ENSINAR FÍSICA USANDO ANIMAÇÕES EM FLASH ''CASEIRAS": AÇÃO DESENVOLVIDA NO INTERIOR DE UM PROJETO PIBID

## ENSINAR FÍSICA USANDO ANIMAÇÕES EM FLASH 'CASEIRAS': AÇÃO DESENVOLVIDA NO INTERIOR DE UM PROJETO PIBID

Janderson Gonçalves 1 , Laís Calça , Rosemara P. Lopes , Eder Marques , Eloi 1 2 3 Feitosa 1

1 Universidade Estadual Paulista 'Júlio de Mesquita Filho', Campus de São José do Rio Preto /Departamento de Física, eusouojanderson@gmail.com

2 Universidade Federal de Goiás, rosemaralopes@gmail.com

3 Escola Estadual Professor José Felício Miziara, e028927a@see.sp.gov.br

## Resumo

A ação pedagógica aqui focalizada foi desenvolvida no interior de um Projeto PIBID e tem como tema Eletricidade. Relatamos o processo de elaboração e aplicação de atividades envolvendo tecnologias digitais, dirigido a professores de Física do Ensino Médio, no qual são utilizadas simulações computacionais em Flash, desenvolvidas por alunos de graduação, bolsistas PIBID. Foram criadas animações para auxiliar na aprendizagem de conceitos como tensão, corrente e resistência elétrica, no intuito de trazer para o campo virtual e animado aquilo que ainda é tratado apenas com lousa e giz, lápis, papel e 'gogó'. A atividade didática realizada com objetos de aprendizagem é baseada na apresentação das animações pelos alunos bolsistas do PIBID, utilizando recursos multimídia, juntamente com os conceitos previamente introduzidos pelo professor. Um dos objetivos da proposta consiste em fazer um paralelo entre esses conceitos e fenômenos físicos do cotidiano dos alunos, por meio de aulas 'diferentes', numa tentativa de torná-las mais atrativas para o aluno. Na escola, o professor de Física inicia a aula revisando os conceitos de corrente, energia, potência, tensão elétrica. Em seguida, os bolsistas PIBID apresentam a animação contendo os elementos básicos de um circuito elétrico simples em funcionamento. Cada elemento é representado por uma imagem, que desempenha seu papel na animação do circuito elétrico, estimulando o aluno a pensar sobre o real funcionamento de cada componente do circuito. Por fim, estabelece relação entre elementos e teorias e fórmulas, possibilitando ao aluno entender de modo lúdico esses conceitos.

Palavras-chave: Eletricidade, Animação em flash , Ensino de Física, PIBID.

## Introdução

## O uso de recursos tecnológicos no ensino de Física

Nos dias atuais, quem não utiliza as tecnologias digitais vive alheio à sociedade globalizada e, principalmente, às informações que nela circulam. Essa inovação tecnológica tende a se ampliar rapidamente, tanto no tempo, quanto no espaço, abrangendo populações ainda pouco favorecidas. É nesse cenário que a escola está inserida e não pode 'fechar os olhos' para esse avanço; é seu papel acompanhar este desenvolvimento. A escola como principal meio para a educação formal deve ser atuante quanto à introdução de novos métodos e meios educacionais; desenvolver atividades inovadoras no ambiente escolar, em especial, em sala de aula, utilizando os recursos tecnológicos disponíveis, compreendendo por 'inovação' a implementação de novos meios que permitam atingir 'velhos' objetivos. Para inserção dessas atividades, o professor deve estar preparado,

capacitado, o que não é realidade em instituições públicas de ensino, tendo em vista que em todas as etapas de formação, da inicial à continuada, o professor enfrenta restrições ao aprendizado do próprio ofício, com ou sem a inclusão de tecnologias.

A sociedade precisa cada vez mais de um professor que ensine a pensar, a resolver problemas, a produzir conhecimento, mas isso ainda não é suficiente, com o avanço tecnológico, os jogos, aparelhos eletrônicos e até a mídia têm despertado a atenção dos jovens. Ademais, os professores devem mostrar aos seus alunos que estudar pode ser divertido, a exemplo do que propõem Fiolhais e Trindade (2003), inserir propostas desafiadoras, com o uso de recursos tecnológicos.

