UTILIZAÇÃO DE TECNOLOGIAS ATIVAS PARA APRENDIZAGEM DE FÍSICA

## UTILIZAÇÃO DE TECNOLOGIAS ATIVAS PARA APRENDIZAGEM DE FÍSICA

## Jorge Lucio Rodrigues das Dores 1

1 Colégio Estadual Edvaldo Brandão Correia, jorgeluciorodrigues@hotmail.com

## Resumo

A inserção de tecnologias ativas tem se tornando um dos grandes desafios para os professores no processo de ensino-aprendizagem. As Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs) buscam proporcionar um novo modelo para educação, criam novos caminhos para os educandos inserindo-os na sociedade, quebrando paradigmas outrora utilizados. A formação discente deve extrapolar os limites da sala de aula, pois há uma gama de informações e saberes que não podem ser contemplados, nem no espaço físico nem temporal de uma aula de cem minutos semanais, logo, é imprescindível a utilização de ambientes extra salas de aula para complementação da formação científica do estudante. Sendo os centros de ciências um espaço complementar para despertar o encantamento, a motivação e a contextualização dos saberes científico. É baseado na ideia de que espaços não formais de ensino dentro de espaços formais podem servir como locus de desenvolvimento de múltiplas capacidades de aprendizagem, bem como a utilização de tecnologias ativas de aprendizagem podem se tornar propostas de complementação do ensino de física. Utilizando ferramentas como scratch e arduino, visando o ensino experimental na área de física dentro do Programa Ensino Médio Inovador (PROEMI) no centro de ciências do Colégio Estadual Edvaldo Brandão Correia, foi possível perceber o envolvimento e o despertar de habilidades antes latentes em estudantes que passaram a ter um papel de protagonista no desenvolvimento de uma pesquisa científica.

Palavras-chave : Centros de ciências, tecnologias ativas, Tecnologias de Informação e Comunicação.

## 1 Introdução

O movimento de estímulo à pesquisa na educação básica é crescente e tem gerado resultados positivos para estudantes, professores e escolas de todo Brasil, logo uma política pública que favoreça a criação e manutenção de centros de ciências é imprescindível para que haja uma mudança deste cenário trazido pelo Programa Internacional de Avaliação de Alunos (PISA).

Segundo dados do PISA de 2015, em ciências, 43,4% dos estudantes obtiveram pelo menos o nível 2 da escala de proficiência. A média do Brasil na área foi de 401 pontos. Desde 2009, o desempenho do Brasil estava estagnado em 405, e agora recuou quatro pontos.

.Os alunos foram avaliados de acordo com três competências científicas: explicar fenômenos cientificamente, avaliar e planejar experimentos científicos e interpretar dados e evidências cientificamente. De acordo com a Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE), "um jovem letrado cientificamente está preparado para participar de discussões fundamentadas sobre questões relacionadas à Ciência, pois tem a capacidade de usar o conhecimento e a informação de maneira interativa".

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Quadro 01: Evolução do Brasil no PISA de 2000 a 2015

Em 2015, estimou-se a avaliação de aproximadamente 32 mil alunos em 964 escolas. Nesse ano a avaliação se deu 100% em computador e abrangeu as áreas de Ciências, Matemática, Leitura, Resolução Colaborativa de Problemas e Competência Financeira.

A análise deste quadro mostra um modelo educacional que não consegue atingir uma qualidade aceitável em ciências, desmascara a ineficiência das propostas de aprendizagem. Dentro deste mesmo contexto, Ausubel, Novak e Hanesian (1968) definem que uma aprendizagem é significativa quando 'a tarefa de aprendizagem pode se relacionar, de modo arbitrário e substancial com o que o aluno já sabe, e se este adota uma atitude de aprendizagem correspondente para fazê-lo assim'.

Para que este tipo de aprendizagem aconteça, faz-se necessário que o material utilizado esteja adaptado ao estudante e que este, por outro lado, esteja predisposto a aprender.

Para Novak (1968), a aprendizagem significativa possui três vantagens importantes sobre a de memorização: O conhecimento que se adquire é retido por mais tempo, facilita as novas aprendizagens relacionadas e podem ser produzidas mudanças significativas possibilitando novas aprendizagens, mesmo após o esquecimento. Sendo assim, uma mudança de método pode favorecer uma mudança de comportamento, tanto de educadores quanto de educandos, no processo de ensino e aprendizagem.

É situado neste cenário que este artigo tem como objetivo apresentar propostas de utilização de complementação do ensino de física, utilizando ferramentas como scratch e arduino, visando o ensino experimental na área de física dentro do Programa Ensino Médio Inovador (PROEMI) no centro de ciências do Colégio Estadual Edvaldo Brandão Correia, utilizando como referenciais teóricos a metodologia ativa de aprendizagem, nos moldes da aprendizagem colaborativa e novas tecnologias de aprendizagem, segundo Moran, Behrens e Massetto.

