USO DA PLATAFORMA ARDUINO UNO PARA OBTENÇÃO DA CONSTANTE DE PLANCK: o uso da robótica numa abordagem cognitivistas

## USO DA PLATAFORMA ARDUINO UNO PARA OBTENÇÃO DA CONSTANTE DE PLANCK: o uso da robótica numa abordagem construtivista

## Gabriel Serrão Penha 1 , Edson Firmino Viana de Carvalho 2

¹Universidade Federal do Maranhão, PROFIS, geftway@gmail.com ²Universidade Federal do Maranhão, PROFIS, edson.carvalho@ufma.br

Palavras-chave : Arduino, Construtivista, Quantização

A teoria quântica é um pilar fundamental da física moderna e um ramo extremamente fascinante da ciência que se dedica a descrever o comportamento peculiar das partículas subatômicas e as leis que regem o mundo microscópico. No entanto, é comum percebermos que o ensino dessa teoria acaba sendo negligenciado ou abordado de forma superficial nas escolas de ensino médio, resultando em uma lacuna significativa no conhecimento dos estudantes em relação aos fundamentos e aplicações práticas dessa área. Diante desse contexto, a presente pesquisa propõe o desenvolvimento de um kit experimental abrangente, que compreende uma maquete automatizada conectada a um circuito eletrônico, utilizando a plataforma Arduino como base (OLIVEIRA). O objetivo primordial desse kit é possibilitar a verificação em tempo real da curva característica da Lei de Planck, abrindo assim a possibilidade concreta de medir a constante de Planck, que está intimamente relacionada à quantização da energia e ao princípio de incerteza (NUNES). Uma das maneiras de fazer essa medida é utilizando uma relação é variando a potência de um LASER que passará por uma rede de difração gerando um padrão de interferência que poderá ser observado e medido, através deste padrão é possível correlacionar o conceito de difração de Bragg, é possível utilizamos o comprimento de onda do LASER e com algumas manipulações conseguir conectar esse conceito com a equação ∆Ɛ=hf onde f é o a razão entre a velocidade da luz e λ (RAMOS). Também é valido mencionar que através de um experimento como este é possível correlacionar conceitos da física os quais os alunos de terceiro ano, apesar de já ter tido contato talvez não tenha certa maturidade de correlaciona-los, a ideia de campos conceituais propostas por Gerard Vergnaud respalda esta metodologia e menciona que trabalhar vários conceitos ao mesmo tempo permite uma o desenvolvimento de uma cognição mais elaborada e critica. Vale destacar que a criação desse kit experimental ocorre por meio de uma colaboração ativa com estudantes de uma escola pública localizada na cidade de Vargem Grande, situada no estado do Maranhão. Essa iniciativa é considerada como um subproduto de uma sequência didática embasada na teoria construcionista proposta por Seymour Papert (LOPES), cujo cerne está na convicção de que os alunos aprendem de maneira mais efetiva quando estão envolvidos em projetos práticos e concretos, nos quais podem criar, experimentar, explorar e refletir. No decorrer da pesquisa, tem-se constatado um engajamento surpreendente por parte dos alunos, além do notável desenvolvimento de suas habilidades cognitivas, criativas e sociais. Essa evolução pode ser atribuída diretamente ao estímulo de sua curiosidade natural, bem como à capacidade de resolver problemas e exercer sua autonomia dentro desse contexto educacional inovador. Embora a pesquisa ainda

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esteja em fase de aplicação, os resultados preliminares já evidenciam um envolvimento entusiasmado dos alunos, bem como uma notável ampliação de suas competências cognitivas, criativas e sociais (LOPES). A combinação sinérgica da maquete automatizada, juntamente com a utilização efetiva e inovadora da plataforma Arduino, oferece aos estudantes uma experiência prática e altamente interativa, o que lhes permite não apenas visualizar, mas também assimilar de maneira mais concreta e palpável os complexos conceitos teóricos relacionados à fascinante área da física quântica. Outra questão importante seria a implementação de conceitos de linguagem e programação por se torna uma necessidade cada vez mais urgente nos currículos das escolas públicas principalmente as localizadas em nos interiores, onde os recursos financeiros são limitados. Essa demanda surge devido às transformações aceleradas da sociedade, em que a tecnologia desempenha um papel central. Ao proporcionar aos alunos o acesso a esses conhecimentos, abre-se um mundo de possibilidades e oportunidades, permitindolhes desenvolver habilidades essenciais para o mercado de trabalho atual e futuro. Além disso, a inserção da linguagem e programação nos currículos fortalece a capacidade crítica, o pensamento lógico e a criatividade dos estudantes, preparando-os para enfrentar os desafios do mundo digital, a utilização deste recurso pedagógico também e promoverá uma maior inclusão e equidade educacional nessas regiões além (OLIVEIRA). O projeto propõe também uma ambientação experimental criação de roteiro e relatórios por parte dos alunos que fomentará os critérios exigidos em uma pesquisa academia. Abordagem pedagógica, aliada às diversas possibilidades tecnológicas e educacionais proporcionadas pela versatilidade do Arduino e pela maquete automatizada irão desempenhar um papel de suma importância no estimulo de uma aprendizagem mais significativa, relevante e enriquecedora, além de incitar de maneira ímpar o interesse genuíno e a curiosidade instigante dos alunos em relação à empolgante área da física moderna. Em suma, a pesquisa em questão possui como seu objetivo principal preencher de forma significativa e impactante uma lacuna existente no ensino da teoria quântica no âmbito do ensino médio. Esse propósito será alcançado através do suporte e a integração da renomada plataforma Arduino. Os resultados preliminares já obtidos e analisados até o momento revelam um envolvimento extremamente positivo por parte dos alunos, o que se traduz em um notável progresso não apenas em suas habilidades cognitivas, mas também em suas habilidades criativas e sociais. Esses avanços multifacetados e integrados destacam, de maneira inequívoca, a importância vital e a relevância inegável de abordagens pedagógicas verdadeiramente inovadoras e disruptivas no contexto do ensino e aprendizagem da física moderna.

## Referências

OLIVEIRA, I.N DE et al. Automatização de laboratórios didáticos de física geral Construção de uma maquete experimental automatizada para a determinação da constante de Planck. Experimentos em ensino de Ciências, v.13, n. 1, p 131-153, 2018.

FOCK, V. Sobre a interpretação da Mecânica Quântica , v. 62, n. 8, p. 466,1957.

LOPES, Daniel De Queiroz. " A Exploração De Modelos E Os Níveis De Abstração Nas Construções Criativas Com Robótica Educacional ." Informática Na

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Educação: Teoria & Prática 11.2 (2008): Informática Na Educação: Teoria & Prática, 2008, Vol.11 (2). Web.

NUNES, L. A de O. et al. Curva de Tensão Correntes de LEDs . Disponivel em: <https://www.youtube.com/watch?v=nJaQxY6yl9Y>. Visitado em 15/03/2023

RAMOS, J. Construção de uma Maquete Experimental Automatizada para a Determinação da Constante de Planck. Departamento de Ciência e Tecnologia/ Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia.

GRINGS, Edi; OLIVEIRA, T; CABALLERO, C; MOREIA, M: " Uma Proposta Didática Para Abordar O Conceito De Temperatura a Partir De Situações, à Luz Da Teoria Dos Campos Conceituais De Vergnaud ." Revista Brasileira De Ensino De Ciência E Tecnologia 1.1 (2008): Revista Brasileira De Ensino De Ciência E Tecnologia, 2008, Vol.1 (1). Web.

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