INVESTIGAÇÃO SOBRE A UTILIZAÇÃO DE UMA PROPOSTA PARA O ESTUDO DE ONDAS COM UM MODELO COMPUTACIONAL

## INVESTIGAÇÃO SOBRE A UTILIZAÇÃO DE UMA PROPOSTA PARA O ESTUDO DE ONDAS COM UM MODELO COMPUTACIONAL

## RESEARCH ABOUT THE UTILIZATION OF A PROPOSAL FOR THE STUDY OF WAVES WITH A COMPUTER MODEL

## Giuseppi Camiletti , Thiéberson Gomes , Laércio Ferracioli 1 2 3

- 1 Universidade Federal do Espírito Santo/Departamento de Física/giuseppi.ufes@gmail.com
- 2 Universidade Federal do Espírito Santo/Departamento de Física/thieberson@gmail.com
- 3 Universidade Federal do Espírito Santo/Departamento de Física/laercio.ufes@gmail.com

Palavras-chave : EaD, Modelagem Computacional, Formação Inicial de Professores

## 1. Introdução

Atualmente existe o consenso de que a utilização de Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs) no contexto da sala de aula pode interferir positivamente na relação entre ensino e aprendizagem. Seguindo essa vertente, os PCN's incentivam amplamente sua utilização, conforme pode ser constado no excerto '... Também deve ser estimulado o uso adequado dos meios tecnológicos, como máquinas de calcular, ou das diversas ferramentas propiciadas pelos microcomputadores, especialmente editores de texto e planilhas .' (PCN+, 2002, p.112). No entanto, o uso adequado das TICs não é definido pelos PCNs sendo necessário investigar seu verdadeiro potencial, suas possibilidades de uso e seus limites. Seguindo a linha de integração das TICs no contexto de sala de aula, o Curso de Licenciatura em Física da UFES, na modalidade a Distância, possui em sua grade curricular a disciplina obrigatória denominada Informação, Tecnologia e Ciências no Ensino de Física ( ITC ) ministrada no quarto período. Nesse contexto, a proposta dessa disciplina no semestre 2010/2 foi a integração do computador para o estudo de fenômenos físicos, especificamente utilizando a Modelagem Computacional através de Atividades Exploratórias. Assim, o objetivo deste trabalho é relatar os resultados obtidos a partir da investigação sobre a implementação desta proposta na disciplina ITC na modalidade à distância.

## 2. Referencial Teórico

No contexto educacional a utilização de computadores se mostra extremamente eficaz no aspecto de gestão da informação, embora no aspecto da aprendizagem ainda não é possível ser conclusivo quanto à sua eficácia. No entanto, a utilização de computadores no estudo de fenômenos físicos através da modelagem computacional tem sido o foco de vários estudos apresentando resultados promissores (Gomes, 2008). A integração da modelagem computacional neste contexto pode ser realizada através de atividades que são classificadas quanto ao grau de interação do estudante com o modelo (Mellar e Bliss, 1994). Este trabalho utilizou Atividades de Modelagem Exploratória, que consistem em apresentar modelos previamente construídos e validados pelo conhecimento científico e permitir que os estudantes manipulem apenas seus parâmetros e não sua estrutura. Tais atividades foram desenvolvidas com o uso de um modelo computacional baseado na web denominado applet .

## 3. Metodologia e Análise dos Dados

A disciplina ITC foi estruturada em quatro capítulos: o Capítulo 1 apresenta os pressupostos teóricos que devem nortear a integração de TICs, em especial na perspectiva da utilização da Modelagem Computacional, no contexto do ensino de Física; o Capítulo 2 solicita ao aluno que desenvolva atividades nos Ambientes de Modelagem Computacional SQRLab e Modellus, de modo a explicitar possibilidades de utilização destes ambientes no contexto da sala de aula no estudo de fenômenos físicos; o Capítulo 3 abordou o tópico Ondas baseado em Gaspar (2000) apresentando uma proposta de integração de Ferramentas Computacionais e Animações permitindo a visualização dinâmica de fenômenos ondulatórios e o estudo dos conceitos de amplitude , período , comprimento de onda utilizando o applet ' Wave on a String ' desenvolvido pelo grupo PHeT (2011). Finalmente, no Capítulo 4, foi solicitado aos estudantes que respondessem 12 questões de múltipla escolha a respeito dos fenômenos ondulatórios, sem a utilização do applet . Em seguida, foram disponibilizadas orientações sobre a utilização do applet e foi solicitado que o utilizassem para responder as mesmas questões. O material completo da disciplina pode ser encontrado em CAMILETTI at al (2011).

