A UTILIZAÇÃO DAS TDIC NAS AULAS DE FÍSICA DA LICENCIATURA EM QUÍMICA: UMA POSSIBILIDADE PARA A FORMAÇÃO DE PROFESSORES

## A UTILIZAÇÃO DAS TDIC NAS AULAS DE FÍSICA DA LICENCIATURA EM QUÍMICA: UMA POSSIBILIDADE PARA A FORMAÇÃO DE PROFESSORES

Adriana da Silva Fontes 1 , Michel Corci Batista 2 , Roseli Constantino Schwerz 3 , Marcos Cesar Danhoni Neves 4

1,2,3 Universidade Tecnológica Federal do Paraná/ Campus Campo Mourão/ Departamento de Física,

1

e-mail: asfontes@utfpr.edu.br

2

e-mail: michel@utfpr.edu.br

3

e-mail: rconstantino@utfpr.edu.br

4 Universidade Estadual de Maringá/ Programa de Pós Graduação em Educação para a Ciência e a Matemática - PCM, e-mail: macedane@yahoo.com

## Resumo

O presente trabalho objetivou investigar as potencialidades de diferentes Tecnologias Digitais de Informação e Comunicação (TDIC) por meio da implementação de uma sequência didática em uma turma de Física 1 do curso de licenciatura em Química da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, campus Campo Mourão, região centro oeste do Paraná. Para a coleta de dados utilizamos mapas conceituais, questionários e diário de campo e, para analise dos dados seguimos os pressupostos da pesquisa qualitativa, com aspectos da pesquisa exploratória. Nossos resultados indicam que os alunos não conheciam as ferramentas utilizadas, mas que sentiram-se motivados a utilizá-las em suas aulas, pois vislumbraram uma possibilidades da utilização principalmente do Smartphone durante as aulas, aliando tecnologia e ensino. Também evidenciamos por meio dos mapas conceituais indícios de aprendizagem visto que o número de relações estabelecida pelos alunos aumentaram significativamente. Os resultados evidenciam a importância e a potencialidade das atividades desenvolvidas, destacando-se três aspectos: a motivação dos alunos para o cumprimento das atividades propostas, a organização dos trabalhos nos pequenos grupos e uma predisposição para estudar os conteúdos de Física.

Palavras-chave : Tecnologia Digital de Informação e Comunicação, Queda Livre, Ensino de física.

## Introdução

O movimento de queda dos corpos é analisado e discutido desde o século IV a.C. por Aristóteles, afirmando que os corpos sempre se deslocavam em busca do seu lugar natural (ÉVORA, 2006). Séculos posteriores, outra figura ficou conhecida por suas contribuições no estudo do movimento, o italiano Galileu Galilei (1564 1642 d. C). Segundo ele, o único movimento natural dos corpos é no sentido de cima para baixo, na direção vertical, devido à atração gravitacional (DAMPLER, 1986 apud GERMANO, 2016). Galileu atribuía à resistência do ar a causa de corpos de massas distintas, soltos a mesma altura e ao mesmo tempo, chegarem em diferentes instantes ao solo. Ainda que muitas vezes a veracidade de seus experimentos sejam questionados (NEVES, 2008), Galileu é considerado um dos precursores da ciência empírica e desde então a realização de experimentos se evidenciou como primordial para o avanço da ciência.

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Dentro do contexto do ensino, a experimentação é frequentemente vista como uma atividade com potencial de auxiliar no processo de aprendizagem. Este recurso pode ser considerado um método instrucional facilitador para a promoção da mudança conceitual, transformando as aulas de ciências em momentos ricos de interações sociais, favorecendo a ligação entre a linguagem conceitual presente nas ciências e o mundo empírico (ZARATINI, NEVES & SILVA, 2013).

