A utilização de videoanálise em experimentos de cinemática como prática de estágio supervisionado

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## A UTILIZAÇÃO DE VIDEOANÁLISE EM EXPERIMENTOS DE CINEMÁTICA COMO PRÁTICA DE ESTÁGIO SUPERVISIONADO

Thaís Moraes 1 , Cauê Rocha 2 , Deborah S. Freire 3 , Kim Silva Ramos 4 , Thiago D. Roberto 5 , Elizandra M. Silva 6

1 Universidade do Estado do Rio de Janeiro/Instituto de Física Armando Dias Tavares/ thmoraess7@gmail.com

2 Universidade do Estado do Rio de Janeiro/Instituto de Física Armando Dias Tavares/ cauerochagomes@hotmail.com

3 Universidade do Estado do Rio de Janeiro/Instituto de Física Armando Dias Tavares/ deborahsf@gmail.com

4 Universidade do Estado do Rio de Janeiro/Instituto de Aplicação Fernando Rodrigues da Silveira -CAp-Uerj/ prof.kim.ramos@gmail.com

5 Universidade do Estado do Rio de Janeiro/Instituto de Aplicação Fernando Rodrigues da Silveira -CAp-Uerj/ thiagodbtr@gmail.com

6 Universidade do Estado do Rio de Janeiro/Instituto de Aplicação Fernando Rodrigues da Silveira -CAp-Uerj/ elizandra.silva@uerj.br

## Resumo

O estágio supervisionado desempenha um papel crucial na formação de professores, proporcionando uma ponte entre a teoria e a prática real. A experiência permite que os futuros educadores compreendam melhor as dinâmicas escolares, as necessidades dos alunos e os desafios do ambiente educacional. Este trabalho compartilha a experiência de futuros docentes na execução de um experimento para a disciplina física, nas turmas do 9º ano do Ensino Fundamental, no Instituto de Aplicação Fernando Rodrigues da Silveira (Cap-Uerj). Na atividade, utilizou-se um trem de brinquedo com um trilho retilíneo e outro com trajetória curvilínea, para a abordagem de alguns conceitos físicos sobre cinemática. Todas as etapas, incluindo a montagem do experimento, elaboração do roteiro, criação do material didático e aplicação em sala de aula foram conduzidas por licenciandos em física, cursando a disciplina Estágio Supervisionado em Física IV, com auxílio de alguns professores regentes. A prática utilizou o recurso digital vídeoanálise, utilizando o Software Tracker, para o estudo do movimento retilíneo do trem e análise gráfica da posição em função do tempo.

Palavras-chave : Ensino de física; Estágio supervisionado; Vídeoanálise.

## Introdução

## Atividades experimentais e o ensino de física

A história da física guarda uma relação profunda com a atividade experimental e com a investigação da natureza por meio do controle de variáveis, da observação precisa e do cuidado com a análise de dados. Ainda que não seja possível reduzir o desenvolvimento histórico e filosófico da física ao ambiente e aos resultados advindos de um laboratório ou de outros espaços de experimentação, processo de ensino-aprendizagem dessa ciência, tanto na

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20 a 24 de janeiro de 2025 - Niterói - RJ

educação básica quanto na formação inicial na graduação, ganha em qualidade e possibilidades quando está associado a práticas experimentais investigativas.

A experimentação no ensino de física continua sendo importante para professores (Faria; Carneiro, 2020; Axt, 1991). Todavia, diversos desafios cercam essa questão: como a experimentação é trabalhada no ensino de Física (Silva et al. , 2020), quais metodologias e concepções epistemológicas são acionadas (Faria, 2015), como a experimentação foi ensinada e aprendida na formação inicial de professores de Física (Thomaz, 2000; Garcia; Vieira, 2020).

