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ENSINO DE TÓPICOS DO ELETROMAGNETISMO UTILIZANDO

RECURSOS TECNOLÓGICOS E MÉTODOS ATIVOS DE APRENDIZAGEM

Carlos Raul da Silva Lopes Neves

Macáe - RJ

2019


RECURSOS TECNOLÓGICOS E MÉTODOS ATIVOS DE APRENDIZAGEM


Dissertação de Mestrado apresentada ao

Programa de Pós-Graduação em Ensino de

Física, da Universidade Federal do Rio de

Janeiro, Campus Macaé-RJ, como parte dos

requisitos necessários à obtenção do título de

Mestre em Ensino de Física.

Orientadora: Prof. Dr. Valéria Belmonte

Co-orientador: Prof. Dr. Bernardo Tavares

Macaé - RJ 2019

Neves, Carlos Raul da Silva Lopes. Ensino de tópicos do Eletromagnetismo utilizando Recursos

Tecnológicos e Métodos ativos de Aprendizagem / Carlos Raul da Silva Lopes Neves - Macaé, RJ [s.n.], 2019.

128f. ; il. color. Orientadora: Prof. Dr. Valéria Belmonte Co-orientador: Prof. Dr. Bernardo Tavares Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Campus UFRJ-Macaé, Programa de Pós Graduação em Ensino de Física, 2019.

1. Eletromagnetismo. 2. Ensino Sob Medida. 3. Instrução por Colegas. 4. Kahoot. 5. Phet

2


RECURSOS TECNOLÓGICOS E MÉTODOS ATIVOS


Orientadora: Prof. Dr. Valéria Belmonte

Co-orientador: Prof. Dr. Bernardo Tavares

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, Campus Macaé-RJ, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física.

Aprovado por:

__________________________________________________

Prof. Dra. Valéria Belmonte (orientador)

___________________________________________________

Prof.

____________________________________________________

Prof.

Macaé - RJ

2019

3

AGRADECIMENTOS

Agradeço primeiramente a Deus que me abençoou durante toda essa jornada

de graduação, minha família e minha esposa, Yara Carole, que sempre me

incentivaram e apoiaram. Agradeço a todos os profissionais da Universidade Federal

do Rio de Janeiro campus Macaé, os quais me proporcionaram um grande

crescimento ao longo do curso e tornaram essa experiência muito prazerosa.

Agradeço em especial a minha orientadora Doutora Valéria Belmonte e meu co-

orientador Bernardo Tavares, que com muito prazer, sempre estiveram dispostos a

me ajudar e apoiar mesmo em meio as dificuldades; além dos grandes conselhos

para o meu melhor crescimento como futuro mestre em física.

4

RESUMO

ENSINO DE TÓPICOS DO ELETROMAGNETISMO POR MEIO DE RECURSOS

TECNOLÓGICOS E MÉTODOS ATIVOS


Orientadora: Prof. Dra. Valéria Belmonte

O trabalho em questão teve como objetivo desenvolver um produto didático

para o Ensino Médio sobre tópicos fundamentais do Eletromagnetismo, buscando

alterar o contexto tradicional em sala de aula, com aulas predominantemente

expositivas, ao inserir os alunos na construção do seu conhecimento e auxiliando-os

a concretizar os conceitos físicos abstratos. Os recursos adotados neste projeto

foram o quiz online do Kahoot e as simulações computacionais desenvolvidas pelo

Phet, combinados com duas metodologias ativas de ensino-aprendizagem: Ensino

sob Medida e Instrução por Colegas, tendo como principal foco mostrar a utilidade e

relevância dos novos recursos tecnológicos no ensino. Ressalte-se que as escolhas

dos métodos ativos e do recurso didático foram baseadas na Teoria da

Aprendizagem Significativa de Ausubel e na Teoria de Vygotsky, a fim de

proporcionar aos alunos aulas mais dinâmicas que modificassem o processo

tradicional de ensino, fazendo uso de meios para relacionar o seu conhecimento

prévio ou do cotidiano com os novos conceitos apresentados pelo professor.

Palavras Chaves: Eletromagnetismo, Ensino Sob Medida, Instrução por

Colegas, Kahoot e Phet.

5

ABSTRACT

ENSINO DE TÓPICOS DO ELETROMAGNETISMO POR MEIO DE RECURSOS

TECNOLÓGICOS E MÉTODOS ATIVOS


Orientadora: Prof. Dra. Valéria Belmonte

___________________________________________________________________

The objective of this work was to develop a didactic product for High School

about fundamental topics of Electromagnetism, seeking to change the traditional

context in the classroom, with predominantly expositive classes, by inserting the

students in the construction of their knowledge and helping them to materialize

abstract physical concepts. The resources used in this project were the Kahoot online

quiz and the computer simulations developed by Phet, allied with two active teaching-

learning methodologies: Tailored Education and Colleague Instruction, with the main

focus being to show the usefulness and relevance of the new technological

resources in the teaching of electromagnetism. It should be noted that the choices of

active methods and didactic resource were based on Ausubel's Significant Learning

Theory and Vygotsky's Theory in order to provide students with more dynamic

lessons that modify the traditional teaching process, using means that relate their

previous or daily knowledge to the new concepts presented by the teacher.

Keywords: Teaching Electromagnetism; Tailored Education, Colleague Instruction,

Kahoot and Phet.

6

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Diagrama básico .............................................................................. 15

Figura 2: Modelo de mapeamento conceitual ................................................. 16

Figura 3: Zona de Desenvolvimento Proximal ................................................ 19

Figura 4: Diagrama do processo de implementação do método IpC .............. 22

Figura 5: Desenho esquemático de um Gerador ............................................ 26

Figura 6: Aplicação da Gaiola de Faraday ...................................................... 26

Figura 7: Pagina inicial do Kahoot .................................................................. 34

Figura 8: Pré-visualização do Kahoot ............................................................. 35

Figura 9: Início da utilização do Kahoot .......................................................... 36

Figura 10: Visualização do código de acesso ................................................. 37

Figura 11: A esquerda projeção do professor, a direita opções dos dispositivos

móveis ....................................................................................................................... 37

Figura 12: Feedback de resposta certa .......................................................... 38

Figura 13: Feedback de resposta errada ........................................................ 38

Figura 14: Resultado geral de uma questão ................................................... 38

Figura 15: Página inicial do Phet .................................................................... 39

Figura 18: Resultado geral do questionário prévio ......................................... 44

Figura 19: Resultado por aluno sobre carga elétrica e eletrização ................. 44

Figura 20: Resultado da questão 6 sobre Carga elétrica e eletrização .......... 45

Figura 21: Resultado da questão 8 sobre carga elétrica e eletrização ........... 45

Figura 22: Utilizando a simulação Balões do Phet .......................................... 46

Figura 23: Resultado geral do questionário em sala ....................................... 47

Figura 24: Resultado por aluno do questionário em sala ................................ 47

Figura 25: Resultado geral do questionário prévio ......................................... 49

Figura 26: Resultado por aluno ....................................................................... 50

Figura 27: Resultado das questões 2, 4 e 9. .................................................. 50

Figura 28: Placas paralelas ............................................................................ 51

Figura 29: Simulação “Hóquei no campo elétrico” .......................................... 53

Figura 30: Resultado geral do questionário sobre Força e Campo Elétrico .... 53

Figura 31: Resultado por aluno do questionário sobre Força e Campo Elétrico

.................................................................................................................................. 54

Figura 32: Resultados por questão ................................................................. 54

7

Figura 33: Resultado geral do questionário prévio sobre corrente e resistores

.................................................................................................................................. 55


Figura 35: Resultado das questões 9 e 10 do questionário prévio sobre

corrente e resistores elétricos ................................................................................... 56

Figura 36: Associação de resistores em série produzido por um dos alunos . 58

Figura 37: Associação de resistores em paralelo produzido por um dos alunos

.................................................................................................................................. 59

Figura 38: Circuito esquemático ..................................................................... 59

Figura 39: Circuito realista .............................................................................. 59

Figura 40: Alunos fazendo o login no Kahoot ................................................. 60

Figura 41: Resultado geral do questionário em sala ....................................... 60

Figura 42: Resultado por aluno do questionário em sala ................................ 61

Figura 43: Resultado da questão 2 sobre resistores e corrente elétrica ......... 62

Figura 44: Resultado da questão 3 sobre resistores e corrente elétrica ......... 62

Figura 45: Circuito elétrico com resistores em paralelo .................................. 63

Figura 46: Resultado da questão 10 sobre resistores e corrente elétrica ....... 63

Figura 47: Resultado geral do questio nário prévio ...................................... 64


Figura 50: Resultado geral do questionário em sala sobre Força e Campo

Elétrico ...................................................................................................................... 66


.................................................................................................................................. 67

Figura 52: Resultados por questão ................................................................. 67

Figura 60: Dificuldades de acessar os recursos tecnológicos ........................ 68

Figura 61: Grau de dificuldade das questões prévias ..................................... 68

Figura 62: Grau de dificuldade das questões em sala .................................... 69

Figura 63: Colaboração da metodologia ......................................................... 69

Figura 64: Engajamento nas aulas ................................................................. 69

Figura 65: Dedicação aos estudos. ................................................................ 70

Figura 66: Colaboração nas questões difíceis ................................................ 70

Figura 67: Apreço em participar das atividades .............................................. 70

Figura 68: Apreço por mais aulas no formato ................................................. 70

8

SUMÁRIO

1 - INTRODUÇÃO ............................................................................................ 10

2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .................................................................. 14

2.1 Aprendizagem Significativa .............................................................. 14

2.2 Teoria Sociointerativa de Vygotski ................................................... 17

2.3 Ensino Sob Medida .......................................................................... 20

2.4 Instrução por Colegas ...................................................................... 21

3 – UM BREVE HISTÓRICO SOBRE A TEORIA ELETROMAGNÉTICA ........ 23

3.1 Primeiros passos do Eletromagnetismo ........................................... 23

3.2 Desenvolvimento do eletromagnetismo ........................................... 24

3.3 A Unificação Final ............................................................................ 26

4 – METODOLOGIA ......................................................................................... 28

4.1 Descrição da sequência didática das aulas ..................................... 28

4.2 Recursos tecnológicos ..................................................................... 32

4.2.1 Kahoot ............................................................................................. 33

4.2.2 Phet Simulations ............................................................................. 39

4.2.3 Plataforma Virtual ............................................................................ 41

4.3 Material Elaborado ........................................................................... 41

4.3.1 Textos de Apoio .............................................................................. 41

4.3.2 Questionários Prévios e em Aula .................................................... 41

4.3.3 Pesquisa de avaliação das aulas .................................................... 42

5 – RESULTADOS ........................................................................................... 43

Primeiro Encontro .................................................................................. 43

Segundo Encontro ................................................................................. 43

Terceiro Encontro .................................................................................. 49

Quarto Encontro .................................................................................... 55

9

Quinto Encontro ..................................................................................... 63

6 – CONSIDERAÇÕES FINAIS ....................................................................... 71

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................. 73

ANEXO A – TEXTOS DE APOIO ..................................................................... 77

ANEXO B – QUESTIONÁRIOS PRÉVIOS ....................................................... 99

ANEXO C – QUESTIONÁRIOS EM SALA ..................................................... 112

ANEXO D – QUESTIONÁRIO DE SATISFAÇÃO .......................................... 126

10

1 - INTRODUÇÃO

O ensino de Ciências Naturais, e em especial em Física, é relativamente novo

na escola, e tem sido praticado de acordo com diferentes propostas pedagógicas

educacionais nas escolas de educação básica. Muitas práticas são baseadas, ainda

hoje, na mera transmissão de informações, tendo como recurso o livro didático e sua

transcrição na lousa. Tal fato é um reflexo da evolução histórica em que se construiu

o ensino de ciências, que sofreu diversas modificações, em razão das influências

social, política, econômica e cultural, a qual foi submetido.

Na década de 50, o contexto vivido de desenvolvimento industrial, tecnológico

e científico do período Pós-Segunda Guerra Mundial, se refletiu no Ensino de

Ciências Naturais (MARANDINO, 1998). Com isso, privilegiou-se um ensino

baseado nas experiências, com a intenção de formar novos cientistas.

Consequentemente, ao se buscar uma renovação do ensino, foi necessário deixar

de lado a utilização de uma prática predominantemente teórica, passiva e

memorística. Além disso, nessa década as aulas de Ciências Naturais eram

ministradas apenas nas duas últimas séries do antigo curso ginasial, atualmente

correspondem as duas últimas séries do ensino fundamental (Parâmetros

Curriculares Nacionais de Ciências Naturais, p. 19).

Já a década de 60 se caracterizou por ser um período de intensa participação

política, de tensões sociais e ideológicas. Apesar dos esforços de renovação

estarem em processo, o cenário escolar era dominado pelo ensino tradicional. No

saber escolar, o conhecimento científico era considerado um saber neutro, isento, e

a verdade científica, tida como inquestionável. Com o golpe militar de 1964,

enfatizou-se a pedagogia tecnicista, onde se privilegiava excessivamente a

tecnologia educacional e transformava professores e alunos em meros executores e

receptores de projetos elaborados de forma autoritária e sem qualquer vínculo com o

contexto social a que se destinavam, tudo isso ocorreu como justificativa para a

formação de mão-de-obra qualificada. Ainda nessa década, foi promulgada a Lei de

Diretrizes e Bases da Educação (LDB) em 1961, lei esta que estendeu a

obrigatoriedade do ensino de Ciências Naturais a todas as séries do antigo ginasial,

e atualmente do 6° ao 9° ano do ensino fundamental. Por fim, este período

caracterizou-se pela convivência de tais tendências com experiências que

11

enfatizavam a experimentação, através do método científico, e com os cursos

técnicos que buscavam a formação técnico-científica.

A década 70, por sua vez, foi marcada pelo discurso ambiental e pela

abertura política no Brasil. Neste período, o Ensino de Ciências Naturais andava

junto com a política e a sociedade, assim como os outros. Porém mantinha um

ensino antigo, baseado nas aulas expositivas e de memorização, além das difíceis

condições de trabalho, tornando esse período complexo e incoerente.

A partir da década de 80 os esforços de renovação e as novas propostas

influenciaram o Ensino de Ciências Naturais e principalmente o de Física. Neste

período, o ensino de Ciências Naturais propôs analisar implicações sociais do

desenvolvimento científico e tecnológico, ou seja, pretendeu trazer mais

contextualizações para dentro da sala de aula. Já no ensino de Física, novamente a

temática da experimentação foi levantada. Porém os professores perceberam que a

experimentação sem uma atitude investigativa mais ampla, não garantia a

aprendizagem dos conhecimentos científicos (PCN de Ciências Naturais, p. 20).

A década de 90 foi um período complexo assim como os demais. A prática de

sala de aula recebeu influências dos temas apontados acima, mas continuou com

uma didática bastante tradicional, aulas excessivamente teóricas, sem preocupação

de fazer uso dos elementos oriundos de recentes pesquisas em ensino. As

pesquisas feitas nessa época, acerca do processo de ensino e aprendizagem

levaram a propostas reunidas sob a denominação do construtivismo, onde se

compreende que o aprendizado se dá pela interação

professor/estudante/conhecimento, ao se estabelecer um diálogo entre as ideias

prévias dos estudantes e a visão científica atual, com a mediação do professor,

entendendo que o estudante reelabora sua percepção anterior de mundo ao entrar

em contato com a visão trazida pelo conhecimento científico. (PCN de Ciências

Naturais, p. 21).

No século XXI algumas modificações estão começando a ser feitas no

Ensino de Física, por exemplo, verifica-se no Brasil um avanço do uso da Internet e

dos microcomputadores no ambiente educacional (MEDEIROS, 2002). Devido à

versatilidade e a sua adaptabilidade a diversas atividades, a informática pode

promover a integração curricular, a quebra de barreiras entre as disciplinas e entre

as diversas culturas, enriquecendo a formação dos alunos.

12

A informática é uma tecnologia que pode significar uma possibilidade de

transformar o processo de cópia, transmissão e imposição de conhecimentos

prontos, próprios do modelo tradicional de educação, num processo dinâmico de

estruturação, potencialização e fortalecimento de novas ideias, as quais podem

transformar a escola num espaço vivo de produção, recepção e socialização de

conhecimentos (MACEDO, 2011).

As pesquisas realizadas na última década a respeito do ensino de Física no

nível médio confirmam a preocupação quanto às tradicionais práticas desenvolvidas

em sala de aula (REZENDE; OSTERMANN; FERRAZ, 2009).

Dentre as possibilidades apontadas para o ensino de Física, um dos temas que

ganham destaque nos trabalhos publicados diz respeito ao uso das tecnologias

computacionais (ARAÚJO; VEIT, 2004). Os próprios PCNs apontavam para a

importância do reconhecimento da informática como uma ferramenta para novas

estratégias de aprendizagem que contribuem para a construção do conhecimento

das diversas áreas. Atualmente as Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino

Médio (BRASIL, 2012), apontam para uma escola que privilegia a aprendizagem por

competências, a interdisciplinaridade, a contextualização, a autonomia de

pensamento e de ação e a diversidade como princípios fundamentais e inovadores

da sua organização curricular.

Neste contexto, recursos tecnológicos como a TV, data show, computador e

o celular dos quais algumas escolas e alunos já dispõem, porém nem sempre

utilizam adequadamente, precisam ser explorados de forma crítica e criativa,

contribuindo para tornar o ensino de Física mais próximo da realidade dos

educandos, além de mais dinâmico, rico e contextualizado.

Porém, integrar novas tecnologias à sala de aula ainda é pouco frequente e

um desafio para docentes. Em muitos casos, a formação não considera essas

tecnologias, e se restringe ao teórico, ou seja, o professor precisa buscar esse

conhecimento em outros lugares. Mas isso nem sempre funciona, pois frequentar

cursos de poucas horas nem sempre garante ao professor segurança e domínio

dessas tecnologias.

