ROTEIROS E SIMULADORES NO ENSINO DE ELETRICIDADE, UMA AÇÃO POSSÍVEL?

## ROTEIROS E SIMULADORES NO ENSINO DE ELETRICIDADE, UMA AÇÃO POSSÍVEL?

## Glaycon Pataquini Alves , *Mônica Abrantes Galindo , Gílian Cristina Barros 1 2 3

1 E.E.Prof.Jamil Khauan, glayconpataquini@yahoo.com.br

2 UNESP, mgalindo@ibilce.unesp.br 3 UFPR/GEPPETE/gilian@ufpr.br

## Resumo

- A Física vem ganhando cada vez mais espaço em nossa sociedade; assim como as tecnologias da informação, que estão cada vez mais presentes em nosso cotidiano, de modo que podemos verificar este fato com um simples passeio ao banco à noite, em que a luz do estabelecimento se acende automaticamente para utilizarmos algum serviço do caixa eletrônico. Estes eventos se tornaram possíveis graças aos estudos e avanços na Ciência, com destaque a Física e as tecnologias da informação e comunicação (TIC). Na intenção de unir esses dois entes; Física e TIC; foi analisado o processo de aprendizagem dos alunos do ensino médio quando colocados frente a desafios criados com o uso de simuladores, de tal forma que se pôde verificar o comportamento desses alunos frente aos desafios criados no intuito de tornar a Física uma disciplina divertida e agradável de ser aprendida, além de prazerosa de ser ensinada, modificando a imagem negativa que a disciplina possui por ser de difícil assimilação e compreensão, acreditamos que este trabalho de investigação mostra que é possível que os alunos despertem seu interesse e sua curiosidade pela Física, melhorando seu desempenho dentro da própria disciplina, uma vez que os alunos interagem com os desafios dentro de uma área de seu interesse, alimentados pelos estímulos tecnológicos da informação.

Palavras-chave : Ensino de eletricidade. Tecnologias de Informação e Comunicação na Educação. Aprendizagem significativa de Física.

## Introdução a problematização

- O uso de recursos da internet por alunos da educação básica é algo que pode ser facilmente visualizado, mesmo que de forma empírica, como uma atividade crescente entre crianças e adolescentes.
- A partir de pesquisa realizada pelo Comitê Gestor de Internet no Brasil em 2012, em 1.580 domicílios, sobre o uso da internet por crianças e adolescentes, pode-se constatar o grande interesse desses pelos recursos eletrônicos, devido ao uso que fazem em seu dia a dia, tanto da internet quanto das redes sociais. Dos pesquisados pelo CGI (2013), que são 50% do sul do país, 23% do centro-oeste e norte e 27% do nordeste, tem-se os seguintes dados:

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26 a 30 de janeiro de 2015

Gráfico 01 - Pesquisa Comitê Gestor de Internet no Brasil (CGI, 2013)

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A análise dos dados do CGI (2013) também dá sustentação para a importância dada por crianças e adolescentes, por mais que não seja diária, a utilização da internet para realização de trabalhos escolares, sendo que 49% fazem uso da internet nessa atividade, uma ou duas vezes por semana e 13% todos os dias ou quase todos os dias. E daí surge à inquietação: o ensino de Física utilizando recursos da internet, como simuladores, seria algo viável, possível? Seria possível estimular a aprendizagem dos alunos?

A busca por esse estímulo à aprendizagem a partir do incentivo da prática da leitura de roteiros, o desenvolvimento da linguagem lógico-matemática e a melhoria na qualidade do processo ensino-aprendizagem é o um dos objetivos que vislumbra a permanência dos alunos do Ensino Médio num ambiente escolar no qual a curiosidade é valorizada. Compreendendo-se que nessa fase da educação básica há a necessidade de permanência desses alunos na escola e com qualidade, pois o índice de evasão ainda é muito alto.

A Física exerce um papel fundamental em nosso cotidiano, mas a escola ainda tem grandes dificuldades em desenvolver seus conhecimentos, seja para desenvolver uma formação cidadã ou crítica ou mesmo para a apropriação dos conhecimentos que são inerentes a essa disciplina. A forma do currículo da Física escolar é um dos aspectos que merece destaque, organizado de forma conceitual, linear e hierárquica. Forma ultrapassada frente aos desafios da sociedade moderna,

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que possui a informação ao alcance de suas mãos através dos recursos tecnológicos que foram desenvolvidos no decorrer das últimas décadas (SÃO PAULO, 2010).

