tema escolhido também tem sua relevância no sentido de apresentar possibilidades metodológicas alternativas ao tratamento tradicional dos conteúdos, de apresentar

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abordagem criativa e, sempre que possível, favorecer o uso da tecnologia, da modelagem matemática, de materiais concretos etc. (FINI, 2008, pág. 49).

Apesar de a proposta contemplar a importância da tecnologia, verifica-se que tais recursos não são empregados nos cadernos voltados ao professor e aluno. Acredita-se que o uso de tecnologias em sala de aula pode auxiliar o professor no árduo processo de ensinar, entretanto esses recursos devem ser utilizados com metodologias que tenha sentido e significado para o ambiente escolar (PICONEZ, 2010).

Neste sentido, este trabalho propõe conteúdos digitais no ensino do tema Ondulatória, como complementação ao caderno do professor do 3º bimestre do 2º ano do Ensino Médio da rede estadual do Estado de São Paulo. Entendemos conteúdos digitais como Objetos Educacionais Digitais (OEDs) , tais como vídeos, 1 simulações e áudios, acompanhados de atividades orientadoras (ARANTES, MIRANDA e STUDART,2010). As atividades que acompanharam os objetos foram elaboradas a partir dos pressupostos da metodologia investigativa, propiciando uma participação ativa dos estudantes no processo de ensino-aprendizagem (RODRIGUES E BORGES, 2008). Além disso, outro aspecto da pesquisa foi investigar quais são as vantagens do uso desses recursos.

## Descrição do trabalho desenvolvido

A Secretaria da Educação do Estado de São Paulo elaborou um material didático denominado caderno do aluno, sendo composto por um conjunto de quatro apostilas das disciplinas ofertadas na grade escolar anual, tendo como objetivo facilitar o aprendizado do aluno. Nesse trabalho abordamos o tema: Som, Imagem e Comunicação que discute conceitos de ondas mecânicas. O caderno do aluno do 2º ano do Ensino Médio, 3º volume, é composto por cinco 'Situações de Aprendizagem'. Tais atividades foram aplicadas na íntegra e foram acrescidos os conteúdos digitais.

- A elaboração dos conteúdos digitais atenderá os objetivos gerais e específicos de cada situação de aprendizagem. Os objetos educacionais digitais utilizados foram retirados do repositório Phet (Physics Interactive Simulations) , dos 2 projetos Acessa Física 3 e Física Vivencial 4 . O PhET pertence á Universidade de Colorado, possui diversas simulações de alta qualidade nas áreas de Física, Matemática, Química e Biologia. Já os dois outros projetos citados acima foram financiados pelo Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT) e Ministério da Educação (MEC) cujos objetivos foram o desenvolvimento de recursos educacionais de mídias audiovisuais, áudio, software e experimentos e sua disponibilização também se

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encontram nos repositórios: Portal do Professor e no Banco Internacional de Objetos de Educacionais (BIOE).

Para elaboração dos conteúdos digitais utilizamos cinco OEDs, sendo: dois vídeos, dois simuladores e um áudio. O primeiro vídeo, se chama 'O Mundo de Beakman, som, Beakmania e explosões' , e a opção por este recurso digital 5 específico deve-se ao fato de serem apresentados os conceitos básicos da ondulatória de uma forma simplificada.O segundo vídeo, 'Ondas Sonoras' , tem 6 como objetivo discutir sobre as propriedades das ondas sonoras. Já nos simuladores foram utilizados 'Ondas Mecânicas' e ' 7 Wave on-a-string ' 8 , seus principais objetivos são os de trabalhar as relações entre comprimento de onda e frequência, calcular velocidade de propagação em diversos meios e analisar as suas características. E por fim, aplicamos um áudio denominado 'Ondas Sonoras' , cujo objetivo é 9 conceituar ressonância e perceber as qualidades do som.

