CONSTRUÇÃO DE UMA METODOLOGIA MAKER DE EXPERIMENTAÇÃO DE FENÔMENOS FÍSICOS APLICADA AO ENSINO DE ENGENHARIA

## CONSTRUÇÃO DE UMA METODOLOGIA MAKER DE EXPERIMENTAÇÃO DE FENÔMENOS FÍSICOS APLICADA AO ENSINO DE ENGENHARIA

Carlos Eduardo Leal 1 , *Allan Bittencourt 1 , Marcus Bismarck 1 , Evandro Piedade 1

1 Universidade do Estado do Rio de Janeiro/Departamento de Engenharia Elétrica/Faculdade de Engenharia, carlos.leal@eng.uerj.br

Palavras-chave : Metodologia Maker; Ensino de Física; Laboratório de Física de Baixo Custo

## Resumo expandido

As atividades práticas em laboratórios fomentam nos alunos um conhecimento fundamental a respeito da importância do aprendizado de Física e de suas aplicações no dia-a-dia, estimulando o interesse dos estudantes nas áreas de Ciência, Tecnologia e Inovação, além de promover maior assimilação entre os conteúdos teóricos e práticos facilitando o seu aprendizado [1]. Entretanto, ao longo dos anos tem sido observado, que grande parte da dificuldade encontrada pelos alunos interessados em seguir carreiras na área de ciências exatas se dá pela ausência ou inadequação de laboratórios didáticos de Física no Ensino Médio, fato este que também ocorre em grande número das Instituições de Ensino Superior (IES) [2].

No Ensino Médio, o desenvolvimento de atividades práticas de qualidade e de laboratórios bem estruturados está limitado, em geral, aos cursos de Escolas Técnicas e outras poucas escolas de excelência. Este fato revela a necessidade de aplicação de iniciativas que minimizem as lacunas oriundas dessa má formação em Física de maneira significativa, incentivando como isso uma maior procura pelos estudantes por carreiras em Física, Engenharia e em demais áreas afins].

A experimentação nos laboratórios de ensino de Física serve como instrumento fundamental de verificação dos fenômenos físicos em complementaridade aos estudos teóricos realizados em salas de aula [3]. Entretanto, o cenário de pouco incentivo ao desenvolvimento Científico e Tecnológico no Brasil e o desestímulo e/ou a ausência de ênfase no ensino de Física, no Ensino Médio, tem se tornado um fator de grande preocupação para a formação de futuros profissionais na área de Ciência, Tecnologia e Inovação para as próximas décadas [4].

No que tange a questão do aprendizado em Física no Ensino Superior, verificamos que essa combinação de pouca formação teórica e a quase nula atividade experimental em Física na fase pré-universitária, é responsável pelas dificuldades encontradas pela maioria dos estudantes nos períodos iniciais em um curso de graduação em Engenharia. Além disso, verifica-se que no ensino universitário essa mesma carência de atividades práticas e de laboratórios se estende à maioria das IES, onde laboratórios com equipamentos antigos e insuficientes deixam os estudantes da área de

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

ciências exatas defasados em termos tecnológicos, e carentes de atividades práticas associadas à sua formação profissional.

Desta forma, o fortalecimento da integração entre as atividades práticas e experimentais e os conceitos teóricos nas disciplinas do Ciclo Básico e/ou Profissional do Ensino Superior devem estabelecer canais facilitadores para a compreensão dos fenômenos físicos, do desenvolvimento matemático e de suas aplicações tecnológicas para a futura carreira profissional do estudante de Engenharia.

Além disso, no período da Pandemia devido à propagação mundial do vírus Covid-19, ocorreram mudanças radicais na relação EnsinoAprendizagem. As dificuldades encontradas para se manter o funcionamento das escolas e universidades no formato presencial estimulou uma explosão de iniciativas de virtualização das atividades de ensino, em todos os níveis educacionais. Desta forma, a adoção de novas metodologias educacionais e de práticas pedagógicas voltadas para a construção e consolidação do conhecimento dos estudantes se fizeram necessárias e oportunas como forma de complementar o aprendizado formal. Para isso, foram utilizadas, por exemplo, tecnologias de aprendizagem do tipo ' Mão na Massa ' ou ' Movimento Maker ' [5] com foco em atividades construtivas extraclasse.