Quando o conteúdo de queda livre é ministrado de forma apenas expositiva e discursiva, baseada principalmente na linguagem matemática, nota-se frequentemente que os alunos apresentam dificuldades em compreender que corpos de massas diferentes poderiam percorrer a mesma distância em um mesmo intervalo de tempo, durante uma queda livre. No mundo real, uma pena e um martelo se deslocam verticalmente de modos distintos, visto que a resistência do ar sempre está presente. Deste modo, uma alternativa para mostrar que em queda livre os dois corpos se deslocam igualmente no mesmo intervalo de tempo, seria a utilização de um laboratório com equipamentos capazes de reduzirem significativamente a presença de ar. Como este aparato experimental geralmente não é disponível nas escolas, como alternativa são realizadas algumas atividades mais simplificadas, como, por exemplo, soltar uma folha de papel lisa e outra amaçada para evidenciar a interferência da força de arrasto sobre o movimento.

Em consonância com Martins et al, (2013), um dos maiores entraves na realização de experimentos é a falta de equipamentos adequados, normalmente fora dos padrões orçamentários escolares. Nesse sentido, Bezerra Jr et al, (2012), indica que é importante investigar alternativas e possibilidades educacionais que sejam relevantes para a melhoria do processo educativo e que possam ser enquadradas no tempo didático disponível para as aulas de física. Portanto, importa desenvolver atividades experimentais que apresentem, ao mesmo tempo, flexibilidade de uso e baixo custo, mas sem descuidar de sua qualidade acadêmica e do potencial significativo para a aprendizagem.

Uma alternativa que surgiu nas últimas décadas para a realização de experimentos são as tecnologias educacionais, como aplicativos e simuladores. Há diversas opções destes softwares que são gratuitos e com alta usabilidade em sala de aula, por meio de computadores ou smartphones. Estes recursos, enquadrados como Tecnologias Digitais de Informação e Comunicação (TDIC), surgem, na educação, como importantes ferramentas que podem ser empregadas nos diversos níveis de ensino, não somente como uma alternativa para a realização de aulas práticas, mas também como forma de modificar as aulas de física nas escolas e universidades brasileiras. É possível, em alguns casos, unir as TDIC à prática experimental tradicional, para aquisição de dados. Além do mais, também há a possibilidade de se realizar os experimentos de forma totalmente virtual. Neste caso, existem algumas vantagens, como desconsiderar a interferência de forças de atrito e de arrasto durante a simulação do movimento, permitindo maior aproximação entre a prática e os problemas idealizados trazidos por livros didáticos.

Diante desta perspectiva, o presente trabalho teve como objetivo investigar por meio de uma pesquisa qualitativa e exploratória as potencialidades de diferentes Tecnologias Digitais de Informação e Comunicação (TDIC) por meio da implementação de uma sequência didática em uma turma de Física 1 do curso de licenciatura em Química da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, campus Campo Mourão, região centro oeste do Paraná. Para isto, foram utilizados os

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softwares Algodoo e Tracker, por meio do computador, e dois aplicativos de celulares, o Free Fall Simulator e o Acelerômetro. Como coleta de dados, os alunos responderam a um questionário e construíram um mapa conceitual sobre o tema trabalhado.

## Procedimentos metodológicos

- O trabalho desenvolvido possui um caráter qualitativo. Para a coleta de dados foi preparado e implementado uma sequência didática sobre a temática queda livre, e como instrumentos de coleta utilizou-se mapas conceituais, questionário e diário de campo.
- A sequência didática foi fundamentada em Zabala (1998) e levou em consideração os conteúdos conceituais, procedimentais e atitudinais cuja estrutura está apresentada no quadro 1. A mesma foi implementada na disciplina de Física 1, em 14 aulas, durante o primeiro semestre de 2018, em uma turma de 2º período do curso de licenciatura em Química contendo 22 licenciandos (11 do sexo feminino e 11 do sexo masculino), cuja faixa etária média era de 21anos.

Quadro 01 Estrutura da sequência didática.

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Fonte: Os autores (2018).