Esse trabalho investigou a eficácia do uso de recursos tecnológicos, como o

aplicativo Phet (simulações computacionais) e o aplicativo Kahoot (quiz online), na

criação de condições adequadas para a efetiva aprendizagem de conceitos de

Eletromagnetismo no Ensino Médio. Os recursos tecnológicos foram aplicados a

13

partir da combinação de duas metodologias ativas de ensino-aprendizagem, Ensino

sob Medida e Instrução por Colegas, tendo como principal foco mostrar a utilidade e

relevância desses recursos tecnológicos em seu ensino.

Para tanto, no próximo capítulo são apresentadas as teorias de

aprendizagem e os métodos ativos de ensino que orientaram o desenvolvimento do

trabalho. Primeiramente é apresentada a teoria de David Ausubel, que em seus

estudos se dedicou a investigar a forma como ocorre a aprendizagem de forma

significativa. Já na segunda parte deste capítulo são descritas as contribuições da

Teoria Sociointeracionista de Lev S. Vigotski para a aprendizagem dos alunos. Por

fim, na terceira e quarta parte são apresentados os métodos ativos Ensino sob

Medida (EsM) e Instrução por Colegas (IpC) que buscam envolver ainda mais os

alunos no processo de ensino-aprendizagem.

No terceiro capitulo, é exposto um breve estudo sobre o Eletromagnetismo,

partindo de seus primeiros passos através dos pensamentos filósofos de Tales de

Mileto, mesmo antes de Cristo até a unificação final com Maxwell. Posteriormente,

no quarto capítulo é apresentada a metodologia a ser aplicada no trabalho. Ainda

nesta seção é descrito, de maneira simples, quais foram os materiais elaborados

para aplicação do produto educacional, como os textos de apoio, questionários

prévios no Kahoot, questionários de avaliação em sala e pesquisa de avaliação das

aulas.

No quinto capítulo é apresentado o relato da aplicação do produto

educacional, juntamente com a discussão dos resultados de cada questionário

prévio e os aplicados em sala de aula, e análise da receptividade dos alunos ao

método aplicado. Por fim, no sexto capítulo, são feitas as considerações finais.

14

2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 Aprendizagem Significativa

De acordo com Moreira e Masini (1982, p.3), o “cognitivismo procura

descrever, em linhas gerais, o que sucede quando o ser humano se situa,

organizando o seu mundo, de forma a distinguir sistematicamente o igual do

diferente”. Em outras palavras, a cognição “é o processo através do qual o mundo de

significados tem origem”.

Assim, pode-se afirmar que a psicologia cognitivista, segundo esses autores,

“preocupa-se com o processo de compreensão, transformação, armazenamento e

uso da informação envolvida na cognição, e tem como objetivo identificar os padrões

estruturados dessa transformação” (Moreira; Masini, 1982, p.3).

Nesse sentido, por ser um seguidor dessa concepção, Ausubel se propõe a

explicar o processo de aprendizagem do ponto de vista da teoria cognitivista,

embora também reconheça a importância das experiências afetivas.

De acordo com Ausubel, citado por Ronca (1980, p.56), a estrutura cognitiva

é o principal fator que influencia a aprendizagem. Para o autor, a aprendizagem é “o

conjunto de ideias presentes num indivíduo, bem como as suas propriedades

organizacionais, num assunto específico, num determinado momento”. Assim, ao

dispor de uma estrutura cognitiva organizada, a pessoa terá facilitada a

aprendizagem de um assunto novo.

Isso ocorre porque a estrutura cognitiva é hierarquicamente organizada, ou

seja, “conceitos e proposições mais inclusivos, como maior poder de generalização,

estão no topo da hierarquia e abrangem conceitos e proposições menos inclusivos,

com menor poder de generalização” (Ronca, 1980, p.59).

Observa-se na Figura 1, um exemplo de diagrama básico de hierarquia

conceitual.

15

conceitos mais gerais

mais inclusivos

conceitos intermediários

conceitos específicos

pouco inclusivos

Figura 1: Diagrama básico

Um dos maiores desafios dentro das escolas é que cada professor consiga

identificar em sua disciplina os conceitos mais abrangentes e que tenham o maior

poder de inclusividade, para depois chegar aos menos abrangentes. De acordo com

Ronca (1980, p.60), pautado em Ausubel, “uma das variáveis que mais influenciam a

aquisição de uma estrutura cognitiva adequada é o uso daqueles conceitos e

princípios essenciais, que, numa dada disciplina, tenham o mais amplo poder de

inclusão e generalidade”.

Ao adotar essa prática durante o planejamento das aulas, o professor

conseguirá, além de identificar a estrutura básica de sua disciplina, facilitar o sistema

de processamento de informações por parte do aluno, para que, possa aprender de

maneira significativa, assimilando as informações em sua estrutura cognitiva.

Outro modo de organizar o ensino é utilizando o que Ausubel denomina

mapas conceituais, que se constituem em diagramas que indicam a relação entre os

conceitos, conforme o modelo apresentado na Figura 2. Nas palavras de Moreira e

Masini, mapas conceituais “podem ser vistos como diagramas hierárquicos que

procuram refletir a organização conceitual de uma disciplina ou parte de uma

disciplina” (1982, p. 45).

16

Figura 2: Modelo de mapeamento conceitual

Fonte: Nogueira, 2018, p. 216.

É importante ressaltar que, ao realizar um mapa conceitual, é preciso que ele

seja claro e completo, pois seu principal objetivo é “mostrar as relações hierárquicas

entre os conceitos que estão sendo ensinados” (Moreira; Masini, 1982, p.50) e as

relações que possivelmente afetarão a aprendizagem de conceitos.

Percebe-se, então, a preocupação de Ausubel com o fato de que o aluno

tenha disponível na estrutura cognitiva as ideias mais amplas, que irão incluir as

mais concretas. Para atender tal prática, são necessários os organizadores prévios,

que de acordo com Ronca (1980, p.69), pautado em Ausubel:

o organizador é um material introdutório que é apresentado aos estudantes

antes do conteúdo que vai ser aprendido. [...] Consiste em informações

amplas e genéricas, que servirão como pontos de ancoragem para ideias

mais específicas, que virão no decorrer de um texto didático ou de uma

aula.

Destaca-se que os organizadores não podem ser confundidos com sumários

ou introduções, pois estes podem apresentar caráter superficial. O organizador é um

conceito que precede o conteúdo, fornecendo uma ideia para o aluno, para que ele

possa integrar as novas informações a serem estudadas. Portanto, como base em

Ausubel, citado por Ronca (1980), a principal função do organizador é estabelecer

uma ponte entre o que o aluno já sabe e aquilo que ele precisa saber.

17

Avançando um pouco mais, Ausubel assevera que, além de tais conceitos e

princípios, a aprendizagem significativa é composta por três tipos: aprendizagens de

representações, de proposições e de conceitos.

No primeiro tipo, a aprendizagem de representações, o aprendizado ocorre

apenas por símbolos e pelo que eles representam. Para o ser humano que acaba de

nascer, segundo Ronca (1980), o símbolo significa algo completamente

desconhecido. No decorrer de suas experiências com o ambiente, ele percebe que

diferentes nomes são atribuídos a diferentes objetos. O indivíduo “terá então

percebido que o som da palavra significa aproximadamente a mesma coisa que a

imagem e também a mesma coisa que o padrão desvinculado do estímulo” (Ronca,

1980, p.75). Posteriormente à aprendizagem dos símbolos, o ser humano começa a

dar significado aos símbolos e as ideias expressas; nesse sentido, a aprendizagem

de proposições ganha voz. Por fim, ocorre a aprendizagem de conceitos, em que o

indivíduo aprende os conceitos que cada símbolo carrega interiormente.

Portanto, é preciso destacar que a estratégia proposta por Ausubel para se

atingir uma aprendizagem significativa é desafiadora e exige muito estudo e

dedicação por parte dos educadores, para que seja possível ser colocada em

prática.

2.2 Teoria Sociointerativa de Vygotski

Com o objetivo de contribuir para a construção de uma nova psicologia,

Vigotski criticou as ideias presentes na psicologia reflexológica e propôs a criação de

uma psicologia baseada nos princípios do materialismo histórico e dialético. Suas

preocupações baseavam-se em uma nova concepção de homem, este não deveria

mais ser visto apenas como produto do meio, mas como ser historicamente

constituído e constituinte nas relações com a sociedade. É nessa relação de idas e

vindas que o homem internaliza o mundo material e o interpreta segundo a sua

subjetividade, já que, ao mesmo tempo em que é um ser histórico e social, também

é individual.

De acordo com Vigotski, parafraseado por Tuleski (2002, p.61),

a natureza determina que o homem tenha necessidades, e a história, por

sua vez, determina quais serão estas necessidades. Decorre, portanto, que

18

o conhecimento científico é o conhecimento da natureza, mas são as

relações sociais engendradas pelos homens em um determinado período

que determinam a forma de relação do homem com a natureza.

No que diz respeito ao ambiente escolar, Vigotski toma como ponto de partida

a ideia de que o aprendizado se inicia muito antes de se passar a frequentar a

escola, uma vez que, antes de qualquer aprendizado escolar, a criança tem sempre

uma história prévia ou um “aprendizado pré-escolar”, como diz Vigotski.

Todavia, quando pensamos em aplicar métodos de aprendizagem na escola,

dificilmente os educadores associam a aprendizagem dos conceitos científicos

àqueles já apropriados pelos alunos nos primeiros anos de sua vida. Com base

nisso, Vigotski procurou elucidar a dinâmica interna desse processo.

Segundo o autor, os conceitos não são formados repentinamente, mas no

decorrer do desenvolvimento da criança. Esta realiza processos mentais

diferenciados, os quais se estendem de um processo sincrético em relação aos

objetos e seus atributos até um nível mais aperfeiçoado, denominado potencial, que

permite o agrupamento de objetos semelhantes. Conforme Vigotski (1987, p.70),

os processos que levam à formação dos conceitos evoluem ao longo de

duas linhas principais. A primeira é a formação dos complexos [...]. A

segunda linha do desenvolvimento é a formação de “conceitos potenciais”,

baseado no isolamento de certos atributos comuns. Em ambos os casos, o

emprego da palavra é a parte integrante dos processos de

desenvolvimento, e a palavra conserva a sua função diretiva na formação

dos conceitos verdadeiro, aos quais esses processos conduzem.

O autor destaca que a formação de conceitos se inicia na infância e se

completa na puberdade, quando ocorre o desenvolvimento das funções intelectuais.

Afinal, para Vigotski, a adolescência é o período em que ocorre o aprimoramento do

pensamento conceitual verdadeiro. O jovem abandona os pensamentos mais

primitivos, denominados complexos, e os conceitos potenciais para apropriar-se de

novos conceitos, embora possa voltar a utilizá-lo quando achar necessário.

Assim sendo, concebe-se a ideia de que o aprendizado e o desenvolvimento

das funções mentais são imprescindíveis para o surgimento dos conceitos

científicos. Vigotski afirma, ainda, que para entender a relação entre estes últimos e

os conceitos cotidianos, é necessário analisar o período escolar.

19

Com base nesses elementos Vigotski formulou uma teoria que relacionasse a

aprendizagem ao desenvolvimento. Após as investigações, ficou claro o papel da

instrução escolar, já que comparou os conceitos cotidianos das diferentes áreas,

como: leitura, escrita e gramática, aritmética, ciências sociais e ciências naturais,

com os conceitos científicos. Posteriormente relatou que, mesmo com crianças da

mesma idade mental, se pode ter níveis de desenvolvimento diferenciados, os quais

podem ser observados quando elas resolvem problemas semelhantes, porém mais

difíceis, e com o auxilio de um adulto.

A solução desses problemas com a ajuda de um companheiro mais

experiente revela a Zona de Desenvolvimento Proximal (ZDP), que se caracteriza

pela distância entre o Nível de Desenvolvimento Real (NDR), o que a criança sabe

realizar sozinha, e o Nível de Desenvolvimento Potencial – NDP, que é o que a

criança faz com a mediação de um adulto. Essa ideia é fundamental para indicar o

aproveitamento da criança na escola.

De acordo com a figura 3, verifica-se que a ZDP define as funções que ainda

não amadureceram, mas que estão em processo de maturação. Compreende-se

que as funções a serem desenvolvidas não são processos vedados, que ocorrem

isoladamente, eles se transformam a todo o momento.

Figura 3: Zona de Desenvolvimento Proximal

Fonte: http://alunosdeletrasuerj.blogspot.com

Assim, ao tentar operacionalizar o conceito de ZDP na prática pedagógica,

estabelece-se um diagnóstico e um prognóstico dos estudantes, para planejar

estratégias educacionais que levem à superação do seu NDR (Martins, 2005).

Acompanhando essa linha de pensamento, Oliveira (1999) afirma que as

implicações da concepção de Vigotski para o ensino escolar devem ser imediatas,

pois “se o aprendizado impulsiona o desenvolvimento, então a escola tem um papel

http://alunosdeletrasuerj.blogspot.com/

20

essencial na construção do ser psicológico adulto dos indivíduos que vivem em

sociedades escolarizadas” (Oliveira, 1999, p. 61).

Por outro lado, para o estudante, o aprendizado constitui um elemento

fundamental para o seu desenvolvimento. Assim o professor deverá tomar como

ponto de partida o que o aluno já conhece e domina, o NDR, para então, atuar ou

interferir na ZDP, levando a criança a alcançar novas aprendizagens, que

impulsionam o desenvolvimento e concretizam outras novas aprendizagens.

Portanto, Vigotski construiu uma psicologia e, consequentemente, uma

maneira de ver o aprendizado dos estudantes, voltada para as relações existentes

entre o sujeito e o social.

2.3 Ensino Sob Medida

O método Ensino sob Medida (EsM) ou Just-in-Time Teaching (JiTT) foi

proposto em 1996 pelo professor Gregory M. Novak e colaboradores, com o objetivo

de utilizar a tecnologia para melhorar a aprendizagem de ciências em sala de aula

(NOVAK et al., 1999). O EsM foi projetado para desenvolver a habilidade de trabalho

em grupo entre os estudantes e a capacidade de comunicação oral e escrita

(NOVAK et al., 1999), dando responsabilidades aos alunos pela sua própria

aprendizagem e aumentando a retenção de conhecimento dos conteúdos a longo

prazo.

O Ensino sob Medida (EsM) (ARAUJO; MAZUR, 2013), requer que o aluno

assuma a responsabilidade de se preparar para a aula, realizando uma tarefa

anterior à aula, como a leitura de um texto, a visualização de um vídeo ou simulação

virtual. Após o estudo desse material, focado nos tópicos mais importantes a serem

discutidos em aula, os alunos devem responder eletronicamente, dentro de um prazo

estipulado pelo professor, algumas questões conceituais, que compõem aquilo que

Araújo e Mazur (2013) denominam de Tarefa de Leitura. As respostas dos alunos às

tarefas preparatórias compõem um feedback para o professor ajustar e organizar

sua aula, focando nas principais dificuldades manifestadas pelos alunos (NOVAK et

al., 1999; MAZUR, 1997).

21

2.4 Instrução por Colegas

O método Instrução pelos Colegas (IpC) (ARAUJO; MAZUR, 2013) ou Peer

Instruction (PI) (MAZUR, 1997), se caracteriza principalmente por promover a

discussão de questões conceituais, entre os alunos, em sala de aula. O IpC foi

proposto para o Ensino Superior em meados da década de 90 do século passado

pelo Prof. Eric Mazur, da Universidade de Harvard (EUA).

Esse método prevê que o professor faça a exposição inicial de um conceito ou

conteúdo em um primeiro momento, seguido de um Teste Conceitual de múltipla

escolha, a ser respondido individualmente pelos alunos (MAZUR, 1997). As

respostas dos alunos podem ser informadas ao professor de diversas maneiras,

entre elas encontram-se sistemas eletrônicos de respostas, cartelas coloridas,

computadores e outros dispositivos eletrônicos conectados à Internet.

Com base nas respostas informadas, mas ainda sem indicar a correta aos

alunos, o professor decide entre algumas opções:

I) Explicar a questão, reiniciar o processo de exposição dialogada e

apresentar uma nova questão conceitual sobre um novo tópico. Essa opção é

aconselhada se mais de 70% dos estudantes votarem na resposta correta;

II) Agrupar alunos em pequenos grupos (2-5 pessoas), preferencialmente que

tenham escolhido respostas diferentes, pedindo que eles tentem convencer uns aos

outros usando as justificativas pensadas ao responderem individualmente. Smith et

al. (2009) apontam que há ganhos de aprendizagem, mesmo quando há discussão

entre colegas, sem que um deles tenha escolhido a resposta correta previamente.

Após alguns minutos, o professor abre novamente o processo de votação e explica a

questão. Se julgar necessário, o professor pode apresentar novas questões sobre o

mesmo tópico, ou passar diretamente para a exposição do próximo tópico,

reiniciando o processo. Essa opção é aconselhada se o percentual de acertos

obtidos na primeira votação estiver entre 30% e 70%. O tempo despendido nesta

etapa costuma ser de três a cinco minutos, dependendo do nível de discussão

alcançada;

III) Revisitar o conceito explicado, através de nova exposição dialogada

buscando aclará-lo, apresentando outra questão conceitual ao final da explanação e

22

recomeçando o processo. Essa é a opção indicada se menos de 30% das respostas

estiverem corretas.

O diagrama mostrado na Figura 4 ilustra o processo de aplicação do método.

A parte em destaque compreende a essência do IpC.

Figura 4: Diagrama do processo de implementação do método IpC

Fonte: Araújo e Mazur, 2013.