Estando na escola, não é difícil perceber que existem diversos problemas que afetam o ensino em geral, um deles é a adoção de uma metodologia restrita ao verbal e ao texto escrito, em especial, no ensino de Física. Recursos tecnológicos utilizados de forma adequada podem trazer contribuições significativas para o processo de ensino e aprendizagem em especial em Física, à medida em que proporciona ao indivíduo a possibilidade de interação entre variadas áreas do conhecimento.

## Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência

O Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência (PIBID) é uma iniciativa para o aperfeiçoamento e a valorização da formação de professores para a Educação Básica, o Programa concede bolsas a alunos de licenciatura e promove a inserção dos estudantes no contexto das escolas públicas desde o início da sua formação acadêmica, para que desenvolvam atividades didático-pedagógicas sob orientação de um ou mais docentes da universidade e de um professor da escola. O PIBID Licenciatura em Física do Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas (IBILCE), Campus da Universidade Estadual Paulista 'Júlio de Mesquita Filho' (UNESP) em São José do Rio Preto, Estado de São Paulo, propõe o uso da tecnologia na escola, sendo este um diferencial de sua proposta, implementada, obviamente, na medida das possibilidades de cada instituição.

A Escola Estadual (EE) Professor 'José Felício Miziara' foi selecionada para o desenvolvimento do subprojeto, pela disposição de seus gestores para a integração das tecnologias digitais ao trabalho pedagógico. Para tanto, elaboramos roteiros para uso de experimentos virtuais e animações de Física na escola e aplicação dos mesmos na aula, tendo o objetivo de contribuir para o fortalecimento da profissão docente, partindo da crença de Lopes (2014) de que o professor pode fazer a diferença na trajetória escolar do aluno e partilhando do pressuposto de que, na atualidade, as práticas pedagógicas escolares precisam ser revistas, caso contrário tendem a limitar as chances de aprendizagem do aluno.

Os recursos tecnológicos inseridos na escola não devem ser tratados como ferramentas utilizadas casualmente, mas ser contextualizados, de forma que contribuam para uma formação diferenciada.

## Uma aproximação visual animada de alguns fenômenos elétricos

Dispende-se muito tempo criando aparatos experimentais para demonstrar um determinado fenômeno físico e muitas vezes aprende-se muito pouco com eles, porque, na maioria das vezes, esses sistemas 'caseiros' dão errado e mostram o conceito superficialmente, para desânimo do professor. Parece evidente que a

utilização da tecnologia na sala de aula produz uma modificação no ambiente e na dinâmica da aula. Essa busca de caminhos alternativos mais eficientes do ponto de vista da aprendizagem é ousada e leva em consideração a participação ativa dos estudantes.

Os conteúdos de Física, na maioria das vezes, têm recebido um tratamento abstrato e fora da realidade do aluno, e o papel do professor, basicamente, é o de um mero transmissor de informações. Em contrapartida, observa-se que a imaginação, a criatividade e a crítica, tão relevantes na produção científica, tendem a ficar em segundo plano (RICARDO; FREIRE, 2007, p. 251).

No projeto PIBID de Física do IBILCE/UNESP, primeiro trabalhamos com a observação da turma, conhecendo os alunos, depois elaboramos um projeto para a sala, integrado ao projeto PIBID. Assim procedendo, constatamos que o professor de Física tem que ter conhecimento sobre novas tecnologias, tempo para planejar suas atividades de acordo com os alunos, suas necessidades reais de informação e seus respectivos graus de aprofundamento sobre determinado conteúdo.

No projeto aqui relatado criamos animações de alguns fenômenos elétricos que acontecem a nível atômico e molecular, pressupondo que por meio delas o aluno seria capaz de refletir e ressignificar conceitos e que cabe ao professor explicar em que contexto surgiu o conceito que busca ensinar, contando pequenas histórias que servem para obter a atenção do aluno.

