PRODUÇÃO DE VÍDEOS DE EXPERIMENTOS DE FÍSICA COMO UMA FERRAMENTA EDUCACIONAL PARA A DISCIPLINA DE FÍSICA TEÓRICA EXPERIMENTAL PARA OS CURSOS DE ENGENHARIAS

## PRODUÇÃO DE VÍDEOS DE EXPERIMENTOS DE FÍSICA COMO UMA FERRAMENTA EDUCACIONAL PARA A DISCIPLINA DE FÍSICA TEÓRICA EXPERIMENTAL PARA OS CURSOS DE ENGENHARIAS

Ellen Conceição Teixeira de Matos ; Vivian Ferreira Pereira ; Guilherme Fernandes de Souza ; 1 2 3 Marcos Vinícius Souto Rohem ; José Henriques de 3 Souza Silva 3

1 Universidade Estácio de Sá, Campus Campos dos Goytacazes/RJ, ellenestacio38@gmail.com

2 Universidade Estácio de Sá, Campus Campos dos Goytacazes/RJ, vivian.pereira@estacio.br 3 Universidade Estácio de Sá, Campus Campos dos Goytacazes/RJ, guilhermefsouza96@gmail.com; marquinhosrohem@hotmail.com e josehenriquescandido@gmail.com

## Resumo

Com uma visão inovadora nas aulas de física teórica e experimental para o ensino das Engenharias, foi proposto uma medida atraente para a sala de aula com a produção de vídeos no ensino de física. O projeto iniciou com pesquisas baseadas em físicos, mostrando um pouco da biografia dos mesmos e suas metodologias, sempre relacionando à Física e ao conteúdo didático. Teve como proposta a produção e a recepção de vídeos por estudantes no âmbito de uma atividade prática no laboratório física, utilizando matérias do próprio laboratório, referente à disciplina de Física Experimental eteórica, referente à ementa destas disciplinas. Afim promovendo um encontro entre abstrato e concreto, ou entre imaginação e realidade foi possível compreender mais sobre o assunto e preparar a melhor forma de ser contextualizar para os alunosos vídeos. Contudo, pode-se começar a trabalhar na elaboração dos roteiros para dar início às filmagens dos experimentos e, antes de se dar início as filmagens foram feitas ensaios com a supervisão do orientador com objetivo de demonstrar ao aluno o quanto a física está próxima de sua vida, com o intuito de romper as barreiras da sala de aula e a teoria. Procurando levar em conta a importância da experimentação para o ensino de Física para curso de engenharia.

Palavras-chave : Física Experimental; Experimentos; Estudantes de Engenharia

## 1 Introdução

A produção de vídeos no ensino de física para as engenharias irá possibilitar uma inovação, à medida que representa uma proposta atraente para a sala de aula onde os alunos estão habituados, via de regra, à comunicação unidirecional do professor. Considerando o papel fundamental da atividade experimental para a aprendizagem de ciências, as argumentações apresentadas anteriormente remetem a busca por estratégias alternativas que explorem o fenômeno físico de forma integral, tanto do ponto de vista do envolvimento dos estudantes desde a concepção da própria atividade experimental, quanto do reconhecimento da natureza da ciência e dos aspectos que estruturam esse conhecimento.

A produção independente destes vídeos no ato de explorar, o aluno começa a afinar os critérios para a escolha do que vai fundamentar o seu trabalho, definindo o que e como poderá utilizar as informações colhidas. A partir de esse olhar crítico, a construção da autoria passa pela interpretação dos dados coletados que fundamentarão o trabalho de transformação e produção de vídeos que irá possibilitar o envolvimento concreto dos alunos com o conhecimento, com os diversos recursos tecnológicos disponíveis. Possibilitará uma reflexão crítica acerca do produto a ser apresentado, superando até os objetivos didáticos pedagógicos elencados pelo professor ao propor a atividade. As situações de aprendizagens com a pedagogia da

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autoria ultrapassam os limites de uma disciplina para o total envolvimento de alunos e professores pelo produto a ser exposto ao grupo da sala de aula, da escola, dos internautas de todo o mundo.