Pode-se dizer que a Física está assumindo um papel cada vez mais importante no mundo em que vivemos, onde as informações são transmitidas por meios de comunicação cada vez mais rápidos e em grande volume, tornando impossível acompanhar o desenvolvimento do conhecimento e das mudanças dos fatos que compõem os fenômenos do mundo ao nosso redor, sendo necessário popularizar esses conhecimentos na mesma velocidade em que a informação é criada, pois sem ter o mínimo de conhecimento Físico a alienação matizará a leitura de nossa realidade.

Ainda que a apropriação deste conhecimento Físico ocorra indiretamente ou até mesmo ao se apresentar alguns erros técnicos quando, por exemplo, afirma-se: Temos que trocar uma 'resistência' de um chuveiro , é impreterível seu ensino na escola. Exemplos dessa natureza além de apontar a presença da Física em nosso dia a dia indicam também a necessidade e a relevância de se popularizar cada vez mais esses conhecimentos de forma devidamente acessível a todos, esclarecendo erros e dúvidas de cunho conceitual.

Em vista da importância de se proporcionar mais visibilidade a esses aspectos, cabe destacar ao que se compreende por uma escola de qualidade. Acredita-se, na maioria das vezes, que uma escola de qualidade tem a missão de fazer com que os alunos aprendam coisas essenciais para sua vida, como ler, escrever, resolver problemas matemáticos, conviver com os colegas, respeitar regras, trabalhar em grupo, conviver com as diferenças e preparar-se para o mercado de trabalho (PARANÁ, 2014).

## Mas o que compõe uma escola de qualidade?

Uma escola de qualidade proporciona todo o aporte necessário para contribuir com a formação dos estudantes dentro dos seguintes aspectos: culturais, sociais, econômicos, políticos e ambientais; tais aspectos de formação envolvem outros parâmetros que devem ser analisados em conjunto com o meio escolar, de acordo com algumas variáveis:

- [...] -Existência de ambiente educativo, em que o respeito, a alegria, a amizade, a solidariedade, a disciplina, o combate à discriminação e o exercício de direitos e deveres que garantam a socialização e a convivência, desenvolvendo e fortalecendo a noção de cidadania e igualdade entre todos.
- -Direção inovadora, aberta, dinâmica, apoiada pela comunidade escolar. -Gestão que envolva a participação da comunidade escolar por meio dos Conselhos, Associações de Pais e Mestres, entre outros órgãos de representação.
- -Projeto pedagógico participativo.
- -Docentes bem preparados intelectual, emocional, comunicacional e eticamente, bem remunerados, motivados e com boas condições profissionais.

-Prática pedagógica que estimule os alunos a buscar a aprendizagem de forma autônoma.

-Relação afetiva entre professores e alunos que permita aos educadores conhecê-los, acompanhá-los e orientá-los.

- -Infraestrutura adequada, que compreende um espaço Físico dotado de organização, limpeza, funcionalidade e cuidado.
- -Tecnologias acessíveis, rápidas e renovadas.

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-Alunos motivados, preparados intelectual e emocionalmente, com capacidade de gerenciamento pessoal e grupal. Garantia de acesso, permanência e sucesso do aluno na jornada escolar

-(BRASIL, 2009).

Para Zenker (2013), o padrão de qualidade de uma escola de excelência é algo que ainda deve ser discutido e melhorado. O conceito de qualidade em seu sentido convencional vem sempre associado a um produto ou serviço, olhando por esse ângulo estaremos estabelecendo uma visão de pouca profundidade dentro do universo educacional, pois não estaremos incluindo alguns fatores de significativa relevância como, por exemplo, os processos intrínsecos relacionados ao ambiente e às pessoas.

No atual cenário em que vivemos a tecnologia introduz novas necessidades e desafios em relação à sua produção, transmissão, recepção, processamento dos dados e tratamento da informação, onde os computadores começam a se fazer cada vez mais presentes em todos os lugares, junto com a internet, onde provocam transformações cada vez mais visíveis e rápidas em nossas vidas (BRASIL, 2013).