23

3 – UM BREVE HISTÓRICO SOBRE A TEORIA ELETROMAGNÉTICA

Nos dias atuais sabe-se que os efeitos elétricos e magnéticos estão

interligados. Porém, para se chegar neste entendimento, muitos filósofos, cientistas,

matemáticos e tantos outros, tiveram que se empenhar arduamente para

compreender e sistematizar o conhecimento do eletromagnetismo. Nada aconteceu

de uma hora para a outra. A ciência não é estática, com o passar do tempo vem

sendo aprimorada. Segundo ISOLA (2012), mesmo antes de Cristo, Tales de Mileto

já conhecia os efeitos de atração e repulsão de uma pedra que continha

componentes de ferro, também chamada de magnetita (popularmente chamado de

imã). Também existem registros de que os chineses já utilizavam a bússola e

sabiam magnetizar o aço através de imãs naturais, mas não existia ainda teoria que

pudesse descrever o fenômeno.

3.1 Primeiros passos do Eletromagnetismo

Christian Oersted (1777-1825), físico dinamarquês, e seus contemporâneos

buscavam encontrar uma relação entre a eletricidade e o magnetismo. Muitas

experiências foram feitas buscando observar uma interação, por exemplo, observar

algum efeito da corrente elétrica em uma bússola, mas sem obter sucesso

(MARTINS, 1990).

Em 1820, Oersted publicou artigo intitulado “Experiências sobre o efeito do

conflito elétrico sobre a agulha magnética” em que descreve o resultado de seu

exigente e perseverante trabalho, onde obteve sucesso ao observar que uma agulha

imantada sofria deslocamento quando colocada próxima a um fio condutor por onde

circulava corrente elétrica. Após investigar e analisar a fundo o experimento, Oersted

comprovou que o efeito causado em seu experimento não era devido a forças

elétricas e sim a efeitos magnéticos, dessa forma, chegando à ideia de um campo

magnético circular atualmente conhecida (MARTINS, 1990).

Importante destacar que:

A partir de 1750, cresceu o número de análises teóricas que pretendiam esclarecer a natureza

da eletricidade e do magnetismo. Vários trabalhos surgidos na época pautavam-se em uma

visão mecanicista de natureza. Apesar das diferentes nuanças, podemos dizer que a

concepção mecanicista, que teve presença significativa naquele contexto, baseada na ciência

24

newtoniana, entendia a natureza como um conjunto de corpúsculos e de fluidos em movimento

(GUERRA, 2004).

Oersted não pautava seu modo de conceber a natureza em uma visão

mecanicista, mas sim na visão “Naturphilosophie” (Filosofia Natural Romântica), ou

seja, vivia em um ambiente que o impulsionava a buscar uma relação entre

eletricidade e magnetismo. Esta visão surgiu no fim do século XVIII, onde:

Para os adeptos, a natureza era um todo orgânico, a matéria e os fenômenos naturais seriam

resultados da polaridade e dualidade de forças de atração e repulsão. Esses filósofos não

assumiam a hipótese da existência de entidades materiais capazes de explicar os fenômenos.

Haveria na natureza um permanente conflito de forças, onde uma sempre se sobrepunha a

outra. De tal forma que, quando a tensão em uma manifestação como, por exemplo,

eletricidade, era muito intensa, ela não conseguiria permanecer contida nessa forma,

provocando o aparecimento de um outro fenômeno. Em resumo, os fenômenos da natureza

(químicos, biológicos, mecânicos, elétricos e magnéticos) tinham o mesmo princípio básico e

constituíam-se em manifestações distintas de uma mesma força definida como atividade pura.

Dessa forma, era possível que uma manifestação específica, como o calor, se convertesse em

outra, como o movimento (GUERRA, 2004).

Visando romper com a visão mecanicista predominante do século XVIII, no

início do século XIX o número de físicos, filósofos e cientistas que se empenharam

em desenvolver trabalhos utilizando a forma da “Naturphilsophie” de conceber a

natureza e sua prática científica aumentou consideravelmente. Nesse contexto, a

reação dos físicos foi de incredulidade perante o fenômeno analisado por Oersted.

Após mais experimentos, seus resultados foram rapidamente aceitos pela

comunidade científica, mostrando que durante a história a experimentação esteve e

precisa estar junto dos pensamentos filosóficos, pois a experimentação completa o

pensamento filosófico, assim como o pensamento filosófico completa a

experimentação.

3.2 Desenvolvimento do eletromagnetismo

Michael Faraday (1791-1867), físico inglês e um dos maiores

experimentalistas, compartilhava das ideias de Oersted e, assim como ele, teve

contato com a “Naturphilosophie”. Não teve uma formação escolar regular e iniciou

sua carreira científica como auxiliar do laboratório de Humphry Davy, também

adepto da “Naturphilosophie”.

Onze anos depois de Oersted ter demonstrado a relação entre a eletricidade

e o magnetismo, Faraday buscou uma maneira de gerar eletricidade através do

25

movimento. Enquanto estudava essas novas formas de gerar energia ele descobriu

que ao se ter um campo magnético variável ao redor de um fio condutor, uma

corrente era gerada neste fio. Este fato foi chamado de indução eletromagnética. A

partir de então, muitos motores foram construídos e outras maneiras de gerar

movimento através da eletricidade foram inventadas.

É interessante ressaltar que as descobertas de Faraday tiveram uma grande

influência no contexto histórico de sua época. Além de ampliar o conhecimento

científico de Física, inovou os meios de transformação de energia e modernizou as

máquinas industriais.

Analisando o contexto histórico que Faraday estava inserido, foi possível

perceber que os motores elétricos, transformadores elétricos e geradores elétricos

não foram necessariamente criados por ele. Engenheiros se apropriaram dos

conhecimentos demonstrados por Faraday e assim, aplicaram nas máquinas

industriais devido a uma grande comunicação mundial (ISOLA, 2012).

A influência social foi tão grande que até os tempos de hoje, século XXI,

utilizamos estes dispositivos criados no século XIX. Tais dispositivos passaram por

melhorias e atualizações visto que como já citado, a ciência está em evolução.

Alguns deles, como: transformador elétrico e geradores elétricos são indispensáveis

em nossa vida. E como seria viver em pleno século XXI sem energia elétrica?

A resposta a essa pergunta demonstra o quão importante é ensinar Física, e

neste caso o eletromagnetismo, explicitando as influências sociais e filosóficas que a

história nos atribui. A produção da energia que se consome é feita em usinas

elétricas através de um dispositivo chamado gerador elétrico. Um gerador elétrico

não é nada mais que um motor elétrico que funciona no sentido inverso, ou seja,

enquanto o motor elétrico transforma a energia elétrica em energia mecânica, o

gerador transforma energia mecânica em elétrica. A energia elétrica que chega às

residências e às muitas indústrias é obtida através de geradores que transformam

em energia elétrica a energia mecânica das quedas d'água, nas usinas hidrelétricas,

e a energia térmica oriunda da combustão de óleo, carvão ou gás natural, nas

usinas termoelétricas.

Um gerador elétrico funciona com base na indução eletromagnética, e é um

aparelho no qual a energia é fornecida por trabalho e é obtida por transmissão

elétrica. A Figura 5 demonstra o esquema interno de um gerador, onde temos uma

espira imersa em um campo magnético, ligada a uma manivela que possibilita sua

26

rotação em torno do eixo indicado através da realização de trabalho. Quando a

espira gira em torno do eixo de rotação, ocorre uma variação do fluxo do campo

magnético que a atravessa com o tempo, induzindo uma tensão (diferença de

potencial) e uma corrente que, dependendo da intensidade, faz com que a lâmpada

que está conectada à espira acenda.

Figura 5: Desenho esquemático de um Gerador

Fonte: NASCIMENTO, 2006.

Outro princípio eletromagnético demonstrado por Faraday e que continua

sendo utilizado no século XXI é a gaiola de Faraday. Este princípio diz que uma

superfície condutora ao receber uma descarga elétrica, tem suas cargas elétricas

distribuídas apenas na superfície externa, ou seja, o campo elétrico em seu interior é

nulo. Tal princípio está aplicado em carros e aviões, conforme ilustrado na Figura 6,

onde ao receberem uma descarga elétrica, permanecem com seus ocupantes

protegidos no seu interior.

Figura 6: Aplicação da Gaiola de Faraday

Fonte: Unesp

3.3 A Unificação Final

Baseando-se nos estudos de Michael Faraday, James Clerk Maxwell (1831–

1879) unificou, em 1864, os fenômenos elétricos e magnéticos observáveis em um

trabalho que estabeleceu conexões entre as várias teorias da época, derivando uma

das mais elegantes teorias já formuladas. Maxwell demonstrou matematicamente

que os fenômenos elétricos e magnéticos poderiam ser descritos em apenas quatro

27

equações, conhecidas atualmente como Equações de Maxwell. Essas equações

estão para o eletromagnetismo, assim como a Lei da Gravitação Universal e as três

Leis de Newton são fundamentais para a Mecânica Clássica. As equações de

Maxwell para o eletromagnetismo constam da unificação entre as Leis de Gauss,

para a eletricidade e para o magnetismo, a Lei de Ampère Generalizada e a Lei de

Faraday para a Indução eletromagnética. Segue então as equações de Maxwell:

I) Lei de Gauss para a eletricidade (∮ 𝑬. 𝒅 𝒔

= 𝒒

𝜺): Essa é a primeira das

quatro equações de Maxwell, proposta originalmente pelo matemático alemão Carl

Friedrich Gauss (1777-1855), é o equivalente à lei de Coulomb em situações

estáticas. Ela relaciona os campos elétricos e suas fontes, as cargas elétricas, e

pode ser aplicada mesmo para campos elétricos variáveis com o tempo.

II) Lei de Gauss para o magnetismo (∮ 𝑩. 𝒅 𝒔

= 0): Esta lei é equivalente à

primeira, mas aplicável aos campos magnéticos e evidenciando ainda a não

existência de monopolos magnéticos (não existe polo sul ou polo norte isolado). De

acordo com essa lei, as linhas de campo magnético são contínuas, ao contrário das

linhas de força de um campo elétrico que se originam em cargas elétricas positivas e

terminam em cargas elétricas negativas.

III) Lei de Faraday (∮ 𝑬. 𝒅𝒍 𝑪

= - 𝝏𝜱𝑩

𝝏𝒕): Descreve as características do campo

elétrico originando um fluxo magnético variável. Os campos magnéticos originados

são variáveis no tempo, gerando assim campos elétricos do tipo rotacionais.

IV) Lei de Ampère (∮ 𝑩. 𝒅𝒍 𝑪

= 𝝁𝒊 + 𝝁𝜺𝝏𝜱𝑬

𝝏𝒕): A lei de Ampère descreve a

relação entre um campo magnético e a corrente elétrica que o origina. Ela

estabelece que um campo magnético seja sempre produzido por uma corrente

elétrica ou por um campo elétrico variável. Essa segunda maneira de se obter um

campo magnético foi prevista pelo próprio Maxwell, com base na simetria de

natureza: se um campo magnético variável induz uma corrente elétrica, e

consequentemente um campo elétrico, então um campo elétrico variável deve

induzir um campo magnético.

28

4 – METODOLOGIA

O material elaborado neste trabalho foi aplicado no Centro Educacional Alexis

Novelino (CEAN) da rede privada de ensino, localizada na zona urbana no município

de Cabo Frio (RJ). Participaram do trabalho 13 alunos da 3ª série do Ensino Médio,

com uma faixa etária entre 17 e 18 anos.

Para realização deste trabalho utilizou-se como técnica de coleta de dados, a

observação dos participantes, leitura de textos, questionários e simulação

computacional.

A sequência didática foi desenvolvida com a finalidade de lecionar os seguintes

conteúdos: (I) carga elétrica e eletrização, (II) campo elétrico e força elétrica, (III)

corrente elétrica e resistores e (IV) imã e campo magnético. Cada tópico foi aplicado

em duas aulas com 50 minutos de duração cada, totalizando 1h e 40 min. Para

aplicação de cada tópico utilizou-se 4 (quatro) encontros, porém ao total foram 5

(cinco) encontros, visto que no primeiro encontro foi apresentado aos alunos quais

seriam os recursos tecnológicos utilizados, métodos de ensino e as tarefas prévias

que deveriam ser realizadas. A implementação se deu no período normal de aula

nos meses de outubro, novembro e dezembro do ano de 2018.

Contamos também com um site1 onde foram disponibilizados textos de apoio,

simulações computacionais desenvolvidas pelo Physics Education Technology

Project (PhET) e códigos para acesso aos questionários desenvolvidos no aplicativo

do Kahoot.

4.1 Descrição da sequência didática das aulas

A sequência didática proposta neste trabalho foi estruturada seguindo os

pressupostos teóricos de Ausubel e Vygotsky. Ela foi desenvolvida tendo como base

principal a utilização dos métodos ativos EsM e IpC, descritos no Capítulo 2 desta

dissertação, através do quiz online do aplicativo Kahoot entanto também utilizou-se

outros recursos de ensino, tais como, simulações computacionais, textos de apoio e

plataforma virtual. Para a elaboração desta sequência didática, optou-se por um

referencial teórico que valorizasse as concepções trazidas pelos alunos, o diálogo e

1 https://nevescarlosraul.wixsite.com/jovemdafisica

29

principalmente a autonomia do aluno de aprender para que se tornasse possível um

ambiente de aprendizagem diferente do tradicional, dando assim condições para

uma aprendizagem significativa.

Para aplicação da sequência didática proposta nesse trabalho foram

selecionados 5 encontros de 1 hora e 40 minutos cada um, conforme demostrado

na tabela 1.

Tabela 1: Organização da Sequência Didática

ENCONTROS CONTEÚDOS RESULTADOS DE

APRENDIZAGEM

ESPERADOS

ESTRATÉGIAS

1º Encontro:

Apresentação

aos alunos da

metodologia

aplicada,

recursos

tecnológicos a

serem utilizados

e aplicação do

1º questionário.

Todos os

conteúdos a

serem aplicados

ao longo da

sequência

didática.

- Apresentação oral sobre os

métodos ativos EsM e IpC.

- Explicação da utilização do

Kahoot e do Phet.

- Envio do link de acesso a

plataforma virtual onde estão

disponíveis os textos de

apoio, os códigos de acesso

para os questionários prévios

do Kahoot e as simulações

computacionais de cada

encontro.

2º Encontro:

Carga elétrica e

Eletrização

Princípio da atração e repulsão

Princípio da conservação das cargas elétricas

Condutores e Isolantes

Processos de eletrização

- Compreender o

princípio da

conservação das

cargas e como

ocorrem os processos

de eletrização de um

corpo.

- Diferenciar os

materiais condutores

e isolantes

- Aplicar o conceito de

atração e repulsão

- Apresentação e debate dos

resultados do 1º questionário

prévio

- Mini explanação oral do

conteúdo

- Aplicação da simulação

computacional Balões e

Eletricidade Estática do Phet

Simulations.

- Aplicação de um novo

questionário em sala através

do Kahoot.

30

das cargas elétricas - Debate em grupos das

questões com menos de 70

% de acerto

- Liberação na plataforma

digital do texto de apoio,

código de acesso para o

questionário prévio no

Kahoot e link do jogo

interativo chamado Hóquei

no campo elétrico do Phet

Simulations.

3º Encontro:

Força elétrica e

Campo elétrico

Lei de Coulomb

Conceito de campo elétrico

Cálculo do campo elétrico

Linhas de Forças

- Aplicar a lei de

Coulomb e o

movimento de cargas

elétricas, sob ação de

campos elétricos;

- Compreender o

conceito de campo

elétrico e linha de

força.

.



prévio


conteúdo

- Debate sobre a simulação

Hóquei no campo elétrico do

Phet Simulations



do Kahoot.

- Debate em grupos das


% de acerto


digital do texto de apoio e

código de acesso para o

novo questionário prévio do

Kahoot

- Solicitação para montagem

de um circuito simples

através da simulação

chamada Kit para Montar

Circuito DC - Lab Virtual do

Phet Simulations, disponível

31

na plataforma virtual.

4º Encontro:

Corrente

elétrica, resistor

elétrico e

associação de

resistores

Conceito e cálculo de corrente elétrica

Conceito de resistor, gráfico de resistor ôhmico e não-ôhmico

Associação de resistores

- Identificar e descrever o sentido da corrente elétrica real e convencional; - Calcular e reconhecer as grandezas físicas e suas respectivas unidades de medida; - Identificar em um

circuito elétrico

simples quando

ocorre a passagem de

corrente elétrica.

- Diferenciar os tipos

de resistores e suas

aplicações no

cotidiano



prévio


conteúdo


Kit para Montar Circuito DC -

Lab Virtual do Phet

Simulations



do Kahoot.



% de acerto


digital do código de acesso

para o novo questionário

prévio no Kahoot e link da

simulação Laboratório de

Eletromagnetismo de

Faraday do Phet Simulations.

5º Encontro:

Ímã e Campo

magnético

Propriedades dos ímãs

Conceito de campo magnético

Campo magnético terrestre

Linhas de campo magnético

Experiência de Oersted

Cálculo do campo magnético

- Identificar as

características de um

ímã;

- Compreender a

inexistência de

monopolos

magnéticos;

- Diferenciar polos

magnéticos e

geográficos;

- Compreender o

funcionamento de



prévio


conteúdo


Laboratório de

Eletromagnetismo de

Faraday Phet Simulations



do Kahoot.

32

uma bússola;

- Destacar a relação

entre fenômenos

elétricos e magnéticos

da experiência de

Oersted;

- Aplicar a regra da

mão direita para os

diferentes condutores

percorridos por

corrente elétrica.



% de acerto

- Link da pesquisa de

avaliação das aulas.

4.2 Recursos tecnológicos

O ensino de Física vem sofrendo inúmeras críticas nos últimos anos,

principalmente no que se refere a falta de motivação dos estudantes para o

aprendizado dessa ciência. Mesmo com o uso de experimentos durante as aulas

como um elemento motivador, visto que possibilita a observação de fenômenos

físicos. Segundo Borges (2002), é necessária uma mudança de foco no trabalho no

laboratório, com o objetivo de deslocar o núcleo das atividades dos estudantes da

exclusiva manipulação de equipamentos, preparação de montagens e realização de

medidas, para outras atividades que se aproximem mais do fazer ciência. Porém,

como a maioria das escolas não possui laboratório adequado para uma abordagem

experimental dos fenômenos, tendo em vista o alto custo de instalação e

manutenção de um laboratório didático para esse tipo de atividade, muitos alunos no

Brasil acabam não tendo contato significativo com a física experimental. Uma forma

de minimizar esse prejuízo é através do uso dos softwares educativos como auxílio

na apresentação dos problemas de Física, que em muitas situações pode despertar

o interesse dos alunos para o estudo das Ciências Exatas e ainda contribuir para a

difusão da cultura científica visando sempre à formação de um cidadão mais crítico.