As atividades que acompanham os OEDs seguiram pressupostos da metodologia Investigativa (RODRIGUES E BORGES, 2008). Segundo análise de Zômpero e Laburú (2011), uma proposta investigativa deve conter: um problema a ser analisado; a emissão de hipóteses; um planejamento para a realização do processo investigativo, visando à obtenção de novas informações; a interpretação dessas novas informações e a posterior comunicação das mesmas. As atividades investigativas possuem características básicas que devem ser utilizadas, mas para além dos procedimentos fundamentais existem níveis de dificuldades que o docente deve analisar durante a elaboração das atividades. Sendo assim, Ana Maria de Carvalho (2006) classificou a atuação do professor e dos alunos em diferentes níveis de envolvimento com a atividade investigativa, e propôs uma graduação para estudar denominando de 'grau de liberdade' que os professores fornecem aos estudantes. A autora afirma que uma atividade de grau I não pertenceria a uma atividade investigativa, pois o professor estaria à frente de todas as etapas. No grau II, os estudantes participariam da elaboração das hipóteses, realizariam um plano de trabalho visando a obtenção de dados para elaborar uma conclusão e socializar com a classe, mas a orientação do professor ainda torna-se fundamental. Nos níveis III e IV o grau de liberdade é maior, pois a responsabilidade de obtenção de dados é unicamente do estudante. No grau V as atividades propostas deveriam ser dirigidas exclusivamente a mestrandos e doutorandos, pois possuem habilidades e competências para elaborar hipóteses, planejar, obter dados, concluir e divulgar suas impressões à sociedade acadêmica.

No presente trabalho adicionaremos conteúdos digitais que apresentam o mesmo OED para a situação de aprendizagem, porém com diferentes níveis de

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liberdade que variam de nível II a III. Haverá casos em que utilizaremos os dois graus de liberdade em classes diferentes. Tal decisão foi tomada com o propósito de analisar a autonomia do estudante quando se utiliza as tecnologias e ainda verificar se o objetivo específico da situação de aprendizagem foi atingido. Dessa forma, investigaremos a influência do nível de liberdade dado ao aluno ao manipular os recursos digitais no processo de aprendizagem. Essa metodologia está em consonância com a proposta curricular do Estado de São Paulo, pois seu público é bem heterogêneo e tal procedimento metodológico propicia e colabora com a formação de um cidadão autônomo através da participação ativa dos estudantes.

## Metodologia

O campo desta pesquisa foi realizado na Escola Estadual Ibrantina Cardona localizada no centro da cidade de Holambra (SP). Ela é a única a atender o Ensino Médio público na cidade. No seu espaço físico constam sete salas de aula com capacidade para 35 alunos; uma sala de multimeios, com projetor multimídia, TV, DVD e som; laboratório de informática com 21 computadores com conexão banda larga e um aluno monitor que agenda e auxilia o professor nas atividades. Segundo informações cedidas pela secretaria da escola a unidade possui 456 alunos matriculados e no seu projeto político pedagógico verifica-se que a maioria dos estudantes é oriunda da zona rural.

Os sujeitos da pesquisa selecionados foram três classes, do período matutino, do segundo ano do Ensino Médio (EM) sendo denominados de 2º 'A', 2º 'B' e 2º 'C'. As turmas selecionadas para esta pesquisa apresentam diferenças entre si. Na turma do 2º ano 'A' temos trinta e sete alunos, as aulas foram ministradas na terceira e quarta aula das sextas-feiras. No 2º 'B' têm-se trinta e seis estudantes e as aulas ocorriam na primeira e segunda aula nas sextas-feiras. No 2º 'C' temos trinta e três estudantes e as veiculações das aulas ocorreram nas quartasfeiras na terceira e quarta aula.

A observação direcionada será então uma das maneiras de colher dados para nossa pesquisa. Nossa observação trata-se de uma investigação e reflexão sobre as contribuições dos conteúdos digitais, bem como discutir sobre as soluções diferenciadas que ocorreram durante aplicação das atividades, possibilitando a autonomia dos estudantes. Fizemos uso de diário de bordo contendo dados e percepções de todo o processo de pesquisa, além de registros fotográficos das atividades. Servirão como base de análise; os conteúdos digitais que possuem questões pré-teste que tem a incumbência de servir como ponto de partida para introdução dos objetos educacionais digitais (OEDs) e as atividades pós-teste que tem finalidade de investigar o processo de aprendizagem dos estudantes. Além disso, para auxiliar na obtenção de evidências de aprendizagem foram utilizados mapas conceituais (MOREIRA 2010), tal técnica didática foi aplicada antes de iniciar o primeiro conteúdo digital e ao final das atividades.