Considera-se ainda como uma possível questão de investigação entender o seguinte: a mediação da produção de vídeos no desenvolvimento de atividades práticas em aulas de laboratório de física modifica a condição de aprendiz ao dar lugar ao estudante como produtor e espectador.A importância do uso dos experimentos como prática de ensino:

'A partir da década de 1970, começaram a surgir em todo mundo museus e centro de ciências, locais onde as demonstrações experimentais são o centro da atenção e do encantamento de seus visitantes (...)'. (GASPAR, A. E MONTEIRO, ISABEL C. DE CASTRO. atividades experimentais de demonstrações em sala de aula: uma análise segundo o referencial da teoria de Vygotsky. 2005)

Este projeto tem por objetivo e advém da necessidade de demonstrar ao aluno o quanto a física está próxima de sua vida, com o intuito de romper as barreiras da sala de aula e a teoria. Procurando levar em conta a importância da experimentação para o ensino de Física para curso de engenharia, na produção de vídeos de experimentos de físicas, com um seguinte propósito de apresentar aos alunos de engenharias uma visão do acontecimento fenomenológico, cujo processo de assimilação na aprendizagem será, então, mais bem aproveitado, por intermédio da ação didática onde o educador aguçará a curiosidade do aluno, o que o levará a entender, o fato ocorrido, seguindo os desenvolvimentos teóricos ativamente.

Nesse sentido, a utilização da ferramenta de produção de vídeo sinaliza um trabalho pedagógico significativo para os alunos e professores que, segundo Paula (2010, p.1), possibilita expressão e comunicação escrita e oral utilizando vídeo, seja desenvolvendo conteúdo ou acompanhando a montagem de um experimento que experimentação dos conceitos e aproximando-os do dia-a-dia dos alunos.

A exploração do material disponível desenvolve nos alunos competências e habilidades que, conforme Cruz e Carvalho (2007) possibilitam:

... a análise, a partir das fontes disponibilizadas na Web, [...], uma reflexão sobre o tratamento dado à informação. [...], desenvolver várias competências, nomeadamente, pesquisar, analisar, sintetizar, ler diferentes fontes e cruzar informações para produzir um trabalho final (CRUZ; CARVALHO, 2007, p. 245).

## 2 Metodologia

A metodologia deste trabalho, dividiu-se em:

- · Revisão da Literatura : Realizado levantamento teórico abordando temas relacionados a Experimentos realizados no laboratório.
- · Desenvolvimento de mapeamento da aplicação dos vídeos no laboratório. A partir da revisão teórica foi elaborada uma proposta de aplicação de preparação de roteiros e preparação de vídeos.
- · Desenvolvimento do Estudo de Caso: Nesta fase foramdesenvolvidos roteiros das pratica relacionadas com as ementas de Física Experimental I e II.
- · Análise de Resultados e Conclusões da Pesquisa: A metodologia de ensino utilizou a produção de vídeo com experimentos de física por alunos de engenharia, com finalidade de apresentar estes vídeos aos alunos que por motivo tenham perdido as aulas ou até fazer com que o aluno pode ver antes

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da execução das práticas em aula. Também vale destacar a nova interação de alunos compartilhando conhecimentos e ideias entre si, estimulando o compartilhamento do conhecimento, além de mostrar a interação entre os alunos. Acredita-se que com a implementação dos vídeos pode-se alcançar um maior nível de interesse e curiosidade dos alunos pelos experimentos, desta forma pode-se melhorar e otimizar o tempo nos laboratórios abrindo espaço para novos experimentos ou atividades propostas.