Além disso, pode contribuir para fundamentar e ajudar a estruturar melhor uma aula,

possibilitando ampliar o horizonte de conhecimento, introduzindo tópicos

normalmente não abordados, contextualizando e enfocando as habilidades e

competências a serem desenvolvidas.

33

4.2.1 Kahoot

Os dispositivos móveis têm tido um crescimento exponencial não só em

número, mas também em capacidade e, de uma maneira geral, em qualidade. Os

alunos chegam à escola com estes dispositivos, mas a maioria desconhece os

benefícios da sua utilização em contexto educativo porque simplesmente

desconhecem que os dispositivos apresentam esta potencialidade (Carvalho, 2012;

Santos et al., 2014). Se os alunos atualmente não imaginam o mundo sem

computadores, em breve desconhecerão o que será o mundo sem dispositivos

móveis (Oomen-Early & Early, 2015), fato que levará a escola e, particularmente, os

professores a fazer um esforço acrescido de adaptação a esta realidade. A

tecnologia não exige apenas o repensar do papel do professor e da forma como

ensina, mas também uma reflexão acerca do modo como os alunos aprendem

(Underwood & Gayle, 2011, Zhang et al., 2012).

O aplicativo Kahoot permite que os dispositivos móveis dos alunos se

transformem em sistemas de votação eletrônica (clickers) e sua utilização é bastante

intuitiva, não necessitando de qualquer instalação prévia, nem por parte dos

professores, nem por parte dos alunos, tornando este aplicativo amigável e de custo

reduzido. Entretanto há poucos anos, atividades como estas eram demasiado

dispendiosas, por necessitarem de equipamento específico (Carvalho, 2012).

Este tipo de aplicativo é indicado para uso educativo, especialmente para a

implementação dos métodos ativos apresentados no Capítulo 2 deste trabalho, que

tem por principais pressupostos o estudo autónomo e prévio do aluno, através de

materiais selecionados e/ou realizados pelo professor, sendo o espaço de aula

reservado para tarefas práticas que poderão incluir a resolução de problemas,

exigindo-se ao professor um novo papel – o de orientador de aprendizagens

(Bergman & Sams, 2012; McGivney-Burelle & Xue, 2013; Butt, 2014; Love et al.,

2014).

O Kahoot é uma aplicativo que se encontra disponível em https://kahoot.com/

e que funciona com qualquer sistema operativo. Consiste num sistema online de

respostas, indicado para utilização em sala de aula. Para a criação de um Kahoot é

necessário um registo, gratuito, que se processa de forma muito intuitiva, bastando,

para tal, clicar em Sign up ou Sing up for free. Após este registo, a entrada na

34

aplicação processa-se através do canto superior direito, utilizando o botão Log in

(Figura 7).

Figura 7: Pagina inicial do Kahoot

Fonte: Kahoot.com

O aplicativo Kahoot apresenta três atividades possíveis: Quiz, Discussion e

Survey. A vertente Quiz, escolhida para ser aplicada neste trabalho, potencia aulas

animadas e dinâmicas, fomentando aprendizagens significativas nos alunos, através

da utilização da vertente jogo e da competição, em contexto educativo.

O Quiz deverá ser utilizado para colocar questões com o propósito de avaliar

conhecimentos, através de um sistema de respostas de escolha múltipla. Entre os

benefícios do Quis podemos destacar o fato de ser aplicado em tempo real, através

do uso de um data show um retorno imediato acerca do acerto ou não em cada

questão colocada possibilita a competição em sala de aula ao classificar por

colocação os nomes dos melhores alunos em função de seus acertos e tempo de

resposta.

O Quiz apresenta-se, assim, como a vertente mais dinâmica e atrativa da

aplicação, uma vez que com ele se pode preparar testes de conhecimentos em

vertente jogo e pode ser implementado por qualquer disciplina e professor. Deste

modo, o professor apenas terá de preparar previamente o seu Quiz ou teste e aplicá-

lo numa aula a determinar, para a qual os alunos se façam acompanhar pelo seu

dispositivo móvel. O entanto, na ausência de dispositivos móveis ou não permissão

de uso os alunos também poderão responder ao Quiz através de qualquer

computador com ligação à Internet.

35

A preparação de um Kahoot começa com a construção do Quiz, propriamente

dito começa através da elaboração de questões de múltipla escolha, sendo que o

número máximo de caracteres que podem ser utilizados na sua elaboração é de 95

caracteres. Em cada questão definem-se algumas preferências são definidas

nomeadamente: o tempo de resposta a apresentar, que varia de 5 a 120 segundos e

que está pré-definido para 20 segundos; a atribuição ou não de pontos às respostas

corretas; a associação ou não de uma imagem ou vídeo para tornar a questão mais

apelativa; o número de respostas possíveis a apresentar, varia de 2 a 4.

Na fase final de criação é dada a oportunidade de caracterizar o trabalho

efetuado em termos da: língua utilizada, do público-alvo, breve descrição, nível de

dificuldade, tags (etiquetas que facilitam a pesquisa do Kahoot por outros

utilizadores) e se este será público ou privado.

Após o término, a pronta para ser aplicada (Play now), pré-visualizada

(Preview), editada/alterada (Edit), compartilhada (Share with other users) ou dever

de casa (Challenge).

A opção de pré visualização (Preview) permite que se possa testar o Kahoot

desenvolvido como se fosse em contexto real, uma vez que possibilita a visualização

simultânea, da tela do computador do professor (do lado esquerdo), que é projetada

pelo data show, e dos dispositivos móveis dos alunos (do lado direito). Além disso,

serve de simulação à atividade, na medida em que gera um código de acesso, que

necessita de ser colocado na tela do dispositivo móvel, a criação de um nome

(nickname) do participante e a gestão da atividade, através da projeção da tela do

professor (Figura 8).

Figura 8: Pré-visualização do Kahoot

Fonte: create.kahoot.it

36

Após esta fase e depois de escolhido o Kahoot a utilizar, é chegado o

momento em que ele será implementado na aula. O professor terá de ter um

computador com acesso à Internet e com projeção numa tela. Os alunos terão de ter

um tablet, smartphone, ou em alternativa, um computador, com acesso à Internet.

Para entrar na aplicação, o professor terá de usar o endereço já mencionado

(https://create.kahoot.it/) e os alunos terão de acessar através do endereço

https://kahoot.it// ou baixar antecipadamente o aplicativo do Kahoot disponível para

Android e IOS.

Após feitos os acessos, os papéis de alunos e professor são muito distintos.

O professor terá de acessar ao kahoot selecionado, fazendo previamente o seu login

na aplicação. Selecionado o Kahoot pretendido, o professor terá de clicar em

clássico para iniciar a atividade (Figura 9). Repare-se ainda, na mesma figura, que o

professor, antes de dar início ao Kahoot, poderá tomar algumas decisões: se quer o

pin de acesso à atividade visível ao longo de todo o Kahoot, útil para alunos que

perdem o acesso momentâneo à Internet e que querem regressar ao jogo; se se

pretende que as questões e as respostas dentro de cada questão sejam

apresentadas de forma aleatória, útil quando se utiliza o mesmo Kahoot com os

mesmos alunos; se pretende que a música esteja disponível enquanto se espera

que os alunos se juntem à atividade.

Figura 9: Início da utilização do Kahoot

Fonte: Kahoot

37

Ao selecionar o estilo clássico, a aplicação gera um código de acesso que

será projetado para todos os alunos e que deverá ser colocado nos seus dispositivos

móveis, após estes terem entrado na aplicação em modo aluno, como visualizado

Figura 10.

Figura 10: Visualização do código de acesso

Fonte: Kahoot

Os alunos, nos seus dispositivos móveis, após colocarem o código de acesso

que foi projetado pelo professor, deverão colocar um apelido (nickname). Quando

todos os alunos estiverem online no Kahoot, cabe ao professor dar início à atividade,

bastando para tal clicar em Start.

Nota-se que à medida que os alunos se juntam ao Kahoot, os seus

nicknames vão aparecendo na tela projetado pelo professor. Se por algum motivo o

professor quiser que o aluno altere o seu nickname, basta clicar com o cursor em

cima do respetivo nome que este será excluído da atividade. Sendo o aluno será

obrigado a fazer novamente os procedimentos de acesso ao kahoot.

Conforme a Figura 11, o professor, durante a fase de implementação,

assumirá um papel de gestor da atividade, cabendo-lhe a responsabilidade de

avançar entre as várias questões e o aluno terá de responder às várias questões

clicando na cor correspondente à resposta que desejar selecionar.

Figura 11: A esquerda projeção do professor, a direita opções dos dispositivos

móveis

Fonte: https://create.kahoot.it/

38

À medida que a atividade avança o aluno terá retorno imediato acerca da sua

escolha ter sido correta ou não a cada questão, através da tela do seu dispositivo

móvel (Figuras 12 e 13) ou na tela principal projetada (Figura 14).

Figura 12: Feedback de resposta certa

Figura 13: Feedback de resposta errada

Figura 14: Resultado geral de uma questão

39

No final de um Quiz, o aluno saberá, no seu dispositivo móvel, se ficou em 1º

lugar ou num dos cinco primeiros lugares e ainda poderá partilhar o seu sucesso

através do Facebook ou do Twitter.

4.2.2 Phet Simulations

O software do Physics Education Technology Project (PhET) é um programa

da Universidade do Colorado, EUA, que pesquisa e desenvolve simulações na área

de ensino de ciências e as disponibiliza em seu portal para serem usadas on-line ou

serem baixadas gratuitamente pelos usuários que podem ser alunos, professores ou

mesmo curiosos. As simulações do PhET podem ser acessadas pelo site2 ou

aplicativo no celular. Nas simulações, o grupo procura conectar fenômenos diários

com a ciência que está por trás deles, oferecendo aos alunos modelos fisicamente

corretos de maneira acessível.

As simulações são apresentadas em várias seções: Simulações em destaque;

Novas simulações; Pesquisa de ponta; Simulações traduzidas em vários idiomas e

etc. Além dessas seções, as simulações também são agrupadas em seções

específicas de cada área como física, química, ciências da terra e matemática.

Todas as simulações são classificadas de acordo com o nível de ensino.

Figura 15: Página inicial do Phet

Fonte: PhET.

2 http://phet.colorado.edu.

40

Em física, as simulações são agrupadas em sete categorias: Movimento;

Trabalho, Energia e Potência; Som e Ondas; Calor e Termodinâmica; Eletricidade,

Magnetismo e Circuitos; Luz e Radiação; e Fenômenos Quânticos.

Um aspecto que merece destaque trata da facilidade de acesso e a

possibilidade de rodar a simulação em quase todos os notebook, netbook,

computador de mesa ou tablet. As simulações estão disponíveis em HTML5 ou em

JAVA (base para praticamente todos os tipos de aplicações em rede e é o padrão

global para o desenvolvimento e distribuição de aplicações móveis, jogos, conteúdo

baseado na Web e softwares corporativos) não havendo a necessidade de recursos

altamente específicos. Todas as simulações podem ser usadas diretamente na

página principal, mas também é permitido o download.

O grupo do PhET possui uma abordagem baseada em pesquisa, na qual as

simulações são planejadas, desenvolvidas e avaliadas antes de serem publicadas

no sítio. As entrevistas realizadas com diversos estudantes são fundamentais para o

entendimento de como eles interagem com simulações, o que as torna efetivas

educacionalmente. A principal função da simulação consiste em ser uma efetiva

ferramenta de aprendizagem, fortalecendo bons currículos e os esforços de

professores.

O uso pedagógico da simulação pode ajudar a introduzir um novo tópico,

construir conceitos ou competências, reforçar ideias ou fornecer reflexão e revisão

final. O uso dessa ferramenta por professores pode ser bastante variado como o

próprio grupo aponta: aulas expositivas, atividades em grupos na sala de aula,

tarefas em casa ou no laboratório.

O uso desse tipo de recurso possibilita aos professores que atuam em

escolas sem laboratórios didáticos, a realização de experimentos virtuais em sala de

aula. Com isso o professor enriquece sua aula, deixando-a diversificada e mais

atrativa.

Por fim, para que o Phet ou qualquer outro software possa contribuir de fato

com a educação e formação dos alunos é necessário que os professores utilizem os

mesmos como recursos que acrescentem em conhecimento para os alunos e não

apenas substituir o que seria escrito no quadro e agora será exposto no data show.

41

4.2.3 Plataforma Virtual

Como forma de elaborar atividades de acordo com as metodologias

propostas, foi criado um site (plataforma virtual) de Ensino de Física chamado Jovem

da Física, https://nevescarlosraul.wixsite.com/jovemdafisica.

Na plataforma foram disponibilizados textos de apoio, simulações

computacionais desenvolvidas pelo Phet e códigos para acesso aos questionários

prévios desenvolvidos no aplicativo do Kahoot.

4.3 Material Elaborado

4.3.1 Textos de Apoio

Foram elaborados 5 textos de apoio, um para cada tópico do eletromagnetismo

trabalhado nos encontros. Tomou-se o cuidado para que os textos estivessem de

acordo com o nível de estudo desejado e para ativar nos alunos os subsunçores

necessários para a aprendizagem significativa.

A medida que os encontros foram acontecendo, os textos foram sendo

publicados na plataforma virtual no formato pdf (portable document format). Os

alunos tiveram uma semana para ler cada capítulo elaborado. Com o objetivo de

alcançar a compreensão desejada dos conceitos apresentados, cada texto de apoio,

que se encontra no Anexo A, foi escrito com uma linguagem simples, várias figuras e

imagens ilustrativas.

4.3.2 Questionários Prévios e em Aula

Para cada um dos 5 (cinco) textos de apoio, descritos na seção anterior,

foram desenvolvidas 10 questões conceituais, que se encontram nos Anexos B e C,

através do aplicativo Kahoot para serem respondidas pelos alunos em casa

posteriormente a leitura do texto, conforme sugerido pelo método ativo EsM descrito

no capítulo 2.

Com base nas respostas obtidas após o uso do material do EsM, foi possível

planejar uma aula que atendesse a necessidade dos alunos. No decorrer da aula um

novo questionário baseado nos conhecimentos prévios dos alunos foi aplicado, em

um ambiente colaborativo aplicando assim o método IpC.

42

4.3.3 Pesquisa de avaliação das aulas

Foi elaborado um questionário, que se encontra no Anexo D, composto por 9

(nove) questões, com o intuito de avaliar o engajamento dos alunos nas aulas, o

envolvimento nas atividades propostas tanto para realização em casa como em sala,

a possibilidade de aprendizagem trocada entre os educandos, e avaliar o grau de

aceitação do trabalho em geral.

43

5 – RESULTADOS

Primeiro Encontro

O primeiro encontro foi marcado pelo início da aplicação do material

institucional, no primeiro momento foi apresentado aos alunos, de maneira oral, os

métodos ativos de ensino que seriam aplicados e a forma como seriam

desenvolvidos.

Posteriormente, os alunos tiveram a oportunidade de conhecer os aplicativos

que seriam utilizados no decorrer das aulas, como o Phet e o Kahoot. Destaca-se

que alguns alunos já os conheciam, porém, juntamente com os demais alunos,

puderam aprender um pouco mais a fundo sobre os aplicativos e várias funções que

eles possuem.

As aulas foram desenvolvidas na sala de informática do CEAN, conforme

apresentado no capítulo 4, onde se encontram 10 (dez) computadores com acesso a

internet. Também foi apresentado o link de acesso à plataforma virtual onde estavam

disponíveis os textos de apoio, a serem estudados previamente, os códigos de

acesso para os questionários prévios do Kahoot e as simulações computacionais de

cada encontro.

Além das informações transmitidas em aula durante o primeiro encontro, foi

disponibilizado aos alunos, caso julgassem necessário, o contato via Whattsapp para

solução de dúvidas sobre o link de acesso a plataforma, Phet ou Kahoot.

Ao final do primeiro encontro, foi solicitada a leitura do texto de apoio

entitulado título Carga Elétrica e Eletrização, disponibilizado para download no site

Jovem da Física, versão em pdf, como também o código de acesso ao primeiro

questionário prévio aplicado no Kahoot. Os questionários deveriam ser respondidos

até às 15 horas da tarde do dia anterior a aula.

Segundo Encontro

No início do segundo encontro, foram apresentados os resultados gerais da

turma, conforme demonstrado na Figura 18. Nota-se, que de modo geral, o índice

de acertos da turma foi bem elevado alcançando mais de 80%.

44

Figura 16: Resultado geral do questionário prévio

Com base na análise das respostas ao questionário (Figura 19), foi possível

organizar as mini explanações orais dos principais conteúdos e desenvolver um

novo questionário para ser aplicado em sala, a fim de solucionar as dificuldades

apresentadas e avançar para novos conhecimentos.

Figura 17: Resultado por aluno sobre carga elétrica e eletrização

do questionário prévio

Posteriormente, debateu-se as 2 questões com menor índice de acertos, são

elas:

84%

16%

Carga elétrica e Eletrização - Prévio

Acertos (%) Erros (%)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Aluno A Aluno B Aluno C Aluno D Aluno E Aluno F Aluno G Aluno H. Aluno I

Carga Elétrica e Eletrização - Prévio

Acertos Erros

45

Questão 6 - Após o processo de eletrização por atrito, os corpos ficam com cargas

de:

a) cargas de mesmo sinal

b) cargas de sinais opostos

c) cargas de sinal positivo

d) cargas de sinal negativo

Figura 18: Resultado da questão 6 sobre Carga elétrica e eletrização

do questionário prévio

A questão seis teve um taxa de erro de aproximadamente 44%, 4 alunos que

erraram informaram que a resposta correta seria a letra A.

