UTILIZAÇÃO DE SIMULAÇÕES COMPUTACIONAIS NO ENSINO DE ELETROSTÁTICA PARA ALUNOS DE ENSINO MÉDIO

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V Jornada de Iniciação à Docência do Ifes

## UTILIZAÇÃO DE SIMULAÇÕES COMPUTACIONAIS NO ENSINO DE ELETROSTÁTICA PARA ALUNOS DE ENSINO MÉDIO

EIXO: Elaboração de material didático experimental

MACHADO, Alisson 1 TEIXEIRA, Eric 2 METZKER, Pedro Saulo 3 ASSIS, Cezar 4 BUFFON, Luiz Otávio 5

RESUMO: Este texto tem por objetivo apresentar uma das atividades desenvolvidas pelos bolsistas do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência - PIBID, alunos do curso de Licenciatura no Ensino de Física do Instituto Federal do Espirito Santo - IFES Campus Cariacica, com a parceria da Escola Estadual de Ensino Fundamental e Médio Professora Maria Penedo localizada em Cariacica - ES. No cenário em que os alunos demonstram a falta de interesse pelo estudo de física dificulta o ensino da disciplina, desta forma fica cada vez mais difícil de dar aulas desta ciência. Aplicamos uma abordagem diferente para despertar o interesse e incentivar os alunos. Usamos a historia da eletricidade para dar conhecimentos prévios e assimilações do dia a dia e assim facilitar as absorções. Então, em seguida, foram apresentados os conteúdos sobre carga elétrica, Lei de Coulomb e Campo Elétrico. Logo depois do tema ter sido aplicado, usamos um jogo de forma didática para a fixação do tema e posteriormente foi passado um questionário a ser respondido pelos alunos. A utilização do simulador como jogo foi muito útil e auxiliou na concentração e no interesse dos alunos e foi constatado que para o ensino de conteúdos abstratos os simuladores são uma ótima e efetiva ferramenta.

Palavras-chave: ensino; física; simulação;

## 1. INTRODUÇÃO

A Física pode desvendar e nos auxiliar a compreender os fenômenos da natureza, mas é comum encontramos dificuldade em compreender eventos mais complexos e abstratos e não seria diferente com alunos do ensino médio. Muitas das vezes os alunos têm uma visão errônea sobre a física,

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fazendo com que fiquem desmotivados sem mesmo ter visto o conteúdo a ser apresentado, desta forma dificulta a introdução de conteúdos.

Nessas circunstâncias, para despertar interesse dos alunos e dar um ponto de partida contextualizamos utilizando a história da eletricidade e um jogo na metodologia, para assim eles ligarem os conceitos que já possuíam sobre eletricidade e ficassem mais atentos na aula, o que se baseia na teoria de Ausubel da aprendizagem significativa. "Aprendizagem significativa é o processo através do qual uma nova informação (um novo conhecimento) se relaciona de maneira não arbitrária e substantiva (não literal) à estrutura cognitiva do aprendiz." (MOREIRA, 2011).

O objetivo do trabalho é aplicar o conteúdo de uma forma em que se prenda a atenção dos alunos que já entraram na sala de aula desencorajados para aprender esta ciência chamada física.

## 2. METODOLOGIA

Para as turmas do terceiro ano da EEEFM Professora Maria Penedo era preciso passar os conteúdos de Lei de Coulomb e Campo Elétrico. Resolvemos passar o conteúdo através de um seminário e um simulador que une os dois conteúdos na forma de um jogo.

No seminário houve a preocupação de se fazer uma aula diferente, sem aquela coisa pesada de fórmulas, deduções e contas que acabam tirando o interesse dos alunos. Resolvemos usar a história da física, sendo mais específico, a história da eletricidade, mas de uma forma breve. O uso da história da física na aprendizagem se insere na teoria de Ausubel da aprendizagem significativa. Foi colocado um pouco de matemática no seminário, porém a abordagem foi de uma forma mais simples e sem complicações. A apresentação foi composta pelos seguintes tópicos:

- · Introdução: Antes de começar o seminário foi passado um vídeo sobre o tema a ser apresentado apenas para introduzir o assunto abordado.
- · Uma breve história da eletricidade: Foi apresentado brevemente um histórico do século XVI abordando a história do estudo da eletricidade.
- · Um estudo sobre as cargas: Ainda no contexto histórico foi falado do fluído elétrico. Depois a parte histórica foi deixada de lado e foi falado sobre os tipos de interações, atrativa ou

Imagem 1 - Apresentando a Lei de Coulomb

repulsiva.

