PÊNDULO SIMPLES SONORO: PROPOSTA DE EXPERIMENTAÇÃO E INCLUSÃO EM ENSINO DE FÍSICA

## PÊNDULO SIMPLES SONORO: PROPOSTA DE EXPERIMENTAÇÃO E INCLUSÃO EM ENSINO DE FÍSICA

## *Leonardo Romeiro Santiago¹, Luan Gomes Souza², Luciene Fernanda da Silva³.

- 1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia (IFRJ - campus Nilópolis), leonardo\_rsantiago@yahoo.com.br
- 2 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia (IFRJ - campus Nilópolis), luangomes.souza@gmail.com
- 3 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia (IFRJ - campus Nilópolis), luciene.silva@ifrj.edu.br

## Resumo

Um ensino inclusivo é aquele que se molda às necessidades dos alunos, de forma que todos tenham iguais oportunidades de aprendizagem em uma mesma sala de aula. As aulas experimentais são necessárias no ensino de física, tendo em vista a natureza empírica da disciplina, o seu auxílio na construção do conhecimento e a sua contribuição para o desenvolvimento de uma cultura científica nos alunos, além de ser uma possibilidade para a prática de inclusão em sala de aula. Este trabalho, baseando-se nessas premissas, apresenta um aparato experimental simples, elaborado para auxiliar professores a promoverem esse tipo de ensino em sala de aula, caso tenham alunos com baixa visão ou não videntes. Neste equipamento foram utilizados componentes eletrônicos básicos e de fácil acesso, modificando a interação do estudante com um dos experimentos mais clássicos da mecânica: o pêndulo simples. Foi elaborado também um roteiro experimental voltado para a utilização do aparato em sala de aula. Por fim, busca-se apresentar soluções para alguns problemas encontrados durante a elaboração do equipamento, visando facilitar o trabalho do professor que irá utilizá-lo. Cabe ressaltar que ainda não foi possível realizar a aplicação dessa proposta em sala de aula. Planeja-se cumprir essa etapa em momento posterior.

Palavras-chave : Inclusão, experimentação, ensino de física, pêndulo simples.

## Introdução

A busca por uma escola inclusiva deve ser o esforço contínuo de todo professor crítico, além de ser uma meta da lei de inclusão, que no seu artigo 27 garante um sistema educacional inclusivo em todos os níveis (BRASIL, 2015) . Para Camargo (2012), na inclusão há uma responsabilidade de adequação de ambos os lados, da sociedade e da pessoa com deficiência, mas a balança deve pesar mais para o primeiro lado, cabendo a ele reconhecer e aceitar as diferenças e promovendo, assim, um alicerce para a criação de novas práticas pedagógicas.

As práticas docentes devem acompanhar essa meta e almejar uma didática inclusiva, ou seja, garantir que tanto o aluno com deficiência como o aluno sem deficiência sejam atendidos sem prejuízos, moldando-se as necessidades apresentadas por eles, como explicitam Hallais et al. (2017). A meta em questão não tem se apresentado como um desafio fácil, e seu alcance depende muito do professor. Camargo (2012) diz que:

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'a busca por uma didática inclusiva não é simples, deve superar os modelos pedagógicos tradicionais, enfatizando o impacto de variáveis específicas na implementação de uma educação para todos' (CAMARGO, 2012, p. 15).

Em teoria, o docente deve estar capacitado para planejar e conduzir atividades que atendam às necessidades educacionais de alunos com ou sem deficiência, ou seja, sua prática deve atender às múltiplas formas de interação entre os participantes das atividades e os fenômenos estudados (CAMARGO, 2012). Esta afirmação é reiterada por Sant'Ana (2005), que aponta a importância de uma preparação adequada de educadores para atender a todos os perfis de alunos. A autora também descreve que o sucesso do professor em classes inclusivas depende de amplas mudanças em suas práticas pedagógicas.

Dentre essas mudanças, podemos ressaltar as aulas experimentais, que para Ferreira e Dickman (2007) são atividades necessárias para a construção do saber, tanto para alunos videntes como não videntes. Para Camargo (2007), essa prática é uma forma importante de atividade, pois propicia a criação de modelos dos fenômenos discutidos, e para Costa (2006) é um caminho para a inclusão.

