UMA PROPOSTA PARA O USO DO SPRACE GAME EM AULAS DE FÍSICA DO ENSINO MÉDIO

## UMA PROPOSTA PARA O USO DO SPRACE GAME EM AULAS DE FÍSICA DO ENSINO MÉDIO

Kael Augusto Botini , João Vitor Ribeiro de Souza , Leandro Londero 1 1 1

1 Universidade Estadual Paulista 'Júlio de Mesquita Filho' - UNESP/Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas - IBILCE, kael.physics@hotmail.com, ribeiro2pponto@hotmail.com, llondero@ibilce.unesp.br

## Resumo

Apresentamos uma proposta de ensino da física de partículas a partir de um jogo de computador (game) destinado aos alunos do ensino médio. Os temas abordados nas aulas serão: estrutura das partículas elementares, carga de cor, interações fortes sobre bárions e mésons, decaimento de partículas, noções de escalas subatômicas, partículas elementares e suas contribuições com a sociedade, os quais serão ensinados aos estudantes por meio de aulas no laboratório de informática. Dada a insegurança dos professores para inserir tópicos de física moderna e contemporânea, mais especificamente em relação ao ensino de Física de Partículas, muitas vezes gerada pela formação inadequada de boa parte deles, pensamos que a sequência proposta se constitui em uma alternativa ao livro didático e uma contribuição para os professores sem experiência e para aqueles que possuem formação em outras áreas, o que é muito comum quando nos referimos aos docentes da rede pública de ensino. Como continuidade do trabalho, pretendemos implementar a sequência em escolas do ensino médio, para testarmos sua eficiência e identificarmos os pontos positivos e negativos de seu uso, além das facilidades e dificuldades encontradas na implementação, com isso podemos melhorar e aprimorar a sequência.

Palavras-chave: Sprace Game, Física de Partículas Elementares, Ensino Médio

## A utilização de Games no Ensino da Física

- O uso de tecnologias em sala de aula pode ser um grande avanço principalmente quando falamos do ensino de física. A resistência de professores experientes ou a falta de conteúdo de educadores de física que não tem formação na área mantém o uso de métodos tradicionais, uso excessivo de aulas expositivas e resolução de exercícios, no ensino de física. A tecnologia que já está presente no cotidiano de alunos e professores pode mudar esse quadro. Mostrar uma física que não depende totalmente de conceitos matemáticos pode fazer com que os alunos passem a se interessar mais pelo conteúdo da disciplina. Segundo Amorim e Ramos (2016)

Analisando o uso da TDIC como recurso didático para o ensino de física, percebemos que o caráter do jogo se mostra como uma alternativa à metodologia tradicional de ensino, com potencial para despertar interesse e, sobretudo, curiosidade nos alunos, implicando a reorganização da atividade de ensino (AMORIM e RAMOS, 2016)

- O professor também deve se adaptar as novas tecnologias e rever suas técnicas e metodologias, além de adaptar suas aulas para os diferentes tipos de alunos que estão presentes em suas aulas. Para Leão Junior et al. (2014)

Entende-se como objetivo dos educadores, ensinar com o propósito de que os alunos compreendam e coloquem em prática o conteúdo estudado, mas sabe-se que nem todos os professores atingem este objetivo. Há aqueles que ainda utilizam os mesmos materiais e conteúdos para todas as suas turmas,

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23 a 27 de janeiro de 2017

sendo estas diferentes uma das outras. Mas para que isto mude, os professores necessitam adequar os conteúdos de acordo com a faixa etária de seus alunos, estipularem estratégias, trazer recursos diversificados, e neste contexto utilizar as tecnologias, que fazem parte do cotidiano de todos (LEÃO JUNIOR et al., 2014).

