ENSINO DE FÍSICA EXPERIMENTAL COM O USO DO APLICATIVO PHYPHOX

## ENSINO DE FÍSICA EXPERIMENTAL COM O USO DO APLICATIVO PHYPHOX

## Thiagglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold> Santglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold>s Hermsdglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold>rff De Nictglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold>lis 1 , Lucia da Cruz de Almeida 2 , Marcglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold>s Sérgiglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold> Figueira da Silva 3

1 UFF/Curso de Licenciatura em Física, thiagonictolis@id.uff.br

2 UFF/Departamento de Física, luciacruzalmeida@id.uff.br

3 UFF/Departamento de Física, marcosfigueira@id.uff.br

## Resumglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold>

Este trabalho trata da importância da inserção de Tecnologia da Informação e da Comunicação (TIC) no processo de ensino e aprendizagem, tendo como motivação a necessidade de inovação nas práticas pedagógicas a fim de tornar o ensino de Física mais interativo e acessível aos estudantes. Para tanto, fizemos uma revisão bibliográfica sobre o uso das TIC no ensino de Física, com ênfase nas vantagens e nos desafios da integração dessas tecnologias em sala de aula. Posteriormente, é apresentado o Phyphox, um aplicativo que transforma smartphones em laboratórios didáticos portáteis, permitindo a realização de diversos experimentos físicos por meio de seus sensores embutidos. Nesta linha, como parte dos resultados, é feita uma descrição de duas atividades elaboradas (Queda livre e Velocidade do som - Cronômetro acústico) com o uso do aplicativo Phyphox que podem ser aplicadas em aulas de Física no Ensino Médio, fazendo uma conexão do ensino teórico com a prática experimental. Além disso, são apresentados resultados sobre a aplicação dessas atividades em dois contextos educacionais diferentes, incluindo aqueles relativos ao impacto no aprendizado dos estudantes. Por fim, são sugeridas possíveis melhorias nas atividades experimentais propostas, visando a expansão e o aperfeiçoamento do uso de TIC no ensino em futuros estudos.

Palavras-chave : Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC). Phyphox. Ensino de Física Experimental.

## Intrglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold>duçãglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold>

Os avanços tecnológicos impactam significativamente a sociedade, trazendo benefícios como aumento da produtividade e eficiência, mas também possíveis consequências negativas. Na educação é essencial compreender como usar ferramentas tecnológicas em prol de melhoria na qualidade do ensino e da aprendizagem. Questões como o uso de celulares e tablets no ensino motivaram este estudo sobre TIC no ensino de Física.

Moreira (2018) aponta várias críticas ao ensino de Física, destacando a crise na disciplina apesar de sua importância. A redução da carga horária e a escassez de

A familiarização com o aplicativo Phyphox, acessível e de baixo custo (PHYPHOX, n.d.), inspirou a investigação sobre o seu uso como recurso didático em escolas de diferentes contextos socioeconômicos. O potencial do Phyphox na participação dos estudantes na aprendizagem científica, especialmente em comunidades com acesso limitado a laboratórios, é um ponto de destaque.

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aulas práticas e de professores de Física agravam a situação, direcionando o ensino para a preparação de provas em vez do aprendizado efetivo.

Assim, é nossa pretensão demonstrar como as ferramentas tecnológicas podem promover experiências de aprendizagem em Física com mais significado, destacando a necessidade de reflexão sobre as práticas pedagógicas em prol do protagonismo dos estudantes. A simplicidade de uso do Phyphox faz dele uma ferramenta de grande valor para a educação científica em todos os níveis, engajando os estudantes por meio de experimentos práticos e envolventes.

## Tecnglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold>lglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold>gias da Educaçãglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold> e da Cglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold>municaçãglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold> nglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold> Ensinglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold> de Física

## Uso das TIC no ensino de Física

O crescimento tecnológico recente trouxe mudanças sociais, econômicas e políticas. Segundo Pereira e Silva (2010), as TIC desempenham um papel fundamental no desenvolvimento, promovendo crescimento econômico, bem-estar social, oportunidades de negócios e melhorias na educação e saúde. No ensino de Física, o uso das TIC pode modernizar a educação, que ainda segue, geralmente, um modelo tradicional de transmissão de conhecimento.