Portanto, esse trabalho pretende elaborar um experimento, assim como um roteiro de aula, que possa ser utilizado em salas de aula inclusivas do ensino médio e que possibilite a alunos videntes e não videntes realizar e interagir com o experimento. O movimento harmônico simples foi escolhido como conteúdo curricular, e feito o experimento com o pêndulo simples. A escolha do experimento, assim como do conteúdo curricular, surgiu a partir de uma aula de eletrônica básica do curso de licenciatura em Física, na qual dois dos autores deveriam realizar um experimento de mecânica com uma implementação eletrônica. Eles também se motivaram pela temática do XXIII SNEF.

## Experimentação e Inclusão

Hallais (2017) explica que um professor inclusivista é aquele que ajusta suas aulas, e a si mesmo, para atender alunos com deficiência visual. A autora segue afirmando que o professor deve se ater às adaptações para alunos de baixa visão, com os quais o uso do tato, das cores fortes e dos contrastes são importantes para o entendimento das aulas. Entretanto, em uma sala de aula, pode, e deve haver alunos tanto videntes quanto não videntes, e desta maneira surge a questão: como podemos elaborar propostas que englobem a participação de ambos? Este questionamento é interessante, pois, ainda segundo a autora, embora alunos videntes não necessitem de adaptações, eles se sentem motivados com novas metodologias e aparatos diferenciados, auxiliando a aprendizagem de todos.

É comum encontrar propostas envolvendo o uso de maquetes ou manipulação de objetos, com diferentes texturas em suas superfícies, como apresentado por Hallais (2017) e Barbosa-Lima (2013). Entretanto, até que ponto aulas que envolvam estes aparatos trazem o significado de ciência experimental que a Física possui? Estas abordagens permitem que alunos não videntes percebam e entendam o conteúdo, porém em uma aula experimental é mais difícil que tenham o mesmo grau de participação durante a coleta de dados, como um aluno vidente.

A ideia deste trabalho é desenvolver um experimento e um roteiro de aula, em que alunos videntes e não videntes possam trabalhar, discutir e aprender juntos, ou

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seja, exercer a inclusão nas aulas experimentais de Física. Além disso, a escolha do tema para esta proposta envolve a simplicidade e a praticidade durante a montagem e aplicação, para que outros professores possam utilizá-la de acordo com suas necessidades.

## Montagem Experimental

O experimento escolhido foi o pêndulo simples, com o intuito de trabalhar os conceitos de período, frequência e amplitude, e relacionar o período com a massa e também o comprimento do pêndulo. Porém, como o aluno cego ou com baixa visão poderia realizar o experimento com a mesma autonomia que um aluno com boa acuidade visual? Para que esta isonomia seja garantida, o estudante precisaria perceber o período de outra forma que não a visual. Optou-se, então, por enviar essa informação de forma sonora. Assim, esse experimento é baseado em um módulo que detecta o período do pêndulo e o informa através do som.

- O mais importante para este experimento é o envio da informação para o aluno não vidente ou de baixa visão. Para tal, fez-se uma implementação eletrônica para captar e repassar as informações em tempo real. O circuito utilizado neste trabalho é de simples feitio e utiliza materiais de baixo custo e fácil acesso. Nele foram usados dois resistores, um sensor de luz (LDR Light Dependent Resistor ), um buzzer, um LED emissor de luz branca e um transistor. É importante salientar que todos esses componentes podem ser encontrados em lojas de eletrônica.

A figura 1(a) representa a montagem do circuito utilizado com base no esquema demonstrado na figura 1(b).

Figura 1: (a) Montagem do módulo em protoboard. (b) Desenho esquemático das ligações do circuito.

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Para facilitar a compreensão, é preciso definir o papel de cada um dos componentes. A componente chave deste setup é o LDR.Ele e o LED formam um conjunto de detecção. Como o LDR é uma resistência que depende da luz, pode-se utilizar essa propriedade para criar um sensor, e para isso o LED deve ficar apontado para a resistência, para que a ilumine e defina seu nível de resistência. Dependendo desse nível haverá mais ou menos corrente passando por ele, e juntando isso a um transistor - que faz o papel de uma chave - pode-se acionar o buzzer através dessa variação da corrente .

A corrente que passa pelo LDR está diretamente ligada à variação do nível de iluminação e da sua resistência. Portanto, o pêndulo deve passar entre os dois dispositivos, entrando na frente do LED e gerando uma sombra, diminuindo, assim, a quantidade de luz incidente no componente.