Foram matriculados na disciplina um total 313 alunos distribuídos em 23 pólos de Ensino a Distância. Desses, 120 terminaram a disciplina com êxito consistindo na amostra deste estudo. Assim, a base de dados consistiu de: (A) 120 questionários sobre o fenômeno de ondas em uma corda respondidos sem e com a utilização do applet ; (B) 120 questionários sobre o interesse dos licenciandos em utilizar essa proposta futuramente enquanto professor e (C) 120 questionários sobre a opinião dos licenciandos a respeito dessa proposta considerando aspectos favoráveis e desfavoráveis a sua utilização. Os dados relacionados ao item (A) são mostrados na Tabela 01.

Tabela 01: Percentual de respostas corretas para as questões sobre ondas sem e com a utilização do applet.

Estes resultados mostram que em todas as questões existe uma alteração no sentido de encontrar a resposta correta com a utilização do applet . Levando-se em consideração o conteúdo abordado, as respostas sem a utilização do applet evidenciou que algumas relações entre variáveis pareciam não ser bem compreendidas pelos estudantes. A utilização do applet pareceu auxiliá-los, conforme mudança observada nas respostas das questões 2 e 8. O mesmo ocorreu para as questões 11 e 12 que estavam relacionadas a fenômenos de interferência de ondas em uma corda. A análise dos questionários do item (B) mostrou que 87%

dos licenciandos responderam que utilizariam essa proposta futuramente em sua prática profissional e 13% disseram que não, revelando um alto grau de aprovação que permitiriam inferir que tal proposta teria um potencial para ser integrada como atividade em sala de aula para o estudo de fenômenos físicos. Finalmente, os questionários do item (C) revelaram que os principais aspectos favoráveis levantados pelos licenciandos estavam relacionados à visualização dinâmica de fenômenos , aulas mais atrativas , interatividade , simulação e facilitador do aprendizado . Os principais aspectos desfavoráveis levantados estavam relacionados à falta de preparo dos licenciandos na utilização do computador e ausência de computador nas escolas . Esses dois aspectos, analisados em conjunto, indicam a necessidade de equipar adequadamente as escolas com computadores com a devida articulação de um programa de formação continuada de professores em serviço.

## 4. Conclusões

A elaboração da proposta aqui discutida foi motivada pelas recomendações apontadas nos PCNs. Ela foi apresentada aos licenciandos e solicitado que eles mesmos realizassem as atividades contidas na mesma. Dentre os resultados obtidos o principal foi a possibilidade de visualização dinâmica dos fenômenos físicos. Isso demonstra a importância deste tipo de ferramenta no contexto do Ensino de Física, uma vez que os livros didáticos trazem apenas modelos estáticos dos fenômenos físicos. Outro resultado importante foi a receptividade dos licenciandos para a utilização desse tipo de proposta futuramente na sua prática profissional. Destaca-se também a alteração para as respostas corretas das questões apresentadas na Tabela 01, com a utilização do applet, sendo este um indicativo de que ele pode contribuir para estudo de fenômenos ondulatórios. Os resultados encontrados neste trabalho apontam que a utilização da modelagem computacional no estudo de fenômenos físicos tem potencial como instrumento de apoio aos professores nos processos de ensino e aprendizagem. No entanto, são necessários novos estudos que aprofundem as investigações sobre as reais possibilidades com esse tipo de proposta.

## 5. Referências

CAMILETTI, G.; GOMES, T. e FERRACIOLI, L. (2011) Informação, Tecnologia e Ciência no Ensino de Física . Ed UFES. Vitória-ES. No Prelo.

GASPAR, A. (2000) Física: Ondas - Óptica - Termodinâmica . Ed Ática. 1 Ed. Vol a 2 . São Paulo-SP.

GOMES, T. (2008) A Modelagem Computacional Qualitativa Através do Ambiente ModeLab²: Um Estudo Exploratório com Estudantes Universitários Desenvolvendo Atividades de Modelagem Expressiva Sobre Tópicos de Ciências. 2008. 233 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória.

MELLAR, H. e BLISS, J. (1994) Introduction: Modelling and Education. In: Mellar, Harvey et al. (Eds.) Learning with Artificial Worlds : Computer Based Modeling in the Curriculum. London: The Falmer Press. p 1-8.

PCN+ -Ensino Médio (2002) Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais. Brasília: MEC-SEMTEC, 2002.

PHET FREE ONLINE PHYSICS, CHEMISTRY, BIOLOGY, EARTH SCIENCE AND MATH SIMULATIONS. (2011) Wave on a String. Disponível em: http://phet.colorado.edu/en/simulation/wave-on-a-string Acesso em: 14/03/2011.