ENSINO DE FÍSICA MEDIADO POR TECNOLOGIAS DE INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO: UM RELATO DE EXPERIÊNCIA

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1 XX Simpósio Nacional de Ensino de Física SNEF 2013 São Paulo, SP 1 ENSINO DE FÍSICA MEDIADO POR TECNOLOGIAS DE INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO: UM RELATO DE EXPERIÊNCIA Alessandro Luiz de Lara 1, Letícia Beraldi Mancia 2, Luiza Sabchuk 3, Angela Emilia Almeida Pinto 4, Paula Mitsuyo Yamasaki Sakaguti 5 1 UTFPR/Departamento Acadêmico de Física,alellara@hotmail.com 2 UTFPR/Departamento Acadêmico de Física,leticiabmancia@gmail.com 3 UTFPR/Departamento Acadêmico de Física, luizasabchuk@gmail.com 4 UTFPR/Departamento Acadêmico de Física, angelae@utfpr.edu.br 5 IEPPEP/Grupo de Recursos para Altas Habilidades/Superdotação, paulasakaguti@uol.com.br Resumo Este trabalho situa-se no âmbito do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação a Docência (PIBID), da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, financiado pela CAPES. Teve como motivação a necessidade de pesquisar e relatar as funções que as Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC) têm desempenhado dentro das escolas, assumindo o papel de elemento mediador do processo de ensino e aprendizagem na disciplina de Física para o Ensino Médio. Com esse objetivo, nós, pesquisadores e bolsistas, desenvolvemos um projeto de pesquisa baseado na produção de uma Oficina de Tecnologias de Informação e Comunicação, voltada à inserção em sala de aula, que foi dividida em quatro atividades aplicadas diretamente dentro de um colégio estadual localizado na região central de nossa cidade, tendo como público-alvo estudantes do grupo de altas habilidades/superdotação, bem como de turmas regulares do ensino médio. Envolvendo temas como Astronomia, Mecânica Básica e Forças Fundamentais, trabalhamos estes conteúdos mediados pelas TIC com foco pedagógico. Em cada uma dessas quatro atividades foram utilizados diferentes recursos tecnológicos, como o computador, o projetor, multimídias/multimeios (materiais audiovisuais), aplicativos (jogos pedagógicos, softwares educacionais) sempre buscando trabalhar com a contextualização dos elementos do cotidiano dos estudantes e suas concepções prévias sobre os temas, como forma de criar um ambiente propício ao diálogo fomentador de dúvidas, questionamentos e principalmente da curiosidade do estudante em fazer o que foi proposto. Ao final, concluímos que no âmbito tecnológico muitas vezes podemos utilizar uma abordagem humanista, definindo as TIC como um elemento motivador da curiosidade e da apuração do senso crítico e observador dos estudantes, assim beneficiando o processo de ensino-aprendizagem no contexto escolar. Palavras-chave: Tecnologias de Informação e Comunicação, PIBID, Oficinas, Relato de caso. Introdução A relação sociedade e tecnologia sempre foi algo de profundas discussões, em especial a relação de dependência que desenvolvemos desses recursos. Alguns autores sinalizam essa conturbada situação que se reflete nas relações pessoais e na vida acadêmica e profissional das pessoas. Vivemos num regime em que, segundo Postman (1994): (...) a tecnologia se apodera imperiosamente de nossa terminologia mais importante. Ela redefine liberdade, verdade, inteligência, fato, sabedoria, memória, história todas as palavras com que vivemos. E ela não para

2 XX Simpósio Nacional de Ensino de Física SNEF 2013 São Paulo, SP 2 para nos contar. E nós não paramos para perguntar (POSTMAN, 1994, p. 3). Em relação ao contexto educacional, ao observar a sala de aula percebemos que essa mentalidade se conserva. Segundo o Guia de Tecnologias Educacionais (GTE) do MEC, Brasil (2008): Embora se considere importante o uso de uma tecnologia, vale lembrar que esse uso se torna desprovido de sentido se não estiver aliado a uma perspectiva educacional comprometida com o desenvolvimento humano, com a formação de cidadãos, com a gestão democrática, com o respeito à profissão do professor e com a qualidade social da educação (BRASIL, 2008). Constata-se, dessa forma, a necessidade de certa orientação pedagógica para a aplicação desses recursos. Em análise, outros