Observa-se que as pesquisas em ensino de física e de outras disciplinas científicas, com enfoque na elaboração e aplicação de atividades experimentais, têm se preocupado com a qualidade dessas atividades e com a discussão e o enfrentamento de problemas estruturais presentes na maioria das escolas brasileiras, tais como a ausência de espaço físico e equipamentos apropriados para a realização de experimentos científicos.

Este trabalho busca contribuir para as pesquisas sobre atividades de experimentação voltadas à formação inicial de professores de física, no contexto de aulas de laboratório aplicadas em turmas do 9º ano do Ensino Fundamental por licenciandos do Estágio Supervisionado IV. Essas aulas foram realizadas no Instituto de Aplicação Fernando Rodrigues da Silveira - Cap-Uerj, no primeiro semestre de 2023. O Estágio Curricular Supervisionado compõe uma parte essencial dos cursos de Licenciatura, sendo uma atividade obrigatória que integra conhecimentos teóricos e práticos fundamentais para a formação de professores, aproximando-os da realidade profissional e incentivando a reflexão sobre a prática docente.

## Videoanálise como recurso para experimentação no ensino de física

Atualmente, a tomada de vídeos é uma prática comum e presente no cotidiano das interações nas redes sociais devido ao desenvolvimento tecnológico agregado em celulares e câmeras fotográficas. Sacerdote (2010) destaca que o uso de vídeos mobiliza estudantes e aprofunda o interesse pelos conteúdos e procedimentos discutidos nas aulas. A videoanálise e outras tecnologias da informação e da comunicação transforma m registros de

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experimentos em um recurso didático que potencializa a aprendizagem de conceitos físicos (Guedes; Leonel, 2020; Leonel et al ., 2021).

## O Estágio Supervisionado IV e a Proposta Experimental

Todos os licenciandos em Física da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (Uerj) devem realizar estágios supervisionados, que constituem uma parte essencial da grade curricular. O Estágio Supervisionado em Física IV, em particular, contempla uma ementa que abrange o planejamento de atividades didáticas de Física, a execução prática do ensino em sala de aula e a supervisão contínua por parte dos professores orientadores. Durante este estágio, os licenciandos auxiliam os docentes na elaboração de planos de aula e projetos de laboratório, bem como na aplicação dessas atividades, promovendo uma integração entre teoria e prática no ensino de Física. Esta prática é fundamental, pois proporciona aos futuros professores a vivência do ambiente escolar real, aplicando os conhecimentos adquiridos de maneira direta no CAp-UERJ, sob a orientação e supervisão de professores experientes.

Considerando os pontos abordados acima, durante a prática de Estágio Supervisionado em Física IV no primeiro semestre de 2024, os licenciandos da disciplina, como prática de avaliação, elaboraram um roteiro para aplicar aulas de laboratório no colégio sobre o tema Velocidade Média e Introdução ao Movimento Uniforme, contando com material já existente no CAp-UERJ, como trens em miniatura e trilhos, conforme as Figuras 1(a) e 2(b).

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Figura 1 : Montagem experimental: (a) ferrorama de trilho retilíneo usado na primeira etapa; (b) imagens norteadoras para os roteiros experimentais; e (c) trajetória curvilínea utilizada.

O experimento foi desenvolvido com licenciandos utilizando um Ferrorama da marca Estrela, modelo XP 1200, mostrado na Figura 1(a). O laboratório dispunha de 3 kits em boas condições de uso, permitindo trajetórias retilíneas de até 230 cm de comprimento. O estudo de trajetórias curvas foi conduzido com uma locomotiva de brinquedo da marca DM TOYS, modelo DMT5373, com pista circular de diâmetro de 67,5 cm, conforme mostrado na Figura 1(c). Para tornar o processo mais didático, os roteiros foram elaborados com fotos produzidas pelos estagiários para ilustrar as medidas, conforme a Figura 1(c), bem como instruções envolvendo as posições inicial e final da trajetória completa, como mostrado na Figura 1(b).