Os dados obtidos por meio de mapas conceituais iniciais (MCI) e finais (MCF), foram analisados e discutidos à luz da teoria de Gowin e Novak (1999), buscando elementos teóricos da aprendizagem significativa de Ausubel (1982). Buscamos ainda comparar individualmente os mapas conceituais a fim de verificar as mudanças ocorridas nas relações estabelecidas pelos alunos.

## Resultados e discussões

- O mapa conceitual foi utilizado como uma estratégia para identificar o conhecimento prévio dos alunos sobre o assunto, pretendendo, após análise, propor atividades que despertem no discente a disposição a aprender, de modo que possa fazer uma relação entre o que o aluno já sabe e o conteúdo a ser ensinado, visando uma aprendizagem significativa (AUSUBEL, 1982).

Os dados, foram analisados por meio da teoria de Novak e Gowin (1999), que sugerem elementos para se identificar nos mapas conceituais, como: hierarquia, proposições (conteúdos), ligações simples, ligações cruzadas e exemplos.

Segundo esses autores:

'Os mapas conceituais são instrumentos poderosos para observar as alterações de significados que o estudante dá aos conceitos que estão incluídos no seu mapa. Quando os mapas conceituais são conscientemente elaborados, revelam extraordinariamente bem a organização cognitiva dos estudantes' (NOVAK, GOWIN, 1999, p.51).

A análise do mapa permitiu identificar que inicialmente, 2 dos 22 alunos (amostra total) não escreveram nada no mapa conceitual, o que nos permite inferir que não lembravam nada sobre o assunto, 12 alunos fizeram algumas anotações isoladas, sem nenhuma explicação física, ou exemplo de queda livre; 8 alunos fizeram mapas incompletos inserindo poucas informações e desconexas uma das outras. A análise dos mapas iniciais indicou que os alunos tinham pouco conhecimento sobre o assunto, e com base nesses dados foi planejado um trabalho diferenciado sobre o tema utilizando algumas das Tecnologias Digitais de informação e Comunicação (TDCI) disponíveis para o ensino de Física.

A primeira atividade experimental trabalhada foi com o software Tracker o qual foi utilizado para explorar o movimento do objeto em sua trajetória de Queda livre. A análise se deu por meio da verificação do vídeo gravado com o aplicativo Open Câmera instalado no Smartphone o qual foi aberto e analisado no software Tracker. Esse software foi escolhido, por permitir realizar experimentos reais, possibilitar a análise, quadro a quadro do comportamento do objeto em queda livre, fornecendo dados para análise das grandezas físicas envolvidas (velocidade, posição e tempo), bem como mostrar gráficos em tempo real (figura 01 a). Após ajustes no Tracker, os pontos coletados foram inseridos no editor de planilhas do Excel e plotados, conforme apresentado na figura 1b, cujo ajuste fornece a função horária do movimento, e através dela, obteve-se o valor da aceleração da gravidade g = 9,8 m/s 2 .

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Figura 01: a) Print Screen da tela do software Tracker mostrando o corpo em queda livre, e seus respectivos gráficos e tabela de dados; b) Ajuste no Editor de planilhas do Excel dos pontos gerados e apresentados no software Tracker. Fonte: Grupo G.

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Na atividade 2, os alunos aprenderam a manusear o Software Algodoo, cuja importância nessa sequência didática deve-se à variedade de hipóteses/ situações que ele permite testar. Os alunos puderam resolver o problema da queda dos corpos por meio desse Software variando o ambiente (com e sem resistência do ar); variando formatos, e massas, tirando suas conclusões a respeito de quais fatores influenciavam no fenômeno da queda dos corpos.

Em consonância com Germano (2016), pode-se dizer que os alunos foram instigados a testarem todas as suas hipóteses, variando os valores das massas, materiais, formatos e volumes dos objetos, para que por meio da simulação conseguissem identificar as variáveis que influenciam os corpos em queda livre aqui na Terra (ou seja, com a resistência do ar). Os educandos por meio da experimentação virtual, conseguiram verificar que a velocidade de queda de um corpo depende apenas do tempo de queda e da aceleração da gravidade, e não de sua densidade ou formato.