As novas tecnologias se ajustam aos padrões sociais atuais com grande destaque ao uso dos computadores e da internet, em que nossos alunos dedicam boa parte de seu tempo, como já vimos nos dados da pesquisa do CGI (2003) no início desse trabalho, principalmente ao uso das redes sociais. Disso pode-se afirmar que esses recursos tecnológicos estão assumindo cada vez mais um papel permanente em nosso cotidiano, sendo assim, torna-se relevante a inclusão de tecnologias na educação, seja quando elaboramos estratégias de aprendizagem com o uso desses recursos, ou na produção de sequências didáticas atraentes, com maior significado aos nossos alunos.

Em vista da dificuldade encontrada na aprendizagem de Física pelos alunos do Ensino Médio, observada em uma escola do interior do estado de São Paulo, e do potencial que o uso dos recursos tecnológicos pode oferecer em termos de ampliar e aprofundar o envolvimento dos alunos com sua própria aprendizagem foi que essa ação buscou estratégias que envolvessem fenômenos de Física relacionados ao dia-a-dia dos estudantes com o uso de softwares simuladores. Outro aspecto buscado foi a aprendizagem significativa desses alunos, que pode ser compreendida como um processo no qual o aprendiz internaliza os conhecimentos adquiridos durante seu desenvolvimento cognitivo, permeado por sua vivencia e experiências adquiridas durante seu trajeto de vida (subsunçores), de forma que esses saberes não possuem caráter arbitrário, e se concretizam com a busca do conhecimento (MOREIRA, 2014).

## Em busca de novas situações de aprendizagem

O currículo escolar de Física do Estado de São Paulo se enquadra dentro das premissas da educação escolar nacional as quais estão regidas pela 'Carta Magna' da educação Brasileira que compõem as Leis de diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDB) de 1996, mas cabe ao professor dar forma ao seu trabalho conforme suas necessidades e interesse dos alunos.

O currículo de Física aponta que é possível criar um projeto formativo que atenda a Lei de diretrizes e Bases da Educação Nacional, de 1996. Para que isso

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aconteça o ensino não deve ficar somente na memorização de fórmulas ou repetição automática de procedimentos (SÃO PAULO, 2010).

Para Prado (2014), existe uma grande diferença no modo como ensinávamos no século passado e como ensinamos agora, nossa sociedade esta mudando e inovando suas atividades, necessitando cada vez mais de profissionais que atendam o perfil dessa nova sociedade, e na educação não é diferente, devemos pensar em novas formas de ensinar desenvolvendo estratégias que estejam adequadas ao novo paradigma estabelecido pelas tecnologias da informação.

As novas abordagens na educação estão trabalhando cada vez mais projetos com o uso das tecnologias da informação e comunicação (TIC), fazendo com que o educador busque uma nova postura estratégica, assim a arte de ensinar requer que o profissional da educação procure meios de proporcionar melhores condições de aprendizagem para os alunos. Demonstrando grande necessidade em redefinir o papel do professor, de transmissor das informações para mediador do conhecimento, buscando novas situações de aprendizagem de modo que os alunos possam transformar essas informações em conhecimento.

Uma boa abordagem didática é aquela que proporciona ao aluno a experiência de vivenciar seu próprio desenvolvimento cognitivo, de forma construtiva em que ele possa aprender fazendo (vivenciando), protagonizando sua própria aprendizagem, interagindo com o mundo ao seu redor nas mais adversas situações que lhe são desafiadas, ou seja, o aluno deve se deixar envolver pelo mundo do conhecimento participando ativamente no processo de ensino-aprendizagem.

Toda atividade deve ser bem planejada para que seja tangível e compreendida pelo aluno, permitindo que o mesmo identifique a razão que o leva a realizar essa atividade e qual a importância dela em sua vida (PRADO, 2014).

## A origem da experiência e o desenvolvimento da ação

Durante o 1° bimestre do ano de 2012 devido à falta de interesse pela disciplina de Física por parte dos alunos do Ensino Médio em aprender os conceitos básicos sobre eletricidade e magnetismo, surgiu a ideia de estimular a aprendizagem desses conceitos de forma diferenciada. Assim se propôs a ação que teve início no 2°Bimestre do ano letivo de 2012 com as turmas da terceira série do Ensino Médio em uma escola pública de São José do Rio Preto, onde foram desenvolvidos inicialmente conceitos relacionados à eletricidade, que posteriormente seriam trabalhados com o uso de simuladores na sala de informática.

O que são simuladores?