## Revisitando o experimento a partir de aplicativos de videoanálise

Para a videoanálise, utilizou-se o software Tracker, versão 6.2.0, um programa disponível gratuitamente (Brown, 2024). Na gravação do vídeo, foi utilizada uma câmera fixada em um tripé sobre uma mesa situada próxima ao trilho, de modo que sua lente se alinhasse perpendicularmente ao plano de movimento do trem, minimizando distorções na imagem. Foram também posicionadas marcações ao longo do trilho, com afastamentos iguais entre si e facilmente visíveis na câmera, para auxiliar na análise do vídeo. O deslocamento foi registrado, abrangendo a trajetória por completo.

Para iniciar a videoanálise, o arquivo foi importado para o Tracker, onde foi realizada a análise quadro a quadro. Primeiramente, foi necessário calibrar a escala, utilizando uma régua para converter pixels em metros, determinando a extensão exata da trajetória do trem. Em seguida, a trajetória foi marcada ao longo de cada quadro do vídeo, permitindo a reconstrução do percurso. Ao executar o vídeo com essas configurações no Tracker, os dados de posição em função do tempo foram extraídos e utilizados para construir um gráfico. A Figura 2 apresenta uma captura de tela do Tracker, em que os dados coletados geraram o gráfico de posição em função do tempo, localizado no canto superior direito.

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Figura 2: Captura de tela da videoanálise utilizando o Tracker .

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## A regência nas turmas de 9º Ano do Ensino Fundamental

A aula teve uma duração total de 100 minutos. Os licenciandos responsáveis pela regência prepararam uma aula expositiva de 30 minutos, conforme apresentado na Figura 3(a), na qual os conceitos relacionados ao experimento foram abordados Figura 3(b), e o roteiro experimental foi introduzido aos estudantes. A elaboração do material foi realizada de forma coletiva, em encontros nos quais os participantes puderam contribuir para a clareza do conteúdo. A aula contou com o apoio de licenciandos responsáveis pela regência e de monitores Figura 3(d). A dinâmica dos discentes durante a aula está ilustrada na Figura 3(e).

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Figura 3 : Estagiários em regência: (a) uso de apresentação de slides; (b) material didático elaborado pelos licenciandos; (c) mediação; (d) e (e) protagonismo dos discentes da educação básica durante a atividade em grupo.

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## Discussão

Durante o período de preparação para a aplicação da atividade, os estagiários realizaram reuniões no laboratório da instituição em diferentes dias e horários, com o objetivo de planejar coletivamente a abordagem mais eficaz e envolvente para introduzir o tema à turma, juntamente com a professora. A ênfase foi dada a metodologias lúdicas, que facilitassem o engajamento dos alunos com a matéria, promovendo uma aprendizagem mais dinâmica e enriquecedora.

Os estagiários contavam com um roteiro base, que servia como guia na elaboração de suas próprias estratégias didáticas. No dia da atividade, os trilhos foram montados na bancada do laboratório e todo o material necessário foi preparado para a experiência, incluindo fitas crepes para marcar as áreas mais relevantes dos trilhos, pilhas, trena, cronômetros e os trens em miniatura. Dois tipos de trilhos foram utilizados: um em linha reta e outro em curva, no formato de um 'S'. Essa preparação buscou garantir uma experiência prática e interativa, facilitando a compreensão dos conceitos físicos envolvidos.

Os estagiários se engajaram em intensas discussões e múltiplas execuções do experimento, registrando observações e identificando aspectos

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que poderiam tornar o estudo mais atraente e eficaz para os alunos. Diversos cálculos foram realizados ao longo do processo, assegurando que o experimento estivesse funcionando adequadamente e fosse condizente com os conceitos físicos a serem abordados em aula. Durante essa fase, além de fotografias capturadas para fins ilustrativos na explicação do experimento, o movimento do trem em linha reta foi filmado, e o material resultante foi posteriormente analisado no software Tracker, uma ferramenta amplamente utilizada no ensino e na pesquisa de Física. O Tracker permite o rastreamento e a análise de movimentos em vídeos, facilitando o estudo de fenômenos cinemáticos como velocidade, aceleração e trajetória.

