Simulações em Física: Uma Nova Estratégia de Ensino

## Simulações em Física: Uma Nova Estratégia de Ensino

## Paulo Cruz 1 , Welberth Ferreira 1,2

- 1 GRUMA-Grupo de Magnetoeletricidade, Departamento de Física, Universidade Estadual do Maranhão, Campus Universitário Paulo VI, São Luís, Maranhão 65055-970, Brazil, paulosergio.c.a.j@gmail.com.

2 Departamento de Física,

Instituto Federal do Maranhão, MNPEF, Av. Getúlio Vargas

- 4, São Luís, Maranhão 65030-005, Brazil, welberthsf@gmail.com.

## Resumo

A simulação no seu sentido mais amplo é o uso de representação gráfica, matemática ou física para entender e predizer as propriedades de moléculas. Há muitas aproximações para este tema. O histórico da simulação e suas metodologias de computação associadas, têm sido apresentadas em muitos contextos e em vários níveis de detalhamento. Sendo assim, podemos utilizar esta ferramenta nas aulas tornando-as mais dinâmicas e interessantes. A atração que as novas tecnologias trazem consigo torna a disciplina mais atrativa e revela ao aluno, de forma contextualizada, a proximidade desta com seu cotidiano. Além disso, a utilização destas tais como: simulações; permitem o estudo de situações que, na prática, seriam difíceis ou até mesmo inviáveis de serem realizadas, permitindo assim uma melhor compreensão dos fenômenos, a priori , e um maior aprofundamento em seu estudo, a posteriori . Nesse projeto, aplicamos a modelização nas aulas e Física Básica o que possibilitou uma maior identificação a aplicabilidade da Física em nosso cotidiano.

Palavras-chave : simulação, inovação, aplicabilidade

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## 1. Introdução

A crescente evolução em novas técnicas de ensino que sejam capazes de dinamizar as aulas tornando-as mais interativas tem atraído a atenção dos grandes estudiosos na área de Ensino de Física [1]. Nesse ínterim, a modelização surge como meio facilitador para esta temática. Não só fomos capazes de atrair, como também de seduzir os discentes a aplicação deste multimeio nas aulas independentes se teórica ou experimental.

Neste trabalho propomos um modelo de aula experimental a partir do aplicativo Ray Optics. Este servirá como modelo para dinamizar nossas aulas e utilizar os aplicativos de forma atrativa contando com a participação, em massa, dos discentes.

## 2. A Aplicação das Novas Tecnologias no Ensino de Física

O uso de novas tecnologias nas aulas de Física não vem sendo uma realidade no ensino médio atual. Os docentes não fazem uso de computadores nos laboratórios de informática, nos laboratórios de Física experimental e nem mesmo utilizam os celulares dos alunos como multimeio no processo ensino-aprendizagem [2].

O supracitado encontra-se em consonância com os Parâmetros Curriculares Nacionais que nos afirmam que os computadores devem ser complementares nas aulas em geral [3].

As simulações computacionais não só facilitam, como atraem os alunos para a nossa disciplina [4 - 6]. Ademais, desmistificar aquela ideia de que a Física no ensino médio é um 'amontoado' de fórmulas sem sentido.

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## 3. Metodologia

Estabelecemos um roteiro para os discentes e distribuímos para todos os envolvidos, em média, 30 alunos dividido em duas turmas de 15 alunos, uma denominada A e outra denominada B. Eles foram submetidos ao roteiro que segue:

## 3.1Objetivos

- ● Obter a equação de Gauss a partir do aplicativo Ray Optics.

## 3.2Fundamentação Teórica

- O aplicativo Ray Optics, Fig. 1. é uma excelente ferramenta virtual para o estudo da Óptica Geométrica. Através deles somos capazes de:

Fig. 1. Layout do aplicativo Ray Optics.

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- * obter a distância focal, consequentemente a convergência,
- * estudar os diversos tipos de lentes,
- * posições inicial e final,
- * efetuar screen-shots

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- * estudar a lei de Gauss

## 3.3 Fundamentação Experimental

Para esta atividade/fim será necessário a utilização de smartphones ou tablets ou computadores.