trabalhos da área observam apego a teorias pedagógicas como, por exemplo, cognitivas de Piaget, sócio interacionistas de Vygotsky e a aprendizagem significativa de Ausubel e Moreira. Suas utilizações se dão em muito pelo aparente sucesso dessas metodologias na aplicação em sala de aula, por priorizarem uma abordagem humanista. Em relação ao processo de ensino e aprendizagem mediado pelo uso das TIC o principal objetivo seria a melhoria dessa relação, auxiliando na compreensão deconceitos abstratos, visto que os estudantes podem alterar variáveis e verificar as mudanças resultantes, além da contribuição pedagógica que os modelos trazem para a compreensão de conceitos teóricos (LARA, MANCIA, SABCHUKet al.,2011) As práticas pedagógicas que podem estar associadas ao processo mediadas pela utilização dessas diversas tecnologias, são apenas uma de muitas opções para os professores utilizarem destes meios como estímulo ao aprendizado a partir do contexto escolar. Estas práticas estão em sintonia com uma visão de construção do conhecimento em um processo que envolve principalmente a superação das abordagens e práticas tradicionalistas do processo: A prática docente deve responder às questões reais dos estudantes, que chegam até ela com todas as suas experiências vitais, e deve utilizar-se dosmesmos recursos que contribuíram para transformar suas mentes fora dali.desconhecer a interferência da tecnologia, dos diferentes instrumentos tecnológicos, na vida cotidiana dos estudantes é retroceder a um ensino baseado na ficção (SANCHO, 1998, p.40). Segundo Corrêa (2004) sobre a funcionalidade das tecnologias, nos diz que: A tecnologia empregada funciona como força impulsionadora da criatividade humana, da imaginação, devido à visibilidade de material que circula na rede, permitindo que a comunicação se intensifique, ou seja, as ferramentas promovem o convívio, o contato, enfim. Uma maior aproximação ente as pessoas (CORRÊA, 2004, p. 3). As portas da sala de aula estão se abrindo, facilitando cada vez mais o processo de consulta, ensino, aprendizado e colaboração entre estudantes, professores e profissionais de várias áreas do conhecimento. Uma modesta parcela dos educadores já percebeu o valor das TIC e como elas podem aprimorar o processo de aprendizado. Todavia, é preciso ampliar esse número de modo a gerar multiplicadores para que uma parcela maior da sociedade possa se beneficiar. Portanto, no mundo tecnológico em que vivemos, a inserção das tecnologias no cotidiano torna-se algo natural e ao mesmo tempo complexo. Diversas relações acabam sendo mediadas por computadores, notebooks, tablets e celulares enquanto

3 XX Simpósio Nacional de Ensino de Física SNEF 2013 São Paulo, SP 3 a velocidade de produção e transmissão de informações faz com que a cada minuto sejamos bombardeados por milhares de informações. Os estudantes de hoje, desde crianças, já estão integralmente inseridos na era digital, e artefatos como computadores, vídeo games, players de música, câmeras de vídeo, celulares fazem parte do cotidiano deles. Dessa forma, a inserção das Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC) como elemento mediador no ensino de Física torna-se uma estratégia interessante e pode contribuir significativamente para o processo de ensino e aprendizagem. Frente a esse pressuposto, a proposta deste trabalho é a realização de uma Oficina para estudantes do ensino médio na disciplina de Física, mediada pelas Tecnologias de Informação e Comunicação. A principal característica da oficina seria a estratégia do fazer pedagógico em que o espaço de construção e reconstrução do conhecimento são suas principais ênfases e poderia ser considerada como o espaço ideal para pensar, descobrir, indicar, criar e recriar experiências práticas e de vivenciar ideias de forma individual e coletiva através de um fator crucial: a curiosidade. Esta Oficina tem como objetivo utilizar tecnologias educacionais para explicar conceitos físicos como Lançamento de Projéteis e Partículas e Forças, e assim contribuir para melhorar o processo aprendizagem, além de mostrar aos estudantes e professores a viabilidade do uso de jogos de computador no ensino de Física. O desenvolvimento