Questão 8 – Após a eletrização por contato, os corpos ficam com cargas de:





Figura 19: Resultado da questão 8 sobre carga elétrica e eletrização

56%

44%

Questão 6 - Prévio

Acertos Erros

22%

78%

Questão 8 - Prévio

Acertos Erros

46

A questão oito apresentou a maior porcentagem de erro aproximadamente

78%, dos 7 alunos que erraram aproximadamente 67% deles marcaram que a

resposta certa seria a letra B, cargas de sinais opostos, e os outros 33% informaram

que a resposta correta seria letra D, cargas de sinal negativo.

Dessa forma, foi notório que os estudantes estavam um pouco confusos a

respeito do ganho ou perda de elétrons nos processos de eletrização por atrito e por

contato.

Com objetivo de orientar os debates entre os alunos e o professor, foram

feitas reflexões sobre acontecimentos do cotidiano que envolvem os conteúdos

trabalhados. Exemplo prático disso é a eletrização do pente de cabelo por atrito,

após ser passado várias vezes no mesmo sentido no cabelo de uma pessoa. Se em

seguida aproxima-se o pente eletrizado de papéis picados, percebe-se uma atração

entre os papéis picados e o pente de tal maneira que chegam a se tocar,

caracterizando uma eletrização por parte dos papéis picados por indução. Com o

passar do tempo o contato entre o pente e os papéis irá cessar, visto que as cargas

contidas em ambos os objetos irão se equilibrar extinguindo a força elétrica que os

atraia.

Utilizou-se também a simulação computacional Balões do Phet,

disponibilizada no site Jovem da Física, para potencializar o entendimento dos

conceitos, conforme a Figura 22.

Figura 20: Utilizando a simulação Balões do Phet

Foi possível visualizar a ação da força elétrica entre as cargas durante a

dinâmica promovida pela simulação, contendo os balões que, dependendo da

distância em que estava da parede ou do casaco, era atraído por um ou pelo outro,

47

tornando notório que a força de atração entre as cargas tem relação com a

quantidade de carga e a distância entre elas.

Após os debates, mini explanações sobre o conteúdo e a utilização da

simulação do phet, foi aplicado um novo questionário com 10 questões em sala

através do Kahoot.

Figura 21: Resultado geral do questionário em sala

Analisando os dados da Figura 23 é possível ver que, de modo geral, os

alunos alcançaram resultado positivo com um rendimento de mais de 70% de

acertos. Mas em comparação com os resultados do questionário prévio da Figura

18, nota-se uma queda no percentual de acertos. Durante o questionário em sala os

alunos não puderam consultar ao material didático.

Figura 22: Resultado por aluno do questionário em sala

27%

73%

Carga Elétrica e Eletrização - Sala

Erros (%) Acertos (%)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Aluno B Aluno E Aluno F Aluno A Aluno D Aluno G Aluno C Aluno I Aluno H

Carga Elétrica e Eletrização - Sala

Acertos Erros

48

Na Figura 24 é possível notar que os dados não estão dispostos em ordem

alfabética, pois o ranquiamento é gerado não só pelos acertos, mas também pela

velocidade de resposta. Dessa forma, apesar dos alunos F e A terem acertado o

mesmo número de questões, o aluno F fica na frente por ter utilizado menos tempo

para responder as questões corretas. O Aluno H, por sua vez, errou as primeiras

quatro questões do questionário e não respondeu a mais nenhuma. Isso se deu ao

fato de sua internet ter sido interrompida durante a atividade, já que optou por utilizar

o aplicativo do Kahoot em seu próprio celular.

Quando a frequência de acertos de uma questão se situou entre 35% e 70%,

os alunos foram orientados a formar pequenos grupos e discutir por cerca de três

minutos, quando votam novamente. O objetivo é que os alunos reflitam

individualmente e, depois, discutam em grupo suas respostas, antes do professor

informar qual é a correta. Esse caso aconteceu durante a questão 10 (dez), onde

apenas 44% dos alunos optaram pela resposta correta.

Questão 10 – Qual é o conceito de carga elétrica?

a) Quantidade de elétrons em um corpo

b) Propriedade da matéria

c) É o que é transportado pela corrente

d) É o que se converte em energia elétrica em um circuito.

Entre os 5 alunos que erraram a questão, 40% deles optaram pela alternativa

A, quantidade de elétrons em um corpo. Os outros 60%, optaram pela alternativa C,

o que é transportado pela corrente.

Quando a frequência de acertos de uma questão é inferior a 35%, o professor

da uma pausa na atividade e busca através de uma nova exposição oral clarear os

conceitos correspondentes a questão, após sanadas as dúvidas retoma-se o

questionário. Essa necessidade foi observada na questão 9, onde todos os alunos

optaram pela alternativa incorreta.

Questão 9 – Qual nome do filósofo-físico a descobrir que quando objetos são

atritados contra o outro, adquirem a propriedade de atrair objetos leves?

a) J.J. Thomson

b) Lavoisier

49

c) Tales de Mileto

d) Charles Coulomb


D, Charles Coulomb. Os outros 22%, optaram pela alternativa A, J.J. Thomson.

Possivelmente, os alunos associaram a resposta certa a Charles Coulomb por ser o

nome dado para a unidade de carga elétrica, que foi repetido por várias vezes ao

longo da aula. Diferentemente, o nome de Thales de Mileto é mencionado apenas

no princípio da aula, na primeira mini explanação.

Ao final do 2º encontro, foi liberado na plataforma digital o texto de apoio, para

ser lido ao longo da semana, o código de acesso para o segundo questionário prévio

no Kahoot e o link do jogo interativo chamado Hóquei no campo elétrico do Phet

Simulations.

Terceiro Encontro

No início do terceiro encontro, foram apresentados os resultados gerais da

turma ao segundo questionário prévio enviado no último encontro. Nota-se, que de

modo geral, o índice de acertos da turma foi menor que ao encontro anterior,

alcançando um pouco mais de 60% (Figura 25). Apesar disso, todos os alunos

acertaram mais do que erraram ou pelo menos na mesma quantidade (Figura 26).

Figura 23: Resultado geral do questionário prévio

62%

38%

Força e Campo Elétrico - Prévio


50

Figura 24: Resultado por aluno

Posteriormente, conforme a Figura 27, debateu-se as 3 questões com menor

índice de acertos, são elas:

Figura 25: Resultado das questões 2, 4 e 9.

Questão 2 – Sobre a força elétrica, se a distância entre cargas é dobrada?

a) a força é dobrada

b) a força diminui 2 vezes

c) a força diminui 3 vezes

d) a força diminui 4 vezes

A questão dois teve um taxa de erro de aproximadamente 89%, dos 8 (oito)

alunos que erraram, 75% deles informou que a resposta correta seria a letra B, a

0

2

4

6

8

10

ALUNOF

ALUNOA

ALUNOC

ALUNOK

ALUNOH

ALUNOE

ALUNOD

ALUNOG

ALUNOB

Força e Campo Elétrico - Prévio

Acertos Erros

11%

89%

Questões 2 , 4 e 9

Acertos Erros

51

força diminui 2 vezes, e os outros 25% que a resposta correta seria a letra A, a força

é dobrada.

Questão 5 – Num ponto da distância D de uma carga geradora negativa, o campo

elétrico é:

a) diretamente proporcional a distância D

b) diretamente proporcional ao ponto

c) diretamente proporcional a carga de prova

d) diretamente proporcional a carga geradora

A questão cinco apresentou a mesma porcentagem de erro da questão 2, dos

8 alunos que erraram aproximadamente 50% deles marcaram que a resposta certa

seria a letra C, diretamente proporcional a carga de prova, outros 38% informaram

que a resposta correta seria a letra A, diretamente proporcional a distância D, e 12%

não marcaram nenhuma alternativa.

Questão 9 – Sabendo que a partícula possui carga positiva, analise a figura

fornecida:

Figura 26: Placas paralelas

a) a partícula tende a ficar em repouso, primeira lei de Newton

b) a partícula entra em MRUV acelerado, segunda lei de Newton

c) a partícula descreve um movimento retilíneo uniforme

d) a partícula entra em MRUV retardado, segunda lei de Newton.

A questão nove, última da análise, também apresentou a mesma

porcentagem de erro da questão 2 (dois), dos 8 (oito) alunos que erraram

aproximadamente 88% deles marcaram que a resposta certa seria a letra C, a

52

partícula descreve um movimento retilíneo uniforme, já os outros 12% informaram

que a resposta correta seria a letra D, a partícula entra em MRUV retardado,

segunda lei de Newton.

Com base nos dados coletados, foi notório que os estudantes tiveram

dificuldade de interpretar e relacionar as proporcionalidades existente na Lei de

Coulomb e na equação do campo elétrico para uma partícula carregada apresentada

no texto de apoio 2, que se encontra no apêndice A.

No momento seguinte, foram feitas mini explanações sobre as várias

aplicações no cotidiano dos alunos e avanços tecnológicos. Por exemplo, o campo

elétrico possibilitou desenvolver técnicas e dispositivos importantes, em áreas como

informática, engenharia, medicina; como o eletrocardiograma, a eletrólise utilizada

na análise do sangue e até gravações e leituras de dados em HD e mídias como CD

e DVD.

Uma primeira aproximação da ideia de campo elétrico é associá-lo a uma

região que fica sujeita a ação de forças. O que os professores normalmente fazem é

utilizar os livros didáticos e a lousa para comparar o campo elétrico com o campo

gravitacional da Terra, onde, nesta região, qualquer corpo sofre a ação de uma força

chamada peso; esta força é de atração mútua, ou seja, tanto a Terra atrai o corpo

como ele atrai a Terra.

Porém esse tipo de exemplo, muitas vezes não é compreendido pelos

estudantes. Então, utilizou-se de um exemplo curioso do dia a dia: se alguma

pessoa aproximar um dos braços da tela de um televisor ligado ou de um encosto de

cadeira eletrizado, será possível notar que os pelos ficarão eriçados. Isso mostra

que as cargas elétricas presentes na tela do televisor geraram um campo elétrico.

Com isso, pode-se dizer que o campo elétrico é uma propriedade associada a uma

posição do espaço, criada por um ou vários corpos eletrizados a certa distância.

Dessa forma, outro corpo eletrizado colocado na região desse campo fica sujeito à

ação de uma força elétrica de repulsão ou atração.

Com o objetivo de motivar os estudantes a aprenderem física de uma maneira

descontraída e fora do padrão normalmente usado. Propôs-se um desafio para os

estudantes resolverem em casa. O desafio consistia em uma simulação que tem

estrutura de um jogo de hóquei, só que com cargas elétricas. A simulação do Phet

conhecida como ‘‘Hóquei no Campo Elétrico’’ tem como objetivo colocar as cargas

sobre o campo de jogo e, em seguida, tentar levar o disco (partícula positiva) ao gol.

53

É possível visualizar o campo elétrico, traçar o movimento do disco e tornar o jogo

mais difícil colocando até três paredes na frente do gol. O acréscimo de cada parede

significa um avanço de nível, conforme visualizado na Figura 29.

Esse recurso didático complementa o conhecimento que foi promovido

através da leitura do texto de apoio 2.

Figura 27: Simulação “Hóquei no campo elétrico”

Fonte: PhET

Após a análise das questões do questionário prévio, mini explanações sobre o

conteúdo e a utilização da simulação do Phet, foi aplicado um novo questionário com

10 questões em sala através do Kahoot.

Figura 28: Resultado geral do questionário sobre Força e Campo Elétrico


alunos alcançaram resultado mediano com um rendimento de quase 50% de

48%

52%

Força elétrica e Campo elétrico - Sala


54

acertos. Durante esta atividade os alunos não puderam consultar ao material

didático.


Durante este Kahoot alguns alunos, pela primeira vez, tiveram uma frequência

de erros superior a de acertos (Figura 31). No entanto, como por várias vezes a

porcentagem de acertos de uma questão se situou entre 35% e 70%, os alunos

frequentemente formaram pequenos grupos e discutiram sobre o assunto, gerando

um ganho de aprendizado através do debate entre os alunos e do compartilhamento

de seus conhecimentos.

Conforme o gráfico apresentado na Figura 32, percebe-se que esse caso se

repetiu durante 6 questões.

Figura 30: Resultados por questão

0

2

4

6

8

10

ALUNO K ALUNO A ALUNO F ALUNO B ALUNO C ALUNO D ALUNO H ALUNO G ALUNO J

Força e Campo Elétrico - Sala Acertos Erros

22%

55%

33%

0%

55% 67% 67%

33%

67%

44%

78%

45%

67%

100%

45% 33% 33%

67%

33%

56%

Questão1

Questão2

Questão3

Questão4

Questão5

Questão6

Questão7

Questão8

Questão9

Questão10

Força e Campo Elétrico - Sala

Acertos Erros

55

Já nas outras 4 questões a frequência de acertos foi inferior aos 35 %,

necessitando assim da intervenção do professor através de uma nova exposição oral

clarear os conceitos correspondentes a questão.

Ao final do 3º encontro, foi liberado na plataforma digital o texto de apoio 3,

para ser lido ao longo da semana e o código de acesso para o terceiro questionário

prévio no Kahoot. Por fim, foi solicitada a montagem de um circuito simples através

da simulação chamada Kit para Montar Circuito DC - Lab Virtual do Phet

Simulations, disponível na plataforma digital Jovem da Física.

Quarto Encontro

Novamente ao iniciar o encontro, foram apresentados os resultados gerais da

turma, conforme demonstrado na Figura 33. Neste encontro o índice de acertos da

turma foi extremamente elevado alcançando mais de 90%.

Figura 31: Resultado geral do questionário prévio sobre corrente e resistores

Com base na análise das respostas ao questionário (Figura 34), foi possível

organizar as mini explanações orais dos principais conteúdos, desenvolver um novo

questionário para ser aplicado em sala e conforme o resultado positivo avançar para

novos conhecimentos.

95%

5%

Corrente e Resistores elétricos - Prévio


56


Na Figura 34 é possível notar que novamente os dados não estão dispostos

em ordem alfabética, pois além dos acertos o ranquiamento também é baseado pela

velocidade de resposta. Dessa forma, apesar do aluno D ter errado mais que o aluno

E, ele fica na frente por ter utilizado menos tempo para responder as questões

corretas.

Posteriormente, debateu-se as questões que tiveram erros, como as questões

9 e 10. Em ambas as questões apenas 2 alunos escolheram a alternativa errada

(Figura 35).

Figura 33: Resultado das questões 9 e 10 do questionário prévio sobre

corrente e resistores elétricos

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

AlunoH.

AlunoC

AlunoJ

AlunoK

AlunoL

AlunoF

AlunoG

AlunoA

AlunoI

AlunoD

AlunoE

AlunoB

Corrente e Resistores - Prévio

Acertos Erros

83%

17%

Questões 9 e 10 - Prévio

Acertos Erros

57

Questão 9 - O que acontece se um condutor for ligado do polo positivo de uma

bateria diretamente ao seu polo negativo?

a) Curto circuito

b) Nada, pois isso é algo normal

c) Um choque elétrico

d) Movimentação de prótons

Questão 10 – O pássaro abaixo está pousando em um condutor elétrico. Ele irá

levar choque?

Fonte: IFRN

a) Não, pois seus pés não possuem sangue.

b) Sim, pois a tensão é alta.

c) Não, pois ele está em um único condutor.

d) Sim, pois há diferença de potencial (ddp) entre seus pés.

Na questão 9, os 2 alunos que erraram informaram que a resposta correta

seria a letra B. Já na questão 10 os 2 alunos que erraram, informaram que a

resposta correta seria a letra A. Dessa forma, observa-se que as dúvidas da turma

eram pontuais e por parte de alguns alunos.

Com objetivo de sanar as dúvidas apresentadas, na sequência discutiu-se

outros exemplos de aplicações desse conteúdo no cotidiano dos alunos. Por

exemplo, quando acendemos uma lâmpada, um fluxo de elétrons atravessa o

filamento, diz-se que uma corrente elétrica passou pelo filamento. Do mesmo modo

ocorre quando se liga um chuveiro elétrico e temos água quente, um fluxo de

elétrons passou pelo resistor, ou seja, passou uma corrente elétrica. A partir desses

exemplos é possível desenvolver as partes constituintes do circuito.

Levando em consideração os exemplos apresentados acima, de modo geral

pode-se dizer que a corrente elétrica se constitui num fluxo de partículas eletrizadas

em movimento ordenado. A natureza das partículas eletrizadas depende do meio em

58

que se dá a passagem da corrente. Nos metais é constituída de elétrons, já nas

soluções líquidas os elétrons não fazem parte da corrente e sim, os cátions (+) e

aníons (-).

Para produzir uma corrente elétrica, não bastam apenas fios e lâmpadas,

necessita-se de uma fonte de tensão. Como por exemplo, as pilhas, bateria de

automóvel, bateria de celular, células fotovoltaicas, dentre outros. A fonte de tensão

é o aparelho que fornece energia aos elétrons para que estes se movimentem.

Tomando a pilha como exemplo, é uma fonte que possui dois polos, o positivo e o

negativo, ou seja, possui uma diferença de potencial elétrico.

O último dispositivo do circuito tratado em questão, o resistor, é todo elemento

de circuito cuja função exclusiva é transformar energia elétrica em energia térmica.

Todo resistor é constituído de um material condutor resistivo, isto é, que apresenta

uma certa dificuldade a passagem de elétrons. A medida dessa dificuldade é

denominada como resistência elétrica. Existem vários exemplos de aparelhos

elétricos que se utilizam de resistores para realizar sua função, como é o caso do

ferro de passar, chuveiro, torneira elétrica, torradeira, fogão elétrico, secador de

cabelo, e etc. Porém o mais conhecido é a lâmpada de filamento, esse filamento

aquece quando percorrido por corrente elétrica, emitindo luz.