## 3 Experiência obtida pelos alunos do projeto

##  Desenvolvimento da ideia:

Quando a ideia de criar vídeos relacionados a experimentos feitos em laboratório cujos próprios alunos iriam participar dos vídeos foi muito bem recebida pelos mesmos, visto que potencializam a ampliação do conhecimento e viabilizammúltiplas articulações no ensino. Quando se iniciou a pesquisa bibliográfica onde foi possível fazer um estudo teórico mais abrangente e detalhado sobre os cientistas autores das teorias voltadas a física I e II, que foram propostas, iniciamos também estudos relacionados as praticas no laboratório e os instrumentos e experimentos que poderíamos aplicar de uma forma que os alunos tivessem fácil compreensão, e que a o mesmo tempo os estimulassem a pensar e desenvolver os experimentos propostos.

O desenvolvimento do material iniciou-se após os estudos teóricos e bibliográficos, terem sido concluídos pelos alunos, deu-se então o início a os ensaios para as filmagens dos roteiros. Podem-se treinar as praticas utilizando os materiais e métodos que seriam empregados nos vídeos, desta forma foram possíveis compreender melhor onde poderia surgiràs dificuldades e posteriores duvidas, visto isso pudemos dar mais atenção a estas determinadas etapas encontrando uma forma mais simples para a execução dos experimentos. Concluídos os ensaios iniciaram as gravações, onde os alunos apresentavam o roteiro e a pratica relacionada e em alguns casos dando exemplos e testes a serem feitos além de mostrar suas aplicações na física, também foram mostrados algumas formulas a serem aplicadas nos experimentos. Sendo assim, concluímos com a gravação e edição dos vídeos para os estudos.

##  Detalhamento:

Os alunos foram responsáveis pelo levantamento bibliográfico dos conteúdos abordados na realização da produção de vídeos dos experimentos de física ministrados pelo professor, com uma proposta em colocá-los noambiente de trabalho (sala de aula), a fim de incentivá-los a consultaros conteúdos de física na biblioteca da Universidade. Assim, foram utilizadas informações pesquisadas para confeccionar os vídeos em:

-  Bancos de periódicos da CAPES;
-  Anais de congressos sobre o tema;
-  Sites específicos.

Levantamento dos tópicos pesquisados na bibliografia levantada os alunos fizeram o levantamento bibliográfico onde realizou:

-  Leitura e fechamento dos resumos das publicações encontradas;

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-  Mapeamento das presenças e das ausências temáticas na Bibliografia selecionada;
-  Mapeamento de tendências, correntes e perspectivas.

Com a integração dos Resultados do Levantamento Bibliográfico, e em conjunto com o orientador, a equipe reuniu as informações coletadas e construiu o instrumento de pesquisa, realizando de Pesquisa de Campo e a confecção dos vídeos no laboratório de física.

## Experimento 1

Figura 1 : Gravação do vídeo do experimento vasos comunicantes. Fonte: própria

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## Objetivos gerais relacionado à Figura 1:

-  Identificar um sistema de vasos comunicantes;
-  Reconhecer os vasos comunicantes em sistemas como o tubo em U, o manômetro de tubo aberto, etc;
-  Concluir que, num sistema de vasos comunicantes abertos, as superfícies livres do líquido em equilíbrio se encontram todas num mesmo nível independentemente da forma e dimensão do ramo (excluindo os tubos capilares).

## Material necessário:

-  Painel com liberdade de giro, janelas e escadas laterais, vasos em comunicação, suporte secundário com nível de referência horizontal, visíveis através das janelas, tripé geral sobre sapatas niveladoras antiderrapantes;
-  1,5 m de mangueira transparente (se possível);
-  50 ml de água com 2 gotas de azul de metileno (ou outro corante).