## 2 Educação Científica

A educação não pode ser restrita à sala de aula, diante dos desafios e bombardeio de informações a que os estudantes estão expostos, é cada vez mais propício a utilização de ambientes extra salas de aula para complementação da formação científica do estudante. Neste contexto, utilizar centros de ciências é uma importante estratégia de ensino e de aprendizagem, na tentativa de despertar o encantamento, a motivação e a contextualização dos saberes associados estritamente à sala de aula. Além disso, o uso destes espaços são preceitos

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estabelecidos nos Parâmetros Curriculares Nacionais (BRASIL, 1998 e 2000), que sugerem a realização de atividades de campo ou estudo do meio, como estratégia para colocar em prática a observação e a problematização, além de desenvolver outras habilidades, tais como coletar, registrar e analisar dados. Há também suporte nas Orientações Curriculares para o Ensino Médio (BRASIL, 2006) que apontam esta estratégia como uma atividade potencialmente motivadora para os estudantes, já que deslocam o ambiente de aprendizagem para fora de sala de aula.

Para Queiroz e colaboradores (QUEIROZ, 2011) a educação científica não pode ser entendida como algo simples de se alcançar, somente utilizando um espaço não formal. Ela perpassa noções e métodos utilizados, cultura, planejamento e formação de uma consciência científica.

## 2.1 Centros de ciências

Centros ou clubes de ciências são espaços que tem como objetivos subsidiar o conhecimento técnico, científico e pedagógico para que a escola possa elaborar, construir e/ou executar seus projetos na área do ensino das ciências;

É importante reconhecer que estes espaços devem estar associados aos valores da cidadania e desenvolvimento do ser humano, complementando não só as atividades de realização de experimentos científicos, mas, também, como um espaço social com forte papel educativo que serve para capacitar os professores do ensino de ciências da educação infantil ao ensino médio quanto ao aprofundamento dos saberes disciplinares, com procedimentos científicos teóricos e práticos pertinentes aos seus objetos de estudos e promover na comunidade escolar uma visão sistêmica quanto à importância da formação de cidadãos alfabetizados cientificamente, ampliando sua compreensão do mundo, começando pelos fenômenos presentes em sua vida cotidiana.

Busca-se desta forma a mobilização da população escolar em torno dos temas e da importância da Ciência & Tecnologia, contribuindo para a popularização destes saberes no âmbito escolar.

## 3 Novas tecnologias de aprendizagem

Como as tecnologias da informação e comunicação estão cada dia mais presentes na vida dos indivíduos, tornou-se comum encontrar alunos que utilizam dispositivos eletrônicos; portanto, a escola não pode ficar afastada dessa realidade (SOUZA, 2013).

Para Costa (2017) O desafio é direcionarmos as novas tecnologias para o processo de ensino-aprendizagem escolar, despertando nos alunos o interesse dos conteúdos através das tecnologias atuais Segundo Moran (2013, p. 12) enquanto a sociedade muda e experimenta desafios mais complexos, a educação formal continua, de maneira geral, organizada de modo previsível, repetitivo, burocrático, pouco atraente. Este retrato mostra que a escola não acompanha os avanços da sociedade, mostrando-se conservadora e resistente ao que é amplamente exposto pela sociedade. Dessa forma, ainda segundo Moran (2013, p. 12) A escola precisa a prender a ser uma organização efetivamente, significativa, inovadora, empreendedora.

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## 3.1 Aprendizagem baseada em projetos

A Aprendizagem Baseada em Projetos é um modelo de ensino e aprendizagem que tem como princípio metodológico abordar os conceitos e princípios de uma disciplina envolvendo os estudantes em atividades de pesquisa para resolução de problemas e outras tarefas relevantes, permitindo que os mesmos trabalhem de forma autônoma com o intuito de construir o seu próprio saber, tendo como culminância produtos concretos. As características que definem este modelo de aprendizagem são conteúdo, condições, atividades e resultados.

A aprendizagem baseada em projetos pode ajudar os professores no desafio de propor um ensino vinculado ao cotidiano, via contextualização do conhecimento e trabalho interdisciplinar, como proposto pelos - Parâmetros Curriculares Nacionais PCNs [BRASIL 2000], o que tem levado a uma mudança da prática pedagógica nas escolas, PBL 2010 Congresso Internacional. São Paulo, Brasil, 8-12 de fevereiro de 2010, ou seja, envolvendo o discente no processo de resolução de problema com a implantação da estratégia de projetos.

Neste modelo os conteúdos são trabalhados de forma a despertar o interesse dos alunos porque são apresentados de forma realista, holística em vez de fragmentados, estudados em profundidade e relevantes em termos pessoais. Dessa forma permite que os estudantes formem as sua próprias representações de tópicos e temas complexos bem como construam os seus saberes a partir da sua própria experiência.

## 4 Metodologia

O projeto é desenvolvido no Colégio Estadual Edvaldo Brandão Correia, situado na cidade de Salvador-Bahia, dentro do Programa Ensino Médio Inovador (PROEMI) e ciência na escola, pautado na utilização das metodologias ativas como instrumento para a prática de iniciação científica, com o uso de 'kit Arduino' para Internet das Coisas (CODE IOT) e plataforma de linguagem de programação 'Scratch' e Scratch four Arduino (S4A).