- A proposta pedagógica entra em ação pela transposição didática (VALDEMARIN, 2000), que transforma o conhecimento científico em conhecimento escolar a ser ensinado, modifica o saber, permite diálogo, sem o medo aparente de questionar; esta aproximação de fenômenos elétricos ocorre no Ensino Médio com ilustração dinâmica (animações); essas ilustrações não representam detalhes das nuances do que realmente acontece na estrutura da matéria em um circuito elétrico, são uma representação extremamente simples do fenômeno, porém didática.
- O planejamento didático-pedagógico do referido projeto previa aulas na escola, trazendo do campo conceitual a identificação visual do significado de corrente elétrica, energia, tensão e potência, identificando o papel de cada um em um circuito elétrico. Cada figura desempenha seu papel no circuito e, durante a animação, o professor explica o que acontece detalhadamente nas interações dos elementos do circuito e cada item isoladamente. Por fim, estabelece relação entre os elementos e as fórmulas, explicando o que cada uma significa no desenho. Na segunda aula aplicamos um questionário contendo perguntas sobre os conceitos abordados e verificamos os resultados.

Sobre as simulações, elas podem ser utilizadas ao finalizar um tema, para identificar possíveis lacunas na aprendizagem e tentar saná-las, ou antes de introduzir determinado conceito, como forma de obter-se um diagnóstico prévio das pré-concepções dos alunos sobre o tema a ser ensinado. A utilização planejada de simulações tem potencial para provocar mudança nas atitudes dos alunos, levandoos a criarem grupos de estudos que geram oportunidade de discussão e cooperação entre seus membros.

Corrente elétrica

A corrente elétrica ( i) em um fio é numericamente igual ao número de carga ( Δ q ) por unidade de tempo ( Δ t ) que passa por um determinado ponto do fio condutor (GRIFFITHS, 2011).

Na simulação que criamos a corrente foi representada por carrinhos que transportam ouro, onde o carrinho representa o elétron e o ouro é a energia carregada por ele. A corrente é a sucessão de carrinhos, um após o outro, como os elos de uma corrente, representado na figura a seguir:

Figura 1 - Carrinhos carregando ouro representando uma corrente elétrica em um condutor ideal.

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Figura 2 - Carrinhos representando elétrons em um circuito elétrico. À esquerda, carrinhos cheios de ouro, representando elétrons com energia. À direita, carrinhos vazios, representando elétrons sem energia, roubados no meio do caminho.

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Os carrinhos são animados e eles se movimentam um após o outro, carregando o ouro, fazendo uma analogia aos elétrons transportando energia. Os carrinhos cheios de ouro representam os elétrons carregados de energia. Os carrinhos vazios representam os elétrons sem energia. O número de carrinhos que entram no circuito pelo polo positivo da pilha é o mesmo que dele sai, o que exemplifica a corrente elétrica. O que fica pelo caminho, roubado, é o ouro, que representa a energia. Pilha representa a fonte de energia, a 'mina de ouro' onde o carrinho é carregado.

## Circuito Elétrico

Circuito elétrico consiste em um gerador elétrico, um condutor em circuito fechado e um elemento ou carga capaz de utilizar a energia produzida pelo gerador (MUNDO EDUCAÇÃO, 2016). O gerador transforma um tipo de energia (energia química, por exemplo) em energia elétrica, que é transformada no elemento ou carga em um terceiro tipo de energia (calor, por exemplo).

Um circuito elétrico simples é aqui representado por círculos nas cores amarelo e cinza, simbolizando elétrons com e sem energia, respectivamente, ilustrando a queda de potencial.

Figura 3 - Elétrons com energia (amarelos) e elétrons sem energia (cinzas) e a lâmpada gastando energia, representando a queda de potencial e a transformação de energia elétrica em energia luminosa.

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## Tensão elétrica

Tensão (ou voltagem) elétrica é definida como a energia ( Δ E ) necessária para mover uma carga elétrica ( Δ q ). Um gerador fornece energia aos elétrons, que pode ser usada para acender uma lâmpada, aquecer água no chuveiro elétrico ou reservatório, esquentar um ferro elétrico (BRASIL ESCOLA, 2016).

Matematicamente U = Δ E / Δ q . Representamos o elétron carregado como um carrinho cheio de ouro. A tensão elétrica é mostrada como a quantidade de ouro que o carrinho carrega. Caso não haja ouro no carrinho, a tensão é zero, ou seja, o carrinho, que é o elétron, corre no circuito, mas não carrega energia.