- O transistor irá trabalhar como uma chave. Com a diminuição da quantidade de luz, o aumento da resistência do LDR, e como a base do transistor está ligada ao divisor de tensão entre o ele e o resistor 2[indicado na figura 1(b)], este dispositivo irá 'liberar' corrente para o buzzer , transmitindo assim a informação de que o pêndulo passou pelo sensor, gerando a emissão de um apito através do buzzer.

A resistência 2 tem um papel fundamental também no circuito, pois será ela que limitará a tensão, e consequentemente a corrente que passa pelo LDR. Um fino ajuste no valor desse componente é muito importante para o seu bom funcionamento.

Nessa montagem foram utilizadas: uma fonte de 5V, reutilizando um carregador de celular antigo; um transistor bc548b do tipo NPN; um LED branco ligado a um resistor de 220 ohms para limitar sua corrente; um LDR ligado a uma resistência de 1000 ohms; e um buzzer. Todos esses componentes são genéricos e podem ser encontrados facilmente em lojas de eletrônica. Entretanto, deve-se ter cuidado com a tensão de operação do transistor que será utilizado, pois pode modificar os valores das resistências necessárias para que funcione perfeitamente.

Com a montagem pronta, espera-se que o buzzer não emita nenhum som inicialmente, fazendo-o somente depois que a iluminação incidente no LDR for interrompida pelo pêndulo que passará entre os componentes.

Esta montagem também pode ser feita utilizando uma placa Arduino, que irá controlar o fluxo de corrente enviada ao buzzer , fazendo com que haja ou não emissão de som, substituindo o transistor. São necessárias poucas linhas de programação para que o buzzer emita som quando a sombra do pêndulo passar pelo LDR. As duas montagens são simples e bastante portáteis. A vantagem do uso de um transistor é o valor, que é bem inferior ao de uma placa Arduino.

Deve-se ter um cuidado a mais na montagem do suporte do pêndulo simples, que será utilizado em conjunto com este aparato. O módulo que emite som na passagem do pêndulo foi construído separadamente da base do experimento, o que adiciona uma dificuldade ao posicioná-lo em relação ao pêndulo. No roteiro criado optou-se em desenvolver um passo-a-passo para que o próprio aluno regule a posição. Isso acaba aumentando o trabalho do estudante, que também precisará ter mais cuidado na realização do experimento e, com isso,poder auxiliar a desenvolver seu senso de responsabilidade com os experimentos trabalhados e gerar uma enculturação científica. Entretanto, isso pode ser contornado fixando o módulo na base.

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Para que os alunos possam marcar os tempos de oscilações, propõe-se que eles utilizem os próprios celulares, visto ser comum que os alunos os possuam, mesmos os não videntes. Em celulares Android ou IOS existe uma ferramenta de acessibilidade, que quando ativada lê a tela do aparelho. Nos telefones com Android essa função se encontra em Configurações&gt;Acessibilidade&gt;TalkBack , e nos telefones com IOS encontramos em Settings&gt;General&gt;Accessibility&gt; VoiceOver . Os próprios aplicativos de relógio já possuem a função de cronômetro. Se esta tela estiver selecionada basta que o aluno toque duas vezes seguidas para que seja acionado, e dois toques novamente para que pare. Se tocar uma única vez, o programa de acessibilidade irá informar o valor do tempo marcado.

## O Roteiro de Aula

O roteiro feito para este experimento contêm componentes básicos a todos os documentos deste tipo, que são: introdução, objetivos, metodologia e discussão dos resultados. Cabe ressaltar que ele é baseado nos roteiros de laboratório, utilizados ao longo do curso de licenciatura, do qual os autores fazem parte.

A proposta é que o material seja objetivo em suas propostas, para que o estudante não tenha problemas em manusear o equipamento. De início, é apresentada uma pequena parte teórica sobre Movimento Harmônico Simples, envolvendo o experimento que será utilizado, o pêndulo simples. Foi utilizada uma imagem esquemática do aparato, que deve funcionar como uma maquete, para que o aluno não vidente possa tateá-la e elaborar mentalmente o que é esse objeto e como é seu movimento, como visto na figura 2. Esta mesma estratégia é utilizada por Barbosa-Lima (2013) e Hallais (2017).

Figura 2: Foto do esquema encontrado no roteiro, em alto relevo.

