Como tornar as aulas de física à distância mais atrativas com o uso de simulações

Estratégias de ensino-aprendizagem

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Neste artigo falaremos sobre como tornar as aulas de física à distância mais atrativas com o uso de simulações, como as simulações computacionais, e também traremos uma sugestão de uso de uma simulação como exemplo que pode ser aplicado para alunos de Ensino Médio de maneira simples e efetiva.

Tornar as aulas de física mais atraentes, sem perder de vista as expectativas de aprendizagem e a formação dos estudantes, não é uma tarefa simples. No entanto, graças ao avanço das teorias de aprendizagem e das tecnologias de informação e comunicação (TICs), hoje temos à nossa disposição uma grande quantidade de recursos que podem ajudar a tornar nossas aulas mais interessantes e didáticas, como são os casos da experimentação, do uso de recursos multimídia, das simulaçoes computacionais, entre outros.

As simulações podem tornar o estudo da física mais dinâmico e prazeroso.
As simulações podem tornar o estudo da física mais dinâmico e prazeroso.

Ainda, quando tratamos sobre o ensino à distância, o cenário muda de forma mais complexa, as dificuldades multiplicam-se, e inúmeros fatores sociais, cuja discussão não é o foco deste artigo, vêm à tona, tornando ainda mais penoso o processo de ensino e aprendizagem, tanto para educadores quanto para estudantes. No entanto, há saídas para essa situação, e discutiremos uma delas a seguir.

Veja também: Trabalho docente: quais são suas atribuições? Como obter sucesso?

Por que usar simulações para ensinar física?

As simulações são particularmente úteis para o ensino de física, principalmente quando tratamos de educação à distância.

A simulação é uma simplificação de uma situação física real, portanto, trata-se de um ambiente controlado em que somente as variáveis mais importantes para ele são levadas em conta. Além disso, a simulação dispensa a aquisição de materiais, e, por isso, é relativamente mais acessível em termos de investimento, no entanto, alguma infra-estrutura é necessária: computadores, smartphones, tablets ou qualquer outro dispositivo que seja capaz de abrir um website.

A seguir, listaremos algumas vantagens em usar as simulações como uma ferramenta para o ensino de física à distância:

  • Permitem representar muitos fenômenos físicos de forma gráfica, por meio de figuras animadas e/ou interativas, tabelas, gráficos etc;
  • Tornam visíveis fenômenos que ocorrem em escalas pequenas, que não poderiam ser percebidos a olho nu;
  • Permitem que o acontecimento de um fenômeno seja pausado, adiantado, atrasado, até que se entenda plenamente seu funcionamento;
  • Permitem a realização de testes indefinidas vezes, admitindo a manipulação de uma ou mais variáveis;
  • Incitam a curiosidade dos estudantes bem como a investigação científica, quando usadas de maneira correta;
  • Possibilitam a investigação de um fenômeno por meio de um computador ou smartphone, e, por isso, podem ser usadas pelos alunos em suas casas.

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Usando simulações para ensinar física à distância

Nossa sugestão para ensinar física à distância e, ao mesmo tempo, entusiasmar os alunos são as simulações desenvolvidas, na Universidade de Colorado, pelo grupo Phet. As simulações disponibilizadas pelo Phet-Colorado são cuidadosamente elaboradas e pensadas para funcionar como um primeiro contato entre o aluno e o fenômeno físico estudado, por isso, são bastante intuitívas e fáceis de usar. No entanto, isso não dispensa a necessidade de um bom roteiro de aula e uma atividade avaliativa bem elaborada.

Pensando nisso, tomamos como exemplo uma simulação chamada Laboratório de Eletromagnetismo, para acessá-la, é necessário acessar o link e ter a última versão do software java instalada. A tela inicial da simulação é mostrada a seguir:

Na tela inicial, é possível ver abas superiores que envolvem outras simulações relacionadas.
Na tela inicial, é possível ver abas superiores que envolvem outras simulações relacionadas.