## Resistores e Resistência Elétrica

Resistores são 'componentes de circuitos elétricos que possuem a finalidade de limitar a corrente elétrica ou gerar calor (MUNDO EDUCAÇÃO, 2016, p. 01).' Resistência elétrica é a capacidade de um corpo qualquer se opor à passagem de corrente elétrica, mesmo quando existe uma diferença de potencial aplicada. Seu cálculo é dado pela Primeira Lei de Ohm, e, segundo o Sistema Internacional de Unidades (SI), é medida em ohms.

Representamos no projeto, resistores como pequenos labirintos, o da esquerda, mais fácil de ser solucionado, é representado como um resistor de baixa resistência. O labirinto à direita, mais difícil, como um resistor de alta resistência. É perguntado aos alunos 'Qual deles é mais fácil e o mais difícil de sair?', pergunta

óbvia, e 'em qual você vai gastar mais tempo e mais energia pra escapar de dentro?', também trivial. A intenção é fazer com que visualizem o conceito de resistência e porque o resistor esquenta, causando o efeito Joule, que é exatamente a dificuldade que o elétron tem de sair do resistor e a energia que ele gasta pra isso, assim, aquecendo-o. Em Resistores, ficamos restritos a aspectos mais gerais. A discussão quanto ao material, comprimento e espessura do fio foge ao escopo do projeto, abrindo margem para outro trabalho posterior.

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Figura 4 - Labirintos representando resistores. À esquerda, o labirinto mais fácil de resolver, representando um resistor de pouca resistência. À direita, um labirinto mais difícil, representando um de alta resistência.

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## Potência Elétrica

Potência elétrica é definida como 'capacidade de uma fonte de tensão elétrica realizar um trabalho por unidade de tempo' (MUNDO DA ELÉTRICA, 2016, s/p).

Uma importante questão a ser tratada neste ponto é o fato de que a energia elétrica não é uma corrente-fim, mas uma corrente-meio. A energia elétrica não aquece o chuveiro, mas sim a energia térmica por ela transformada. Não usamos energia elétrica para enxergar, mas sim a energia luminosa dos fótons produzidos pela lâmpada, alimentada pela energia elétrica. O liquidificador precisa de energia elétrica mecânica para girar as hélices (energia mecânica ou cinética).

Portanto, potência elétrica (P) é a capacidade de transformar energia elétrica em qualquer outra forma de energia, na unidade de tempo ( ). Quanto maior a t capacidade de transformação, maior a potência. Matematicamente, P = Δ U / Δ t .

A analogia utilizada partiu da capacidade de um pedreiro pegar o ouro do carrinho e construir casas populares. Qual pedreiro seria o mais potente em trabalhar? Na animação temos os carrinhos correndo no circuito levando ouro e o trabalho desenvolvido pelo construtor. No exemplo A ele trabalha lento e produz lento. No exemplo B ele trabalha rápido e produz mais rápido. No exemplo C ele trabalha mais lento como o A e produz mais rápido como o B. Depois de apresentado o A e o B, deve ser perguntado qual o mais potente. A seguir, apresenta-se o C e pergunta-se qual dos três é mais eficiente. Assim, induz-se o aluno a perceber por si próprio o conceito de eficiência.

Figura 5 - Representações de três circuitos com potência menor A, potência maior B, e um terceiro que insere o conceito de eficiência.

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As três figuras são animadas, com os carrinhos se movimentando representando as correntes elétricas respectivas para um político com baixa potência (ou pouca vontade de trabalhar) A, alta potência (ou boa vontade pra trabalhar) B e um político altamente eficiente C, que trabalha muito, produzindo o mesmo tanto de B com pouco recurso, gastando o mesmo tanto que A. A política é tratada, exclusivamente, como elemento do meio social dos alunos.

## Resultados esperados

Usando um Datashow, as animações são projetadas numa tela juntamente com uma apresentação em PowerPoint para melhor manuseio do apresentador e maior visualização dos alunos. A ideia é fazer uma 'palestra animada' no molde do verificado em canais de divulgação científica do YouTube, narrando os conceitos e mostrando os fenômenos acontecendo, buscando a participação do aluno, cientes das limitações de toda simulação.