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Elaboraram-se dois objetivos para esta aula experimental: obter o Período do pêndulo simples; e relacionar o período com o comprimento do fio e a massa do objeto. Na metodologia utilizada procurou-se tornar cada etapa o mais simples possível, a fim de reduzir problemas de manuseio e coleta de dados. Informações sobre o uso do cronômetro, em especial, devem estar claras, principalmente quanto ao uso de programas de acessibilidade vinculados aos celulares.

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Tabelas colocadas ao longo desta etapa ajudam os alunos a organizarem os dados coletados. Nelas os estudantes devem encontrar explicações de como a massa do pêndulo e o comprimento do fio se relacionam com o período. As discussões sobre os dados devem ser feitas à medida que sejam coletados, com o intuito de dinamizar o experimento. Na figura 3, pode-se ver a montagem projetada para seguir o roteiro, com travas laterais na base que auxiliam no posicionamento do módulo, dando-lhe apenas um grau de liberdade. Isso pode facilitar a manipulação do experimento pelos alunos.

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## Considerações finais

Em uma análise rápida, pode-se perceber que este é um experimento simples, que provavelmente é repetido em inúmeras aulas de mecânica, porém com a implementação da presente proposta, essa atividade corriqueira pode ser transformada num instrumento de inclusão.

Como nosso principal objetivo é o de promover uma sala de aula inclusiva, não esperamos - nem desejamos - que o aluno não vidente realize o experimento completamente sozinho, mas sim que ele possa participar do experimento sem nenhum prejuízo em relação aos alunos videntes, e que tenha condições de realizálo, discutir os resultados e chegar a suas próprias conclusões.

Devido à limitação de espaço não foi possível apresentar o roteiro de aula neste trabalho, porém como o intuito deste é que outros professores possam utilizálo junto com a montagem descrita, esse foi disponibilizado, assim como a montagem com Arduino e a programação feita para este em uma pasta de compartilhamento de arquivos online do Google Drive, que pode ser acessada através do link https://drive.google.com/open?id=151HZSBSXTKh1ngj0TxvfxvaqphkJe7HS.

É possível utilizar o módulo com o sensor em outros experimentos como a queda livre, plano inclinado, movimento retilíneo uniforme, entre outros, a partir de apenas alguns ajustes, chegando ao mesmo objetivo que este trabalho ou não. Com

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uma implementação básica de Arduino, é possível gravar tempos e até criar gráficos somente com a passagem de um objeto repetidas vezes, pelo sensor aqui proposto. Vale salientar a utilização desse material para a criação de outras possibilidades de uso que não somente a inicial.

Não foi possível aplicar este experimento em uma situação real de sala de aula. Entretanto, este trabalho é apenas a primeira etapa de um projeto a ser realizado ao longo deste ano. Como próximo passo, espera-se aplicar esta proposta em turmas com alunos com deficiência visual, para que possamos constatar ou não a eficiência de nossa proposta.

## Referências

BARBOSA-LIMA, M.C. (Org.). Experimentos para inclusão de alunos com deficiência visual em aulas de Física : uma contribuição dos licenciandos da UERJ - 2014. Rio de Janeiro: Rede Sirius - Rede de Bibliotecas UERJ, 2013.

BRASIL. Lei n. 13.146, de 6 de julho de 2015. Lei Brasileira de Inclusão da Pessoa com Deficiência , Brasília. 2015

CAMARGO, E. P. Saberes docentes para a inclusão do aluno com deficiência visual em aulas de física. São Paulo, Editora Unesp, 2012. p 15 a 18.

CAMARGO, E. P.; NARDI, R. Dificuldades e alternativas encontradas por licenciandos para o planejamento de atividades de ensino de óptica para alunos com deficiência visual. Revista Brasileira de Ensino de Física , p. 115-126, 2007.

COSTA, L. G.; NEVES, M. C. D.; BARONE, D. A. C. O ensino de Física para deficientes visuais a partir de uma perspectiva fenomenológica. Ciência &amp; Educação , v. 12, n. 2, p. 143-153, 2006.

Ferreira, A. C; Dickman, A. G. Ensino de Física a estudantes cegos na perspectiva dos professores. In: Anais do VI Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências , Florianópolis, 2007.

HALLAIS, S. C. et al. Experimentos adaptados para estudantes com deficiência visual. Revista de Educação, Ciências e Matemática , v. 7, n. 2, 2017.

Sant'Ana, I. M. Educação Inclusiva: Concepção de professores e diretores. Psicologia em Estudo , v. 10, n. 2, p. 227-234, agosto de 2005.

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