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

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.

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.

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:

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.

• 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