Após os debates sobre os dispositivos que formam o circuito elétrico simples,

utilizou-se também a simulação chamada Kit para Montar Circuito DC - Laboratório

Virtual do Phet Simulations, disponibilizada no site Jovem da Física, para promover a

montagem de circuitos elétricos mais complexos, por exemplo, com mais de um

resistor. Enriquecendo o aprendizado e abrindo espaço para mais discussões sobre

a associação de resistores conforme as Figuras 36 e 37.

Figura 34: Associação de resistores em série produzido por um dos alunos

Fonte: PhET

59

Figura 35: Associação de resistores em paralelo produzido por um dos alunos

Fonte: PhET

Além disso, os circuitos podem se parecer com as imagens feitas na lousa

(Figura 38) ou se parecer com os dispositivos normalmente encontrados no cotidiano

de cada estudante (Figura 39), tornando claras as legendas das imagens feitas na

lousa durante as aulas e nos livros didáticos durante as futuras resoluções de

exercícios nos mesmos.

Figura 36: Circuito esquemático

Fonte: PhET

Figura 37: Circuito realista

Fonte: PhET.

60

Após as mini explanações e as discussões sobre circuitos elétricos, foi

aplicado um novo questionário com 10 questões em sala através do Kahoot. A

Figura 40 mostra o momento em que os alunos estavam inserindo o código de

acesso ao quiz do Kahoot em seus smartphones ou computadores.

Figura 38: Alunos fazendo o login no Kahoot

Analisando os dados da Figura 41, é possível ver que, de modo geral, os

alunos alcançaram um resultado elevado com um rendimento de um pouco mais de

80% de acertos.

Figura 39: Resultado geral do questionário em sala

sobre corrente e resistores elétricos

82%

18%

Corrente e Resistores - Sala


61

Figura 40: Resultado por aluno do questionário em sala

sobre resistores e corrente elétrica

Na Figura 42 é possível notar que o Aluno C apesar de ter errado uma das

dez questões do questionário ficou em primeiro lugar no ranking de pontuação entre

os alunos. Isso se deve ao fato de que, quanto mais rápido a pergunta é respondida,

mais pontos são obtidos.

Em nenhuma das questões os alunos obtiveram uma frequência de acertos

inferior a 35%, mas em 3 questões o índice de acerto foi abaixo de 70%, são elas:

Questão 2 - Os circuitos elétricos de residências são normalmente montados em:

a) paralelo, pois a ddp é dividida para todos os aparelhos.

b) série, pois a mesma corrente ligara os aparelhos.

c) paralelo, pois cada aparelho terá sua corrente independente.

d) série, pois a ddp será a mesma para todos os aparelhos.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

AlunoC

AlunoG

AlunoF

AlunoL

AlunoH

AlunoJ

AlunoA

AlunoB

AlunoD

AlunoK

Aluno I AlunoE

Corrente e Resistores - Sala

Acertos Erros

62

Figura 41: Resultado da questão 2 sobre resistores e corrente elétrica

Entre os 4 (quatro) alunos que erraram a questão, 100% deles optaram pela

alternativa A. Em vez da alternativa C que era a resposta correta.

Questão 3 – Num circuito, dois resistores estão ligados em série e possuem

resistências diferentes, logo:

a) i1=i2 e V1 ≠ V2

b) i1≠i2 e V1 ≠ V2

c) i1=i2 e V1 = V2

d) i1=i2 e V1 > V2


Entre os 6 (seis) alunos que erraram a questão, 50% deles optaram pela

alternativa D, outros 33%, optaram pela alternativa C e os 17% restantes optaram

pela letra B.

67%

33%

Questão 2 - Sala

Acertos Erros

50% 50%

Questão 3 - Sala

Acertos Erros

63

Questão 10 – Informe o valor da corrente no resistor 1 (R1) e no resistor 2 (R2).

Figura 43: Circuito elétrico com resistores em paralelo

a) i1 = 1,3 A e i2= 1,3 A

b) i1 = 6 A e i2= 3 A

c) i1 = 4 A e i2= 2 A

d) i1 = 3,6 A e i2= 7,2 A



B, enquanto apenas 25% deles optou pela alternativa D ao invés da alternativa C

que era a resposta correta.

Ao final do 4º encontro, foi liberado na plataforma digital o texto de apoio 4,

para ser lido ao longo da semana, o código de acesso para o quarto questionário

prévio no Kahoot e o link da simulação Laboratório de Eletromagnetismo de Faraday

do Phet Simulations.

Quinto Encontro

No quinto encontro, o índice de acertos da turma ao questionário prévio foi

menor que ao encontro anterior, alcançando um pouco mais de 70% (Figura 47).

67%

33%

Questão 10 - Sala

Acertos Erros

64

Figura 45: Resultado geral do questio nário prévio


Através da Figura 48, foi possível observar que apenas um aluno obteve

frequência de acertos abaixo de 60%. Portanto, a partir desses dados organizou-se

as mini explanações orais e se desenvolveu um novo questionário para ser aplicado

em sala, a fim de solucionar as dificuldades apresentadas.

Posteriormente, foram debatidas as três questões com menor índice de

acertos que, são:

Questão 1 – Um ímã possui?

a) um polo positivo e um polo negativo

b) um polo norte e um polo sul

c) dois polos positivos

d) dois polos de mesmo sinal

71%

29%

Ímã e Campo Magnético - Prévio


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

ALUNOB

ALUNOC

ALUNOE

ALUNOA

ALUNOD

ALUNOM

ALUNOI

ALUNOK

ALUNOH

ALUNOF

Ímã e Campo Magnético - Prévio

Acertos Erros

65

A questão um teve uma taxa de erro de aproximadamente 50%, dos 5 alunos

que erraram, todos eles informaram que a resposta correta seria a letra A.

Questão 9 – Um polo magnético A de um imã atrai um polo B, que por sua vez atrai

uma polo sul, concluímos:

a) que A é um polo sul

b) que A e B possuem mesmo sinal

c) que A é um polo norte

d) que B não é um imã

A questão 9 apresentou uma porcentagem de erro de 60%, dos 6 alunos que

erraram aproximadamente 67% deles marcaram que a resposta certa seria a letra C

e os outros 33% informaram que a resposta correta seria a letra D.

Questão 10 – As linhas de indução de um ímã:

a) entram no polo norte e saem no polo sul

b) entram e saem no mesmo polo

c) entram no polo sul e saem no polo norte

d) entram no polo norte e saem no polo norte

A questão 10 apresentou a maior porcentagem de erro entre as três, 80% de

erro. Dentre os 8 alunos que erraram metade deles marcaram que a resposta certa

seria a letra A, já a outra metade informou que a resposta correta seria a letra B.

Com base nos dados coletados, foi possível notar que, de forma equivocada,

alguns alunos misturaram os conceitos da eletrostática e do magnetismo. Além

disso, apresentaram dificuldade nas questões que envolviam interpretação e

organização dos problemas.

No momento seguinte, foram feitas mini explanações sobre as várias

aplicações no cotidiano dos alunos e avanços tecnológicos que ocorreram por

influência do magnetismo. Por exemplo, o cartão com tarja magnética – cartões de

banco, de crédito ou de débito, para identificação em locais de acesso restrito

(laboratórios, escritórios, bancos e etc.), cartão para transporte urbano, são

exemplos de dispositivos muito comuns no cotidiano dos estudantes, que muitas

66

vezes nem repararam que estão fazendo uso de apenas uma das inúmeras

aplicações propiciadas pelo avanço do Eletromagnetismo. A tarja magnética de

cartões é feita de pequenas partículas de ferro num filme plástico, que podem ser

magnetizadas com orientações diferentes, e com isso se gravam as diversas

informações. Esses pequenos imãs exibem as mesmas propriedades dos imãs

maiores.

Por fim, utilizando a lousa, foram feitas anotações, desenvolvendo conceitos e

conhecimentos a respeito do campo magnético gerado por corrente elétrica e a regra

da mão direita.

Após a análise das questões do questionário prévio, mini explanações sobre o

conteúdo e debates sobre as aplicações do eletromagnetismo, foi aplicado um novo

questionário com 10 questões em sala através do Kahoot.

Figura 47: Resultado geral do questionário em sala sobre Força e Campo

Elétrico


alunos alcançaram resultado mediano com um rendimento de quase 50% de

acertos, similar ao que aconteceu no terceiro encontro.

48%

52%

Ímã e Campo Magnético - Sala


67


Como pode se observar na Figura 51, metade dos alunos tiveram uma

frequência de erros superior a de acertos. No entanto, assim como ocorreu no

terceiro encontro, após os momentos de discussões em grupos o índice de acertos

das questões aumentou consideravelmente. E nos casos em que os acertos foram

inferiores a 30%, ocorreu a intervenção do professor através de uma nova exposição

oral buscando suprir os problemas encontrados.

Figura 49: Resultados por questão

Conforme o gráfico apresentado na Figura 52 percebe-se que em apenas três

questões foi obtido porcentagem de acertos acima dos 70%. Em quatro questões o

percentual de acertos ficou entre 30% e 70%, já nas três questões restantes a

0

1

2

3

4

5

6

7

8

ALUNOA

ALUNOC

ALUNOB

ALUNOE

ALUNOM

ALUNOI

ALUNOK

ALUNOG

ALUNOF

ALUNOH


Acertos Erros

80% 90%

50%

80%

50%

10%

40%

10%

40%

20% 20% 10%

50%

20%

50%

90%

60%

90%

60%

80%


Acertos Erros

68

frequência de acertos foi inferior aos 30%, necessitando assim da intervenção do

professor.

Destaca-se que nas questões que apresentaram os menores índices de

acertos, foram utilizadas as equações de campo magnético gerado por corrente

elétrica, demonstrando a necessidade do uso de maior tempo e atenção para o

desenvolvimento do assunto.

Ao final do último encontro, após a aplicação do questionário em sala, foi

solicitado que os alunos respondessem um último questionário em casa, com o

intuito de analisar a receptividade dos alunos ao método aplicado, o engajamento

dos alunos nas aulas, o envolvimento nas atividades propostas tanto para realização

em casa como em sala, a possibilidade de aprendizagem trocada entre os

educandos e, também, como forma de avaliar o grau de aceitação do trabalho em

geral.

Conforme se observará abaixo, todos os 13 alunos participaram desse

questionário gerando os dados que se seguem abaixo:

Questão 1 - Quando estava fora da escola, teve dificuldade de acessar os recursos

tecnológicos como Kahoot, materiais de apoio e site do phet?

Figura 50: Dificuldades de acessar os recursos tecnológicos

Questão 2 - Em sua opinião, qual era o grau de dificuldade das questões

respondidas nos questionários prévios (antes da aula)?

Figura 51: Grau de dificuldade das questões prévias

69

Questão 3 - Em sua opinião, qual era o grau de dificuldade das questões

respondidas nos questionários em aula?

Figura 52: Grau de dificuldade das questões em sala

Questão 4 - Esta metodologia de ensino colaborou na sua aprendizagem sobre o

eletromagnetismo?

Figura 53: Colaboração da metodologia

Questão 5 - Através dessa metodologia seu engajamento nas aulas:

Figura 54: Engajamento nas aulas

Questão 6 - Através dessa metodologia, você se dedicou mais aos estudos?

70

Figura 55: Dedicação aos estudos.

Questão 7 - Em sua opinião, o que mais colaborou no entendimento das questões

difíceis?

Figura 56: Colaboração nas questões difíceis

Questão 8 - Gostou de participar das atividades propostas?

Figura 57: Apreço em participar das atividades

Questão 9 - Gostaria que mais aulas tivessem esse formato?

Figura 58: Apreço por mais aulas no formato

71

6 – CONSIDERAÇÕES FINAIS

O presente trabalho buscou romper com o método tradicional frequentemente

utilizado no ensino de Física, no qual o professor mantêm uma prática de aula

predominantemente expositiva e com base em textos didáticos apenas, não

proporcionando uma aprendizagem que ressalte os conceitos abordados, ou mesmo

quando utiliza métodos não tradicionais, estes são introduzidos com objetivo

meramente lúdico ou ilustrativo, ou para comprovar teorias já anteriormente

apresentadas pelo método tradicional, sem maior preocupação em articular uma

discussão sobre o papel dos mesmos na construção do conhecimento.

Para tanto, objetivou-se apresentar e aplicar uma sequência didática que

promovesse um engajamento do aluno, uma aprendizagem colaborativa e,

consequentemente, uma aprendizagem significativa dos conteúdos de

eletromagnetismo. Além disso, pretende-se que esse produto auxilie outros

professores que buscam incorporar novos métodos de ensino em suas atividades

como docentes.

Ao fazer uso dos recursos tecnológicos do Kahoot e do Phet para lecionar

sobre os principais tópicos do eletromagnetismo, utilizou-se o método Ensino sob

Medida aliado ao método Instrução por Colegas, alcançando, ao final, resultados

bastante satisfatórios.

Baseado nos resultados do questionário de satisfação do produto educacional

foi possível concluir que a sequência didática aplicada nos encontros foi aprovada

pelos alunos, que demonstraram interesse em mais aulas com a mesma

metodologia. Frise-se que, apesar de somente a metade da turma ter apresentado

maior comprometimento com o estudo em casa, os alunos, unanimemente

consideraram a sequência didática aplicada como razão para o aumento do

engajamento dos mesmos nas aulas.

Constata-se, dessa forma, que a mera utilização de novos recursos

tecnológicos em propostas de aulas antigas não garante, por si só, um aprendizado

de qualidade aos alunos, concluindo-se, então, que o grande diferencial para o

sucesso do produto didático foi a junção dos novos recursos com a utilização do

método de Ensino sob Medida aliado ao método Instrução por Colegas, o que

resultou no desenvolvimento, por parte dos alunos, de habilidades como trabalhar

em equipe, organizar e expor ideias para debater em classe, bem como de

72

discutirem sobre os conceitos abordados no ensino de eletromagnetismo,

harmonizando-se perfeitamente aos pilares filosóficos deste trabalho, baseados na

teoria sociointerativa de Vygotski e na aprendizagem significativa de Ausubel.

73

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino

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74

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VIGOTSKI, L. S. Pensamento e Linguagem. São Paulo: M. Fontes, 1987.

https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/circuit-construction-kit-dc

77

ANEXO A – TEXTOS DE APOIO

78

TEXTO DE APOIO 1 - CARGA ELÉTRICA E ELETRIZAÇÃO

PRINCÍPIOS DA ELETROSTÁTICA

Princípio da atração e repulsão

• Cargas elétricas de mesmo sinal repelem-se.

• Cargas elétricas de sinais opostos atraem-se.

Fonte: pH, 2014.

Princípio da conservação das cargas elétricas

Num sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das quantidades de

cargas positivas e negativas é constante.

CORPO ELETRIZADO

É o corpo que possui excesso de elétrons (carga negativa) ou falta de elétrons

(carga positiva).

O valor da carga de um próton ou um elétron é chamado carga elétrica

elementar e simbolizado por e. A unidade de medida adotada internacionalmente

para a medida de cargas elétricas é o coulomb (C).

Podemos definir a carga elétrica de um corpo (Q) pela relação:

Q = n.e

Onde:

Q= Carga elétrica, medida em coulomb no SI

n= quantidade de cargas elementares, que é uma grandeza adimensional e têm

sempre valor inteiro (n=1, 2, 3, 4 ...)

e= carga elétrica elementar (1,6.10−19 C)

79

CONDUTORES E ISOLANTES

Condutores elétricos

Meios materiais nos quais as cargas elétricas movimentam-se com facilidade.

Isolantes elétricos ou dielétricos

Meios materiais nos quais as cargas elétricas não têm facilidade de

movimentação.

Elétrons livres: elétrons mais afastados do núcleo atômico, ligados fracamente

a ele. Os elétrons livres são os responsáveis pela condução de eletricidade nos

metais.

PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO

Eletrização por atrito

Os corpos atritados adquirem cargas de mesmo valor absoluto e de sinais

opostos:

Fonte: Ramalho, 2009.

Convenientemente foi elaborada uma lista em dada ordem que um elemento ao

ser atritado com o sucessor da lista fica eletrizado positivamente. Esta lista é

chamada série triboelétrica:

Fonte: pH, 2014.

80

Eletrização por contato

Os condutores adquirem cargas de mesmo sinal. Se os condutores tiverem

mesma forma e mesmas dimensões, a carga final será igual para os dois e dada

pela média aritmética das cargas iniciais:


Eletrização por indução

O condutor induzido adquire carga de sinal oposto à do condutor indutor. A

figura seguinte apresenta a sequência dos procedimentos no caso de o indutor ter

carga positiva.

O processo é dividido em três etapas:

I) Primeiramente um bastão eletrizado é aproximado de um condutor inicialmente

neutro:

Fonte: Só Física

II) O próximo passo é ligar o induzido à terra, ainda na presença do indutor.

Fonte: Só Física

81

III) Desliga-se o induzido da terra, fazendo com que sua única carga seja a do

sinal oposto ao indutor.

Fonte: Só Física

Após pode-se retirar o indutor das proximidades e o induzido estará eletrizado

com sinal oposto à carga do indutor e as cargas se distribuem por todo o corpo.


FERRARO, Nicolau Gilberto; Ramalho Junior, Francisco; Soares, Paulo Toledo.

Física 3: Os Fundamentos da Física - 3º Ano. Editora MODERNA, 2009.

KAZUHITO, Yamamoto; FUKE, Luiz Felipe. Física para Ensino Médio: Eletricidade e

Física Moderna, 1° Ed - São Paulo: Saraiva 2010.

MENIN, Olavo Henrique. Ciências da Natureza: Eletrostática. São Paulo: Saraiva,

2015.

Pré-Vestibular Extensivo Física ph, Caderno 2. Editora Abril, 2014.

SAMPAIO, José Luiz; CALÇADA, Caio Sérgio. Física: volume único. 2º edição – São

Paulo: Atual, 2005.

SÓ FÍSICA. Disponível em:

<https://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrostatica.php> Acesso

em: 02 de junho de 2018.