da Oficina Em nosso trabalho no PIBID de Física fomos convidados por uma escola estadual situada no centro de Curitiba, para ministrar uma Oficina para um grupo de estudantes com altas habilidades/superdotação. Essa escola da rede pública estadual do Paraná, além das aulas para turmas regulares, tem como proposta pedagógica o enriquecimento extracurricular através da oferta de Oficinas diversas, abertas a estudantes de toda a rede estadual, identificados como superdotados (BLOG IEPPEP;RENZULLI, 2004). Com as relações e conclusões obtidas na seção anterior, nos lançamos à elaboração e aplicação dessa Oficina de Física, composta por quatro atividades, uma por semana com duração de uma hora cada e duração total de 4 horas de atividades, todas mediadas por Tecnologias de Informação e Comunicação. Oficinas se constituem em um ambiente destinado ao desenvolvimento de competências e habilidades, mediante atividades laborativas em que devem estar disponíveis diferentes tipos de equipamentos e materiais para o ensino. Em particular, esta Oficina foi produzida abordando os temas curriculares de Ensino Médio e desenvolvida em um âmbito de vivência da transposição didática do conhecimento científico e tecnológico para o conhecimento escolar aplicado, através de atividades criativas, participativas e interativas. Teve como objetivo geral proporcionar aos pesquisadores do PIBID um espaço de produção acadêmica para a inserção das TIC em sala de aula de uma forma não tradicional e relacionar os possíveis benefícios dessa inserção ao processo de ensino aprendizagem. A oficina foi realizada no contra turno das aulas dos estudantes e foi aberta, ou seja, só participava da Oficina aqueles que realmente se interessassem. Isto porque as atividades realizadas pelo grupo de altas habilidades da instituição

4 XX Simpósio Nacional de Ensino de Física SNEF 2013 São Paulo, SP 4 acontecem em uma sala de recursos da escola. Por este motivo, o estudo em questão contou com um grupo reduzido de participantes. Na primeira atividade foi composto por dois estudantes com superdotação, e ao longo da oficina foi aberta para os estudantes das turmas regulares. Assim, na quarta e última atividade a Oficina já contava com a presença de nove estudantes, todos oriundos de escolas públicas, com idades variando entre 14 e 16 anos. As atividades da Oficina Foram planejadas quatro atividades em grau crescente de conceitos físicos e de manejo com as tecnologias. No primeiro encontro foi realizada uma apresentação geral das atividades planejadas com seus objetivos, metodologias e considerações gerais. Desenvolvemos uma apresentação com o Adobe Flash para dinamizar o processo (Figura 1, foto da esquerda). Depois, passamos para a apresentação e a utilização do software astronômico educativo Stellarium. O uso desse software é relativamente simples e, de início, preparamos um tutorial de utilização e optamos por trabalhar o tema astrologia com eles em função da grande divulgação desse tema no cotidiano dos estudantes. Partindo de alguns conhecimentos básicos de mitologia, identificamos os signos utilizando a opção de visualizar as constelações e os desenhos que dão origem a seus respectivos no mesmo software. Supondo que a origem dos signos se dá pela posição do Sol no céu na data de nascimento da pessoa e em qual constelação ele se encontra, fizemos algumas previsões sobre o possível signo dos estudantes (Figura 01, foto da direita). Juntamente a isso procuramos buscar e indicar elementos que caracterizam e diferenciam a astrologia da astronomia. Figura 01: Apresentação em Adobe Flash usada na oficina e a direita a imagem do software Stellarium mostrando a posição do Sol diante das constelações. Também aproveitamos para trabalhar a questão mitológica envolvida e alguns conceitos de astronomia geral, como movimento planetário, afélios e periélios e estações do ano. Vários outros trabalhos mostram diferentes atividades que podem ser desenvolvidas como as de Bernardes & Santos (2008) e Bernardes (2009). O objetivo específico desta primeira atividade foi conhecer o público-alvo e motivá-los a continuar comparecendo e se interessando nas próximas três atividades que ainda estariam por vir.