## Ainda, segundo Costa e Ramos (2016)

O uso do vídeo game pôde proporcionar aos alunos algo diferente e marcante, que talvez possa beneficiar nas atividades de ensino de conceitos de Física, seja podem ser entendidos ou proporcionem referências de aprendizado para os estudantes, pela maneira diferenciada e ativa, se comparados como o ensino de conceitos ocorrem comumente nas aulas expositivas tradicionais da disciplina no Ensino Médio (COSTA e RAMOS, 2016)

Para que essa melhora ocorra, não se pode selecionar qualquer jogo sem antes analisar o quão educativo ele possa ser. Criar ou selecionar um jogo existente para realizar uma atividade educativa, deve-se levar dois aspectos em consideração: didática e diversão. A ideia de utilizar um jogo em uma atividade didática vem com o entretenimento do aluno a partir de uma atividade lúdica e divertida, em contraponto se um jogo focar muito na diversão, ele não abrirá espaço para a didática e para a parte educativa, fazendo com que ele não seja muito útil para uma atividade educativa. Já se um jogo focar muito em seu conteúdo, ele tomará formas de um livro didático online, perdendo a capacidade de entreter o aluno fazendo com que quase ninguém queira jogá-lo.

Logo o jogo deve conter um equilíbrio entre conteúdo educativo e diversão. Essa não é uma tarefa fácil, deve-se tomar cuidado com a forma que o conteúdo é abordado. É comum vermos jogos que utilizam imagens 'clichês' da ciência em um jogo simples como desviar de obstáculos ou atirar em alvos, esse tipo de jogo não possui características educativas e não pode ser usado para esse fim, a pesar de serem bons jogos promocionais. O jogo também deve apresentar textos dentro de um contexto ou um enredo no jogo de forma que faça com que o conteúdo apresentado tenha relações com o que os jogadores estão jogando, caso contrário o jogo torna-se uma simples atividade lúdica sem fins educativos.

## Objetivo e Justificativa

Nosso trabalho partiu das considerações apresentadas anteriormente e da constatação do baixo número de investigações que analisam o uso dos jogos, em especial dos jogos virtuais, no ensino de conteúdos conceituais de física. Para tanto, se faz necessário, num primeiro momento, a elaboração de uma sequência de ensino que contemple o uso de game.

Assim, no trabalho aqui relatado, apresentamos uma proposta para o ensino da física de partículas elementares que contempla o uso de um jogo de computador. Mas especificamente, objetivamos analisar o uso do Sprace Game no ensino da Física de Partículas, buscando compreender os limites e as potencialidades dele na mediação dos conteúdos conceituais pertencentes ao tópico de partículas elementares.

Procuramos elaborar uma sequência de ensino capaz de responder o seguinte problema: Em que medida o uso do Sprace Game contribui, enquanto recurso didático, na discussão dos conteúdos conceituais de física de partículas elementares?

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Duas questões que parecem relevantes permearam este estudo, são elas:

- 9 Quais são os limites apresentados pelo Sprace Game na apresentação dos conteúdos da física de partículas elementares?
- 9 Quais são as potencialidades proporcionadas pelo Sprace Game para a discussão da física de partículas elementares?

Nosso estudo justifica-se uma vez que o ensino de partículas elementares, em geral, não é contemplado nas aulas dos professores de física do ensino médio, que permanece, muitas vezes, estagnado em conceitos ultrapassados de que os átomos são compostos por partículas indivisíveis (prótons e nêutrons). Para tentar mudar esse cenário o uso de tecnologia no ensino de física moderna torna-se cada vez mais frequente, assim como o uso de jogos.

Para respondermos as questões acima e atingirmos nosso objetivo, realizamos algumas ações investigativas. Na próxima seção, explicitam-se comentários sobre o desenvolvimento do trabalho, os sujeitos e locais de realização, bem como os instrumentos de coleta de informações (usos e funções).

## Desenvolvimento do estudo

Primeiramente procedemos a uma revisão para identificarmos possíveis trabalhos nessa área. Após, procuramos identificar os games elaborados para o ensino de conteúdos de física. Identificamos a existência de um jogo destinado ao ensino de partículas elementares intitulado Sprace Game.

- O Sprace (figura 1) é um jogo que está na sua segunda versão e foi desenvolvido pelo São Paulo Research and Analysis Center (Sprace) da Universidade Estadual Paulista (UNESP). No jogo, utilizamos o mouse para controlar uma nave em um universo subatômico, com o principal objetivo de preparar o planeta Marte para a colonização humana. O jogo é composto por dezessete missões (sendo quatro etapas e treze troféus) que para serem superadas, o jogador deve trabalhar com a tabela periódica consultando as especificidades da composição de cada elemento, além de adquirir conhecimento sobre cada uma das partículas elementares que constituem o modelo padrão, carga de cor, interações forte entre bárions e mésons, o decaimento de partículas e noções de escalas subatômicas.

