LABORATÓRIO REMOTO DE CIÊNCIAS: ALGUNS RELATOS DO REGIME DE TRABALHO EXCEPCIONAL DURANTE O PERÍODO PANDÊMICO

## LABORATÓRIO REMOTO DE CIÊNCIAS: ALGUNS RELATOS DO REGIME DE TRABALHO EXCEPCIONAL DURANTE O PERÍODO PANDÊMICO

## Thiago Costa Caetano 1

1 Universidade Federal de Itajubá/Instituto de Física e Química, tccaetano@unifei.edu.br

Palavras-chave : Laboratórios remotos; Experimentos didáticos; Atividades experimentais

## Resumo expandido

Há cerca de uma década nosso grupo iniciou o projeto intitulado 'Laboratório Remoto de Física' na Universidade Federal de Itajubá - Brasil (UNIFEI), ao qual iremos nos referir simplesmente por LABREMOTO deste ponto em diante. O projeto consiste no desenvolvimento de experiências didáticas que podem ser controladas remotamente através da internet e podem ser monitoradas em tempo real a partir de vários ângulos, os quais podem ser comutados pelo usuário através da interface web do experimento - todos os experimentos podem ser acessados gratuitamente a qualquer momento através do endereço https://labremoto.unifei.edu.br, onde também estão disponíveis mais informações sobre o projeto e sobre os experimentos.

A motivação para este trabalho surgiu a partir das inúmeras pesquisas que apontam a falta de recursos, de equipamentos e de infraestrutura como alguns dos fatores que contribuem para que atividades experimentais não sejam utilizadas em sala de aula com a frequência que se poderia esperar (PENA; RIBEIRO FILHO, 2009). Nesse sentido, um dos pressupostos educacionais (CAETANO, 2019) mais importantes do desenvolvimento do LABREMOTO refere-se ao fato de que experimentos controlados remotamente não têm como objetivo substituir experimentos clássicos, mas sim, oferecerem uma alternativa para viabilizar a prática experimental quando esta não é possível de outra maneira.

Neste trabalho propomos fazer uma apresentação geral do projeto - os pressupostos educacionais, breve histórico, técnicas e métodos empregados na construção dos experimentos, informações sobre o contexto e detalhes com respeito ao acervo atual. Trazemos alguns relatos concernentes a utilização destes objetos de aprendizagem durante o período de pandemia (2020/2021), em especial no ensino superior, em uma instituição pública brasileira que teve suas atividades didáticas totalmente adaptadas para o formato online durante a vigência das medidas restritivas que foram adotadas no combate à pandemia da COVID-19 essa fase foi denominada na universidade como Regime de Trabalho Excepcional (RTE). Aproveitamos o ensejo para discutir algumas das potencialidades do recurso e limitações que foram identificadas no processo. Também aproveitamos para falar a respeito das perspectivas futuras para o esse projeto.

Apesar do LABREMOTO ter pouco mais de uma década de existência, o seu desenvolvimento mais expressivo passou a ocorrer apenas após o ano de 2015, quando as obras das novas instalações do Instituto de Física e Química da

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

universidade foram finalizadas e um novo espaço nesse prédio foi concedido para o projeto, com cerca de 75 metros quadrados e toda a infraestrutura necessária para viabilizar a operação remota dos experimentos. Outro fator que contribuiu para acelerar o desenvolvimento do projeto foi a conclusão da fase de estudos iniciais fase de identificação e testes com diversas técnicas e recursos diferentes para determinar o melhor conjunto para o trabalho. Atualmente denominado 'Laboratório Remoto de Ciências', o espaço conta com um acervo de dez experimentos em pleno funcionamento e mais três em fase de implementação, abrangendo diversas áreas da Física, Química, Matemática e Astronomia.

Uma característica dos experimentos do LABREMOTO que merece ser destacada tem relação com o fato de serem experimentos mais complexos, que permitem um elevado grau de interação e oferecem a possibilidade de monitoramento em tempo real a partir de câmeras distribuídas pelo experimento normalmente os experimentos possuem mais de uma câmera. Essas são características que favorecem a realização de atividades investigativas, permitindo que sejam trabalhadas habilidades e competências mais complexas concernentes à aprendizagem em ciências e também sobre os procedimentos e métodos da ciência, diferentemente do que normalmente acontece quando são empregadas atividades de caráter demonstrativo, por exemplo.