Link: https://drive.google.com/open?id=10XW-7pkkkwp0II6VanDpg3cpwaYfWJkS

## Experimento 2

Figura 2 : Gravação do vídeo experimento densidade. Fonte: própria

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## Objetivos gerais relacionado a Figura:

-  Observar as diferentes densidades por meio de experimentação.
-  Analisar as informações obtidas, registrando suas conclusões.
-  Calcular a densidade de algumas amostras

## Material necessário:

-  Proveta
-  Esfera de metal
-  Balança

Link:

https://drive.google.com/open?id=1GHSQWzzFBtpVph2Orjxz3MGVUpqOxNIZ

## Experimento 3

Figura 3 : Gravação do vídeo experimento pêndulo simples. Fonte: própria

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## Objetivos gerais relacionado a Figura 3:

-  Descrever o que ocorre com pêndulo simples quando deslocado da posição de equilíbrio;
-  Definir e identificar as grandezas físicas T e ; f
-  Determinar o tempo médio de uma oscilação completa do pêndulo simples (período) com pequenas e diferentes amplitudes;
-  Construir gráfico Período x Amplitude;
-  Determinar e comparar o período x diferentes massas do pêndulo simples;
-  Determinar e comparar o Período para diferentes comprimentos do pêndulo simples;
-  Interpretar os diferentes gráficos obtidos e estabelecer as relações possíveis entre eles;

## Materiais Utilizados:

-  01 sistema de sustentação principal com tripé, haste principal, sapatas niveladoras, painel suporte com dispositivo de variação contínua do fio de engate rápido;
-  02 corpos de prova pendulares de massas diferentes;
-  01 balança;
-  01 escala milimetrada;
-  01 cronômetro;

Link: https://drive.google.com/open?id=1bCEjIWPPSZdaLTzmpjbcTCBSGpiqujTO

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## Experimento 4

Figura 4: Gravação do vídeo experimento medidas.Fonte: própria

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## Objetivos da pratica relacionado à Figura 4:

-  Estudar os algarismos significativos de uma medida;
-  Estudar a notação científica;
-  Estudar a regra de arredondamento de um número;
-  Estudar as operações com algarismos significativos.

## Materiais utilizados:

-  Régua;
-  Paquímetros;
-  Bloco.

## Procedimento experimental:

-  Medir o comprimento ou o diâmetro dos objetos indicados mais longe,o mais preciso possível;
-  Escolha o instrumento de medida mais apropriado para tal função (fita métrica, paquímetro ou ambos) e cada uma destas medidas deverás e efetuada 3 vezes;
-  Transporte os valores obtidos para dentro da Tabela 1, indicando sempre qual foi o instrumento de medida utilizado, ressaltando que toda a grandeza física medida é composta pelo seu respectivo valor rnumérico e pela unidade de medida (Ex: m, cm, mm e etc.).

Links: https://drive.google.com/open?id=1OL4cywio0ZFw0rSV\_YMqVT8WSg75SHHW

https://drive.google.com/open?id=1YNWtaxFd6ACdiHBQp4zMqS5Ualawo3IW

## Experimento 5

Figura 5: Gravação do vídeo experimento MRU.Fonte: própria

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## Objetivos da prática relacionado a Figura 5:

-  Caracterizar um movimento retilíneo e uniforme (MRU);
-  Calcular a velocidade de um móvel em MRU ;
-  Prever a posição futura a ser ocupada por um móvel que se desloca em MRU ;

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-  Construir gráficos (posição x tempo; velocidade x tempo).

## Materiais utilizados:

-  Base de sustentação principal com um plano inclinado articulável com escala de 0 a 45º;
-  Uma esfera de aço;
-  Ímã;
-  Cronômetro;
-  Nível de bolha para superfície;

## Procedimento experimental do MRU:

-  1º. Eleve o plano 15º acima da horizontal. Com o auxílio do ímã, posicione a esfera na marca xo = 0 mm.
-  2º. Libere a esfera, ligue o cronômetro e pare-o quando a esfera passar pela marca x1 = 100 mm. Anote na tabela a posição ocupada pelo móvel e o tempo transcorrido.
-  3º. Repita esta operação para x2 = 200 mm, x3 = 300 mm e x4 = 400 mm, respectivamente.

