CONSTRUÇÃO CONJUNTA DE UMA SEQUÊNCIA DE ENSINO E APRENDIZAGEM SOBRE INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA A PARTIR DE UM EXPERIMENTO COM ACESSO REMOTO

## CONSTRUÇÃO CONJUNTA DE UMA SEQUÊNCIA DE ENSINO E APRENDIZAGEM SOBRE INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA A PARTIR DE UM EXPERIMENTO COM ACESSO REMOTO

## Isabela Dutra de Oliveira 1 , Thiago Costa Caetano 2 , João Ricardo Neves da Silva 3

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

Palavras-chave : Laboratórios Remotos; Sequência Didática; Indução Eletromagnética.

## Resumo expandido

A importância das atividades experimentais no ensino de ciências tem sido destacada há tempos por professores e pesquisadores (Araújo e Abib, 2003). Apesar disso, nota-se uma limitada utilização dessas atividades em sala de aula. Trabalhos tais como o de Ramos e Rosa (2008) indicam que as principais justificativas para esse comportamento são atribuídas à falta de formação específica dos docentes, falta de acesso a um laboratório, falta de equipamentos, turmas superlotadas, horários reduzidos, além da falta de material de apoio, etc.

Neste contexto, com o objetivo de oferecer alternativas para os desafios encontrados na aplicação de tais atividades, nossa equipe tem trabalhado no desenvolvimento de experimentos que podem ser controlados remotamente através da internet e que fazem parte do 'Laboratório Remoto de Ciências' na Universidade Federal de Itajubá - Brasil, ao qual iremos nos referir de agora em diante por LABREMOTO experimentos reais que, após passarem por um processo de automação, podem ser controlados remotamente por meio de uma interface web e monitorados em tempo real através de câmeras em diversos ângulos, diferenciandose, assim, de simulações computacionais.

Neste trabalho apresentamos um dos experimentos do acervo, intitulado 'Anel de Thomson', e discutimos suas potencialidades relativamente ao desenvolvimento de uma sequência de ensino e aprendizagem sobre indução eletromagnética para uma turma de 3° ano do Ensino Médio. A sequência foi estruturada a partir do planejamento conjunto realizado entre uma aluna de licenciatura em Física e uma professora da educação básica, com o objetivo de contribuir para a aprendizagem do tema. Essa estratégia de planejamento está fundamentada em pesquisas que analisaram a importância da interação entre as expertises de professores da educação básica em interação com estudantes de licenciatura, tais como Silva et. al. (2020).

A professora auxiliou a equipe no desenvolvimento de um roteiro investigativo que permitia a participação dos estudantes como protagonistas na aprendizagem dos conceitos. Os alunos foram provocados através de perguntas que buscavam conduzi-los através de um processo investigativo por meio da observação

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

do fenômeno com vistas a explica-lo. Além disso, foi possível identificar pontos que precisavam ser melhorados no experimento, o que possibilitou um aprimoramento do aparato experimental e do seu funcionamento.

A montagem do 'Anel de Thomson' consiste em duas bobinas de 900 espiras atravessadas por núcleos de ferro laminados fechados, conforme a Figura 1. Em cada um dos núcleos de ferro (item D) existe um par de anéis de alumínio apoiado sobre a bobina, como pode ser observado no item A da figura. No caso da bobina da esquerda, são empregados dois anéis diferentes: o anel inferior possui um corte transversal enquanto que o anel superior é contínuo. Já na bobina da direita, ambos os anéis são idênticos e contínuos.

Figura 1: Experimento 'Anel de Thomson' do Laboratório Remoto de Ciências/UNIFEI (disponível em https://labremoto.unifei.edu.br).

<!-- image -->

Quando uma corrente alternada circula pelas bobinas, surge um campo magnético cujo sentido se alterna com a mesma frequência da corrente, provocando assim o surgimento de uma corrente induzida nos anéis de alumínio sem corte essas correntes são comumente chamadas de correntes parasitas ou correntes de Foucault. O sentido da corrente induzida obedece à Lei de Faraday-Lenz e é contrário ao sentido da corrente que circula pelas bobinas. Portanto, o campo magnético gerado nos anéis se opõe ao campo das bobinas, fazendo com que os anéis sejam repelidos.