- ● Instale no App Store ou Google Play o aplicativo Ray Optics
- ● Após abrir o aplicativo verificará que no canto esquerdo ele apresenta três pontinhos, caso efetue o estudo errado clique em Clear, para limpar e reiniciar seu estudo
- ● O ponto de interrogação corresponde a ajuda
- ● Dando continuidade, na aba superior, o caderninho caso queira efetuar um upgrade do aplicativo. Cuidado: ele é gratuito, a atualização é paga!!!
- ● A aba object corresponde ao objeto que será inserido, você pode arrastá-lo para a distância que quiser
- ● Mirror é um espelho e Lens a lente a ser utilizada. Quando selecionadas essas abas imediatamente aparecerão a distância focal e duas vezes esta distância
- ● Apresentado as funcionalidades daremos início a nossa atividade
- ● Insira um objeto de altura 100 mm e distância 1000 mm na sua tela
- ● Coloque um espelho e apresente as características da imagem
- ● Ponha o objeto na distância de 1500 mm e calcule o deslocamento entre a imagem inicial e a imagem final
- ● Obtenha a velocidade de afastamento do espelho e da imagem, supondo uma velocidade constante, no intervalo de 3 s.

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## 4. Resultados e Discussão

Foi notório a participação dos discentes e a solicitação dos mesmos para que outras aulas envolvessem simulações através de aplicativos.

Em sua grande totalidade afirmaram que após esta aula experimental/virtual foram capazes de diferenciar espelho côncavo e convexo; reflexão de refração e difração de interferência. Vale ressaltar que a contextualização envolvendo os espelhos utilizados nos prédios residenciais foi o ponto chave para a compreensão dos discentes.

## 5. Conclusão

A aplicação da proposta se deu através de encontros com discussão de temas relacionados a Física II, uma vez que escolhemos a turma do segundo ano da Escola Paulo VI, escola labore da Universidade Estadual do Maranhão - UEMA, tanto no cunho teórico quanto experimental. A turma labore contava com 30 discentes que através de técnicas simples de simulação foram capazes de compreender, estudar, analisar várias características relacionadas a Óptica, tais como: reflexão, refração, interferência, difração e por fim espelhos. Como perspectiva futura iremos aplicar outros aplicativos nesta turma.

## Referências

- [1] ROSA, Cleci Werner; ROSA, Álvaro Becker; PECATTI, Claudete; Atividades experimentais nas séries iniciais: relato de uma investigação ; Revista Electrónica de Ensenanza de las Ciencias Vol. 6, N. 2, 263-274.
- [2] BRASIL. Ministério da Educação, Secretaria de Educação Média e Tecnológica. Parâmetros curriculares nacionais do ensino médio - PCN. Brasília: 1999.
- [3] COELHO, Rafael Otto. O uso da informática no ensino de física de nível médio . 2002. 101 f. Dissertação (Mestrado em Educação) - Faculdade de Educação da Universidade Federal de Pelotas, Pelotas.
- [4] CAVALCANTE, Marisa Almeida; BONIZZIA, Amanda; GOMES, Leandro César Pereira. Aquisição de dados em laboratórios de Física: um método simples, fácil e de

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baixo custo para experimentos em mecânica. Revista Brasileira de Ensino de Física. v. 30, n. 2 (p. 25012506). São Paulo: 2008. Disponível em: &lt;http://www.scielo.br/pdf/rbef/v30n2/a11v30n2.pdf &gt;. Acesso em 21 de maio de 2018.

- [5] MIRANDA, M. S.; ARANTES, A. R.; STUDART, N. Objetos de aprendizagem no ensino de física: usando simulações do PhET. In: SIMPÓSIO NACIONAL DE ENSINO DE FÍSICA, 19, 2011, Manaus. Atas. São Paulo: Sociedade Brasileira de Física, 2011. p. 1-10.
- [6] MEDEIROS A.; MEDEIROS C. M. Possibilidades e Limitações das Simulações Computacionais no Ensino da Física , Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 24, n. 2, p. 87-90, 2002.

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