Na atividade 3, trabalhou-se com o aplicativo Free Fall Simulator . Na análise da simulação da bola em queda livre, figura 02, os acadêmicos puderam analisar o tempo em que a bola demorou para atingir o solo; a velocidade inicial e a final; a aceleração de queda e identificaram o modelo matemático utilizado para determinação da aceleração da gravidade; puderam também acompanhar a construção do gráfico simultaneamente à queda do objeto.

Pode-se inferir que os alunos sentiram-se entusiasmados em poder utilizar o seu Smartphone para uma atividade didática em classe, os mesmos puderam perceber que essa ferramenta é muito mais do que um aparelho para comunicação, é uma ferramenta para auxiliar nos estudos, e o mais importante foi a tomada de consciência de que eles poderiam preparar as aulas deles no futuro utilizando tal recurso.

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Figura 02 : Simulação de um corpo em queda livre no aplicativo Free Fall Simulator (à esquerda); Plotagem do gráfico (Sxt) (à direita).

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Na última etapa do trabalho, foi solicitado a construção de outro mapa conceitual (figura 3b) o mapa conceitual final. Nesse os 22 alunos conseguiram apresentar algum conceito físico relacionado a queda dos corpos.

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Figura 03: a) Mapa conceitual elaborado pela aluna A na primeira aula; b) Mapa conceitual elaborado pela aluna A na última aula. Fonte: Banco de imagens dos autores.

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Os mapas finais apresentados não apresentam ligações cruzadas nem estruturação por nível hierárquico, no entanto, os alunos apresentaram conteúdos por meio de ligações simples. O que nos chamou a atenção foi que espontaneamente todos os alunos apresentaram além dos conteúdos que consideraram importante para compor o mapa, equações matemáticas utilizadas por eles durante a implementação da sequência, bem como, os nomes de alguns dos Softwares utilizados.

Ao final os alunos responderam individualmente a um questionário contendo 12 questões, cujo objetivo foi avaliar a trajetória dos alunos até a utilização das TDIC. Cuja análise dos dados indicaram que: somente 7 dos 22 alunos participantes da proposta pretendem lecionar, o que se considera grave visto que o curso é de licenciatura. Dentre os 22 participantes da proposta 17 alunos disseram que

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raramente ou nunca tinham aulas de laboratório quando cursaram o Ensino Médio. Nenhum dos sujeitos da pesquisa tinham tido pelo menos uma experiência com celular em sala de aula como recurso de ensino.

Dentre os recursos apresentados, 10 discentes indicaram que gostaram mais do aplicativo para Smartphone Free Fall Simulator , dentre as respostas destaca-se a do discente Q: 'Por ter uma acessibilidade maior, estarmos mais habituados ao uso do mesmo e maior possibilidades de testes' ; 9 alunos indicaram o Algodoo, dentre as justificativas, destaca-se a do discente J: ' Achei o programa didático, com uma interface bonita e fácil de mexer' ; 3 alunos indicaram o Tracker, com destaque para a resposta do aluno C: 'Foi interessante fazer um vídeo, mapear o trajeto da bolinha em queda livre e observar a construção da equação'.

Todos os alunos destacaram os recursos utilizados como bons recursos de ensino e classificaram a sequência didática como ótima, com destaque:

'Utilizaria todos eles, pois é uma forma diferente de ensinar e prender a atenção' (Aluno E).

'Essas TDIC ajudam a entender melhor o conteúdo, trazendo mais riqueza e conhecimento para a formação acadêmica e profissional' (Aluno C).

Com relação ao aplicativo, 100% dos alunos acharam muito fácil e prático de usar. O aluno denominado de D inferiu:

'Interessante, pois no momento em que o ensino está na maioria dos casos defasado, buscar maneiras de tornar as aulas mais atrativa é importantíssimo, visto que por se tratar de um aplicativo de celular, é de fácil obtenção em todas as escolas'.