Figura 01: Imagem da tela do Sprace com o Laboratório de particuloscopia

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No cenário inicial do jogo nos é explicado que o banco de dados sobre todas as partículas elementares foi perdido. Na primeira missão o jogador deve levar capturar e levar partículas desconhecidas para serem analisadas no laboratório até que as informações sobre todos os léptons tenham sido restauradas. A segunda missão instrui o jogador sobre o decaimento da partícula tau e pede para que o jogador capture e leve ao laboratório dois mésons diferentes formados por esse decaimento.

Na terceira missão o jogador continua a restaurar o banco de dados da nave, mas agora ele tem que identificar os bárions (partículas formadas por quarks), sendo um próton, um nêutron e outros três tipos diferentes de bárions. Na quarta e última missão o objetivo principal será cumprido, agora temos que criar prótons e nêutrons e gerar átomos de hidrogênio e oxigênio para começar a criar a atmosfera de Marte

Os treze troféus dão uma longevidade maior para o jogo, os dois primeiros pedem para que o jogador identifique todas as partículas e todos os mésons. O terceiro e o quarto pedem pra que o jogador utilize o procedimento de congelamento do tempo do laboratório para observar a composição de um próton e um nêutron.

Os troféus do quinto ao oitavo pedem que o jogador construa um próton e um nêutron e suas respectivas antipartículas a partir de subpartículas extraídas de outras partículas. O nono troféu pede para que o jogador consiga levar uma partícula qualquer para o laboratório sem toca-la com a nave ou usar os canhões.

O décimo e o décimo primeiro troféu pedem para que o jogador construa um bárion com carga +2 e um com carga -2 respectivamente. O décimo segundo troféu pede para que o jogador complete todos os níveis do jogo. O último troféu pede que o jogador complete todos os níveis do jogo em todas as dificuldades disponíveis.

## A elaboração da sequência: atividades e conteúdos abordados

A partir da apresentação sintática do jogo, realizada na sessão anterior, procuramos desenvolver um módulo que busca abordar conceitos básico pertencentes ao tópico de física de partículas. O conteúdo da sequencia de ensino gira em torno do modelo padrão de forma que os alunos consigam identificar os diferentes tipos de partículas, elementares e não elementares como mésons e hádrons.

A sequência de ensino é composta por sete aulas que são descritas a seguir.

Quadro 1: Resumo dos conteúdos das aulas

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A primeira aula, consiste em analisar o conhecimento prévio dos alunos a partir de um questionário. Com as respostas dos alunos, uma discussão deve ser iniciada para que os eles entrem em consenso sobre as resposta do questionário. As perguntas a serem respondidas são:

- 1 - O que você entende por átomo?
- 2 - Você consegue pensar numa porção de matéria menor que o átomo?
- 3 - Você já ouviu falar do modelo padrão?
- 5 - Onde podemos encontrar partículas?
- 6 - Já ouviu falar de aceleradores de partículas? Onde? O que?
- 7 - O que você conhece sobre forças fundamentais?
- 8 - Qual sua opinião sobre o uso de videogames no ensino?
- 9 - Você já teve alguma experiência com o uso de videogame na escola?

Na segunda aula, o professor deve fazer uma breve introdução às partículas elementares a partir de um recorte de texto fomentando uma discussão de forma que os alunos entendam o conteúdo apresentado. O tutorial do jogo deve ser apresentado aos alunos de forma que criem familiaridade com os controles e objetivos do jogo, podendo assim dar sequência ao módulo.

Na terceira aula, uma introdução aos léptons deve ser feita pelo professor, em seguida a primeira missão do jogo deve ser completada, quando todos os léptons estiverem catalogados pelos alunos eles devem abrir o menu do jogo para que possam analisar as principais características de cada particular e identificar familiaridades apresentadas por cada um dos léptons.

