UMA PROPOSTA DE ENSINO DE ONDAS SONORAS COM USO DE ARDUINO

## UMA PROPOSTA DE ENSINO DE ONDAS SONORAS COM USO DE ARDUINO A Proposal for Teaching Sound Waves Using an Arduino

Jaqueline da Silva Rocha 1 , Ana Paula Campos Fernandes 2

1 Universidade Federal de Viçosa/Departamento de Física, jaqueline.rocha@ufv.br

- 2 Universidade Vale do Rio Doce/Departamento de Letras/Unipac, e-Prof.anapaulagv@gmail.com

Palavras-chave : Tikercad; Ecolocalização; Ensino de Física; Arduíno.

## Resumo

Este trabalho aborda a introdução da robótica no ensino de física com o objetivo de capacitar os alunos como protagonistas de sua própria aprendizagem. Destaca a importância de permitir que os alunos compreendam fenômenos naturais e avanços tecnológicos, criando um ambiente de aprendizado interativo que estimula habilidades como abstração, criatividade, liderança, habilidades computacionais e trabalho em equipe. O método utilizado é qualitativo, com uma abordagem de pesquisa-ação, onde o professor intervém para promover mudanças positivas no ambiente escolar. O projeto é dividido em três etapas: apresentação do ambiente de programação, exploração de conceitos físicos relacionados a ondas mecânicas e ecolocalização, e a construção de um sensor de estacionamento. No geral, o projeto demonstrou que a robótica e a física podem ser usadas de forma eficaz para promover uma aprendizagem significativa e duradoura, destacando o trabalho em equipe e o desenvolvimento de habilidades cognitivas como benefícios. O projeto foi reconhecido com o primeiro lugar em uma feira de ciências da UFV, evidenciando o sucesso da iniciativa, embora sugira-se a realização de mais estudos para explorar ainda mais o impacto dessas abordagens inovadoras no ensino de física.

## Introdução

O ensino da física deve possibilitar ao estudante uma formação no contexto científico que o mesmo compreenda e interprete os fenômenos naturais e a evolução tecnológica.

Introduzir a robótica nas aulas de física oferece ao professor o papel de mediar, fazendo com que o aluno se torne o protagonista da sua própria aprendizagem, além de criar situações ambientes de aprendizagem, desenvolvendo a capacidade de abstração, pois serão levados a colocarem suas ideias em um ambiente virtual de interação simultânea e depois com experimentação prática. Portanto, o processo de ensino/aprendizagem deixa de estar centrado no professor e o educando assume um papel ativo na construção do seu próprio conhecimento, ele planeja, elabora e testa hipóteses, desenvolve habilidades como curiosidade, liderança, habilidades computacionais, criatividade e inovação, comunicação eficiente, planejamento e organização, trabalho em equipe, usadas como ferramentas não só no ensino de física, mas para seu dia a dia.

## Métodos

O projeto tem uma abordagem qualitativa, não atendo análise numéricas da aprendizagem. Além disso, é uma pesquisa-ação a qual pode ser definida como

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

intervenção realizada pelo professor em busca de mudanças positivas no contexto escolar.

As etapas do desenvolvimento das atividades foram: Etapa 01, apresentação do ambiente de programação, o Tinkercad que usa a linguagem de programação C++ e apresentação dos componentes do kit robótica, etapa 02, referencial teórico envolvidos no tema do trabalho, ondas mecânicas e ecolocalização, com o objetivo de potencializar a aprendizagem dos conceitos físicos por trás da temática, e etapa 03 a elaboração e construção do sensor de estacionamento.

A figura 1 apresentam um dos momentos que desmontaram todo o circuito, testaram as peças, pois no dia anterior houve a tentativa de reduzir a quantidade de jumpers aparente, o que infelizmente não deu certo e tiveram que remontar. Portanto, este processo de erros e acertos, na tentativa de resolver os problemas propostos, é um momento de aprendizagem significativa.

Figura 1: Alunos na mesa de montagem do protótipo de sensor de estacionamento

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Ao final da sequência didática, os alunos que desenvolveram as atividades ficaram satisfeitos por terem conseguido resolver o problema apresentado em sala de aula, além de chegaram à conclusão que a robótica e a física proporcionaram aulas mais interativas. Na perspectiva da professora que desenvolveu o projeto, foi possível explicar as teorias da física de forma mais prática e que pudesse relacionar o conteúdo teórico de aplicada em situações do cotidiano.

## Avaliação e visão dos alunos

Durante todas as atividades acima descritas foram dados feedback de orientação que visava ajudar os estudantes a aprimorar e aumentar seu conhecimento com relação ao que estava sendo ensinado. Em alguns casos, também foi importante deixar visível que seu comportamento ou a sua vontade em aprender 'motivação' impacta diretamente na qualidade da sua aprendizagem.

Inicialmente a proposta era um questionário de forma anônima, onde os mesmos ficariam livre para responder as perguntas, mas como a escola é rural e estávamos em período de chuvas, não tinha como os ônibus escolares buscá-los, pois as estradas estavam ruins, impossibilitando assim a ideia inicial, então optamos em enviar o questionário pela rede social.

## Considerações finais

Este projeto abordou o uso de robótica, o uso do Arduino e seus componentes como ferramenta no processo de ensino e aprendizagem de Física, levando a uma aprendizagem realmente significativa, isto é, capaz de criar

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aprendizagem duradoura e aplicada à resolução de problemas do dia a dia, uma vez que a proposta era utilizar os conhecimentos da física e robótica para simular um sensor de estacionamento. Além disso, pôde-se observar as relações dos alunos, com o trabalho em equipe, e capacidades cognitivas com a concepção de códigos que estimulam o raciocínio lógico matemático.

- O resultado de todo trabalho desenvolvido em sala de aula, pode ser observado durante a feira de ciência da UFV, cuja organização foi excelente, domínio do conteúdo e principalmente a segurança apresentada pelos alunos durante a apresentação. O final desse trabalho nos levou a ganhar o primeiro lugar, prêmio que veio como um reconhecimento tanto do trabalho dos alunos, quanto de toda comunidade escolar que efetivamente se uniu para levar os participantes em outra cidade, com recursos da comunidade, mas principalmente dos pais.

Portanto, o desenvolvimento desta sequência de atividades foi considerado positivo, tanto pelos professores envolvidos quanto para os alunos, trouxe como resultados que é possível aplicar conhecimentos da física de forma mais prática. Entretanto, sugerem-se mais estudos apresentando os resultados de atividades práticas, bem como, discussões sobre o índice de participação e interesse dos alunos. Uma vez que metodologias ativas e desenvolvimento de resolução de problemas na área de física tem sido pouco exploradas em publicações científicas.

## Referências

ALLEVATO, Norma SG; ONUCHIC, Lourdes R. Ensinando matemática na sala de aula através da resolução de problemas. Boletim GEPEM, Rio de Janeiro, v. 33, n. 55, p. 133-156, 2009. Disponível em:

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