Dentro desse software de simulação, elaboramos uma sugestão de plano de aula baseado na aba “Gerador”. Essa simulação trata do fenômeno de indução eletromagnética e permite que os alunos compreendam melhor como funciona a tecnologia que promove a produção de energia elétrica nas usinas hidrelétricas, termoelétricas etc.

Veja também: Aprendizem conceitual no ensino de física

Roteiro de aula sobre indução eletromagnética

  • Tema: geração de energia elétrica
  • Público-alvo: alunos do 3º ano do Ensino Médio
  • Duração: 30 minutos
  • Disciplina: física
  • Conteúdo: indução eletromagnética de Faraday
  • Objetivos gerais: Contemplar a habilidade 1 da competência específica 1 das Ciências da Natureza, de acordo com a BNCC|1|:

⇒ (EM13CNT101) Analisar e representar as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões em situações cotidianas e processos produtivos que priorizem o uso racional dos recursos naturais.

  • Objetivo específico: compreender como ocorre o processo de geração de energia elétrica de acordo com a indução eletromagnética de Faraday.

Desenvolvimento:

1. Entre em contato com os alunos para que toda a turma possa participar ao mesmo tempo de uma conferência, uma live, um grupo de bate-papo, ou qualquer outra forma de interação possível no momento.

2. Peça que todos os alunos acessem a simulação Laboratório de Eletromagnetismo de Faraday e cliquem na aba “Gerador”:

3. Em seguida, peça que os alunos cliquem na opção “Mostrar campo”. Isso deve fazer com que os vetores de campo magnético sejam exibidos. Questione os alunos sobre o formato das linhas do campo magnético.

4. Instrua os alunos a aumentarem gradativamente o fluxo de água que escorre pela torneira. Nessa etapa eles perceberão a geração de energia elétrica pelo brilho oscilante emitido pela lâmpada. Pergunte a eles o motivo de o brilho da lâmpada estar oscilando, pergunte também o motivo pelo qual a bússola gira conforme a água escorre.

5. Peça para que os alunos aumentem em 100% a intensidade do campo magnético. Pergunte a eles o que aconteceu.

6. Em seguida, peça para que eles aumentem a área da espira, no canto inferior esquerdo, em 100%. Questione-os sobre o que eles observaram.

7. Por fim, peça-os para que troquem o indicador, que agora passa a ser um indicador de tensão elétrica. Pergunte o que eles observaram.

Os alunos deverão perceber a relação entre a intensidade do campo magnético e a área da espira.
Os alunos deverão perceber a relação entre a intensidade do campo magnético e a área da espira.
  • Avaliação: aplique um questionário para os alunos responderem. Esse questionário pode ser feito via chat, redes sociais, aplicativos de mensagens instantâneas ou, até mesmo, por meio dos formulários do Google.

⇒ Questionário:

  • 1. O que acontece quando a torneira abre? Explique.
  • 2. Qual é a relação entre o que você observou e a produção de energia nas usinas hidrelétricas? Explique.
  • 3. De quais fatores depende o brilho emitido pela lâmpada? Explique.
  • 4. Como é o movimento dos elétrons no fio quando há água escorrendo da torneira? Explique.
  • 5. Com base no que você observou, o que é necessário para gerar energia elétrica?
  • 6. A produção de energia elétrica por meio do fenômeno que você investigou é viável? Existem formas alternativas de obter-se energia elétrica?
  • 7. Liste alguns dos possíveis impactos ambientais motivados pela geração da energia elétrica por meio do fenômeno estudado.

Após a realização dessa atividade, é possível que o conteúdo seja ministrado de maneira mais formal, caso o docente assim deseje. Nesse caso, os alunos devem ser apresentados a um texto base que explique o fenômeno que eles acabaram de investigar. Dessa forma, sugerimos que o aluno acesse nosso texto sobre a indução eletromagnética de Faraday e, por fim, responda aos exercícios propostos.

Notas

|1| Para acessar o texto da Base Nacional Comum Curricular, clique aqui.

 

Por Rafael  Helerbrock
Professor de Física