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## Resultados Obtidos

Em relação aos conteúdos digitais, percebemos que as classes que realizaram as atividades que necessitavam maior intervenção do professor (grau II) tiveram menor desempenho. Tal fato justifica-se pela dificuldade de análise e interpretação das informações encontradas no roteiro. Percebeu-se que as duplas não conseguiam compreender o objetivo de cada exercício e mesmo após orientação do professor não havia uma reflexão dos dados encontrados. O mesmo não foi observado, nas 'Situações de aprendizagem' onde se utilizou conteúdos digitais de grau de liberdade III, pois se obteve resultados mais significativos, tal desempenho se deve a autonomia proporcionada ao estudante para obtenção e análise dos dados.

Em relação aos mapas conceituais dividimos os estudantes em três grupos distintos. O grupo I são aqueles estudantes que identificaram o som como uma perturbação no meio elástico, a apresentação das grandezas comprimento de onda, frequência, amplitude, as características do som como altura, intensidade sonora e timbre. No grupo II temos os estudantes que identificaram a maioria dos conceitos trabalhados em sala, mas não exploram todas as relações entre as grandezas apresentadas no mapa. E no grupo III teremos alunos que apresentam parcialmente ou integralmente os conceitos trabalhados em aula, mas não conseguiram defini-los ou relacioná-los adequadamente. A seguir apresentaremos um exemplo de mapa conceitual confeccionado antes da aplicação e após aplicação dos conteúdos digitais do grupo I. Vale ressaltar que optou-se por apresentar o mapa conceitual de apenas um grupo por conta da limitação de espaço do presente artigo.

Figura 01-Mapa Conceitual do Grupo I (Pré-conteúdo digital)

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Verifica-se na figura 01 que já existe algum conhecimento básico sobre ondas, mas ainda existem concepções errôneas de alguns conceitos e as suas relações ainda não se encontram bem fundamentadas.

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Figura 02- Mapa Conceitual do Grupo I (Pós Conteúdos digitais)

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Na figura 02 constata-se um grande avanço na definição dos conceitos de ondas e nas relações entre as grandezas físicas. Veja alguns exemplos: se compararmos os dois mapas conceituais perceberemos que na figura 2, para além da definição de amplitude, o grupo também o relaciona com uma característica do som, no caso, a intensidade sonora. Podemos perceber também que no mapa conceitual da figura 1 não se apresenta o conceito de altura do som, tal fato é evidenciado no segundo mapa conceitual e ainda ocorre uma distinção entre som agudo e grave. Também podemos verificar que no mapa da figura 2 o grupo apresenta uma relação entre frequência e período, tal fato não é verificado no prémapa conceitual. Por fim, podemos verificar o avanço do conceito de onda sonora, percebe-se que os estudantes compreendem que não há propagação do mesmo no vácuo e que para sua propagação, nos meios materiais, deve-se existir uma compressão e rarefação do meio.

## Conclusões

As tecnologias fazem parte do cotidiano dos estudantes, portanto é justificável que sejam utilizadas como ferramentas pedagógicas no processo de ensino-aprendizagem. As atividades que acompanharam os OEDs foram elaboradas a partir dos pressupostos da metodologia investigativa, propiciando uma participação ativa dos estudantes no processo de ensino-aprendizagem.

As atividades de grau II necessitaram de maior intervenção do professor, pois conforme característica deste nível possuem mais orientações para o seu desenvolvimento. Contrário à expectativa do pesquisador, pois se acreditava que ao resolver a primeira questão o estudante estaria com os conceitos mais fundamentados para prosseguir para a questão seguinte, a aplicação dos conteúdos digitais de grau II foi complicada porque os estudantes, de uma forma geral, não analisam e interpretam os dados de forma adequada. Ou seja, as orientações que serviriam para dar um norte ao aluno acabam por dificultar o processo de aprendizagem. Diferentemente das atividades de grau III, que apresentam poucas questões, onde os estudantes necessitam explorar os OEDs, sem a intervenção direta do professor. Ao comparar os desempenhos finais das atividades de grau II

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percebem-se resultados mais expressivos nos conteúdos digitais de grau III. Acredito que tal fato justifica-se pela dificuldade de análise e interpretação das informações, porque as duplas não conseguiram compreender o objetivo de cada questão. Mesmo após orientação do professor, os estudantes resolveram a questão, mas não refletiram de forma crítica sobre os dados encontrados.

