Eletrônica e Phyphox: integração e inclusão de tecnologias no ensino de Física

## ELETRÔNICA E PHYPHOX: integração e inclusão de tecnologias no ensino de Física

## Samir Santos Costa 1 , Vitor Cossich de Holanda Sales , Eduardo Pilad Nóbrega 2 3

1 Universidade do Estado do Rio de Janeiro/FCEE, samir.costa@uerj.br

2 Colégio Pedro II, vitor.sales.1@cp2.edu.br

- 3 Universidade do Estado do Rio de Janeiro/IFADT, epilad@gmail.com

Palavras-chave : Eletrônica; Phyphox; Abordagem experimental.

## Resumo expandido

Os problemas que cercam e sufocam o ensino de Física no Brasil não são novos. Há décadas que os professores dessa área e os alunos enfrentam um ambiente escolar marcado por políticas de sucateamento e de desvalorização que comprometem ou inviabilizam um processo de ensino-aprendizagem de qualidade. Dentre os diversos percalços que têm permeado a dinâmica escolar, alguns podem ser destacados: desvalorização dos profissionais da Educação, carência de professores, ausência ou subutilização de investimentos em laboratórios didáticos e baixo número de programas de atualização/formação continuada para docentes.

Como se não fossem suficientes os problemas mencionados no parágrafo anterior, o ensino de Física (na verdade, das Ciências, de modo geral) foi atingido, recentemente, por uma onda negacionista e anticientífica que ganhou corpo durante o período da pandemia de COVID-19, com destaque para os movimentos antivacina e terraplanista (GARNICA, 2022). Ou seja, desafios contemporâneos relacionados a tópicos que, aparentemente, já haviam sido superados.

O avanço da tecnologia nos últimos 30 anos é um fato notável e indiscutível. Diante disso, é razoável a criação de expectativas quanto à implementação de tecnologias no processo de ensino-aprendizagem. Sendo assim, diversos autores têm apresentado propostas de incorporação de ferramentas tecnológicas no ensino de Física. Ao apresentarem as potencialidades do sítio Phet , Arantes, Miranda e Studart (2010) discutiram as possibilidades de simulações computacionais de fenômenos relacionados aos diferentes campos da Física. Bezerra Jr et al. (2012) realizaram alguns experimentos de Mecânica que foram investigados, por videoanálise, com o Tracker . Vieira (2013) apresentou uma série de aplicações experimentais com smartphones e tablets no ensino de Física. Hernandez et al. (2021) lançaram mão do aplicativo Phyphox com o objetivo de adaptar uma disciplina de caráter experimental ao ensino remoto.

Ainda que pesquisas voltadas para o ensino de Física ocorram desde a década de 1980, 'esse ensino está em crise' (MOREIRA, 2018). Em seu trabalho, Moreira aponta uma série de pontos que desfavorecem um ensino de Física profícuo. Dentre eles, destacam-se a precariedade na formação dos professores, a falta de conexão entre a Física e o exercício da cidadania, e a baixa incorporação das Tecnologias da Informação e Comunicação (TICs) nas escolas.

Com base nas três condições sinalizadas acima, desenvolveu-se no programa de Especialização em Ensino de Física na Educação Básica, no Colégio

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

Pedro II, uma proposta experimental apoiada na integração e na inclusão de tecnologias no ensino de Física, a qual apropria-se do aplicativo Phyphox , instalado em um smatrphone , e de recursos eletrônicos para a realização de medidas de intervalo de tempo precisas.

O aplicativo supracitado conta com a função 'Cronômetro Acústico', a qual permite a realização das medidas de intervalo tempo. Com esse recurso, é possível determinar o intervalo de tempo entre dois eventos sonoros, que são detectados pelo microfone do smartphone . Considerando essa possibilidade, um circuito eletrônico foi desenvolvido com o objetivo de se produzir 'pulsos' sonoros finitos a partir de uma dada proposta experimental voltada para o ensino de Física. O circuito contém uma chave óptica que, quando obstruída, promove a emissão de um som através de um buzzer , cuja duração pode ser controlada. A Figura 1 ilustra a chave óptica e a Figura 2 os demais componentes montados em uma placa de circuito impresso.