## Link: https://drive.google.com/open?id=1f1xPdOCNnCwaQpzmHRr1f3QEee96hmFn

## Experimento 6

Figura 6: Gravação do vídeo experimento MRUV. Fonte: própria

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## Objetivos da prática relacionado a Figura 6:

-  Caracterizar um movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV);
-  Calcular a velocidade de um móvel em MRUV;
-  Prever a posição futura a ser ocupada por um móvel que se desloca em MRUV;
-  Construir o gráfico: velocidade x tempo.

## Materiais utilizados:

-  Base de sustentação principal com um plano inclinado articulável com escala de 0 a 45º;
-  Uma esfera de aço;
-  Cronômetro.

## Procedimento experimental do MRU:

-  1º. Eleve o plano 45º acima da horizontal. Com o auxílio do ímã, posicione a esfera na marca xo = 0 mm.
-  2º. Libere a esfera, ligue o cronômetro e pare-o quando a esfera passar pela marca x1 = 100 mm. Anote na tabela a posição ocupada pelo móvel e o tempo transcorrido.
-  3º. Repita esta operação para x2 = 200 mm, x3 = 300 mm e x4 = 400 mm, respectivamente.

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## Link: https://drive.google.com/open?id=1jt-HgjEaA-8EprsXKZLVKHlHutnu0Z7l

A melhoria foi constatada no desempenho acadêmico dos alunos das Engenharias nas disciplinas de física experimental I e II através da evolução dos resultados práticos, média das notas referentes aossemestres de 2017.2 e 2018.1. O uso da tecnologia educacional na modalidade vídeo como ferramenta didática no processo ensino-aprendizagem, pode externalizar os conhecimentos obtidos de forma prática e contribuir para resultados diferenciados, atingindo as diferentes realidades de uma graduação no horário noturno.

Assim, os alunos com uso de outros métodos adequados as individualidades apresentam uma melhor maneira para retenção dos conteúdos, de acordo com especialistas que separam a forma de aprender em dois tipos: visual e auditivo.

## 4 Considerações finais

A experiência proposta permitiu observar a grande evolução e dinamismo nas aulas física experimental. A confecção de vídeos das aulas física para o ensino das Engenharias, apresentou melhores resultados no ensino-aprendizado dos alunos, visto que o trabalho feito nas aulas de física realmente contribuiu para a uma experiência praticae eficiente. Com o mapeamento das experiências físicas e os vídeos gravados, pode-se analisar de forma clara e concisa os procedimentos até então adotados para identificar as deficiências das aulas, propondo e implementando melhorias com vistas a ajudar as dificuldades dos alunos na disciplina de física teoria e experimental.

Para concluir o estudo, há de se ressaltar que as propostas das aulas foram bem aceitas pelos alunos, implementando a cada aula novos modelos de experiência do ensino de física, modelos estes que se mostraram mais eficazes para a assertividade para o ensino-aprendizado, rompendo as barreiras da sala de aula e da teoria

## Referências Bibliográficas:

CRUZ, Sonia Catarina S.; CARVALHO, Ana Amélia A. Produção de vídeo com o Movie Maker: um estudo sobre o envolvimento dos alunos de 9.º ano. Disponível em: . Acesso em: 03 out. 2010.

GASPAR, A; MONTEIRO I. C. C. (2005). Atividades experimentais de demonstrações em sala de aula: Uma analise segundo o referencial da teoria de Vygotsky. UNESP-SP

NÓVOA, A. Os professores na virada do milênio: do excesso dos discursos à pobreza das práticas. Educação. Pesquisa. São Paulo, v. 25, n. 1, June1999.

PAULA, Adriana Rocha Castro de. Eu, autor. In: SEMINÁRIO WEB CURRÍCULO PUCSP: Integração de tecnologias na prática pedagógica e no currículo, 2, 2010, São Paulo. Anais... São Paulo: PUC, 2010.

VYGOTSKY, LEV S. Pensamento e linguagem. São Paulo: Martins Fontes, 1987.

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