Moreira (2012), ao tratar da aprendizagem significativa, salienta a importância sobre como os conhecimentos prévios dos estudantes afetam a aprendizagem e a apropriação de novos conhecimentos. Nesta linha, segundo a perspectiva sociointeracionista de Vigotski, as TIC mediam a interação, compreensão e transformação da realidade (Roza, 2018). Dessa forma, torna-se perceptível que a experimentação e a investigação são cruciais no ensino de Física, por isso o professor deve criar um ambiente de aprendizagem estimulante, incentivando a exploração e a resolução de problemas.

Loureiro (2019) evidencia a necessidade de um modelo onde os estudantes interajam e construam conhecimento, o que pode ser facilitado pelas TIC. A incorporação dessas tecnologias pode romper com metodologias passivas e descontextualizadas de ensino. Como afirmam Brito e Purificação (2012), é essencial que as TIC sejam usadas de forma inovadora, focando no processo de aprendizagem. As TIC, ao oferecerem simulações interativas, realidade virtual e plataformas online, podem promover uma aprendizagem ativa e engajada. A abordagem construtivista, onde o conhecimento é construído pela interação do indivíduo com o mundo, é fundamental nesse contexto (Díaz-Rodríguez, 2011).

Oliveira, Moura e Sousa (2015) evidenciam a necessidade de o professor ser um mediador no uso das TIC, oferecendo suporte adequado e responsável. O objetivo é promover o protagonismo dos estudantes no processo de aprendizagem, com o professor instigando dúvidas e fortalecendo diálogos. Outrossim, a Base Nacional Comum Curricular (BNCC) prevê o desenvolvimento de competências para utilizar tecnologias digitais de forma crítica, significativa e ética (MEC, 2018). Assim sendo, a formação continuada dos educadores é essencial para integrar as TIC pedagogicamente, tornando os professores facilitadores no desenvolvimento das competências digitais dos estudantes.

## O aplicativo Phyphox

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Entre as ferramentas disponíveis, o aplicativo Phyphox, desenvolvido pela RWTH Aachen University , localizada na Alemanha, se destaca por transformar smartphones e tablets em laboratórios portáteis, permitindo experimentos físicos de forma prática e interativa. O Phyphox é versátil e poderoso para o ensino de Física, transformando "seu smartphone em laboratório móvel", conforme descrito por seus desenvolvedores (PHYPHOX, n.d.) e está disponível para dispositivos Android e iOS, com links diretos para download nas respectivas lojas de aplicativos. Além disso, o aplicativo é gratuito, traduzido em português e acessível a qualquer pessoa interessada em física experimental, o que é especialmente relevante em contextos educacionais com acesso limitado a recursos de laboratório didático.

Uma das principais vantagens do Phyphox é sua capacidade de capturar dados físicos em tempo real durante os experimentos, exibindo-os graficamente na tela do dispositivo. Além disso, os dados obtidos podem ser exportados em outros formatos, como o Excel, permitindo análises mais completas. Isso permite aos usuários uma análise imediata dos resultados e uma compreensão mais profunda dos fenômenos físicos em estudo. Também é necessário ressaltar a possibilidade dos usuários criarem seus próprios experimentos personalizados no Phyphox, adaptando os parâmetros de medição de acordo com suas necessidades específicas. Isso acaba incentivando a criatividade e a prática experimental dos discentes, promovendo uma abordagem mais ativa e participativa no processo de aprendizagem.

Santos et al. (2019) observam que smartphones como recurso didático podem aumentar a atenção dos alunos, algo desafiador para alguns docentes. O Phyphox permite acesso aos sensores do aparelho, seja diretamente ou através de experimentos prontos, permitindo a exportação dos dados para outras análises. As principais características deste aplicativo incluem o uso de diversos sensores embutidos nos dispositivos móveis, como acelerômetro, magnetômetro, giroscópio, intensidade luminosa, pressão e localização (GPS).

A disponibilidade de uma ampla variedade de experimentos na Internet, acessíveis livremente, amplia ainda mais a utilidade desse aplicativo no ensino e na aprendizagem da Física. O Phyphox, além dos sensores, oferece outras funcionalidades, conforme descrição no Quadro 1. Todavia, tal qual os sensores, a disponibilidade das funcionalidades depende do modelo do smartphone .

Quadrglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold> 01: Funcionalidades do Phyphox.

