SEQUÊNCIA DE ENSINO INVESTIGATIVA SOBRE CIRCUITOS ELÉTRICOS ATRAVÉS DO USO DA ROBÓTICA

## SEQUÊNCIA DE ENSINO INVESTIGATIVA SOBRE CIRCUITOS ELÉTRICOS ATRAVÉS DO USO DA ROBÓTICA

## Thiago Luiz Viana dos Santos , Clarice Parreira Senra , Ana Flávia Amaral 1 2 Silva 3

Palavras-chave : Ensino de Física; Ensino por investigação; Robótica.

## Resumo expandido

Os documentos oficiais que orientam o ensino de Ciências na educação básica indicam a importância de promover a alfabetização científica, um possível caminho seria por meio de atividades investigativas (SASSERON; CARVALHO, 2011). De acordo com Carvalho (2018) no ensino por investigação o professor cria condições para que o aluno possa pensar, argumentar, ler criticamente e escrever suas ideias. Ao avaliar uma atividade investigativa o objetivo não é apenas saber se o aluno compreendeu o conceito abordado, mas observar se ele sabe falar, argumentar, ler e escrever sobre o conteúdo trabalhado na atividade investigativa (CARVALHO, 2018).

Dentro deste contexto, elaboramos uma Sequência de Ensino Investigativa (SEI) para desenvolver habilidades da Base Nacional Comum Curricular (BNCC), como por exemplo, 'EF08CI02' (BRASIL, 2018, pág. 349) relacionadas ao conhecimento físico para o Ensino Fundamental.

Neste trabalho, apresentamos uma SEI que permite a discussão sobre uma situação bastante comum em nosso dia a dia, que é o acendimento das luzes dos postes, com o objetivo de auxiliar os alunos na compreensão de conceitos relacionados aos circuitos elétricos. Para tal, faremos o uso do Arduino Uno, resistores, um LED, um LDR, uma protoboard, alguns jumpers e os softwares: i) Arduino IDE, que será utilizado para a compilação do código para o Arduino, antes mesmo que os alunos possam fazer os experimentos, e ii) o Tinkercad.

Para a realização da SEI, propõe-se que as atividades sejam realizadas em 6 aulas com a seguinte divisão:

Aulas 1 e 2: Antes de iniciar a SEI é importante que o professor tenha trabalhado conceitos básicos de circuitos elétricos em aulas anteriores, para que nesse momento os alunos possam colocar alguns conhecimentos em prática.

Com o intuito de contextualizar o assunto a ser desenvolvido, o professor deve fazer perguntas que instiguem os alunos a chegarem na questão a ser abordada, como: 'Em nossa cidade, quando começa a escurecer, o que acontece?', com perguntas semelhantes a essa, espera-se respostas, como: 'no escuro a luz

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dos postes se acendem" ... e esse é o ponto em queremos chegar 'como os postes de luz acendem ao anoitecer?'.

Após a contextualização, a turma deve ser dividida em grupos e o professor distribuir pequenas caixinhas fechadas (figura 1), montadas de forma que os componentes da figura 2, com exceção do LED e LDR, fiquem escondidos. Nessas caixinhas teremos o circuito demonstrado na figura 2, uma fonte para alimentar o Arduino (tomada) e um interruptor. O interruptor ficará preso a essa caixinha e a ideia é que os alunos utilizem sua intuição para acenderem o LED.

Figura 1 : Modelo caixinha com interruptor, LED e fonte na parte frontal com o furo superior para o LDR.

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Figura 2: Circuito do LED sendo controlado pelo LDR com auxílio do Arduino.

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Para que a atividade seja realizada com sucesso, ela deverá ser feita em um local claro, evitando que a baixa luminosidade interfira nos resultados. O professor durante a atividade terá o papel de mediador e os alunos, em grupos, buscam solucionar o problema de como acender o LED. Para resolver a questão, eles devem testar as hipóteses levantadas, identificando as variáveis que interferem ou não na situação. A solução do problema consiste em os alunos ligarem a fonte na tomada,

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alimentando o Arduino, e taparem o furinho do LDR, para que a luz acenda (o Arduino deve estar pré programado para que a tarefa seja realizada).

Após todos encontrarem a solução, os alunos terão um momento para discutir os resultados observados e compartilhar com os colegas. Nesse momento o professor deve incentivar a participação dos alunos por meio de perguntas, por exemplo: 'Como vocês conseguiram resolver o problema?' (CARVALHO, 2013).

Aulas 3 e 4: O professor deverá mostrar o circuito aos alunos (até então estava tudo escondido dentro da caixa), e apresentar os componentes, deixando que eles expliquem suas hipóteses sobre o funcionamento do LDR.

Feito isso, os alunos escrevem um relatório com observações sobre o experimento realizado, indicando também aplicações do fenômeno em outras situações.

Para facilitar o entendimento dos alunos sobre os dispositivos utilizados, podemos fazer comparações com situações cotidianas. Podemos comparar o resistor ligado em série com o LED aos fusíveis, que são dispositivos de proteção dos circuitos. O funcionamento dos fusíveis baseia-se na corrente. Dentro de um invólucro de vidro, há um pequeno filamento que se rompe caso correntes superiores às estipuladas pelos fabricantes passem por ele. Assim, os resistores ligados em série com o LED têm a função de proteger e limitar a corrente que passará por ele, evitando que o mesmo queime.

No caso do LDR, podemos compará-lo ao interruptor que temos em casa, mas, ao invés de acionarmos para acender a luz, a única coisa que determinará se ele acende ou não, será a luminosidade do ambiente.

Aulas 5 e 6: Depois dos alunos comentarem sobre os resultados e o professor apresentar os componentes, propõe-se uma demonstração em ambiente virtual utilizando o Tinkercad . Primeiro o professor deverá explicar a lógica aos 1 alunos e o funcionamento básico do Tinkercad. Após isso, propõe-se uma reprodução do circuito utilizado nos experimentos anteriores e a programação em blocos (figura 3).

Figura 3: Programação em blocos do circuito da figura 1

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1

Para

melhor

compreensão

do

uso

do

TinkerCad,

basta

acessar

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Com a realização de todas as atividades, sugere-se que os alunos façam um novo relatório acerca das atividades desenvolvidas e do uso do Arduino.

Por fim, esperamos que essa proposta possa auxiliar os professores no planejamento de atividades que contemplem as habilidades relacionadas ao conhecimento físico no Ensino Fundamental e favorecer a utilização de simulações e aplicações com o Arduino no ensino.

## Referências

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília, 2018.

CARVALHO, A. M. P. O ensino de ciências e a proposição de sequências de ensino investigativas. In: CARVALHO, A. M. P. (Org.) Ensino de ciências por investigação - Condições para implementação em sala de aula . São Paulo: Cengage Learning, 2013, p. 1- 20.

CARVALHO, A. M. P. Fundamentos Teóricos e Metodológicos do Ensino por Investigação. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências , v 18(3), p. 765-794, 2018.

SASSERON, L. H.; CARVALHO, A. M. P. Alfabetização Científica: uma revisão bibliográfica. Investigações em Ensino de Ciências , v16(1), p. 59-77, 2011.

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