Figura 01 : Chave óptica

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A fim de aplicar o projeto a situações práticas, os seguintes sistemas físicos foram investigados: pêndulo simples, massa-mola e plano inclinado. No primeiro, determinou-se a aceleração da gravidade, cujo valor obtido foi (9,77 ± 0,04) m/s²; no segundo, determinou-se a constante elástica de uma mola - (3,02 ± 0,03) kg/s², a qual foi comparada com o valor (3,058 ± 0,009) kg/s², obtido através da lei de Hooke; no terceiro, determinou-se a aceleração do centro de massa de uma esfera rolando e sem deslizar - (0,53 ± 0,05) m/s², a qual foi comparada com o valor obtido por meio da análise da dinâmica do rolamento - (0,5 ± 0,1) m/s².

Deve-se destacar que, nas duas primeiras situações (pêndulo simples e massa-mola), foram realizadas N medidas de intervalo de tempo a partir de uma única condição inicial ( N = 65 e N = 200, respectivamente). Isso foi possível porque o aplicativo Phyphox permite a tomada de muitas medidas (que ficam temporariamente armazenadas) e a exportação para um arquivo em formato de tabela, possibilitando, assim, um tratamento estatístico dos dados obtidos a posteriori .

Em suma, propõe-se neste trabalho uma metodologia experimental com aplicação no ensino de Física. Embora os experimentos investigados estejam relacionados à Mecânica, outras apropriações podem ser realizadas. O circuito, por

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Figura 02 : Placa e componentes eletrônicos

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exemplo, contém diversos componentes eletrônicos que podem ser explorados durante a(s) etapa(s) de construção, a ser realizada de forma colaborativa entre professores e alunos.

Evidentemente, a materialização do circuito pode ser vista inicialmente como um obstáculo devido à associação de diferentes componentes eletrônicos (muitas vezes não explorados/apresentados durante o ensino médio) e/ou à confecção da placa final (a qual pode ser substituída por um protoboard). Esses possíveis desafios podem revelar a necessidade de cursos de atualização e/ou especialização para docentes. Sob essa perspectiva, entende-se que qualquer empecilho relacionado à formação docente que inviabilize a concretização de uma atividade educacional, fora do escopo tradicional, deve ser compreendido como gatilho para o estímulo e a implementação de cursos de formação continuada.

A entrega de um produto reflete a instrumentalização de um laboratório de Física (não) estruturado. O resultado passará a compor o patrimônio institucional e servirá para as turmas de diferentes níveis da educação básica; os experimentos de Mecânica realizados são comumente abordados nas etapas iniciais do ensino médio e nos anos finais do ensino fundamental. Logo, a proposta visa transcender as paredes físicas e temporais de uma sala de aula específica.

Finalmente, não se tem a mínima intenção de apresentar este trabalho como a solução para as mazelas que permeiam o ensino de Física experimental, mas sim como uma ferramenta que possa ser difundida, explorada e aplicada nas instituições de ensino, respeitando, sempre, as possibilidades e as pluralidades locais.

## Referências

ARANTES, Alessandra Riposati; MIRANDA, Márcio Santos; STUDART, Nelson. Objetos de aprendizagem no ensino de física. Física na Escola

, v. 11, n. 1, p. 27-31, 2010. Disponível em: http://www1.fisica.org.br/fne/phocadownload/Vol11-Num1/a081.pdf. Acesso em: 01 mar. 2023.

BEZERRA JR, Arandi Ginane; DE OLIVEIRA, Leonardo Presoto; LENZ, Jorge Alberto; SAAVEDRA, Nestor. Videoanálise com o software livre Tracker no laboratório didático de Física: movimento parabólico e segunda lei de Newton. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , v. 29, n. Especial 1, p. 469-490, 2012.

GARNICA, Antonio Vicente Marafioti. O vazio em tempos trágicos: notas sobre políticas públicas no Brasil atual. Bolema: Boletim de Educação Matemática , v. 36, n. 72, 2022.

HERNÁNDEZ, Alexis; GOMES, Angelo; SINNECKER, Elis; GRANDE, Rafael Del; CAPAZ, Rodrigo; CARDOSO, Simon. Experimentos caseiros: Uma adaptação mão-na-massa da disciplina de Física Experimental II da UFRJ para o ensino remoto. Revista Brasileira de Ensino de Física , v. 43, 2021.

MOREIRA, Marco Antonio. Uma análise crítica do ensino de física. Estudos Avançados , v. 32, n. 94, p. 73-80, 2018.

VIEIRA, Leonardo Pereira. Experimentos de Física com Tablets e Smartphones . 2013. 107 f. Dissertação (Mestrado em Ensino de Física) - Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro. 2013.

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