O teste preliminar antes da aplicação da atividade desempenhou um papel fundamental, permitindo que os estagiários adquirissem confiança na condução das aulas e identificassem as abordagens mais eficazes para facilitar a compreensão dos estudantes. Esse processo de experimentação e reflexão resultou na criação de um roteiro adaptado, que integrava o estudo de velocidade média com uma introdução ao movimento uniforme. O principal objetivo do roteiro era capacitar os estudantes a realizarem o cálculo da velocidade de um trem em miniatura em movimento retilíneo em diferentes momentos, além de determinar a rapidez e a velocidade média do trem no percurso curvo. Essa preparação cuidadosa, planejada nos mínimos detalhes em equipe, garantiu que a atividade fosse não apenas educativa, mas também alinhada às necessidades dos estudantes.

## Considerações Finais

A elaboração de aulas práticas durante o estágio supervisionado proporcionou experiências essenciais para a formação de professores, momentos de consolidação e amadurecimento de conhecimentos teóricos e práticos. Com a proposta de trabalho coletivo, reforçou-se a capacidade de tomar decisões em sala de aula e promoveu-se uma maior autoconfiança, características essenciais para enfrentar os desafios diários da profissão docente. A videoanálise mostrou-se uma ferramenta eficaz para auxiliar os estudantes a superar suas dificuldades de aprendizagem, por meio do uso de

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tecnologias contemporâneas, como análise de dados, produção de gráficos e vídeos.

## Referências

AXT, R. O papel da Experimentação no Ensino de Ciências. In: MOREIRA, M. A. E. A. R. Tópicos em Ensino de Ciências . Porto Alegre: Ed. Sagra, p. 7991, 1991.

BROWN, D. Tracker: video analysis and modeling. video analysis and modeling . 2024. Disponível em: https://physlets.org/tracker/. Acesso em: 30 ago. 2024.

CRUZ GUEDES, G. T.; LEONEL, A. A. The integration of information and communication technologies in the training of physics teachers at the Federal Institutes of the State of Rio Grande do Sul. Research, Society and Development , [S. l.] , v. 9, n. 4, 2020.

FARIA, F. P. Epistemologia e experimentos nos cadernos de física do currículo do estado de São Paulo . 2015. 120 f. Dissertação (mestrado) Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Faculdade de Ciências, 2015. Disponível em: http://hdl.handle.net/11449/126482.

FARIA, F. P.; CARNEIRO, M. C. O papel da experimentação na história do ensino de física no Brasil. Debates em Educação , v. 12, n. 26, jan./abr., 2020. GARCIA, M. R.; VIEIRA, V. Multiplicidade para a experimentação no ensino de fisica: uma análise de um curso de licenciatura em Física. Revista de Educação, Ciências e Matemática , v. 10, n. 1, jan/abr, 2020.

LEONEL, A.A.; MURYEL, P. V.; DIONI, P. P. Formação para a apropriação e integração das tecnologias digitais da informação e comunicação ao ensino de física . Revista Enseñanza de la Física , vol. 33, no. 2 (2021).

SACERDOTE, H.C.S. Análise do Vídeo como Recurso Tecnológico Educacional. REVELLI - Revista de Educação, Linguagem e Literatura , v. 2, n. 1, p. 28-37, 2010.

SILVA, J. N. A.; VASCONCELOS NETO, J. A.; XIMENES, C. A. P.; MORAIS, A. C. S. A experimentação como ferramenta motivacional. Brazilian Journal of Development , Curitiba, v. 6, n. 12, p. 102473-102485, dec. 2020.

THOMAZ, M. F. A experimentação e a formação de professores de ciências: uma reflexão. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , ISSN-e 2175-7941, v. 17, n. 3, 2000, p. 360-369.

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