Figura 01: Grupo de Pesquisa do PROEMI

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A primeira etapa desenvolvida foi a iniciação científica (IC. júnior). Os estudantes do grupo de pesquisa foram convidados a se inscreverem no curso de metodologia científica proposto pela Intel e a Feira Brasileira de Ciências e Engenharia (FEBRACE), as quais criaram uma plataforma de Aprendizagem Interativa em Ciências e Engenharia (APICE) para apoiar o aprendizado em

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ciências, por meio do desenvolvimento de projetos investigativos e da apresentação de projetos em feiras e mostras científicas. O curso está disponível no endereço: http://apice.febrace.org.br/modulos\_metodologia

Figura 02: Plano do curso de Metodologia da Pesquisa e Orientação de Projetos de Iniciação Científica.

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Na segunda foi proposto aos estudantes se inscreverem no curso CODE IOT, desenvolvido em parceria pela Intel, SAMSUNG e Laboratório de Sistemas Integráveis Tecnológico (LSI-TEC) da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP). A plataforma oferece cursos cem por cento online e gratuitos sobre IOT, sendo um total de seis cursos disponíveis no endereço: http://codeiot.org.br/courses

- O objetivo em fazer os jovens pesquisadores se inscreverem nos cursos é ampliar as possibilidades de utilização das IOTs, dessa forma pretende-se que eles percebam o mundo a sua volta e tentem criar soluções inovadoras e criativas para problemas do cotidiano de sua comunidade e/ou colégio ou até mesmo suas necessidades pessoais.

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Figura 03: cursos oferecidos pela plataforma CODE IOT

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Na quarta etapa foi utilizada a Brainstorming, que é uma técnica utilizada para instigar a criatividade na resolução de problemas, trata-se de uma dinâmica de grupo na qual não há julgamentos das ideias nem críticas ao que foi proposto por qualquer um dos participantes, sendo o objetivo principal fazer com que cada pessoa libere sua criatividade sem barreiras, temores ou restrições. Esse modelo foi utilizado no grupo de pesquisa para dar liberdade de escolha de tema para cada integrante.

## 5 Resultados

A partir de uma proposta que coloca o estudante como protagonista da aprendizagem foi possível criar um grupo de pesquisa dentro do PROEMI. Tendo este sido o principal objetivo alcançado, além de ocupar estudantes com perfis de jovens cientistas no contra turno e juntá-los num mesmo ambiente para que possam dialogar entre si e encontrar soluções para problemas no âmbito social e da escola.

Outro objetivo alcançado foi conseguir fazer funcionar ambientes escolares que antes eram subutilizados como os laboratórios de informática e de ciências, com o advento dos projetos, estes espaços são extensão das salas e servem para desenvolvimento de pesquisa.

- O processo de educação científica é algo contínuo e deve ser estimulado para que estes jovens possam, depois de passada esta experiência, aplicarem o que aprenderam à sua vida e adquirindo uma visão menos estereotipada da ciência.
- O método de deixar que os estudantes se desafiassem para resolução de problemas também se mostrou eficaz, como visto na figura 04, na qual os alunos se desafiaram a construir um sensor de infravermelho antifurto com utilização da plataforma Arduino.

Figura 04: Desafio de montar um sensor infravermelho

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Na figura 05 tem-se o desafio de criar um jogo utilizando a linguagem de programação scratch com o objetivo de ajudar os estudantes a entenderem os conceitos da física.

- Os desafios foram propostos pelos próprios estudantes depois do brainstorming, em seguida decidiram se juntar em duplas ou trios, ou até mesmo sozinhos para buscarem soluções para os temas que os interessaram. O papel do

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orientador foi apenas de conduzir os debates para evitar críticas ou discussões que pudessem inibir alguém de expor suas ideias.

Figura 05: Desafio de criar um jogo utilizando o scratch

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## .6 Considerações finais

A utilização das TICs no desenvolvimento e na construção de conceitos se faz necessária diante dos avanços tecnológico e utilização cada vez maior por parte dos estudantes, porém a figura do professor não poderá ser substituída por máquinas, a tecnologia não é nada por si só e necessita de um operador que consiga manuseá-la e de um mediador que dê propósito à sua utilização de forma dinâmica e segura. Nesse espaço entre a educação e a tecnologia entra a figura do professor como mediador entre os saberes científicos e o uso das TICs.

- O aplicativo Scratch tende a ser uma ferramenta eficiente de ensino aprendizagem, pois consegue, de forma lúdica despertar o interesse dos alunos e estimular as capacidades intelectuais, emocionais e sociais, aprimorando raciocínio lógico e buscando resolução de soluções-problemas, principalmente no que tange a confecção de jogos na área de física.
- O arduino possibilita uma maior interação entre conceitos físicos e tecnológicos para resolução de problemas envolvendo eletrônica, ao mesmo tempo que possibilita o trabalho em equipe.

A iniciação científica ainda é um tabu, principalmente na área de Ciências Exatas e da Terra, para o público feminino. No grupo apenas duas estudantes se inscreveram para o projeto, enquanto foram 8 estudantes do sexo masculino. O que nos faz pensar em estratégias para conquistar este público já no ensino básico.

## Referências

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