ALGODOO COMO FERRAMENTA DE ENSINO INTERATIVO: PRODUÇÃO DE VÍDEOS TUTORIAIS DE MECÂNICA

## ALGODOO COMO FERRAMENTA DE ENSINO INTERATIVO: PRODUÇÃO DE VÍDEOS TUTORIAIS DE MECÂNICA

Mariana Bomfim Guedes 1 , Daniela Szilard 2 , Marta Feijó Barroso 3

1 Universidade Federal do Rio de Janeiro, marianabomfimg7@gmail.com

- 2 Universidade federal do Rio de Janeiro, daniela@if.ufrj.br
- 3 Universidade federal do Rio de Janeiro, marta@if.ufrj.br

Palavras-chave :

visualização, Algodoo, mecânica.

## Resumo expandido

O ingresso no ensino superior é um período de transição na vida do estudante. O fracasso ou o sucesso do estudante nesta nova fase da vida está relacionado a múltiplos fatores, que incluem tanto aspectos prévios (formação recebida na Educação Básica), aspectos socioeconômicos (apoio familiar, escolaridade dos pais, etc.), aspectos psicológicos (autoconceito e expectativas dos estudantes), como também aspectos relativos à interação do estudante com o ambiente universitário.

Em particular, nos cursos de graduação na área de ciência e tecnologia, a reprovação e a retenção nas disciplinas de Física Básica são elevados e contribuem para o sentimento de fracasso do estudante no curso (ALMEIDA et al., 2001) e, possivelmente, até para a evasão desse estudante.

Com o propósito de mudar este quadro, em uma determinada instituição do ensino superior, foi instaurado apoio pedagógico física para os estudantes matriculados na disciplina introdutória de mecânica (Física I) (DETONI, 2016). O objetivo é dual, inclui simultaneamente a recuperação e a aceleração dos estudantes nos conteúdos de mecânica, para que não percam o interesse. Isso é realizado através do trabalho ativo e colaborativo, e da aprendizagem e operacionalização de conceitos fundamentais de mecânica básica, que, muitas vezes, não são tão enfatizados nas aulas tradicionais.

Com isto, o material produzido e utilizado no apoio pedagógico foi preparado para que o aluno construa os conceitos abordados no problema numa sequência didática em forma de tutorial (MCDERMOTT et al., 2002) e, assim, em uma discussão coletiva compreender, analisar, elaborar e concluir as hipóteses sobre a situação-problema abordada.

Semanalmente há reuniões nas quais os alunos realizam as atividades propostas com a mediação dos monitores, alunos de graduação de períodos mais avançados. Os alunos recebem retorno sobre a apresentação de atividades, e todo o processo é continuamente revisto para adaptações aos alunos específicos da turma.

Os materiais didáticos utilizados são fundamentais para o estabelecimento de um ambiente solidário entre alunos e entre alunos e monitores. As atividades propostas não podem ser associadas a exercícios como os de final de capítulo.

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8 a 10 de novembro de 2023 - SNEF em Rede: Laços e Nós do Ensino de Física

Tornam-se necessários recursos específicos, utilizando atividades com desenhos, utilização intensa de recursos visuais e que provoquem debate e argumentação entre alunos.

Neste trabalho, levando em consideração princípios da visualização no ensino de ciências e em suas percepções visuais (GILBERT, 2005), foram produzidos vídeos tutoriais de simulações utilizando, para construção do objeto de aprendizagem o software Algodoo , Nesses vídeos, são abordados conceitos fundamentais no aprendizado de mecânica básica. Desta forma, fenômenos exemplo (' exemplar phenomena ') (GILBERT, 2005) foram reconstruídos como modelos para auxiliar nas percepções visuais dos estudantes.

Em linhas gerais, foi analisado o desempenho dos estudantes inscritos no apoio pedagógico de Física no primeiro semestre de 2022, tanto no que se refere à análise descritiva dos questionários respondidos pelos alunos, referente à realização dos materiais produzidos para o apoio, como também através de uma percepção individual durante as reuniões de monitoria. Essa análise possibilitou a reflexão sobre os recursos de visualização a serem elaborados. Foi utilizado o software Algodoo , um software livre para simulações 2D da Algoryx Simulation ®.