Além disso, a metodologia investigativa possibilitou discussão e análise entre as duplas e proporcionou a socialização das ideias entre os grupos vizinhos. Outra vantagem foi a necessidade da busca por informação para formulação de hipóteses. Ao perceberem que ainda não dominavam os conceitos básicos de uma onda (frequência, período, comprimento de onda), os estudantes se sentiram motivados em pesquisar na internet tais significados. Após aplicação e análise dos conteúdos digitais percebeu-se uma grande aprendizagem dos estudantes quando comparado a anos anteriores, tal fato poderia justificar-se pelo fato da participação efetiva do estudante no processo de ensino e aprendizagem, diferentemente do que ocorre em uma aula tradicional onde o professor utiliza grande parte do tempo de aula para 'transmitir o conhecimento'.

Acreditamos que as abordagens utilizadas nos conteúdos digitais adicionadas à proposta do caderno do aluno podem propiciar um grande avanço na aprendizagem dos estudantes, como evidenciado pelos resultados comparativos dos mapas conceituais antes e após aplicação didático-metodológica realizada neste trabalho. Vale ressaltar que o uso das tecnologias foi fundamental para despertar o interesse e melhorar a compreensão dos conceitos físicos. Os recursos tecnológicos estão efetivamente presentes em seu dia a dia e os estudantes sentiram-se plenamente confortáveis com estas mídias. Os conteúdos digitais associados à metodologia investigativa favoreceram a discussão entre os pares, tornando a atividade mais dinâmica.

Para a utilização dos recursos tecnológicos temos inúmeras dificuldades, como espaço físico inadequado, grande número de estudantes por sala, difícil acesso às mídias, o que ocasiona perda de tempo de aula, problemas de acesso à internet e indisponibilidade de carga horária do professor para elaboração dos conteúdos digitais. Apesar de tudo, percebemos grande interesse dos estudantes e acreditamos que os OEDs são ferramentas que possibilitam a diversificação das estratégias de ensino possibilitando uma aprendizagem efetiva.

## Referências

ARANTES, R. A.; MIRANDA, S. M.; STUDART, N. Objetos de aprendizagem no ensino de física: usando simulações do PhET. Física na Escola, 11, n. 1, 27-31, 2010.

CARVALHO, A. M. P. Las practices experimentales en el proceso de enculturación cientifica . In: GATICA, M Q; ADÚRIZ-BRAVO, A (Ed). Enseñar ciencias en el Nuevo milenio : retos e propuestas. Santiago: Universidade católica de Chile, 2006.

FINI, MARIA I. (Coordenadora), Proposta curricular do estado de São Paulo: Física , Secretaria de Educação do Estado de São Paulo, 2008.

ZÔMPERO, Andreia Freitas; LABURð, Carlos Eduardo. ATIVIDADES INVESTIGATIVAS NO ENSINO DE CIÊNCIAS: ASPECTOS HISTÓRICOS E

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DIFERENTES ABORDAGENS. Revista Ensaio, Belo Horizonte, v. 13, n. 03, p.6780, set. 2011. Quadrimestral. Disponível em:

&lt;http://www.portal.fae.ufmg.br/seer/index.php/ensaio/article/viewFile/309/715&gt;.

Acesso em: 12 jul. 2013.

MOREIRA, Marco Antonio. Mapas Conceituais e Aprendizagem Significativa. São Paulo: Editora Centauro, 2010. 80 p.

PICONEZ, S. C. B. ; Nakashima, Rosária Helena Ruiz ; Souza, Régis Luiz Lima de . Consumo das tecnologias pelos estudantes do Ensino Fundamental: potencialidade das técnicas qualitativas de pesquisa . Olhar de Professor (UEPG. Impresso), v. 13, p. 279-295, 2010.

RODRIGUES, Bruno A.; BORGES, Tarciso A. O ENSINO DE CIÊNCIAS POR INVESTIGAÇÃO: RECONSTRUÇÃO HISTÓRICA. In: XI ENCONTRO DE PESQUISA EM ENSINO DE, 11, 2008, Curitiba. Congresso. Curitiba: Encontro de Pesquisa em Ensino de Física, 2008. p. 1 - 12.

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