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## Objetivglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold>s e metglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold>dglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold>lglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold>gia

Em nosso estudo, buscamos, como principal objetivo, contribuir para a melhoria do ensino e da aprendizagem da Física no Ensino Médio, usando recursos tecnológicos acessíveis para promover o protagonismo dos estudantes na construção do conhecimento científico. Para tanto, elaboramos e aplicamos 2 atividades de ensino com o uso dos recursos do aplicativo Phyphox, sobre os seguintes temas: Queda Livre e Velocidade do som, com o uso do cronômetro acústico da funcionalidade Temporizadores, a fim de verificarmos as contribuições das atividades no processo de aprendizagem. Como parâmetros adotamos os seguintes: momento inicial - dedicado a questionamentos aos estudantes relacionados aos temas de cada atividade, visando melhor compreensão de seus conhecimentos prévios, reconhecimento e valorização para estimular a curiosidade e o interesse; realização das atividades a partir de experimentos filmados e sugestões dos vídeos disponibilizados pelo Phyphox e de outros autores, como por exemplo, a prática experimental sobre a velocidade do som foi enriquecida com sugestões da atividade "Medindo a velocidade do som com o Phyphox - Cronômetro acústico", proposta por Perez (2022); realização das atividades em salas de aula teóricas, utilizando material concreto, de baixo custo e fácil aquisição, com a coleta de dados experimentais através do Phyphox.

A escola é um centro de aprendizagem inclusivo, com uma comunidade diversificada de estudantes. A realização da atividade ocorreu durante o turno matutino, em 2 tempos didáticos de 50 minutos, cedidos pela professora de Física da turma que acompanhou a aplicação por um dos autores deste trabalho. A atividade visou a determinação da aceleração gravitacional utilizando o cronômetro acústico do Phyphox, e envolveu 15 dos 19 alunos da turma, que já haviam estudado Queda Livre.

Emrelação à aplicação das atividades propostas recorremos a dois contextos educacionais: uma turma de 2 o Ano do Ensino Médio de uma escola pública da rede estadual do RJ; uma turma de uma das disciplinas do 1 o período da grade curricular do Curso de Graduação em Física de uma Universidade pública, também do RJ.

No segundo contexto educacional, foi aplicada a atividade sobre a velocidade do som com o cronômetro acústico, visando a coleta de dados experimentais para o cálculo da velocidade do som no ar, realizada em 1 hora/aula de 60 minutos, contou com a participação de 16 do total de 24 graduandos em Física e em Matemática que constituíam a turma, cujo o professor regente é um dos autores deste trabalho, mas que durante a aplicação atuou como observador, enquanto um dos outros autores como responsável pela aplicação.

A pesquisa qualitativa foi adotada, focando em dados que não se limitam à análise numérica, mas em significados. A observação participante e o registro textual de informações foram utilizados como instrumentos de coleta de dados.

## Resultadglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold>s e discussãglyph<c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold>

Na atividade experimental Queda Livre foram utilizados os seguintes materiais: duas réguas de 30 cm, uma fita métrica ou trena, uma moeda e um smartphone com a funcionalidade 'Cronômetro acústico' do aplicativo Phyphox. Uma

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régua serviu de suporte para a moeda, enquanto a outra atuou como uma espécie de "martelo", conforme ilustrado na Figura 1.

A fita métrica foi usada para medir a distância da moeda ao solo, e o cronômetro acústico registrou o tempo de queda da moeda. Com essas medições, foi possível calcular a aceleração gravitacional local utilizando a equação:

Figura 1: Montagem do experimento 'Queda livre'.

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A análise do movimento da moeda como queda livre, considerando a resistência do ar desprezível, foi discutida. Os estudantes foram divididos em duplas e cada dupla realizou a atividade utilizando diferentes alturas para a queda da moeda. Dessa forma, eles encontraram valores distintos para distância e tempo de queda, mas resultados muito próximos para a aceleração gravitacional, conforme esperado.

Antes de iniciar a atividade, o pesquisador, no papel de professor, analisou os conhecimentos prévios dos estudantes para melhorar o entendimento e engajamento da turma. Para isso, foi realizado um debate para revisar conceitos de Cinemática, relacionando o Movimento Uniformemente Variado (MUV) com a Queda Livre.

Todas as etapas da atividade (diálogos iniciais, realização do experimento, discussão sobre os resultados e convergência para o modelo científico) contaram com grande participação dos estudantes. Os resultados experimentais foram comparados com o valor da aceleração da gravidade no Rio de Janeiro, que é de 9,787899 m/s², publicado pelo Observatório Nacional no livro das Efemérides Astronômicas , de 1999. (Soares, 2003). Os estudantes perceberam que nenhuma dupla obteve exatamente esse valor, o que levou a uma discussão sobre erros e incertezas experimentais.