Com respeito à aplicação da sequência, em um primeiro momento foi aplicado um questionário com o objetivo de averiguar os conhecimentos prévios dos estudantes e os pontos em que sentem maior dificuldade relativamente ao tema. Mais de 90% dos estudantes apresentaram concepções equivocadas sobre conceitos relacionados a eletromagnetismo e a circuitos elétricos e seus componentes, como podemos observar nas seguintes respostas: (A11) ' Os elétrons se movimentam e com a energia magnética a bússola mexeria '; (A13) '[...] o circuito A não está ligado em nenhum resistor para haver um campo magnético '.

A análise das respostas ao questionário subsidiou a elaboração de uma sequência de ensino e aprendizagem centrada em uma atividade investigativa, elaborada conjuntamente com a professora da educação básica, que buscava cotejar as concepções equivocadas dos estudantes e, principalmente, auxiliar na aprendizagem do conteúdo sobre indução eletromagnética. Conforme a sequência elaborada, a professora adotou a seguinte ordem: 1) apresentação do 'Anel de

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

Thomson'; 2) provocação dos estudantes através de perguntas sobre o que estava sendo observado, as quais serviram para orientar as observações e discussões dos estudantes, e também contribuíram para a compreensão do tema; 3) solicitação de os estudantes elaborassem um modelo para explicar o fenômeno e 4) finalização da sequência com a explicação da professora, relacionando o modelo físico com a matemática concernente ao fenômeno.

Como resultados da elaboração e aplicação da sequência, percebeu-se que através do planejamento conjunto é possível elaborar uma atividade mais eficiente e direcionada a atender as dificuldades dos alunos. Em alguns momentos, com o auxílio e sugestões fornecidas pela professora, alterou-se a ordem das perguntas e foram realizadas melhorias no experimento que favoreceram a execução da atividade. Estes aspectos podem contribuir também para a ampliação de discussões referentes aos planejamento conjunto, como as apresentadas por Silva et al. (2020).

No que diz respeito aos questionários, percebemos que as principais dificuldades dos estudantes estavam relacionadas à explicação do fenômeno físico, mais até que com a matemática. Os alunos apresentaram vocabulário científico deficiente para a explicação do fenômeno de indução eletromagnética, o que, acreditamos, pode ser mitigado com a discussão das atividades experimentais.

Embora a pesquisa ainda esteja em andamento, a fase inicial foi de suma importância para percebermos quais pontos precisavam ser melhorados no experimento e na construção de um roteiro investigativo em que o aluno é o protagonista do processo de aprendizagem. Espera-se que os resultados da aplicação dessa sequência sejam satisfatórios e possibilitem a compreensão dos alunos acerca do conteúdo de indução eletromagnética, além de nos permitir identificar quais as potencialidades, além daquelas apresentas por Araújo e Abib (2003), para a utilização de atividades experimentais, este recurso apresenta para o desenvolvimento de habilidades como capacidade de abstração, pensamento crítico e maior familiarização dos estudantes com os métodos da ciência.

## Agradecimentos

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

## Referências

ARAÚJO, M. S. T. de; ABIB, M. L. V. dos S. Atividades experimentais no ensino de física: diferentes enfoques, diferentes finalidades . Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 25, n. 2., 2003.

RAMOS, L. B. C.; ROSA, P. R. S. O ensino de ciências: fatores intrínsecos e extrínsecos que limitam a realização de atividades experimentais pelo professor dos anos iniciais do ensino fundamental. Investigações em Ensino de Ciências , v. 13,n. 3, p. 299-331 (2008).

SILVA, J. R. N. et al. Base de conhecimentos para o ensino de professores de física em planejamento conjunto do tema energia e suas transformações. Góndola, Enseñanza y Aprendizaje de las Ciencias: Góndola, Ens Aprend Cienc , v. 15, n. 2, p. 9, 2020.

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