5 XX Simpósio Nacional de Ensino de Física SNEF 2013 São Paulo, SP 5 No segundo encontro trabalhamos conceitos de mecânica básica, especificamente Movimento de Projéteis. A partir disto, decidimos optar pela utilização de dois recursos tecnológicos, o jogo AngryBirds e o software livre de vídeo análise Tracker (OLIVEIRA, BEZERRA JUNIOR, SAAVEDRA FILHO et al., 2010). O objetivo específico foi através destes dois aplicativos, calcular a aceleração da gravidade e relacionar um conteúdo básico da Mecânica a uma atividade lúdico-tecnológica inserida no cotidiano, o jogo, através da utilização de um software computacional gratuito. Foi explicado aos estudantes sobre as grandezas e os conceitos físicos envolvidos no jogo. Explicamos os procedimentos de utilização do programa, quais seriam os parâmetros utilizados e por fim a marcação dos pontos e a plotagem dos gráficos. Utilizamos a parábola descrita pelo passarinho arremessado pelo elástico, para associar o que acontece no jogo, com o que acontece no dia-a-dia, e sua relação direta com a aceleração da gravidade local. (Figura 02). Figura 02: O jogo Angry Birds analisado pelo software Tracker. Diante da curiosidade dos participantes sobre assuntos ligados a forças na segunda atividade, decidimos pela utilização de outro jogo, o SPRACE, para mediar nosso terceiro e quarto encontros: uma discussão sobre partículas e forças fundamentais. Essas atividades foram dedicadas à construção de um quadro teórico sobre as forças fundamentais e a tentativa de unificação das teorias físicas. Utilizamos vários aspectos do cotidiano para contextualizar as manifestações destas forças e como elas originam outras e também a necessidade de partículas para explicar vários fenômenos e como ocorre a interação entre estas. Alguns participantes fizeram forte alusão a conceitos vistos nas aulas de química, como por exemplo, modelos de átomos e moléculas. Com algumas dúvidas que surgiram pudemos fundamentar as discussões e passar para a próxima fase. Ao final da terceira atividade, usamos um trecho do documentário Universo

6 XX Simpósio Nacional de Ensino de Física SNEF 2013 São Paulo, SP 6 Elegante (2003) da BBC sobre a teoria das cordas e sua proposta de unificar a Física. Com uma parte destinada as forças fundamentais, vários conceitos mostrados na oficina passaram a fazer sentido no pensamento crítico dos estudantes. Especificamente no nosso quarto e último encontro, o foco foi jogar o SPRACE. No começo fizemos uma rápida revisão, em especial porque haviam novos inscritos, apresentamos jogo, sua história e com essas ferramentas deixamos que eles passassem pela fase de tutorial do jogo devido ao senso intuitivo e familiaridade dos estudantes (Figura 03). Ao final fizemos uma conversa de avaliação sobre as oficinas, o seu andamento e os objetivos atingidos. Figura 03: Jogo SPRACE utilizado como ponte entre as forças fundamentais e o mundo das partículas. Reflexões sobre a oficina e nossas conclusões Através dessa oficina, mostramos e trabalhamos diferentes conceitos da Física mediados pelas TIC. Dessa forma, o papel do estudante não é de apenas um recipiente e sim de um fomentador da criação do conhecimento. Pela característica dos encontros como um evento facultativo, os estudantes já vinham com uma motivação inicial. Inicialmente contávamos com apenas dois estudantes, mas ao final tínhamos nove e muitos relataram que ao tomarem conhecimento das atividades que seriam desenvolvidas se sentiram interessados em participar. Com relação aos estudantes, os dois que iniciaram pertenciam ao grupo de altas habilidades/superdotação da escola, mas também estudavam no ensino regular da mesma, e os outros que entraram no decorrer desta eram das turmas regulares. Nesse quesito não houve qualquer diferença de comportamento entre esses dois grupos. O que construímos serviu de base para toda a oficina, um ambiente em que a dúvida era bem vinda e a curiosidade era uma forma de darmos um passo à frente. Nesse ponto alguns estudantes não se sentem a vontade para participar por mais que estejam acompanhando o andamento das atividades, isso foi algo que tivemos que administrar. Pelas atividades propostas naturalmente ocorreu um abertura para nosso trabalho. Além dos jogos que são bem comuns e usuais pelos jovens, os temas astronomia e força sempre despertam a atenção deles.