Figura 2: Menu de instrução e objetivos do jogo Sprace Game 2.0v (Missão 1)

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Na quarta aula, a segunda missão do jogo deve ser completada com as informações adquiridas no jogo sobre os mésons. O professor deve mostrar aos alunos quais as suas funções no universo. Analisando a composição dos mésons no menu do jogo com o alunos, o professor deve introduzir conceitos sobre os quarks.

Na quinta aula, os alunos devem completar a terceira missão do jogo para que os bárions, o próton e o nêutron sejam catalogados. Com o auxílio da ferramenta 'desacelerar o tempo' (figura 3), presente do jogo, os alunos devem

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identificar como os bárions são formados e uma introdução às forças mediadoras e sua relação com a cor das partículas deve ser feita.

Figura 3: 'Desacelerar o tempo' em funcionamento

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Na sexta aula, um questionário visando analisar o conhecimento adquirido até o momento pelos alunos deve ser aplicado. Uma discussão sobre a colonização de Marte (principal objetivo do jogo) deve ser iniciada, para que os alunos consigam dar continuidade no módulo. As questões a serem feitas nesta aula são:

- 1 - Qual a função das partículas elementares no universo?
- 2 - Como podemos utilizar partículas elementares parar colonizar o planeta Marte?
- 3 - Quais as características das partículas apresentadas pelo jogo? Quais outras características você usaria para classificar uma partícula?
- 4 - Como o jogo SPRACE GAME 2.0 te ajudou a entender sobre partículas elementares?

Na sétima aula, a quarta e última missão do game deve ser completada. O professor deve analisar se os alunos tem o conhecimento necessário para criar átomos de hidrogênio e oxigênio, avaliar se o aluno sabe quais são as partículas necessárias para a criação desses átomos.

Após a realização dessa missão, o professor deve apresentar aos alunos possíveis aplicações futuras para a física de partículas, dando enfoque à colonização de Marte, para que os alunos possam entender e questionar problemas sociais relacionados com os investimentos realizados nesse tipo de pesquisa.

## Considerações Finais

O principal objetivo desse trabalho foi apresentar uma sequência para o uso de um jogo (game) sobre Física de Partículas Elementares.

Dada a insegurança dos professores para inserir tópicos de física moderna e contemporânea, mais especificamente em relação ao ensino de Física de Partículas, muitas vezes gerada pela formação inadequada de boa parte deles, pensamos que a sequência proposta se constitui em uma alternativa ao livro didático e uma

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contribuição para os professores sem experiência e para aqueles que possuem formação em outras áreas, o que é muito comum quando nos referimos aos docentes da rede pública de ensino.

Como continuidade do trabalho, pretendemos implementar a sequência em escolas do ensino médio, para testarmos sua eficiência e identificarmos os pontos positivos e negativos de seu uso, além das facilidades e dificuldades encontradas na implementação, com isso podemos melhorar e aprimorar a sequência.

## Referências

AMORIM, Diego Soares; RAMOS, Eugenio Maria de França. Jogos e TDIC: ludicidade como alternativa metodológica no ensino de física. Simposio Internacional de Enseñanza de las Ciencias , III, Uvigo: 2016. Disponível em: &lt;http://aplicacion.siec2016.org/tmp/comunicacionesfinales/476\_SIEC\_2016.pdf&gt;. Acesso em: 16 jun. 2016.

COSTA, Oaní da Silva; RAMOS, Eugenio Maria de França. Vídeo Games e Ensino de Física: Explorando Possibilidades e Inovações Didáticas. Simposio Internacional de Enseñanza de las Ciencias , III, Uvigo: 2016. Disponível em: &lt;http://200.145.6.217/proceedings\_arquivos/ArtigosCongressoEducadores/6645.pdf &gt;. Acesso em: 16 jun. 2016.

LEÃO JUNIOR, Cleber Mena et al. O Videogame como recurso para EnsinoAprendizagem. Simpósio Nacional de Ensino de Ciências e Tecnologia , IV, Ponta Grossa: 2014. Disponível em:

&lt;http://sinect.com.br/anais2014/anais2014/artigos/tic-no-ensino-aprendizagem-deciencias-e-tecnologia/01410144428.pdf&gt;. Acesso em: 29 nov. 2014.

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