O USO DO CELULAR EM ATIVIDADES INVESTIGATIVAS: UMA SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA ENSINAR CONCEITOS INTRODUTÓRIOS DE FÍSICA

## O USO DO CELULAR EM ATIVIDADES INVESTIGATIVAS: UMA SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA ENSINAR CONCEITOS INTRODUTÓRIOS DE FÍSICA

## Adenauro Martini 1 , Josemar da Silva de Oliveira², Renato Ribeiro Guimarães 3 , Dulce Maria Strieder 4

- 1 Universidade Estadual do Oeste do Paraná -Unioeste, adenauro.martini@escola.pr.gov.br
- 2 Universidade Estadual do Oeste do Paraná - Unioeste, josemar.oliveira@escola.pr.gov.br
- 3 Universidade Estadual do Oeste do Paraná -Unioeste, renato.guimaraes@unioeste.br
- 4 Universidade Estadual do Oeste do Paraná -Unioeste, dulce.strieder@unioeste.br

## Resumo

O presente trabalho explora o potencial do celular aliado às atividades investigativas para o Ensino de Física. O objetivo foi desenvolver uma Sequência de Ensino Investigativo para construir conceitos de Cinemática. As atividades foram realizadas com estudantes da 1ª série do Ensino Médio em um colégio do campo no município de São João/PR, durante o ano letivo de 2022. Os dados foram coletados e analisados de forma qualitativa, comparando os avanços obtidos pelos estudantes após cada etapa. A análise do material produzido pelos estudantes durante a execução das atividades sugere que o Ensino de Física por Investigação, aliado ao uso do celular e aos sensores disponíveis, é uma metodologia que melhora a qualidade do ensino. Essa abordagem promove a construção significativa do conhecimento, aumenta a motivação dos estudantes, desenvolve familiaridade com as tecnologias e torna as aulas mais dinâmicas.

Palavras-chave : Ensino de Física. Celular. Investigação.

## Introdução

Atualmente, é comum perceber em sala de aula que muitos estudantes não se sentem motivados e entusiasmados a aprender. Um dos motivos disso, exaustivamente discutido na pesquisa em Ensino de Ciências, são as aulas tradicionais, que muitas vezes são apenas expositivas, sem atrativos e sem inovação para facilitar a aprendizagem dos conteúdos propostos. A Base Nacional Curricular Comum (BNCC) enfatiza que as instituições de ensino devem 'contextualizar os conteúdos dos componentes curriculares, identificando estratégias para apresentálos, representá-los, exemplificá-los, conectá-los e torná-los significativos, com base na realidade do lugar e do tempo nos quais as aprendizagens estão situadas' (Brasil, 2017). Portanto, cabe ao professor buscar alternativas que conduzam os estudantes a um aprendizado construído e familiarizado às suas experiências de vida.

Neste viés, Freire (1985) enfatiza o papel do professor de evidenciar para o aluno que é ele próprio o responsável pela sua aprendizagem, e que o docente está ali para mediar o conhecimento, não para impô-lo. Nesse sentido, percebe-se que a utilização das tecnologias se torna uma ferramenta útil e, por isso, devem ser ampliadas as discussões e as realizações de atividades com novas ferramentas. Conforme afirma Kenski (2007), tecnologia e educação são elementos indissociáveis. Por isso, é necessário que se utilize a educação para ensinar sobre as tecnologias e que se faça uso delas para ensinar as bases da educação.

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20 a 24 de janeiro de 2025 - Niterói - RJ

Outra questão é a dificuldade de compreensão dos alunos nas disciplinas de ciências exatas (Matemática, Física e Química) e como a tecnologia pode favorecer seu ensino. Em relação à Física, essa disciplina é frequentemente vista pelos estudantes como difícil, especialmente devido à abstração envolvida na compreensão de alguns conteúdos. Por exemplo, a Cinemática é a parte da Mecânica que estuda os movimentos, independentemente de suas causas, com o objetivo de fornecer uma descrição matemática dos modelos observados (Nussenzveig, 1993). O estudo desses conteúdos pode ser facilitado pelo uso de recursos didáticos tecnológicos.

Segundo Fiolhais e Trindade (2003), os alunos têm dificuldade em entender fenômenos físicos, em parte devido ao uso de métodos de ensino desatualizados e à falta de práticas pedagógicas modernas. Dessa necessidade de combater o insucesso escolar, principalmente nas ciências exatas, é que se conduziu um trabalho crescente e diversificado sobre o uso de tecnologias no ensino de Física. Inclusive, esse conteúdo é umas das estratégias mais pesquisadas e utilizadas pelos professores. Para Fiolhais e Trindade (2003), algumas das principais alternativas para a prática com computadores e celulares no ensino podem ser: aquisição de dados, modelagem de situações e simulações, realidade virtual e internet.