Consideremos, à guisa de ilustração, o caso do experimento intitulado 'Trilho de Ar', mostrado na Figura 1. O utilizador tem a oportunidade de alterar o ângulo de inclinação do trilho e deve realizar a leitura desse ângulo em um instrumento analógico (item B). Pois essa é uma habilidade que não é trabalhada normalmente através de simulações - em muitos desses casos o ângulo é um dado ou um parâmetro de entrada no programa. Mas no caso do LABREMOTO, as interfaces dão acesso a câmeras que estão apontadas para os instrumentos na bancada e também para o aparato, seja ele como um todo ou partes específicas que precisam ser observadas com mais detalhes. A ideia é que o procedimento se aproxime daquilo que ocorreria em um laboratório tradicional. No experimento em questão, os instantes da passagem do carrinho (item C) por certos pontos distribuídos ao longo do trilho são detectados por sensores infravermelho (item D) e o utilizador pode repetir o lançamento quantas vezes desejar, bastando retornar o carrinho para a posição de lançamento com o dispositivo mostrado no item A da figura.

Assim como outros itens do acervo do LABREMOTO, o Trilho de ar foi empregado durante o RTE, instituído em março de 2020 na UNIFEI como uma medida de prevenção à proliferação da COVID-19, no qual todas as atividades passaram a ocorrer no formato online. Naquele semestre, todavia, apenas atividades teóricas puderam ser realizadas, pois atividades experimentais ainda representavam, naquele momento, um grande desafio e percebeu-se que era necessária uma discussão mais cuidadosa em torno do tema.

No semestre seguinte, os docentes foram encorajados a buscarem alternativas que pudessem suprir essa deficiência. Nesse contexto, muitos recorreram a vídeos, simulações, à análise de dados ou mesmo a ensaios puramente teóricos. Algumas iniciativas pontuais utilizando os experimentos remotos ocorreram e foi uma oportunidade valiosa para que o recurso pudesse ser validado de maneira mais criteriosa e sistemática, algo que não havia ocorrido até aquele momento.

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

Foram produzidas cerca de uma dúzia de propostas experimentais distribuídas em quatro disciplinas diferentes envolvendo cursos da universidade como Licenciatura em Física, Engenharia de Controle e Automação, Engenharia Hídrica, Engenharia Elétrica, Engenharia Eletrônica, entre outros.

Figura 1: Experimento 'Trilho de ar' do Laboratório Remoto de Ciências da UNIFEI. A) dispositivo de retorno do carrinho; B) instrumento para medida angular da inclinação do trilho; C) carrinho e D) sensores infravermelho para detecção da passagem do carrinho.

<!-- image -->

Para aplicação das propostas experimentais e para viabilizar a comunicação com os estudantes, foi empregado o ambiente virtual de aprendizagem moodle e suas ferramentas. Alguns recursos como glossário, grupos, tarefas, H5P revelaramse profícuos na preparação dos estudantes para a utilização de experimentos remotos.

Pudemos constatar que o recurso da experimentação remota obteve boa aceitação por parte dos estudantes, mas também apresentou limitações como, por exemplo, aquelas relacionadas à qualidade da conexão com a internet e a ausência de certos comandos na interface do usuário. Sabemos que essas não são verdadeiramente limitações do projeto do experimento, mas sim, devem ser entendidas como apontamentos para o refinamento, seja do projeto, seja da infraestrutura envolvida.

## Agradecimentos

FAPEMIG (projeto APQ-01764-21) e CNPq (projeto 408828/2021-8)

## Referências

PENA, F. L. A., RIBEIRO FILHO, A. Obstáculos para o uso da experimentação no ensino de Física: um estudo a partir de relatos de experiências pedagógicas brasileiras publicados em periódicos nacionais da área (1971-2006) . Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, 9(1), 2009.

CAETANO, T. C. Physics Remote Laboratory - A Kit for Acoustic and Hydrostatic Experiments , Sisyphus - Journal of Education, v. 7, n. 2. 2019.

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