Os chamados simuladores são softwares de simulações interativas de conceitos Físicos, consistem de pequenos programas que funcionam em ambiente Java e que podem ser executados com ou sem o auxílio da internet.

No presente trabalho foram utilizados os seguintes simuladores, que são disponibilizados gratuitamente, pela Universidade do Colorado:

- · simulador de circuito em série e paralelo, disponível em: http://phet.colorado.edu/pt/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtuallab

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- · simuladores para as atividades: imã, eletroímã, solenóide, transformador e gerador, disponível em: http://phet.colorado.edu/en/simulation/generator

No primeiro bimestre em que essa ação foi desenvolvida, os conceitos básicos sobre eletricidade foram estudados em sala de aula e complementados no laboratório de Física onde, por exemplo, estudou-se o comportamento dos imãs, observando do que eles eram feitos, vimos o que é um eletroímã, compreendemos como funcionam as bússolas e o campo magnético da terra, e também foi analisado com auxilio de limalha de ferro, as linhas de campo de um imã em forma de barra, as quais se assemelham as linhas de campo da magnetosfera. Abordamos a geração de eletricidade com o experimento de Oersted (campo magnético produzido por corrente elétrica), a lei de Ampère (regra da mão direita), a lei de Faraday (corrente elétrica produzida pela variação de um campo magnético), a Lei de Lenz (sentido da corrente elétrica), o transformador, o princípio do motor, o funcionamento de um dínamo (gerador de corrente) e a distribuição de eletricidade até chegar a nossa casa.

Esses conceitos desenvolvidos em sala de aula foram revistos, no bimestre seguinte, fazendo uso de simuladores, com o auxílio dos alunos monitores, que foram previamente capacitados para ajudar toda turma, nesse momento utilizamos os computadores com os simuladores (PhET) da Universidade do Colorado.

Foram realizadas três atividades na sala de informática; na primeira atividade os alunos exploraram o uso dos computadores e simuladores para aprender sobre os imãs, com o auxílio de um roteiro preparado para aquela aula com o título: 'Conhecendo o imã'; através deste roteiro os alunos exploravam o comportamento dos imãs, verificavam como era seu funcionamento e como eles interagiam com a matéria.

Na segunda atividade os alunos aprenderam sobre o eletroímã com o auxílio do roteiro intitulado: 'Conhecendo o eletroímã'; neste roteiro os alunos aprenderam a respeito dos conceitos Físicos envolvidos na produção de campos magnéticos gerados por correntes elétricas.

Na terceira atividade os alunos compreenderam como funcionava um solenoide, um transformador e um gerador com a ajuda do roteiro: 'Solenóide, transformador e gerador'; esta etapa concluiu os conhecimentos que já haviam sido trabalhados em sala de aula e no laboratório, proporcionando informações para que os alunos compreendessem o processo de produção e geração de energia elétrica, desde a estrutura da matéria até sua produção e distribuição chegando em nossa casa.

## Considerações Finais

Foi percebido na ação desenvolvida, com o uso dos simuladores e da sequência didática que contemplava o roteiro para realização da experimentação, um avanço em termos de interesse e participação dos alunos através de relatos de contentamento, satisfação e envolvimento dos mesmos nas atividades desenvolvidas tanto em sala de aula quanto no laboratório e na sala de informática. O aumento de questionamentos também foi um indicativo do desenvolvimento da

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aprendizagem e de uma reestrutura lógica na organização das ideais com as quais estavam lidando.

É fato que a melhora nos índices de desempenho dependem de vários parâmetros referentes ao ambiente social e fatores intrínsecos ao universo em que o aluno se encontra, mas podemos dizer que a forma de trabalho aplicada funcionou de maneira satisfatória, contribuindo para uma melhor compreensão dos fenômenos Físicos, acreditamos que isso refletiu nos índices de desempenho da disciplina. Relacionamos esse reflexo com o aumento do interesse e a motivação dos alunos, que permitiu que tivessem uma nova postura em relação a esses tópicos da física, encarando-os de uma maneira mais participativa e atuante.

Nosso objetivo foi concretizado ao minimizar o número de alunos que apresentavam dificuldades em visualizar fenômenos de natureza física e que não se interessavam pela disciplina, e houve também uma influencia na diminuição do número de faltas dos alunos, pois nos relatos eles demonstravam que estavam curiosos para saber sobre o que iriam estudar na aula da próxima semana, havendo assim um empenho em não faltar na aula do dia da sala de informática.