82

TEXTO DE APOIO 2 - FORÇA ELÉTRICA E CAMPO ELÉTRICO

FORÇA ELETRICA

Lei de Coulomb:

A intensidade da força de ação mútua entre duas cargas elétricas puntiformes

é diretamente proporcional ao produto dos valores absolutos das cargas e

inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa.


F = 𝐤.|𝐐𝟏.𝐐𝟐|

𝐝𝟐

K=constante eletrostática do meio onde estão as cargas

No vácuo: k = 9.109 N.m²/C².

No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de carga elétrica é o

coulomb (símbolo C).

Para se determinar se estas forças são de atração ou de repulsão utiliza-se o

produto de suas cargas, ou seja:

Q1.Q2 > 0 forças de repulsão

Q1.Q2 < 0 forças de atração

CONCEITO DE CAMPO ELÉTRICO

Uma carga elétrica puntiforme (Q) origina, na região que a envolve, um

campo de forças chamado campo elétrico. Uma carga elétrica puntiforme de prova

(q), colocada num ponto P dessa região, fica sob ação de uma força elétrica (Fe). A

carga elétrica (q) “sente” a presença da carga (Q) por meio do campo elétrico que Q

origina. Portanto, a força elétrica (Fe) é devida à interação entre o campo elétrico da

carga Q e a carga elétrica q.

83


Analogamente, a carga elétrica de prova q também produz um campo elétrico

que age sobre a carga elétrica Q.

Assim o campo elétrico desempenha o papel de transmissor de interações

entre as cargas elétricas.

Vetor campo elétrico ( )

A força elétrica (Fe) que age na carga elétrica (q) é dada pelo produto de dois

fatores:

• um escalar, que é a carga elétrica q;

• outro vetorial, que caracteriza a ação da carga Q, ou da distribuição de cargas, em

cada ponto P do campo. Este fator é indicado por E e recebe o nome de vetor campo

elétrico em P.

Assim, podemos escrever:

Fe = q.E

• Se q é positiva (q>0), Fe e E têm o mesmo sentido.

• Se q é negativa (q<0), Fe e E têm sentidos contrários.

• Fe e E têm sempre a mesma direção.


Unidade de intensidade do vetor campo elétrico no SI: newton por coulomb

(N/C).

84

CAMPO ELÉTRICO DE UMA CARGA PUNTIFORME Q FIXA


• Intensidade: 𝐄 =𝐤 .|𝐐|

𝐝²

• Direção: da reta que une a carga ao ponto P.

• Sentido: de afastamento se Q positiva (Q>0); de aproximação se Q negativa

(Q<0).

CAMPO ELÉTRICO DE VÁRIAS CARGAS PUNTIFORMES FIXAS


Er = E1 + E2 + E3 +...+ Em

Linhas de força

Linhas tangentes ao vetor campo elétrico em cada um de seus pontos. São

orientadas no sentido do vetor campo elétrico.

85


CAMPO ELÉTRICO UNIFORME

O vetor campo elétrico E é o mesmo em todos os pontos; as linhas de força

são retas paralelas igualmente espaçadas e de mesmo sentido.


FERRARO, Nicolau Gilberto; RAMALHO, Francisco Junior; SOARES, Paulo Toledo.




MENIN, Olavo Henrique. Ciências da Natureza: Eletrostática. São Paulo: Saraiva,

2015.



Paulo: Atual, 2005.

86


<https://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrostatica.php> Acesso

em: 02 de junho de 2018.

87

TEXTO DE APOIO 3 –

CORRENTE ELÉTRICA E RESISTORES ELÉTRICOS

CORRENTE ELÉTRICA (i)

Um condutor metálico, que tem a característica de ter elétrons livres, quando é

conectado a um polo positivo, e em sua outra extremidade a um polo negativo,

esses elétrons inicialmente livre e desordenados iniciam um movimento ordenado.

Assim podemos definir como movimento ordenado de cargas elétricas.

Sentido da Corrente Elétrica: Para o sentido da corrente temos que

diferenciar o sentido real do sentido convencional.

Fonte: Info Escola

Observando os elétrons que passam por uma secção transversal de um fio

podemos medir a quantidade média de elétrons que passam pelo fio, assim a

intensidade média da corrente elétrica i num condutor em um intervalo de tempo Δt,

é definido como:

𝐢 = 𝐐

𝚫𝐭

Assim para o sistema internacional temos que a corrente elétrica será definida

como ampère (A), daí:

A = [C/s]

Ampère é definido como Coulomb por segundo.

RESISTÊNCIA ELÉTRICA

Se fizermos uma ligação com diferentes fios condutores, a uma mesma fonte

de energia, veremos que as correntes obtidas serão diferentes umas das outras.

Isso se dá pelo fato de o próprio fio oferecer “dificuldades” à passagem da corrente

elétrica. Com a finalidade de medir essa “dificuldade”, definiu-se uma nova

grandeza: a resistência do condutor.

88

Os resistores são elementos de circuito que consomem energia elétrica,

convertendo-a em energia térmica. A conversão de energia elétrica em energia

térmica é chamada de Efeito Joule.

Os resistores podem ser encontrados em vários objetos, como por exemplo,

no chuveiro, na lâmpada, etc. A figura abaixo nos mostra como os resistores são

representados em um circuito elétrico.

Fonte: Brasil Escola

A resistência elétrica (R) pode ser definida pelas seguintes equações:

R = 𝐔

𝐢

ou

U = R.i

Na 1º Lei de Ohm acima, temos:

U = é a diferença de potencial (ddp) [V]

i = é a intensidade da corrente elétrica [A]

R = é a resistência elétrica [Ω]

A unidade, adotada pelo SI é o Ohm (Ω).

2º Lei de Ohm:

Esta lei descreve as grandezas que influenciam na resistência elétrica de um

condutor.

A resistência de um condutor homogêneo de secção transversal constante é

proporcional ao seu comprimento e da natureza do material de sua construção, e é

inversamente proporcional à área de sua secção transversal. Em alguns materiais

também depende de sua temperatura.

Sendo expressa por:

R = .𝐋

𝐀

Onde:

ρ= resistividade, depende do material do condutor e de sua temperatura (Ω.m)

L= largura do condutor (m)

A= área da secção transversal (m²)

89

ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE

Associar resistores em série significa ligá-los em um único trajeto, ou seja:

Fonte: Só Física

Como existe apenas um caminho para a passagem da corrente elétrica esta é

mantida por toda a extensão do circuito. Já a diferença de potencial entre cada

resistor irá variar conforme a resistência deste, para que seja obedecida a 1ª Lei de

Ohm, assim:

U1 = R1.i

U2 = R2. I

U3 = R3.i

U4 = R4.i

Esta relação também pode ser obtida pela análise do circuito:

Fonte: Só Física

Sendo assim a diferença de potencial entre os pontos inicial e final do circuito é

igual à:

U = U1 + U2 + U3 + ... + Un

Analisando esta expressão, já que a tensão total e a intensidade da corrente

são mantidas, é possível concluir que a resistência equivalente é:

Req = R1 + R2 + R3 + ... + Rn

Ou seja, um modo de se resumir e lembrar-se das propriedades de um

circuito em série é:

Tensão ou ddp (U) = se divide

Corrente (i) = se conserva

Resistência equivalente (Req) = soma algébrica das resistências em cada resistor

90

ASSOCIAÇÃO EM PARALELO

Ligar um resistor em paralelo significa basicamente dividir a mesma fonte de

corrente, de modo que a ddp em cada ponto seja conservada.

Usualmente as ligações em paralelo são representadas por:

Fonte: Só Física

Como mostra a figura, a intensidade total de corrente do circuito é igual à soma

das intensidades medidas sobre cada resistor, ou seja:

i = i1 + i2 + i3 + ... + in

PELA 1ª LEI DE OHM:

𝐢 = 𝐔

𝐑𝟏+

𝐔

𝐑𝟐+

𝐔

𝐑𝟑+. . . +

𝐔

𝐑𝐧

E por esta expressão, já que a intensidade da corrente e a tensão são

mantidas, podemos concluir que a resistência total em um circuito em paralelo é

dada por:

𝟏

𝐑𝐭=

𝟏

𝐑𝟏+

𝟏

𝐑𝟐+

𝟏

𝐑𝟑+. . . +

𝟏

𝐑𝐧

Casos especiais:

I) Dois resistores diferentes

𝐑𝐞𝐪 = 𝐑𝟏. 𝐑𝟐

𝐑𝟏 + 𝐑𝟐

II) Vários resistores iguais

𝐑𝐞𝐪 = 𝐑

𝐍

Sendo N igual ao número de resistores iguais que estão repetidos.

91




INFOESCOLA. Disponível em: <https://www.infoescola.com/fisica/corrente-eletrica>

Acessado em: 03 de junho de 2018.

JÚNIOR, Joab Silas Da Silva. "O que são resistores?"; Brasil Escola. Disponível em

<https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-sao-resistores.htm>. Acesso em

03 de junho de 2018.



MENIN, Olavo Henrique. Ciências da Natureza: Eletrodinâmica. São Paulo: Saraiva,

2015.



Paulo: Atual, 2005.


<https://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrodinamica.php>

Acesso em: 03 de junho de 2018.

92

TEXTO DE APOIO 4 – ÍMÃ E CAMPO MAGNÉTICO

As propriedades magnéticas foram observadas por civilizações antigas da

Ásia Menor. Os povos dessa região perceberam que algumas pedras atraíam outras.

Essas pedras eram constituídas por óxido de ferro e são conhecidas como ímãs

naturais. É possível, no entanto, transformar certos materiais, tais como, ferro, níquel

e ligas metálicas em ímãs por meio do processo de imantação. Esses ímãs são

conhecidos como ímãs artificiais.

PROPRIEDADES DOS ÍMÃS

I) Atraem fragmentos de ferro (limalha).

No caso de um ímã em forma de barra, os fragmentos de ferro aderem às

extremidades, que são denominadas polo do ímã.


II) Orientam-se aproximadamente na direção norte-sul geográfica do lugar.

Polo norte (N) do ímã é a região que se volta para o norte geográfico e polo

sul (S), a que se volta para o sul geográfico.


III) Exercem entre si forças de atração ou de repulsão.

A experiência mostra que polos de mesmo nome se repelem e polos de

nomes contrários se atraem.


93

IV) Inseparabilidade dos polos

Cortando-se um ímã transversalmente, cada parte constitui um ímã completo.


CAMPO MAGNÉTICO ( )

Um ímã origina um campo magnético na região que o envolve. Uma agulha

magnética colocada nessa região “sente” a presença do ímã por meio do campo que

ele origina.

Para se caracterizar a ação do campo, associa-se a cada ponto do campo um

vetor denominado vetor indução magnética, que é indicado por B.

A direção e o sentido

Ao colocarmos uma pequena agulha magnética num ponto P de um campo

magnético originado por um ímã, ela se orienta assumindo uma certa posição de

equilíbrio. A direção do campo magnético em P é a direção definida pelo eixo NS da

agulha magnética. O sentido do campo magnético é aquele para o qual o polo N da

agulha magnética aponta.


Intensidade

A intensidade do vetor indução magnética B é determinada por meio da força

magnética que age numa determinada carga elétrica q, lançada do ponto P do

campo magnético.

No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de intensidade do vetor

indução magnética B denomina-se Tesla (símbolo T).

94

Linha de Indução

É toda linha que, em cada ponto, é tangente ao vetor B e orientada no seu

sentido. As linhas de indução saem do polo norte e chegam ao polo sul.


Campo Magnético Uniforme

É aquele no qual, em todos os pontos, o vetor B tem a mesma direção, o

mesmo sentido e a mesma intensidade. As linhas de indução de um campo

magnético uniforme são retas paralelas igualmente espaçadas e igualmente

orientadas.


CAMPO MAGNÉTICO GERADO POR CORRENTE ELÉTRICA

O físico dinamarquês Hans Christian Oersted descobriu, em 1820, que a

passagem da corrente elétrica por um fio condutor também produz fenômenos

magnéticos, tais como o desvio da agulha de uma bússola colocada nas

proximidades de um condutor.

Os fenômenos magnéticos não constituem, portanto, fenômenos isolados;

eles têm relação íntima com os fenômenos elétricos.

Chave aberta Chave fechada


95

Assim, além do campo magnético dos ímãs, também a corrente elétrica

origina um campo magnético, uma vez que ímãs e correntes produzem os mesmos

efeitos.

Portanto, um ímã ou um condutor percorrido por corrente originam na região

do espaço que os envolve um campo magnético. O campo magnético desempenha

o papel de transmissor das interações magnéticas.

CAMPO MAGNÉTICO DE UM CONDUTOR RETILÍNEO

O vetor indução magnética B num ponto P, à distância R do fio, tem as

seguintes características:

• Direção: tangente à linha de indução que passa pelo ponto P.

• Sentido: determinado pela regra da mão direita.

• Intensidade: 𝐁 = µ .𝐢

𝟐 𝛑 𝐑

Onde R é o raio da circunferência formada, i é a corrente elétrica e μ é a

permeabilidade magnética do vácuo.

No Sistema Internacional, ela vale: µ = 4.π.10-7 T.m/A

Regra da mão direita: o polegar da mão direita indica o sentido convencional da

corrente elétrica; e os outros dedos, ao envolverem o condutor por onde passa a

corrente, dão o sentido das linhas de campo magnético.


CAMPO MAGNÉTICO NO CENTRO DE UMA ESPIRA CIRCULAR

O vetor indução magnética B no centro O da espira tem as seguintes

características:

• Direção: perpendicular ao plano da espira.


• Intensidade: B = µ .𝐢

𝟐 𝐑

96


CAMPO MAGNÉTICO NO INTERIOR DE UM SOLENOIDE

No interior do solenoide, o vetor indução magnética B tem as seguintes

características:

• Direção: do eixo geométrico do solenoide.


• Intensidade: 𝐁 = µ 𝐍 𝐢

𝐥

Onde N é o número de espiras e l é o comprimento do solenoide.


Polaridade de uma espira e de um solenoide


97

ELETROÍMÃ

Eletroímã é um aparelho constituído de ferro, ao redor do qual é enrolado um

condutor. Ao passar corrente elétrica, o ferro se imanta; quando a corrente cessa, o

ferro perde a imantação. A inversão do sentido da corrente inverte a polaridade do

ferro.

Na figura abaixo se tem um eletroímã e um imã com suas respectivas linhas

de campo.

Fonte: Mundo Educação.

No eletroímã as linhas de campo entram em uma extremidade e saem na

outra, já no imã, elas entram em um polo (polo sul) e saem no outro (polo norte) de

maneira praticamente igual.

Por apresentar comportamento semelhante ao de um imã quando percorrido

por uma corrente elétrica, que esse dispositivo ficou conhecido como eletroímã.

Aplicações: guindaste eletromagnético e campainha elétrica.


CAVALCANTE, Kleber G. "Campo Magnético no Centro de uma Espira

Circular"; Brasil Escola. Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-

magnetico-no-centro-uma-espira-circular.htm>. Acesso em 03 de junho de 2018.

CAVALCANTE, Kleber G. "A Regra da Mão Direita"; Brasil Escola. Disponível em

<https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-regra-mao-direita.htm>. Acesso em 03 de

junho de 2018.



FERREIRA, Nathan Augusto. “Eletroímã”; Mundo Educação. Disponível em:

<https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/eletroima.htm>. Acesso em 03 de

junho de 2018.

98



MENIN, Olavo Henrique. Ciências da Natureza: Eletrodinâmica. São Paulo: Saraiva,

2015.



Paulo: Atual, 2005.