Esperamos, com isto, que o aluno visualize e entenda melhor o mecanismo dos fenômenos elétricos, até então estudados por gráficos, fórmulas e números. Obviamente, temos uma expectativa de aprendizagem que, para se confirmar, depende de um conjunto de fatores.

No questionário aplicado aos alunos, esperamos um aumento significativo na taxa de respostas corretas certas, não por aplicação direta de fórmulas, nem por memorização de definições, mas sim pela descrição daquilo que viram e compreenderam.

Por fim, almejamos auxiliar o professor de Física da escola na sua 'missão' de levar o conhecimento de Física ao aluno. Para nós, estudantes de graduação (bolsistas PIBID), pretendemos uma experiência positiva, que nos auxilie na jornada pelos caminhos da educação.

## Considerações finais

A meta do trabalho aqui relatado consistiu na apresentação de um roteiro de atividades que facilitasse o trabalho dos professor de Física em sala de aula e proporcionasse aos alunos um ganho real em termos de aprendizagem de Física.

Para tanto, elaboramos atividades utilizando simulações computacionais, que podem ser aplicadas em aulas com duração de cinquenta minutos cada. Por meio das atividades propostas e realizadas, mostramos que é possível apresentar conteúdos básicos de Eletricidade de uma maneira atraente, dinâmica e ilustrativa, propiciando, assim, um maior envolvimento dos alunos nas aulas de Física.

- O uso de simulações ou animações na sala de aula, quando bem conduzido pelo professor, atribuindo aos termos 'bem conduzido' o sentido verificado em Lopes (2014), ao tratar de modos de uso das tecnologias no ensino, proporciona um ambiente de estímulo, motivação e envolvimento, melhorando, assim, o processo de aprendizagem. As simulações e animações devem ser usadas como um recurso a mais, à disposição do professor e nunca em substituição à aula, mas para melhoria dela. Ao professor continua cabendo a responsabilidade e o bom senso de planejar e selecionar os assuntos a serem abordados na aula, juntamente com objetos de aprendizagem que têm potencial para facilitar a compreensão dos mesmos.

As animações que criamos são salvas em formato GIF, o que reduz o tamanho do filme e, consequentemente, do arquivo de slides ao qual a animação é inserida.

## Referências

BRASIL ESCOLA. Física: tensão elétrica. [2016]. Disponível em: &lt;http://brasilescola.uol.com.br/fisica/tensao-eletrica.htm&gt;. Acesso em: 12 set. 2016.

GRIFFITHS, D. J. Eletrodinâmica . 3. ed. São Paulo: Editora Pearson, 2011.

FIOLHAIS, C.; TRINDADE, J. Física no computador: o computador como uma ferramenta no ensino e na aprendizagem das ciências físicas. Revista Brasileira de Ensino de Física , v. 25, n. 3, p. 259-272, set. 2003.

LOPES, R. P. Concepções e práticas declaradas de ensino e aprendizagem com TDIC em cursos de Licenciatura em Matemática . 2014. Tese (Doutorado em Educação) Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Estadual Paulista, Presidente Prudente, SP, 2014.

MUNDO DA ELÉTRICA. Potência elétrica. [2016]. Disponível em: &lt;https://www.mundodaeletrica.com.br/potencia-eletrica/&gt;. Acesso em: 12 set. 2016.

MUNDO EDUCAÇÃO. Física: circuito elétrico. [2016]. Disponível em: &lt;http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/circuito-eletrico.htm&gt;. Acesso em: 12 set. 2016.

MUNDO EDUCAÇÃO. Física: resistores. [2016]. Disponível em: &lt;http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/resistores.htm&gt;. Acesso em: 12 set. 2016.

RICARDO, E. C.; FREIRE, J. C. A. A concepção dos alunos sobre a física no ensino médio: um estudo exploratório. Revista Brasileira de Ensino de Física , v. 29, n. 2, p. 251, 2007.

VALDEMARIN, V. T. Lições de coisas: concepção científica e projeto modernizador para a sociedade. Cadernos Cedes , ano XX, n. 52, p. 74-87, nov. 2000.