De acordo com o Relatório de Monitoramento Global da Educação da UNESCO (2023), o uso do celular e outros dispositivos digitais em sala de aula pode melhorar a aprendizagem, desde que o uso seja pedagógico e responsável. Dados sobre o uso do celular nas escolas brasileiras no ano de 2022, segundo o relatório da Unesco (2023), apontam que 78% dos professores de Ensino Fundamental e Ensino Médio convidaram os estudantes a utilizarem tecnologias digitais em sala de aula para realizarem pesquisas sobre um tema abordado em aula. Dentre as razões entre os docentes que não utilizam tecnologias digitais, foi a falta de infraestrutura e a distração que a tecnologia causa nos alunos.

Para o Ensino de Física, os celulares já trazem uma variedade de sensores capazes de medir diretamente grandezas físicas. Neste viés, este trabalho propôs o uso de celulares e aplicativos para ensinar conceitos de cinemática por meio de uma Sequência de Ensino por Investigação (SEI), pois acreditamos que as tecnologias educacionais facilitam a compreensão, conectam o conteúdo ao cotidiano e promovem letramento digital, tornando a aprendizagem mais significativa.

## Metodologia

A referência metodológica para a SEI teve como base os trabalhos de Carvalho (2013, 2016) que afirma que sequências de ensino, no caso da Física, devem instigar os alunos a estudar, investigar e solucionar os problemas apresentados utilizando vários recursos de ensino. Para Carvalho (2013), a SEI pode ser descrita como uma sequência de atividades que abrange um tópico do programa escolar em que cada atividade planejada deve buscar a interação dos conhecimentos prévios do aluno com os novos, de maneira que possa passar do conhecimento espontâneo ao científico. No planejamento das etapas que compõem uma SEI, os principais elementos são: a) proposição de um problema; b) atividade em grupo; c) resolução do problema; d) sistematização do conhecimento e, e) atividade avaliativa.

Nesse contexto, foi planejada uma sequência de atividades que abordasse as principais dificuldades apresentadas pela turma em questão. Utilizando o celular e outros recursos disponíveis, foram propostas atividades investigativas por meio de uma SEI para 31 estudantes de uma turma da 1ª série do Ensino Médio durante as aulas de Física, no conteúdo de Cinemática Unidimensional, no mês de maio de 2022.

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A síntese das atividades está apresentada no Quadro 01. O desenvolvimento da SEI buscou oferecer novas oportunidades para abordar os principais conteúdos trabalhados, como grandezas físicas e velocidade média.

Quadro 01 - Síntese das atividades da Sequência de Ensino por Investigação.

Fonte: Autores, 2022.

## Momento 1 -Conhecimentos prévios e manipulação dos materiais

O levantamento dos conhecimentos prévios dos estudantes sobre o conteúdo constitui parte importante da SEI, pois seus resultados podem servir de guia para a condução das discussões. Em maio de 2022, o conteúdo de velocidade média tinha acabado de ser desenvolvido com a turma e os resultados da última atividade avaliativa mostraram que grande parte dos estudantes não havia se apropriado dos conhecimentos essenciais como: velocidade, cálculo da velocidade média, unidades de medidas e conversão entre as unidades. A partir disso, com intuito de oferecer novas oportunidades de discussão, recuperação e recomposição das aprendizagens, buscou-se planejar atividades que contemplasse as maiores das dificuldades apresentadas pela turma.

Foi retomado o conceito de velocidade, apoiado a uma apresentação de slides em que o professor apresentou definições, características e associou ao contexto dos estudantes. Neste momento, também foram introduzidos os materiais que eles utilizariam nos experimentos propostos, como: o dispositivo móvel, a calculadora, a trena, o temporizador e o cronômetro acústico e outros materiais a serem explorados nas atividades bem como dicas de manipulação, cuidados e responsabilidades.