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- · A Lei de Coulomb: A apresentação da Lei de Coulomb e como calcular a força elétrica.
- · O que é campo elétrico: Foi explicado o conceito de campo elétrico fazendo analogia com o campo gravitacional. Aqui também entrou um pouco da matemática para chegar as equações

Fonte: Acervo próprio

de campo elétrico.

- · Vetor e linhas de campo elétrico: Novamente usando o campo gravitacional como exemplo os vetores do campo elétrico foram apresentados. Logo depois foi mostrado as linhas de campo e como elas se comportam com o sinal da carga.

Logo após a apresentação do seminário precisávamos de uma forma para reforçar principalmente os conceitos de vetor força elétrica e campo elétrico, sendo este último algo bem abstrato para os alunos, principalmente paro os de ensino médio, e, por ser abstrato, simuladores de computador podem tornar a visualização melhor. De acordo com Soegeng e Trampus &amp; Velenje (1998 e 1996)

[...]a Física lida com materiais que, muitas vezes, estão fora do alcance dos sentidos do ser humano tais como partículas subatômicas, corpos com altas velocidades e processos dotados de grande complexidade. Uma tal situação, frequentemente, faz com que os estudantes se sintam entediados ou cheguem mesmo a odiarem o estudo da Física.

Imagem 2 - Sequência de imagens do simuladorFonte: Acervo próprio

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Um jeito de mostrar esses conceitos abstratos de forma divertido foi aplicar um simulador em formato de jogo. O simulador foi desenvolvido por Simulações Interativas PhET da Universidade do Colorado.

O jogo funcionava da seguinte maneira: combinar as cargas positivas e negativas disponíveis no 'banco' para levar o disco (carga positiva preta) até o gol como num jogo de hockey (ver imagem 2), porém os tacos são as outras cargas.

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Posteriormente foi passado um questionário contendo quatro perguntas (Ver imagem 3), sendo duas de Lei de Coulomb e duas de Campo Elétrico, para uma turma de terceiro ano como diagnóstico do seminário. Imagem 3 - Questionário

Sobre as questões, a primeira era simples e apenas queria ver se os alunos não faziam confusão quanto as incógnitas da equação. A segunda era uma aplicação direta da Lei e exigiu um conhecimento básico de matemática. A terceira era sobre o conceito de linhas de campo elétrico e exigia do aluno saber o comportamento dessas linhas em cada tipo de carga. A quarta questão tinha um nível mais elevado e exigiu um pouco mais de raciocínio por parte do aluno.

Os resultados serão apresentados na próxima seção.

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Fonte: Acervo próprio

## 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

O questionário foi feito por 27 alunos de duas turmas de terceiro ano. O resultado está na tabela 1.

Tabela 1 - Dados do questionário

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Fonte: Acervo próprio

Foi observado que os alunos têm grande dificuldade com os cálculos, pois montavam a equação correta, porém erravam nas contas. Quanto ao campo elétrico mais da metade entenderam como se comportam o campo nas diferentes cargas. Apesar de ninguém ter acertado a última questão, muitos acertaram os itens I e II mostrando que entenderam os conceitos de força e campo elétrico.

## 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS OU CONCLUSÕES

Levando em conta todos os dados obtidos com os questionários aplicados e com a análise detalhada de cada um deles, foi observado que as demonstrações computacionais se mostraram de grande utilidade uma vez que visualmente há riqueza de detalhes nos aplicativos usados.

Além de auxiliar o professor na apresentação da nova matéria as simulações também contribuíram para a concentração dos alunos, tendo em vista que o aspecto imaginário e criativo passa a ser mais explorado dado o dinamismo da aula.

## AGRADECIMENTOS

Em especial, à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), ao Instituto Federal do Espírito Santo (IFES) e ao Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência (PIBID) pelo apoio.

## 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

MOREIRA, M.A. Aprendizagem Significativa em Revista/Meaningful Learning Review -V1(3), pp. 25-46, 2011.

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MEDEIROS, A.; CLEIDE, F.M. Possibilidades e limitações das simulações computacionais no ensino de física. In:. Revista Brasileira de Ensino de Física. v. 24, n. 2, 2002.

MAGALHÃES, M.F.; SANTOS, W.M.S.; DIAS, P.M.C.; Uma proposta para ensinar os conceitos de campo elétrico e magnético: uma aplicação da história da física. In:. Revista Brasileira de Ensino de Física. v. 24, n. 4, 2002.