A EXPERIMENTAÇÃO COMO FERRAMENTA METODOLÓGICA NO ENSINO TECNOLÓGICO O MOTOR ELETROMAGNÉTICO V8 COM ACOPLAMENTO MAGNÉTICO

## A EXPERIMENTAÇÃO COMO FERRAMENTA METODOLÓGICA NO ENSINO TECNOLÓGICO O MOTOR ELETROMAGNÉTICO V8 COM ACOPLAMENTO MAGNÉTICO

## Pedro Rosa 1 , André de Barros 2 , Victor Leite 3 , Kleber de Paula 4

1 Fatec/Tatuí/SP - pedro.rosa@fatec.sp.gov.br 2 Fatec/Tatuí/SP - bylunes@hotmail.com.br 3 Fatec/Tatuí/SP - victor.marigo.leite@hotmail.com 4 Fatec/Tatuí/SP - kbpaula@hotmail.com

## Resumo expandido

Um dos aspectos fundamentais do processo de aprendizagem do estudante e, consequentemente da aquisição de habilidades específicas para o desenvolvimento do trabalho profissional, consiste em experienciar através da teoria, argumentos retirados da construção experimental. Neste trabalho procuramos mostrar como os estudantes do curso de Automação Industrial da Fatec/Tatuí/SP construíram um motor eletromagnético de arquitetura V8 acoplado a um gerador elétrico. O objetivo é produzir trabalho mecânico a partir do movimento sincronizado das bobinas eletromagnéticas, sendo acionadas pelo acoplamento dos imãs e controladas por uma placa de Arduino, pelo princípio da indução a partir das leis de Newton e FaradayLenz. A partir da aplicação das Metodologias Ativas e da Sala Invertida foi possível obter resultados na aprendizagem mais próximos à realidade do estudante a partir da relação entre Ciência, Educação e Sociedade. O protótipo do motor eletromagnético V8 fez parte da ExpoLattes 2019, um trabalho interdisciplinar envolvendo vários estudantes de diferentes cursos da Fatec-Tatuí e as disciplinas de Física e Metodologia da Ciência.

Os argumentos que permitem inferir sobre metodologias alternativas no processo de ensino e da aprendizagem são cada vez mais aparentes. A pesquisa em metodologias de ensino e ensino de ciências tem mostrado que é cada vez mais necessário que ocorra a mudança de foco do professor para o estudante, este não pode mais ser visto como um agente passivo durante o processo. Paulo Freire (FREIRE, 1997), David Ausubel (AUSUBEL, 2000), mostraram a importância da atuação do estudante em sua autonomia e formação intelectual. As premissas que antecedem estes aspectos da autonomia do indivíduo face ao controle da própria aprendizagem estão intimamente relacionadas aos princípios da própria essência da democracia. Não é possível que se aprenda com autonomia sem que se tenha a total liberdade de aprender e de criticar o que se aprende.

A ciência e seus conceitos são construídos à medida que o indivíduo amplia sua pesquisa e aprofunda suas descobertas. Cientistas como Newton, Galileu, Einstein, Boltzmann, Poincaré presavam a liberdade de pensamento e a liberdade de criação. A criatividade (BAILEY; WHITE; PAIN, 1999) deve estar acompanhada da possibilidade de poder criticar o que se cria. A negativa a esta premissa é um grave erro e pode interromper as perspectivas de avanço socioeconômico e a melhoria das condições humanas no planeta. O ensino específico dos conteúdos da física está

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19 a 30 de julho de 2021 - Online

vinculado aos livros didáticos e, quando bem elaborados, podem ser fonte inesgotável de conhecimento teórico, servindo como suporte para compreensão de muitos fenômenos macro e microscópicos, por exemplo: Curso de Física Básica (vol. 3) (NUSSENZVEIG, 2002), Lectures on Physics (vol. 2) (FEYNMAN, R. P., SANDS, 1964) e Lectures on Compuation (FEYNMAN, 1996).

Por outro lado, as simulações computacionais podem, quando bem detalhadas dar uma visão geral sobre o protótipo a ser construído do ponto de vista teórico. A figura abaixo, mostra uma simulação computacional desenvolvida com o software Mathematica, que pode auxiliar na compreensão mecânica do sistema.

Figura 01: Simulação de um motor de quatro tempos

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Os estudantes devem desenhar as partes dos componentes do motor eletromagnético V8 no software Solidworks e executar os cálculos das especificações de corrente elétrica, campo magnético no solenoide de cada

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bobina eletromagnética, de acordo com a figura abaixo de apresentação do seminário.

Figura 02: Elaboração dos cálculos pelos alunos

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As figuras abaixo mostram de forma simplificada os desenhos computacionais do protótipo e a pós montagem do motor eletromagnético de arquitetura V8.

Figura 03: Vistas frontal, superior, lateral e isométrica

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Figura 04: Vistas frontal e lateral real do protótipo

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A metodologia aplicada durante o processo de iniciação científica consiste em: elaboração computacional do protótipo com o software solidworks, construção do protótipo em partes para montagem educacional, elaboração do manual explicativo de montagem, elaboração do manual de avaliação e dos resultados esperados durante uma aula experimental de física.

Na Fatec/Tatuí, a ideia é construir um banco de dados com protótipos e experimentos que possam ser utilizados em aulas práticas de física e modelagem computacional. Elaborar os manuais de montagem e avaliação em uma aula experimental de física. Estes protótipos poderão ser utilizados e/ou construídos em interação com professores e estudantes da Fatec/Tatuí e da rede pública e particular de ensino da cidade.

## Considerações Finais

Neste trabalho não estão todos os detalhes dos resultados obtidos com a utilização das Metodologias Ativas e da Sala Invertida, trata-se apenas de um exemplo de como podemos inverter a posição dos estudantes de expectadores para protagonistas durante o processo de ensino e de aprendizagem. Durante a apresentação na ExpoLattes 2019, evento em homenagem ao físico Cesar Lattes e aos 70 anos do CBPF, outros projetos foram apresentados por estudantes de outros cursos, como a cenoura trompete desenvolvida por uma estudante do Curso de Produção Fonográfica e a câmara de Wilson construída pelos estudantes de Automação Industrial para detecção de partículas cósmicas. Com estes trabalhos integrados a outras disciplinas e com a efetiva participação dos estudantes em trabalhos práticos e experimentais começamos a vislumbrar um ensino dos conceitos da física mais participativo.

Palavras-chave: interdisciplinaridade, simulação, eletromagnetismo.

## Referências

## ALEC, Nelson

https://demonstrations.wolfram.com/SingleAndMultibankEnginesUsingFourStrokeCyc le/

AUSUBEL, D. P. The Acquisition and Retention of Knowledge: A Cognitive View. New York: Springer-Science+Business Media Dordrecht, 2000.

BAILEY, C.; WHITE, C.; PAIN, R. Evaluating qualitative research: Dealing with the tension between 'science' and 'creativity'. Area, v. 31, n. 2, p. 169-178, 1999.

FEYNMAN, R. P., SANDS, M. Lectures on Physics. California: Addison-Wesley Publishing Company, 1964.

FEYNMAN, R. P. Lectures on Compuation. California: Addison-Wesley Publishing Company, 1996.

FREIRE, P. Enseñar es una especificidad humana. Madrid: Siglo Veintiuno de Espanã Editores SA, 1997.

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NUSSENZVEIG, H. M. Curso de Física Básica: Volume 1. São Paulo: Editora Edgard Blücher Ltda, 2002.

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