Essa fala é de importância significativa para o trabalho pois, o aluno sai da posição de aluno participante de uma atividade e se coloca na posição de professor, pensando sobre o ensino de maneira geral. Fia-se que esse momento é muito importante para a constituição da identidade profissional docente.

Os alunos foram avaliados em todos os momentos, por meio da participação nas aulas, em atividades no laboratório de Física e de Informática, confecção de relatórios e questionários.

## Considerações finais

Esse trabalho apresentou, por meio das TDIC, algumas possibilidades para o futuro professor complementar o conteúdo de queda livre, de forma a permitir a análise gráfica, a intertextualidade e a inserção de algumas ferramentas, não acessíveis, de medição. Essas tecnologias mostraram-se interessantes por permitir que os estudantes refaçam a prática em outro momento e lugar, a fim de testar ou entender melhor o fenômeno, além de aliar baixo custo, praticidade e informações confiáveis (alta qualidade acadêmica).

As TDIC apresentadas foram complementares, pois com o aplicativo para Smartphone pode-se reforçar os conceitos e explorar os gráficos simultaneamente ao movimento; com o software Algodoo pode-se explorar variações de massa, formato, resistência do ar, aceleração da gravidade e aplicações das derivadas e integrais nos gráficos; no software Tracker pode-se fazer um experimento real, obtendo-se assim informações sobre o comportamento do movimento e as grandezas físicas aplicadas (v, s, t, g); ou seja, cada uma das TDIC pode ajudar a integralizar o conteúdo. Cabe ao futuro professor, de posse desse novo

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conhecimento, escolher qual irá utilizar com seus alunos para trabalhar o tema queda livre.

Verificou-se que as atividades propostas proporcionaram aos sujeitos da pesquisa momentos de motivação para o desenvolvimento das atividade, momentos de aprendizagem de conceitos físicos, visto que os mapas conceituais finais estabelecem relações entre conceitos, exemplos e equações físicas relacionadas ao conteúdo trabalhado, mas principalmente as atividades proporcionaram reflexões sobre o ensino de ciências e de alguma forma fizeram os futuros professores pensar sobre novas possibilidades de ensino.

## Referências

AUSUBEL, D. P. A aprendizagem significativa : a teoria de David Ausubel. São Paulo: Moraes, 1982.

BEZERRA, JR., A. G.; SAAVEDRA FILHO, N. C.; LENZ, J. A.; OLIVEIRA, L. P. Atividades experimentais de física mediadas por Videoanálise e o software livre Tracker na formação inicial de professores. Cad. Bras. Ens. Fís ., v. 29, n. Especial 1: p. 469-490, set. 2012.

ÉVORA, F. R. R. Discussão a Cerca do Papel Físico do Lugar Natural da Teoria Aristotélica do Movimento. Caderno de História e Filosofia da Ciência , série 3, v. 16, n. 2, p. 281 - 301, jul. - dez. 2006.

GALILEI, G. Discursos sobre Duas Novas Ciências . São Paulo: Nova Stella, 1986

GERMANO, E. D. T. O software algodoo como material potencialmente significativo para o ensino de física: simulações e mudanças conceituais possíveis . 2016. 88f. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciência e Tecnologia) Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2016.

MARTINS, M. M.; RECCHI, A. M. DUGATO, D. A.; LEDUR, C. M. Tracker Software de análise de vídeos e imagens para o ensino de física e ciências. In: VI Encontro Regional Sul de ensino de Biologia, 6, 2013, Santo Angelo, RS. Anais . Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões: EREBIO-SUL, 2013. p. x.

NEVES, M. A. D.; BATISTA, J. M.; COSTA, J. R.; GOMES, L. G.; BATISTA, M. C.; FUSINATO, P. A.; ALMEIDA, F. R.; SILVA, R. G. R.; SAVI, A. A.; PEREIRA, R. F. Galileu fez o Experimento do Plano Inclinado? Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias , v. 7, n. 1, p. 226-242. 2008.

NOVAK, J. D. &amp; GOWIN, D. B. Aprender a aprender . 2. ed. Lisboa: Plátano, 1999.

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