APP ENSINO DE FÍSICA COM ARDUINO: UM KIT EXPERIMENTAL PARA O ENSINO DO ELETROMAGNETISMO

## APP ENSINO DE FÍSICA COM ARDUINO: UM KIT EXPERIMENTAL PARA O ENSINO DO ELETROMAGNETISMO

## Heberval Moreira Nunes 1 , Edson Firmino Viana de Carvalho 2

- 1 Universidade Federal do Maranhão, e-mail: heberval.nunes@hotmail.com
- 2 Universidade Federal do Maranhão, e-mail: edson.carvalho@ufma.br

Palavras-chave : Ensino de Física; Atividade experimental; Tecnologia.

## Resumo expandido

Qual a situação do ensino de Física no Brasil? A situação é preocupante. No Ensino Médio o professor, depara-se em sala de aula com alunos que necessitam de práticas pedagógicas novas, diferentes das tradicionais. Práticas que geram motivação e despertem nos alunos interesse em querer aprender Física. O que fazer para motivar os estudantes e tornar as aulas de Física mais atrativas e interessantes? Atualmente, observa-se cada vez mais o uso de tecnologias nas salas de aulas de escolas do Ensino Médio, como recursos didáticos, para auxiliar no desenvolvimento dos processos de ensino e aprendizagem. Isso se deve, principalmente, a disseminação de computadores, smartphones e programas interativos. Portanto, de maneira geral, as combinações de experimentos didáticos associados à tecnologia tiveram como objetivos, deixar as aulas de Física mais atrativas e interessantes, além de melhorar os processos de ensino e aprendizagem dos conteúdos. Nesta pesquisa nos utilizamos de experimentos didáticos controlados, via celular, associado a uma placa microcontroladora eletrônica, para as observações de fenômenos físicos, do Eletromagnetismo, trabalhados em turmas de terceiro ano do Ensino Médio. A pesquisa desenvolveu um kit experimental produzido com materiais de baixo custo associado a uma plataforma de aquisição automática e interpretação de dados denominada Arduino, ambos controlados, à distância, via Bluetooth, por um aplicativo (Ensino de Física), construído a partir de uma plataforma de desenvolvimento de software livre (App Inventor). Para Blum (2016) o Arduino é uma plataforma de desenvolvimento associada com uma linguagem de programação intuitiva que você desenvolve utilizando o ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) Arduino e quando equipado com sensores, atuadores, luzes, alto-falantes, adicionais e outros circuitos adicionais, você pode transforma-lo em um 'cérebro' programável para qualquer sistema de controle. Já para Oliveira et al. (2015), a placa Arduino é muito similar à de um computador de pequeno porte, sendo composto por um microcontrolador, memória RAM, armazenamento secundário (memória flash) e clock, entre outras funcionalidades que podem ser exploradas com a plataforma Arduino. Segundo Clark (2013) o App Inventor é uma ferramenta de programação que foi desenvolvida inicialmente pela

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19 a 30 de julho de 2021 - Online

Google em 2009 e atualmente é mantida e gerenciada pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT) que passou a ser conhecido como MIT App Inventor 2 ou AI2. O AI2 é uma plataforma educacional de programação visual online intuitiva de código aberto que permite a seus usuários criarem aplicativos totalmente funcionais para smartphones e tablets que utilizam o sistema operacional Android. A escolha da criação do aplicativo, Ensino de Física, na plataforma MIT App Inventor 2 para integração com a plataforma Arduino foi feita com base na grande utilização de dispositivos móveis pela maioria dos estudantes no Brasil. O aplicativo foi desenvolvido no AI2 porque apresenta o recurso de aplicação Bluetooth para conectividade com Arduino, que foi utilizado para aquisição automática de dados experimentais através de sensores eletrônicos, assim como o controle de dispositivos transdutores eletroeletrônicos, também chamados de atuadores. O aplicativo chamado Ensino de Física foi desenvolvido, como parte de um Produto Educacional, para trabalhar em conjunto com o microcontrolador eletrônico Arduino na interpretação e aquisição automática de dados experimentais de Física, em especial estudar alguns conceitos presentes no Eletromagnetismo. O aplicativo pode ser usado pelo professor em atividades experimentais demonstrativas de fenômenos físicos em sala de aula ou em atividades experimentais investigativas com os alunos trabalhando em equipe. Para controlar e monitorar os experimentos de Física, desenvolvemos o aplicativo com: botões (liga/desliga); controles deslizantes proporcionais ( Slides ); controle por comando de voz; controle por escrita de texto de comandos e tela de monitoramento dos dados experimentais ( Monitor Serial do Arduino ). Com essa proposta, integramos a plataforma Arduino ( hardware ) com o aplicativo Ensino de Física ( software ) para demonstrar, através do monitoramento com um sensor de campo magnético, que uma espira conduzindo corrente gera ao seu redor um campo de indução magnética e também para observar o efeito Joule devido a passagem de corrente elétrica por um resistor de resistência elétrica fixa. Com o kit experimental foi possível, também, identificar a polaridade magnética de ímãs e de um solenoide energizado. Os dados obtidos pelos estudantes foram utilizados na resolução de atividades referentes à uma sequência didática de aplicação da proposta pedagógica em uma escola da rede estadual do Maranhão. A contextualização da atividade experimental proposta como prática pedagógica foi planejada seguindo as ideias humanistas de Novak e na teoria de aprendizagem significativa na visão de Marco Antonio Moreira. Para Moreira (1999) aprendizagem significativa é o processo através do qual uma nova informação (um novo conhecimento) se relaciona de forma não arbitrária e substantiva (não-literal) à estrutura cognitiva do aluno. O conteúdo a ser ensinado deve ser potencialmente significativo. O aluno precisa estar disposto a relacionar o material de maneira consistente e não arbitrária. Como mecanismo de avaliação da proposta pedagógica e da aprendizagem de alguns conceitos físicos, foram aplicados alguns questionários aos discentes, em que constatamos que a maioria deles se mostrou satisfeita com as práticas. Com a aplicação da proposta pedagógica, constatamos que houve um aprendizado, de forma qualitativa, dos conceitos evidenciados com as práticas experimentais tecnológicas e uma melhora significativa com relação ao interesse e a motivação dos alunos em querer aprender Física, assim como, um aumento na contextualização dos conceitos físicos e um indício de uma aprendizagem significativa de conceitos estudados.

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## Referências

BLUM, Jeremy. Explorando o Arduino: Técnicas e ferramentas para mágicas de engenharia. Rio de Janeiro: Alta Books, 2016.

CLARK, Andrew. App Inventor launches second iteration. MIT News correspondent , 2013. Disponível em: < http://news.mit.edu/2013/app-inventorlaunches-second-iteration>. Acesso em: 30/07/2017.

OLIVEIRA, Cláudio; ZANETTI, Humberto. Arduino Descomplicado : Como elaborar projetos de eletrônica. 1 ed. São Paulo: Érica / Saraiva, 2015.

MOREIRA, Marco Antonio. Teorias da aprendizagem. São Paulo: EPU, 1999.

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