Muito melhor que aula no quadro. Facilita o entendimento. Poderiam ter mais aulas práticas nesse estilo. Achei a aula muito divertida, mas senti falta de uma explicação da parte

Os estudantes compartilharam suas impressões sobre a aula de Física experimental com o Phyphox:

teórica ainda mais aprofundada.

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Esses feedbacks foram entendidos como essenciais para aprimorar a metodologia de ensino, garantindo uma experiência de aprendizado mais rica e eficaz.

Para a atividade sobre a velocidade do som, foi utilizada uma fita métrica e dois smartphones com a funcionalidade "Cronômetro acústico" do aplicativo Phyphox. Dois estudantes se posicionaram a uma certa distância, medida com a fita métrica. Cada um colocou o smartphone emumasuperfície próxima. O estudante A bateu uma palma, disparando ambos os cronômetros. O estudante B bateu outra palma para parar os cronômetros, obtendo dois tempos distintos. A diferença de tempo entre os cronômetros e a distância entre eles foi usada para calcular a velocidade do som no ar. A Figura 2 ilustra a organização experimental e a relação utilizada para o cálculo da velocidade do som.

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Figura 2: Organização do experimento e diretrizes para o cálculo da velocidade do som.

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Comparando os resultados com o valor teórico da velocidade do som a 30ºC (348,94 m/s), valor adotado por Hanna Pamula (2024), os alunos discutiram as discrepâncias, compreendendo melhor os conceitos. Essas discussões geraram sugestões para futuras melhorias, como uso de barreiras para minimizar reflexões sonoras. Novamente, a atividade foi avaliada positivamente pelos estudantes, que sugeriram explorar outras funcionalidades do Phyphox em futuros experimentos.

Assim como na atividade experimental Queda livre, descrita anteriormente, houve inicialmente um diálogo com os estudantes sobre seus conhecimentos prévios, os quais participaram ativamente em todas as etapas, desde a preparação até a discussão dos resultados. Durante a execução, ajustes foram feitos no aplicativo para melhorar a captação do som. As duplas calcularam a diferença entre os tempos dos smartphones e a distância entre eles para encontrarem o valor da velocidade do som no ar, destacando a importância da análise estatística e da interpretação dos dados.

## Cglyph&lt;c=9,font=/BAAAAA+Arial-Bold&gt;nsiderações finais

Este trabalho explorou o uso das TIC no ensino de Física, com foco no aplicativo Phyphox, visando integrar ferramentas tecnológicas para favorecer o aprendizado mais dinâmico e acessível. A utilização de dispositivos móveis apresenta

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tanto oportunidades quanto desafios. Quando integrados de maneira planejada, esses dispositivos enriquecem os processos de ensino e de aprendizagem. Contudo, é crucial abordar as distrações potenciais com estratégias claras para maximizar os benefícios, promovendo um ambiente de aprendizado colaborativo.

Concluímos que a utilização das TIC em sala de aula, especialmente com o aplicativo Phyphox, oferece uma estratégia didática envolvente para a educação científica. As atividades práticas proporcionadas pelo Phyphox facilitaram a compreensão dos conceitos físicos e aumentaram a participação dos estudantes. Este estudo reforça a importância de continuar explorando e integrando novas tecnologias no ambiente educacional, compreendendo as TIC como ferramentas que possibilitam a intervenção, interação e aprendizagem, quando articuladas a metodologias que promovam a autonomia e a apropriação dos conhecimentos pelos estudantes.

Os objetivos e a metodologia de ensino deste estudo foram fundamentados na implementação de atividades experimentais centradas nos estudantes, sem colocar o professor em um papel secundário. Os experimentos com o Phyphox queda livre e velocidade do som (cronômetro acústico) - proporcionaram experiências práticas e interativas. A atividade de queda livre, por exemplo, demonstrou a aceleração gravitacional de maneira prática, enquanto o experimento de velocidade do som no ar ajudou os estudantes a compreenderem melhor este conceito.

Também buscamos mostrar o potencial do aplicativo Phyphox e suas aplicações para que sirva de inspiração para futuros leitores, especialmente professores de Física do Ensino Médio. Sugerimos alterações e adaptações nos experimentos para cada turma, considerando a diversidade de habilidades, interesses e estilos de aprendizagem dos estudantes. Além disso, recomendamos que futuras pesquisas aprofundem a análise dos impactos de longo prazo do uso de TIC no aprendizado de Física e explorem outras ferramentas tecnológicas, contribuindo para a evolução do ensino de Ciências no Brasil.

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