No período de Pandemia, foi proposto para a disciplina eletromagnetismo da Faculdade de Engenharia/UERJ, uma metodologia complementar às apresentações e discussões dos conceitos teóricos durante as aulas virtualizadas, baseada na Filosofia Maker, com o intuito de estimular a criatividade e desenvolver habilidades manuais dos estudantes, e consequentemente, promover uma melhoria na compreensão dos fenômenos físicos e melhorar a qualificação do egresso para o mercado profissional em Engenharia [6].

Quando do retorno às atividades presenciais, deu-se continuidade a aplicação desta metodologia Maker na qual os alunos são incentivados a pesquisarem sobre o tema do experimento a ser desenvolvido e construírem, eles próprios, equipamentos e dispositivos, utilizando materiais de baixo custo, necessários para a realização e verificação qualitativa e/ou quantitativa de experimentos fundamentais da teoria eletromagnética. Além disso, A utilização de uma metodologia Maker na qual o próprio aluno torna-se o ator principal na execução da tarefa contribuem sobremaneira para a fixação da aprendizagem e maior compreensão, por parte dos alunos, dos fenômenos expostos nas aulas teóricas.

Neste trabalho, apresentamos os resultados preliminares do projeto de ensino de física, do programa Pró-Docência-SR1/UERJ (2022-2024), para estudantes do curso de Engenharia-UERJ. Além da construção dos equipamentos para a realização das experiencias e a confecção de roteiros e relatórios técnicos referentes aos experimentos realizados, os alunos confeccionam e disponibilizam vídeos para a Internet como forma de divulgação científica para estudantes das áreas de ciências exatas com os registros e roteiros das experiências [7].

Ao longo da execução deste projeto, já foram desenvolvidos diversos experimentos básicos envolvendo efeitos elétricos e magnéticos, tais como: Eletroscópio de Folhas; Gaiola de Faraday; Garrafa de Leyden; Ferrofluido; Linhas de Campo Magnético; Pêndulo Eletromagnético; Lei de Indução de

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

Faraday; Mini Bobina de Tesla; Motor Elétrico; Mini Usina Hidrelétrica; Efeitos Peltier e Seebeck, entre outros.

Desta forma, tem-se verificado que o ensino da Física realizado a partir da construção de experimentos, pelos próprios alunos, tem contribuído muito para um maior entendimento dos fenômenos físicos, assim como para o desenvolvimento de habilidades manuais e estímulos à criatividade dos alunos, itens fundamentais para a melhoria da formação de futuros engenheiros.

## Referências

- 1. SERÉ, M.G.; O Papel da Experimentação no Ensino de Física , Caderno Brasileiro de Ensino de Física, p 30-42, 2003.
- 2. EIRAS, W.C.S.; Investigando as Atividades Demonstrativas no Ensino de Física , IV Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências, Bauru/SP, 2002.
- 3. XAVIER, J.C.; LEAL, C.E.S .; Brandão, L. P.; Laboratório Circulante Prático e de Baixos Custos , Anais do 4º Congresso Brasileiro de Extensão Universitária (4º CBEU), Dourados/MS, 2009.
- 4. XAVIER, J.C.; LEAL, C.E.S .; Proposta de Laboratório de Física de Baixo Custo para Escolas da Rede Pública de Ensino Médio , Revista Brasileira de Ensino de Física, vol. 39, nº1, 2017.
- 5. Movimento Maker na Educação: Conheça essa Novidade , Disponível em https://tecnologia.educacional.com.br/blog-inovacao-e-tendencias/movimentomaker-na-educacao-conheca-essa-novidade/
- 6. LEAL, C.E.S; BITTENCOURT, A.; BISMARCK, M.; PIEDADE, E.G .; Construção de uma Metodologia de Experimentação de Fenômenos Físicos utilizando a Filosofia Maker (a ser publicado)
- 7. Disponível em https://www.youtube.com/channel/UC-\_H2b3OIfC94C\_WqFE1-uw.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_