Momento 2 Problematização de situação-problema a partir da experimentação -em grupo

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Foram apresentados aos estudantes três problemas abertos a serem resolvidos nas próximas duas aulas 1 . Com o objetivo de investigar e determinar a velocidade média de um corpo em movimento, foi proposta a situação-problema: Problema 01 - Como encontrar a velocidade média de uma pessoa andando ou correndo na rua? Os estudantes deveriam considerar os conhecimentos científicos e os recursos disponíveis para encontrar a solução. Utilizando-se dos materiais: celular, cronômetro disponível nos dispositivos, giz branco, fita métrica e materiais para anotação, os estudantes foram convidados a ocupar o espaço na rua em frente ao colégio. Em grupos, os estudantes discutiram e pesquisaram estratégias para buscar uma resposta teórica para o problema. Em uma rua asfaltada, plana e com pouco movimento, em frente à escola, eles demarcaram uma distância a ser percorrida, por exemplo, 50 metros (distância escolhida a critério dos grupos), utilizando giz no asfalto. Usando o cronômetro, os estudantes registraram os intervalos de tempo gasto para percorrer a distância em duas situações diferentes: a) andando normalmente e b) correndo. Com os dados coletados, os grupos se reuniram para resolver a atividade proposta, calculando a velocidade média em metros por segundo (m/s) e em quilômetros por hora (km/h).

A segunda situação-problema consistiu na construção de um móvel (carrinho), com materiais de baixo custo, que atingisse a maior velocidade possível: Problema 02 - Como projetar o carrinho mais veloz? Previamente, com apoio da equipe pedagógica, o professor providenciou um kit com os materiais necessários (cola quente, balões, tampas de garrafa PET, palitos de espetinho, borrachinhas, papelão e canudinhos) para cada equipe construir o seu móvel (Figura 1).

Figura 1 - Materiais para a construção do carrinho

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Fonte: Autores, 2022.

Cada grupo foi desafiado a construir um carrinho em um prazo de 30 minutos. Além dos materiais fornecidos, os estudantes podiam consultar seus celulares para pesquisas, modelos de carrinhos mais ágeis e fatores que influenciam na velocidade dos carrinhos. Para a competição, realizada na quadra do colégio, cada equipe designou membros para medir o deslocamento e o tempo dos seus carrinhos. A escola forneceu fitas métricas e os celulares foram usados como cronômetros. O desafio foi dividido em duas categorias: o carrinho que percorre a maior distância e o carrinho mais rápido.

Problema 0 3 - Como descobrir a velocidade do som entre dois pontos utilizando o sensor acústico? Nesse caso, a problemática foi determinar a velocidade do som por meio de uma atividade experimental utilizando um cronômetro acústico. Inicialmente, os grupos pesquisaram na internet vídeos explicativos e

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roteiros para executar a atividade. Em seguida, com dois dispositivos móveis, utilizaram o espaço externo da escola, escolhendo dois locais diferentes não muito próximos de outras equipes e, preferencialmente, um lugar silencioso para realizar o experimento. Eles demarcaram duas posições, a alguns metros de distância uma da outra, onde posicionaram os dispositivos. Em seguida, mediram essa distância com trenas, ativaram o sensor de cronômetro acústico em ambos os dispositivos (celular 01 e celular 02), emitiram um som (palma, grito ou apito) para iniciar o cronômetro, e uma nova batida de palmas fez parar a contagem de tempo. O tempo mostrado pelo cronômetro é o intervalo entre as duas batidas de palmas. Os estudantes anotaram os intervalos de tempo registrados em cada celular. Em seguida, subtraíram o tempo registrado no celular 01 do tempo registrado no celular 02. Esse valor representa o tempo gasto para a onda sonora percorrer duas vezes a distância entre os aparelhos.

Para determinar a velocidade aproximada do som ( ) nesse ambiente, basta v aplicar a seguinte equação: 𝑣 = 2 𝑑/ ∆𝑡 , em que 𝑣 é a velocidade média, 𝑑 é a distância percorrida e ∆𝑡 é a variação do tempo gasto. Na tabela 1, temos uma ideia dos registros realizados pelos estudantes nas duas situações.

Tabela 1 Cálculo da velocidade do som em três locais diferentes

Fonte: Autores, 2022.

A manipulação dos dados na equação exigiu, em alguns momentos, a presença do professor para fornecer assistência. Os estudantes foram então convidados a comparar os valores obtidos para a velocidade do som em diferentes locais e distâncias com o valor de referência habitualmente aceito (~340 m/s). Após as discussões e análises, cada grupo deveria registrar as possíveis interferências nos resultados obtidos, para que essas informações pudessem ser socializadas.