Por fim, visto que esta atividade é passível de ser replicada em qualquer escola que possua computadores, mesmo sem o uso da internet, esperamos que essa ação incentive e motive professores de física, para que utilizem tecnologias da informação e comunicação na educação e, principalmente o recurso dos simuladores em suas aulas. Uma das grandes vantagens do uso desses programas é a possibilidade de controle e teste de algumas variáveis que seriam praticamente impossíveis em nossas condições atuais, como por exemplo, modificar a tensão aplicada em um aparelho até que ela ultrapassasse os limites suportados por ele. Atividades dessa natureza são obviamente inviáveis em uma sala de aula, quer por motivos de segurança, quer por falta de recursos, entretanto puderam ser feitas através dos simuladores. Nesse sentido, com os simuladores nós ultrapassamos nossos limites de testes e possibilidades de aprendizagem habituais.

Pensando em trabalhos futuros, pretende-se aprimorar essa ação, pautandose em diversos estudos como os de Praia (2005) e Rosito (2004) que têm discutido e apontado vantagens, em termos de aprendizagem, do uso de atividades investigativas. Nas atividades investigativas o aluno pode decidir como proceder, que variáveis manipular, como organizar seu trabalho, por exemplo, em oposição ao uso de atividades totalmente orientadas nas quais o aluno fixa, muitas vezes, na manipulação de materiais para a obtenção ou comprovação de algum resultado. Nesse sentido, já consideramos a necessidade de rever os roteiros utilizados para os experimentos virtuais, no sentido de realizar atividades investigativas, que tragam mais significado à aprendizagem do aluno, buscando novas metodologias que sejam práticas e viáveis em sala de aula, utilizando o recurso da TIC como nosso aliado.

## Referências

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&lt;http://decampinasoeste.edunet.sp.gov.br/FUNDEB\_FINAL\_OK.pdf&gt; Acesso em: 23 Fev. 2014.

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. Introdução a Educação Digital . 2013. Disponível em:

&lt;http://pt.slideshare.net/tecampinasoeste/proinfo-introducao-a-educacao-digital60f&gt; Acesso em: 23 Fev. 2014.

CGI. Tic Kids Online Brasil 2012 : pesquisa sobre o uso da Internet por crianças e adolescentes [coordenação executiva e editorial Alexandre F. Barbosa]. São Paulo: Comitê Gestor da Internet no Brasil, 2013.

MOREIRA, M.A. Aprendizagem Significativa: Um conceito Subjacente. Disponível em: &lt;http://www.if.ufrgs.br/~moreira/apsigsubport.pdf &gt; Acesso em: 23 Fev. 2014.

PARANÁ. Secretaria da Educação. Semana pedagógica.2014. Disponível em: &lt;http://www.gestaoescolar.diaadia.pr.gov.br/arquivos/File/sem\_pedagogica/fev\_201 4/anexo2\_formulario.pdf&gt;. Acesso em: 23 Fev. 2014.

PRADO, M.E.B.B . O papel do professor na criação de situações de aprendizagem. Disponível em: &lt; http://www.ich.pucminas.br/pged/interact/viewfile.php/1/file/54/34/PDF.pdf&gt; Acesso em: 23 Fev. 2014.

PRAIA,J. (et al.) A hipótese e a experiência científica em educação em ciência: Contributos para uma reorientação epistemológica In CACHAPUZ, A.; GILPÉREZ, D.; CARVALHO,A.M.P.; PRAIA,J.; VILCHES, A. A necessária renovação do ensino das ciências . São Paulo: Cortez, 2005.

ROSITO, B. A. O ensino de ciências e a experimentação. In MORAES, R. (org.) Construtivismo e ensino de ciências : reflexões epistemológicas e metodológicas. Porto Alegre : EDIPUCRS, 2000.

SÃO PAULO. Currículo do Estado de São Paulo: Ciências da natureza e suas tecnologias/ Secretária da educação. São Paulo: SEE, 2010.

ZENKER, M.R. O que é uma escola de excelência? . Revista Pátio. n. 65, fevereiro, 2013. Disponível em: &lt;http://www.grupoa.com.br/revistapatio/artigo/8329/o-que-e-uma-escola-de-excelencia.aspx&gt; Acesso em: 23 Fev. 2014.

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