99

ANEXO B – QUESTIONÁRIOS PRÉVIOS

100

QUESTIONÁRIO PRÉVIO 1 –

CARGA ELÉTRICA E ELETRIZAÇÃO

Questão 1 – Qual o nome da carga positiva?

a) Elétron

b) Próton

c) Nêutron

d) Pósitron

Questão 2 – Qual o nome da carga negativa?

a) Elétron

b) Próton

c) Nêutron

d) Pósitron

Questão 3 – Qual o nome da carga elétrica de valor nulo?

a) Elétron

b) Próton

c) Nêutron

d) Pósitron

Questão 4 – Um corpo carregado positivamente possui:

a) mesma quantidade de prótons e nêutrons

b) maior quantidade de elétrons do que nêutron

c) maior quantidade de prótons do que de elétrons

d) maior quantidade de elétrons que de nêutrons

Questão 5 – Um corpo carregado negativamente possui:

a) mesma quantidade de prótons e nêutrons

b) maior quantidade de elétrons do que de prótons

c) maior quantidade de prótons do que de elétrons

d) maior quantidade de elétrons que de nêutrons

101

Questão 6 – Após o processo de eletrização por atrito, os corpos ficam com cargas

de:





Questão 7 – A eletrização por contato só é possível se os corpos forem:

a) isolantes

b) neutros

c) carregados

d) condutores

Questão 8 – Após a eletrização por contato, os corpos ficam com cargas de:





Questão 9 – Na eletrização por indução o induzido deve ser:

a) condutor

b) Isolante

c) semicondutor

d) anti condutor

Questão 10 – Para que ocorra atração entre corpos é necessário que:

a) um corpo seja isolante

b) um corpo seja condutor

c) um corpo seja descarregado

d) um corpo seja carregado

GABARITO

1- B

2- A

102

3- C

4- C

5- B

6- B

7- D

8- A

9- A

10- D

103


FORÇA ELÉTRICA E CAMPO ELÉTRICO

Questão 1 – A força elétrica é diretamente proporcional:

a) ao valor das cargas

b) a distância

c) ao tempo

d) ao condutor

Questão 2 – Sobre a força elétrica, se a distância entre cargas é dobrada?

e) a força é dobrada

f) a força diminui 2 vezes

g) a força diminui 3 vezes

h) a força diminui 4 vezes

Questão 3 – Uma carga positiva gera um campo elétrico de:

a) afastamento

b) nulo

c) aproximação

d) maior que zero

Questão 4 – Uma carga negativa gera um campo elétrico de:

a) afastamento

b) nulo

c) aproximação

d) maior que zero

Questão 5 – Num ponto de distancia D de uma carga geradora negativa, o campo

elétrico é:

a) diretamente proporcional a distância D

b) diretamente proporcional ao ponto

c) diretamente proporcional a carga de prova

d) diretamente proporcional a carga geradora

104

Questão 6 – O que acontece com cargas de sinais iguais?

a) se atraem

b) se repelem

c) Não acontece nada

d) Aumentam de intensidade

Questão 7 – O que acontece com cargas de sinais opostos?

a) se atraem

b) se repelem



Questão 8 – Conceitualmente, o campo elétrico pode ser entendido como?

a) Um alteração no espaço

b) Uma onda admensional

c) Uma região do espaço

d) Uma região onde se manifesta a força elétrica

Questão 9 – Sabendo que a partícula possui carga positiva, analise a figura

fornecida:

a) a partícula tende a ficar em repouso, primeira lei de Newton

b) a partícula entra em MRUV acelerado, segunda lei de Newton

c) a partícula descreve um movimento retilíneo uniforme

d) a partícula entra em MRUV retardado, segunda lei de Newton

105

Questão 10 – Com base nos seus conhecimentos, associe as cargas elétricas de

cada imagem.

a) elétron e elétron; próton e próton.

b) elétron e próton; próton e próton

c) próton e próton; elétron e elétron

d) próton e elétron; prótron e prótron

GABARITO

1- A

2- D

3- A

4- C

5- D

6- B

7- A

8- D

9- B

10- D

106



Questão 1 – O material que conduz melhor a eletricidade é a(o):

a) Ar

b) Metal

c) Plástico

d) Água

Questão 2 – Considerando, uma bateria, lâmpada incandescente e lâmpada

fluorescente. A corrente elétrica no interior de cada aparelho será constituída de:

a) íons - elétrons - elétrons

b) elétrons e íons – íons - elétrons

c) íons – elétrons – elétrons e íons

d) elétron – elétron – elétron

Questão 3 – Qual é o conceito de corrente elétrica?

a) é o movimento ordenado de cargas elétricas

b) é a resistência a passagem de elétrons

c) é a energia dada ao circuito

d) é a força eletromotriz

Questão 4 – Qual alternativa informa uma das funções dos resistores?

a) Transformar energia elétrica em energia térmica

b) Impedir a passagem de corrente elétrica

c) Gerar energia para o circuito

d) Armazenar energia elétrica

Questão 5 – Quais são as unidades no SI de corrente elétrica e resistência elétrica,

respectivamente:

a) V (volt), A (ampère)

b) A (ampère), Ω (ohm)

c) J (joule), C (coulomb)

d) V (volt), J (joule)

107

Questão 6 – Qual dos aparelhos abaixo não é chamado de resistor?

a) Chuveiro

b) Ferro de passar

c) Torradeira

d) Ventilador

Questão 7 – Qual ou quais dos gráficos abaixo informa um resistor ôhmico:

a) I, II e III

b) I e II

c) II e III

d) I

Questão 8 – O que acontece se um condutor for ligado a apenas um dos polos de

uma pilha?

a) Curto circuito

b) Nada, pois não há diferença de potencial (ddp)


d) Um estouro

Questão 9 – O que acontece se um condutor for ligado do polo positivo de uma

bateria diretamente ao seu polo negativo?

a) Curto circuito

b) Nada, pois isso é algo normal


d) Movimentação de prótons

108

Questão 10 – O pássaro abaixo está pousando em um condutor elétrico. Ele irá

levar choque?

a) Não, pois seus pés não possuem sangue

b) Sim, pois a tensão é alta

c) Não, pois ele está em um único condutor

d) Sim, pois há ddp entre seus pés.

GABARITO

1- B

2- C

3- A

4- A

5- B

6- D

7- D

8- B

9- A

10- C

109

QUESTIONÁRIO PRÉVIO 4 – ÍMÃ E CAMPO MAGNÉTICO

Questão 1 – Um ímã possui?

a) um polo positivo e um polo negativo

b) um polo norte e um polo sul

c) dois polos positivos

d) dois polos de mesmo sinal

Questão 2 – Um ímã em forma de barra possui maior campo magnético:

a) em sua extremidades

b) a uma distância muito grande do imã

c) na sua parte esterna próximo ao meio

d) no seu polo positivo

Questão 3 – Sobre as propriedades dos ímãs, podemos dizer que o polo sul de um

imã natural:

a) atrai o polo sul de outro ímã, desde que ele seja artificial

b) repele o polo norte de um ímã também natural

c) atrai o polo norte de todos os ímãs, naturais ou artificiais

d) atrai o polo sul de outro ímã, sejam naturais ou artificiais

Questão 4 – Uma bússola pode ajudar uma pessoa a se orientar devido a

existência, no planeta Terra, de:

a) um campo magnético

b) um mineral chamado magnetita

c) ondas eletromagnéticas

d) um campo polar

Questão 5 – Aproximadamente uma barra imantada de uma pequena bilha de aço,

observa-se que a bilha:

a) é atraída pelo polo norte e repelida pelo polo sul

b) é atraída pelo polo sul e repelida pelo polo norte

c) é atraída por qualquer dos polos

110

d) é repelida por qualquer dos polos

Questão 6 – Quando você move um prego para uma posição mais distante de um

ímã, sua atração ao ímã:

a) fica mais fraca

b) continua a mesma

c) torna-se uma repulsão

d) fica mais forte

Questão 7 - Polos magnéticos sempre ocorreram:

a) em grupos de quatro

b) em grupos de três

c) isoladamente

d) em pares

Questão 8 – Quando um imã em forma de barra é partido ao meio, observa-se que:

a) separamos o polo norte do polo sul

b) damos origem a dois novos ímãs

c) obtemos ímãs unipolares.

d) os corpos não mais possuem a propriedade magnética

Questão 9 – Um polo magnético A de uma imã atrai um polo B, que por sua vez

atrai uma polo sul, concluímos:

a) que A é um polo sul

b) que a e B possuem mesmo sinal

c) que A é um polo norte

d) que B não é um imã

Questão 10 – As linhas de indução de um ímã:

a) entram no polo norte e saem no polo sul

b) entram e saem no mesmo polo

c) entram no polo sul e saem no polo norte

d) entram no polo norte e saem no polo norte

111

GABARITO

1- B

2- A

3- C

4- A

5- C

6- A

7- D

8- B

9- A

10- C

112

ANEXO C – QUESTIONÁRIOS EM SALA

113

QUESTIONÁRIO EM SALA 1 –

CARGA ELÉTRICA E ELETRIZAÇÃO

Questão 1 – Quando os materiais adquirem cargas elétricas:

a) eles se repelem

b) eles ficam eletrizados

c) não acontece nada

d) eles perdem carga elétrica

Questão 2 – O que acontece com cargas de sinais iguais?

a) se atraem

b) se repelem



Questão 3 – Qual dos materiais abaixo pode conduzir cargas elétricas?

a) Metal

b) Granito

c) Plástico

d) Madeira

Questão 4 – O núcleo é formado de que?

a) Só nêutrons

b) Elétrons

c) Prótons e nêutrons

d) Não existe núcleo no átomo

Questão 5 – Qual carga circula ao redor do núcleo do átomo?

a) Prótons e nêutrons

b) Elétrons e nêutrons

c) Elétrons

d) Prótons

114

Questão 6 – Qual é a principal função de um condutor elétrico.

a) Oferecer baixa resistência a passagem de cargas elétricas

b) Impedir a passagem de carga elétrica

c) Gerar energia

d) Nenhum

Questão 7 – O que é um corpo eletricamente neutro?

a) aquele que possui 1 volt de carga elétrica

b) É um condutor elétrico

c) É o corpo que possui mesma quantidade de prótons e elétrons

d) Não existem corpos eletricamente neutros

Questão 8 – Quando realizamos um aterramento nas residências para onde a

eletricidade é conduzida?

a) Para o ar

b) Para a corrente elétrica do poste

c) Para o solo

d) O fio terra não conduz eletricidade

Questão 9 – Qual nome do filósofo-físico a descobrir que quando objetos são

atritados contra o outro, adquirem a propriedade de atrair objetos leves?

a) J.J. Thomson

b) Lavoisier

c) Tales de Mileto

d) Charles Coulomb

Questão 10 – Qual é o conceito de carga elétrica?

a) Quantidade de elétrons em um corpo

b) Propriedade da matéria

c) É o que é transportado pela corrente

d) É o que se converte em energia elétrica em um circuito.

115

GABARITO

1- B

2- B

3- A

4- C

5- C

6- A

7- C

8- C

9- C

10- B

116


FORÇA ELÉTRICA E CAMPO ELÉTRICO

Questão 1 – A figura mostra 3 cargas elétricas de mesmo sinal. A força resultante

sobre a carga A será:

a) Vertical para baixo, somente se as cargas forem negativas

b) vertical para cima, somente se as cargas forem positivas.

c) Vertical para cima, qualquer que seja o sinal.

d) Vertical para baixo, qualquer que seja o sinal das cargas.

Questão 2 – Para que a força resultante sobre a carga q3 tenha sentido da

esquerda para direita, os sinais de q1 e q2 são, respectivamente:

a) Negativo, negativo

b) Negativo, positivo

c) Positivo, negativo

d) Positivo, positivo

Questão 3 – Sabendo-se que as três cargas estão em equilíbrio e que q2 é positiva,

as cargas de q1 e q2 são, respectivamente:

117

a) Positiva, positiva

b) Positiva, negativa

c) Negativa, positiva

d) Negativa, negativa

Questão 4 – Analise as figuras e descubra as cargas elétricas de Q e q.

a) Figura 1: Q é POSITIVO e q é NEGATIVO

b) Figura 2: Q é NEGATIVO e q é POSITIVO

c) Figura 3: Q é NEGATIVO e q é NEGATIVO

d) Em todas as figuras: q é POSITIVO

Questão 5 – Sabendo-se que os módulos da cargas são iguais, o campo elétrico

resultante no centro do hexágono aponta para:

a) E

b) D

c) B

d) é nulo

118

Questão 6 – Para que a imagem seja possível, qual será o sinal de A e B,

respectivamente:

a) positivo e negativo

b) negativo e negativo

c) negativo e positivo

d) positivo e positivo

Questão 7 – Os pontos onde há maior possibilidade de o elétron(e) e o nêutron(n)

atingirem o anteparo são, respectivamente:

a) A e B

b) A e C

c) B e C

d) C e B

Questão 8 – Indique a imagem que melhor representa as linhas de campo entre as

cargas C e -C, representadas na figura.

119

a) imagem a

b) imagem b

c) imagem c

d) Nenhuma das imagens

Questão 9 – Os sinais das cargas 1 e 2 são, respectivamente:

a) negativo e negativo

b) negativo e positivo

c) positivo e positivo

d) positivo e negativo

Questão 10 – Quais são as unidades no SI de força elétrica e campo elétrico,

respectivamente:

a) V (volt), N/C (newton por coulomb)

b) F (farad), A (ampère)

c) N (newton), C (coulomb)

d) N (newton),N/C (newton por coulomb)

GABARITO

1- C

2- C

3- D

4- C

5- C

6- D

7- A

8- C

9- D

10- D

120



Questão 1 – O que acontece se uma das lâmpadas de um pisca-pisca, conectado

em série, queimar?

a) As demais continuam acesas

b) Metade fica acesa e as demais ficam apagadas

c) As demais se apagam

d) as demais entram em curto

Questão 2 - Os circuitos elétricos de residências são normalmente montados em:

a) paralelo, pois a ddp é dividida para todos os aparelhos

b) série, pois a mesma corrente ligara os aparelhos

c) paralelo, pois cada aparelho terá sua corrente independente

d) série, pois a ddp será a mesma para todos os aparelhos

Questão 3 – Num circuito, dois resistores estão ligados em série e possuem

resistências diferentes, logo:

a) i1=i2 e V1 ≠ V2

b) i1≠i2 e V1 ≠ V2

c) i1=i2 e V1 = V2

d) i1=i2 e V1 > V2

Questão 4 – Qual é o nome do dispositivo capaz de medir corrente elétrica?

a) Voltímetro

b) Dinamômetro

c) Manômetro

d) Amperímetro

Questão 5 – Qual é o nome do dispositivo capaz de medir a resistência elétrica?

a) Barômetro

b) Ohmímetro

c) Voltímetro

d) Resistímetro

121

Questão 6 – Qual dos dispositivos abaixo é capaz de medir ddp (diferença de

potencial) em um circuito?

a) Multímetro

b) Ohmímetro

c) Pontímetro

d) Amperímetro

Questão 7 – Com base no gráfico, informe o valor da resistência elétrica.

a) 1,0 Ω

b) 40 Ω

c) 22 Ω

d) 10 Ω

Questão 8 – Determine o valor de U e i no gráfico, respectivamente:

a) 15 V e 2 A

b) 12 V e 1 A

c) 14 V e 1,5 A

d) 18 V e 2 A

122

Questão 9 – Informe o resistor equivalente entre os pontos A e B do circuito abaixo:

a) 30 Ω

b) 11 Ω

c) 7 Ω

d) 2 Ω

Questão 10 – Informe o valor da corrente no resistor 1 (R1) e no resistor 2 (R2).

a) i1 = 1,3 A e i2= 1,3 A

b) i1 = 6 A e i2= 3 A

c) i1 = 4 A e i2= 2 A

d) i1 = 3,6 A e i2= 7,2 A

GABARITO

1- C

2- C

3- A

4- D

5- B

6- A

7- D

8- B

9- B

10- C

123

QUESTIONÁRIO EM SALA 4 – ÍMÃ E CAMPO MAGNÉTICO

Questão 1 – Por mais que cortemos um ímã, nunca conseguiremos separar seus

polos. Qual o nome deste fenômeno?

a) Desintegrabilidade dos polos

b) Magnetibilidade dos polos

c) Separabilidade dos polos

d) Inseparabilidade dos polos

Questão 2 – A unidade do campo magnético no sistema internacional é?

a) Ampere

b) Tesla

c) Volt

d) Ohm

Questão 3 – As linhas de indução de um imã, DENTRO DELE...

a) passam perpendicular aos polos.

b) não possuem uma orientação definida.

c) vão do polo sul para o polo norte.

d) vão do polo norte para o polo sul.

Questão 4 – Quanto ao Planeta Terra, podemos afirmar:

a) O norte geográfico é o norte magnético

b) O sul geográfico é o norte magnético

c) O sul geográfico é o sul magnético

d) Não possui propriedades magnéticas

Questão 5 – Verifica-se experimentalmente que P atrai S e repele T; Q repele U e

atrai S. Então, é possível concluir que:

a) PQ e TU são ímãs

b) PQ e RS são imãs

c) RS e TU são imãs

124

d) as três são imãs

Questão 6 – Quando uma barra de material ferromagnético é magnetizada, são:

a) acrescentados elétrons à barra

b) retirados elétrons da barra

c) acrescentados ímãs elementares à barra

d) ordenados os ímãs elementares da barra

Questão 7 - Ao passar corrente elétrica, as linhas de indução de seu campo

magnético seguem o esquema:

Questão 8 - Um fio condutor retilíneo e muito longo é percorrido por uma corrente

elétrica constante. Podemos afirmar que o campo magnético ao seu redor:

a) tem o mesmo sentido da corrente elétrica.

b) é paralelo ao fio.

c) aponta para o fio.

d) diminui à medida que a distância em relação ao condutor aumenta.

Questão 9 – Determine o sentido do campo magnético gerado no centro da espira

abaixo:

a) paralelo a espira para direita

b) perpendicular ao plano da espira, para fora.

c) perpendicular ao plano da espira, para dentro.

d) paralelo a espira para esquerda

125

Questão 10 - Se a corrente elétrica é de 5,0 A, o campo magnético no ponto P

distante 0,20 m do fio, vale: (μ= 4π10-7 T)

a) 1,0.10-5 T, orientado como a corrente i.

b) 1,0.10-5 T, perpendicular ao plano do papel, para fora.

c) 5,0.10-6 T, orientado contra a corrente i.

d) 5,0.10-6 T, perpendicularmente ao plano do papel, para dentro.

GABARITO

1- D

2- B

3- C

4- B

5- A

6- D

7- D

8- D

9- B

10- D

126

ANEXO D – QUESTIONÁRIO DE SATISFAÇÃO

127

PESQUISA DE SATISFAÇÃO DO PRODUTO EDUCACIONAL

Questão 1 - Quando estava fora da escola, teve dificuldades em acessar os

recursos tecnológicos, como Kahoot, materiais de apoio e site do Phet?

a) Sim

b) Não

c) Um pouco

Questão 2 - Em sua opinião, as questões respondidas nos questionários prévios

eram:

a) Fáceis

b) Médias

c) Difíceis

Questão 3 - Em sua opinião, as questões respondidas nos questionários em aula

eram:

a) Fáceis

b) Médias

c) Difíceis

Questão 4 - Esta proposta de trabalho colaborou na sua aprendizagem sobre

eletromagnetismo?

a) Muito

b) Médio

c) Pouco

d) Indiferente

Questão 5 - Através dessa proposta de aula, foi possível concluir que seu

engajamento nas aulas:

a) Aumentou

b) Permaneceu o mesmo

c) Diminuiu

128

Questão 6 - Com esse método, você se dedicou mais aos estudos?

a) Sim

b) Não

c) Permaneceu o mesmo

Questão 7 - Em sua opinião, o que colaborou mais no entendimento das questões

difíceis a explicação feita por um colega que acertou ou pelo professor?

a) Colega

b) Professor

c) Consegui aprender com a explicação de ambos

Questão 8 - Gostou de participar das atividades propostas?

a) Muito

b) Médio

c) Pouco

Questão 9 - Gostaria que mais aulas tivessem este formato?

a) Sim

b) Não

c) Tanto faz

ensino de tÓpicos do eletromagnetismo ......neves, carlos raul da silva lopes. ensino de tópicos...

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