## Momento 03 - Socialização e sistematização do conhecimento

Neste terceiro momento, os grupos foram desfeitos e os alunos organizados em um grande círculo para apresentarem os resultados, promovendo a socialização dos conhecimentos adquiridos. A sistematização ocorreu após as atividades, com um espaço para compartilhar anotações, descobertas e dificuldades. Cada estudante ou grupo teve a oportunidade de responder oralmente a questionamentos sobre a solução do problema, o uso do celular, a importância dos registros e a dificuldade das etapas. Os grupos também apresentaram sugestões para melhorar os resultados.

## Momento 04 - Avaliação das aprendizagens

Como forma de avaliação, foi proposto um formulário individual, por meio de um recurso educacional digital ( Google Docs) , com questões sobre conceitos, habilidades e procedimentos abordados nas diversas etapas da SEI. O formulário foi respondido individualmente em sala de aula, utilizando o celular. Além disso, a observação do envolvimento e da interação dos estudantes durante todas as etapas da SEI também foi considerada parte do processo de avaliação.

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## Resultados e discussões

O planejamento das atividades teve como objetivo aprimorar a aprendizagem do conhecimento científico através da aplicação prática dos conteúdos estudados em sala de aula. Além disso, visava desenvolver a capacidade investigativa dos alunos em relação aos fenômenos físicos, especificamente no estudo do movimento de um corpo, com foco no cálculo da grandeza velocidade.

Neste contexto, o professor tem a função de transformar em conhecimento científico as experiências que o aluno já traz, estimulando-os a se apropriarem desse conhecimento e aplicá-lo em seu contexto social. Segundo Carvalho (2016), a SEI valoriza o conhecimento prévio, vê o erro como oportunidade de aprendizado e promove a construção de ideias, além de valorizar o trabalho em grupo e as discussões em sala.

A retomada dos conhecimentos prévios nas situações-problema foi essencial para preparar os estudantes. No primeiro problema, eles rapidamente definiram estratégias e começaram a trabalhar para descobrir a velocidade de uma pessoa caminhando e correndo na rua (Figura 2). Alguns grupos utilizaram seus celulares para pesquisar informações na internet , o que facilitou o processo investigativo e o entendimento dos conceitos envolvidos.

Figura 2 - a) e b) Estudantes efetuando as medições.Fonte: Autores, 2022.

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Durante a determinação da velocidade da pessoa caminhando e correndo, ocorreram divergências nos resultados devido a leitura incorreta, arredondamentos e uso da fita métrica. Isso exigiu novas medições mais cuidadosas, levando os alunos a entenderem que o processo científico é contínuo e muitas vezes exaustivo. Também foi observado que o uso de instrumentos de medida, como o sensor GPS do celular, precisa ser mais frequente nas aulas de Física, já que habilidades de medição e operações matemáticas ainda representam desafios para muitos alunos, o que reforça a necessidade dessas habilidades serem constantemente retomadas.

A construção do móvel foi a atividade mais trabalhosa, mas também a mais desafiadora. Os estudantes mostraram engajamento, criatividade e iniciativa ao buscar informações para melhorar o desempenho de seus projetos (Figura 3). A tarefa envolveu colaboração e resolução de problemas, o que motivou e incentivou os alunos no desenvolvimento de habilidades práticas e no aprendizado de conceitos, como a aerodinâmica e dinâmica do movimento, aplicados na construção do móvel.

Para a velocidade dos móveis, os estudantes demonstraram maior facilidade ao usar o temporizador do que a fita métrica. Durante a competição, os alunos se organizaram em funções como: largada, cronometragem, medição de distância, fotografia e filmagem. Dos seis grupos, apenas um carrinho não se movimentou. O

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carrinho que percorreu a maior distância foi de 6,10 m, e o mais veloz atingiu 0,88 m/s, ou 3,16 km/h. Todos os grupos apresentaram resultados dentro do esperado.

Figura 3 Construção dos móveis (carrinhos) e competição.Fonte: Autores, 2022.

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Um dos aspectos discutidos pelos estudantes foi o rigor nas medições. Foram necessários vários testes para entender o funcionamento dos temporizadores e o uso adequado da fita métrica, visando medições mais precisas. Os resultados obtidos para a velocidade do som foram bastante divergentes, com valores entre 210 m/s e 380 m/s, destacando a complexidade da medição do fenômeno físico em questão.

No momento de socialização, os próprios alunos identificaram falhas, acertos e avanços na aprendizagem. A avaliação dos conhecimentos estruturados esteve presente em todos os momentos da SEI, constituindo-se como uma dimensão pedagógica formativa. Segundo Cardinet (1990), a avaliação formativa visa orientar o aluno, identificando dificuldades e ajudando-o a progredir. Como avaliação final, foi proposto um formulário online, e mais de 85% da turma obteve notas acima da média 6,0, demonstrando avanços significativos.