As simulações de cinemática envolveram a visualização de movimentos em uma e duas dimensões, explorando a análise qualitativa do vetor velocidade e do vetor posição, a comparação dos gráficos de velocidade x tempo e gráfico da trajetória à medida em que o movimento é construído. Foram produzidas não somente vídeo tutoriais de simulações com um movimento qualquer, mas nos quais fosse possível analisar e entender as grandezas e gráficos mencionados, e também vídeo tutoriais de simulações formalizando conceitos já aprendidos previamente, como a análise de um lançamento oblíquo.

Por outro lado, a simulação de dinâmica envolveu a discussão qualitativa e quantitativa da força de resistência do ar num movimento de queda livre. Num primeiro momento os alunos produziram o gráfico da velocidade x tempo utilizando o software Excel através da construção do problema usando a discretização das equações da velocidade, aceleração e da força da resistência do ar. De posse dos dados, os estudantes conseguiram construir um gráfico, mas ainda apresentavam dificuldade em visualizar o movimento.

Com o Algodoo, foi possível planejar uma apresentação na qual os gráficos de velocidade x tempo e aceleração x tempo eram mostrados juntamente com a imagem da trajetória descrita enquanto o movimento ocorria. Além disso, também foi possível comparar qualitativa e quantitativamente as características do movimento de queda livre sem resistência do ar e com a presença desta força.

Assim, com os vídeos tutoriais das simulações tornou-se possível, em uma sequência didática, explorar alguns conceitos fundamentais da mecânica, como as características do vetor velocidade instantânea e vetor posição e como eles variam com o tempo e entender estas grandezas independentemente do movimento que ocorre (ARONS, 1997). Além disso, utilizando um simulador, também foi possível investigar situações mais complexas nas quais geralmente conhecemos apenas as equações, sem a visualização do movimento.

Com isto, a produção dos materiais foi pensada a partir de objetos de aprendizagem que privilegiam a visualização concomitante à discussão qualitativa e quantitativa da situação-problema. Assim, foram elaborados vídeos-tutoriais da parte

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inicial da matéria de Física I, que abrange os tópicos de cinemática e dinâmica de forças.

Figura 1. Imagem da tela de simulação do vídeo de tutorial de lançamento oblíquo. fonte: os autores.

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Figura 2. Imagem da tela de simulação do vídeo de tutorial de queda com resistência do ar.

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fonte: os autores.

Por fim, a perspectiva é que os vídeos sejam aplicados junto às atividades realizadas semanalmente no próximo semestre e que, a partir deles, seja possível abordar dificuldades observadas anteriormente e reformular não somente os materiais, mas também os vídeos, adequando-os às necessidades de aprendizagem dos alunos. Os vídeos serão disponibilizados na plataforma do Youtube e há a expectativa que esteja disponível também na plataforma Moodle.

Portanto, foram produzidos materiais que privilegiam a aprendizagem conceitual de mecânica através de objetos de aprendizagem e que podem ser utilizados por outros professores.

## Referências

ALGODOO [online]. Disponível em: &lt;https://www.algodoo.com&gt;. Acesso em: jul. 2023.

ALMEIDA, Maria Antonieta T. de et al. Reversão do Desempenho de Estudantes em um Curso de Física Básica . Revista Brasileira de Ensino de Física, [s. l.], v. 23, n. 1, p.83-92, mar. 2001.

ARONS, Arnold B. Teaching Introductory Physics . 1. ed. rev, 1997. p. 23-

134.

DETONI, Hugo dos Reis. Tutoriais em atividades de apoio a ingressantes na universidade. 2016. 179 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Ensino de Física, Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2016. Disponível em: &lt;https://www.if.ufrj.br/~pef/producao\_academica/dissertacoes.html&gt;. Acesso em: 10 jul. 2023.

GILBERT , John K. Visualization in Science Education . Springer, p. 1- 27, 2005.

MCDERMOTT, Lilian; SHAFFER, Peter. Tutorials in Introductory Physics . 1. ed. rev. p. 3-35, Prentice Hall, 2002.

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