Até a conclusão das atividades, os estudantes demonstraram interesse pelo tema abordado e em manusear os sensores utilizados em seus celulares, na coleta de dados e no desenvolvimento das tarefas. Já no primeiro momento, mostraram familiaridade com a tecnologia e interesse pelos recursos disponíveis nos dispositivos. A maioria dos alunos possuía um aparelho de celular, exceto dois, que utilizaram tablets disponibilizados pela escola. Além disso, a qualidade do sinal de internet da escola também contribuiu para a realização das atividades sem instabilidades.

O desenvolvimento das atividades aliadas ao uso do celular permitiu algumas observações por parte do professor em aproximação a Carvalho (2013): 'os recursos tecnológicos podem promover mudanças atitudinais, conceituais e metodológicas na relação do aluno com o conhecimento e ressaltam aspectos importantes ligados à atividade científica'. Podem ser destacados: o envolvimento mais efetivo e dinâmico dos alunos, a interação entre os pares e o favorecimento da compreensão dos conceitos abordados, relacionando-os com situações cotidianas. Sair do ambiente da sala de aula não comprometeu os momentos de aprendizagens, pelo contrário, todos os estudantes permaneceram envolvidos nas atividades.

## Considerações finais

Os resultados indicaram que os principais objetivos foram alcançados e o desenvolvimento deste trabalho pode ser considerado uma estratégia de ensino que potencializa a aprendizagem dos conteúdos de Física, especialmente a compreensão de diversos aspectos sobre a velocidade. Combinando conhecimentos teóricos às

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atividades práticas e ao trabalho em grupo, aliado ao uso do celular, foi possível promover a aproximação aos conhecimentos, a recomposição e o aprofundamento das aprendizagens, que eram o principal objetivo da SEI implementada.

- O trabalho colaborativo favoreceu o desenvolvimento de diversas habilidades, permitindo a troca de informações e o manuseio dos recursos disponíveis. Além disso, a interação em grupo facilitou a compreensão de conceitos matemáticos e físicos e a manipulação de fórmulas, promovendo um aprendizado mais dinâmico e participativo.

A SEI apresenta sugestões de materiais didáticos e um roteiro de atividades que podem ser utilizadas em aulas de Física por outros profissionais, as quais podem ser adaptadas e/ou ampliadas de acordo com os objetivos. Desse modo, o trabalho também é uma forma de auxiliar professores, no ensino e na aprendizagem dos conceitos introdutórios de Cinemática, atrelando-os ao uso de recursos tecnológicos no ensino de Física.

## Referências

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BRASIL. Ministério da Educação . Secretaria da Educação Básica. Base Nacional Comum Curricular -Ensino Médio. Brasília: 2017.

CARDINET, J. Évaluation scolaire et practique . Bruxelles: De Boeck Université, 1990.

CARVALHO, A. M. P. Ensino de Ciências por Investigação: Condições de implementação em sala de aula. São Paulo: Cengage Learning, 2013.

CARVALHO, A. M. P. O Ensino de Ciências e a proposição de Sequências de Ensino Investigativas . In: CARVALHO, A. M. P. (org). Ensino de ciências por investigação: condições para implementação em sala de aula. São Paulo: Cengage Learning, 2016.

CARVALHO, A. M. P.; SASSERON, L. H. Ensino de física por investigação : Referencial teórico e as pesquisas sobre as sequências de ensino investigativas. Ensino Em Revista, Uberlândia, v. 22, n. 2, p. 249-266, jul./dez.2015. Disponível em: &lt; http://www.seer.ufu.br/index.php/emrevista/index&gt;&gt;. Acesso em: 02 jun. 2016.

FIOLHAIS, C; TRINDADE, J. Física no Computador: o computador como uma ferramenta no ensino e na aprendizagem das ciências físicas. Revista Brasileira de Ensino de Física , São Paulo, v. 25, n. 3, p. 259-272, set. 2003.

FREIRE, P. Extensão ou Comunicação? 8.ed. São Paulo: Paz e Terra, 1985.

KENSKI, V. M. Educação e tecnologias: o novo ritmo da informação. Campinas: Papirus, 2007.

NUSSENZVEIG, H. M. Curso de Física básica . São Paulo: Edgard Blucher, 1993.

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