7 XX Simpósio Nacional de Ensino de Física SNEF 2013 São Paulo, SP 7 Na aplicação das atividades da oficina ocorreram fatos curiosos e interessantes. A primeira ocorreu na atividade de astronomia, que foi um bom momento para os estudantes relatarem seus conhecimentos sobre a parte mitológica e de observação celeste. Como muitos nomes estelares são derivados da história houve grande interdisciplinaridade, que é outra característica interessante dessa estratégia. Eles também citaram suas tentativas frustradas de observar determinados corpos no céu e de fenômenos que poderiam ser observados no programa. Na segunda atividade, ao usar o jogo e o Tracker, apareceram as dificuldades que os estudantes possuem em transpor os fenômenos para a linguagem matemática. Mesmo não se recorrendo a cálculos manuais avançados, observamos mazelas nas tentativas de quantificar a gravidade no jogo e comparálos com os valores gravitacionais terrestres. Já a terceira e a quarta atividades revelaram perguntas sobre partículas e sobre o mundo microscópico. A ligação com a química foi inevitável, pois temas como átomo, elétrons e interações entre esses corpos são vistos na disciplina. Aspectos de ordem teórica também foram levantados como a questão da unificação da física e busca para uma explicação da criação do universo. Ao final realizamos uma avaliação sobre o andamento das atividades. Os participantes se mostraram bem contentes com o que foi passado e com os reflexos que isso estava causando nas aulas de física regulares, já que a professora supervisora do projeto esteve presente em dois encontros, um deles o de forças fundamentais. A proposta da oficina se mostrou marcante, em especial pelos aspectos filosóficos que assumiu, não consigo mais observar um lápis sem imaginar os átomos lá relata um participante. Outro diz: olho para a parede e sei por que não posso atravessar ela (risos). Sobre o documentário um estudante nos contou que procurou por outros na internet e encontrou coisas estranhas como ruídos do espaço sideral e complementou, achei estranho porque sempre pensei que não desse pra ouvir nada no espaço. Após essas discussões seguimos numa conversa sobre pseudociência, a tom de Carl Sagan, e como alguns conceitos científicos podem ser deturpados por pessoas não detentoras do conhecimento, o que contribuiu significativamente para a apuração do senso crítico dos estudantes sobre conhecimento científico. O aspecto mais importante da realização dessa oficina foi a oportunidade que nós pesquisadores tivemos para usar as tecnologias com um caráter mais humano, crítico e racional, indo de encontro com a proposta de Postman (1994), que prevê esse tipo de uso para esses recursos. Em nossa conversa final com os estudantes, o aspecto mais citado não foi o computador, o projetor ou qualquer outro recurso ou artefato utilizado, e sim os benefícios que aquele ambiente proporcionou para as dúvidas e discussões e a forma com que essa oficina pode colaborar para a formação do senso crítico e de observação dos estudantes. Através do papel de mediação assumido pelas TIC nessas oficinas pudemos concluir que é uma estratégia que se utilizada corretamente e com objetivos bem definidos pelo professor, em sala de aula, beneficia o processo de ensino aprendizagem, como elemento motivador da busca pelo conhecimento.

8 XX Simpósio Nacional de Ensino de Física SNEF 2013 São Paulo, SP 8 Referências BERNARDES, A.O; SANTOS, A. R. Astronomia, Arte e Mitologia no Ensino Fundamental em escola da rede estadual de Itaocara/RJ. Revista Latino- Americana de Educação em Astronomia, n. 6, p , BERNARDES, A.B. Observação do Céu aliada à utilização do software Stellarium no ensino de astronomia em turma de educação de jovens e adultos (EJA). Anais do II Encontro Internacional de Astronomia e Astronáutica de Campos de Goytacazes, Abril,2009. BLOG IEPPEP. Blog de atendimento educacional especailizado, Grupo de Altas Habilidades/Superdotação. Disponível em: < Acesso em:03 Out BRASIL. Guia de tecnologias educacionais. Ministério da Educação. Secretaria de Educação Básica, Brasília, Disponível em < s.pdf>.acesso em: 03 Out CORRÊA, C. H. W. Comunidades Virtuais gerando identidades na sociedade em rede. Disponível em:< Acesso em: 03 Out LARA, A. L.; MANCIA, L. B.; SABCHUK, L.; MIQUELIN, A. F.; PINTO, A. E. A. O PIBID, o ENEPC e os trabalhos sobre as tecnologias de informação e comunicação no ensino de ciências: algumas reflexões e possíveis relações. VIII Encontro Nacional de Pesquisadores em Ensino de Ciências, 2011, Campinas, POSTMAN, N. Tecnopólio: a rendição da cultura à tecnologia. Tradução de Reinaldo Guarany. São Paulo: Nobel, OLIVEIRA, L. P.; BEZERRA JUNIOR, A. G.; SAAVEDRA FILHO, N. C.; LENZ, J. A. Vídeo-Analise no Ensino de Física: Experiências com o Software Tracker. In: XV Seminário de Iniciação Científica e Tecnológica, 2010, Cornélio Procópio. XV Seminário de Iniciação Científica e Tecnológica, RENZULLI, J. S. O Que é Esta Coisa Chamada Superdotação, e Como a Desenvolvemos? Uma retrospectiva de vinte e cinco anos. Revista Educação. Porto Alegre RS, Ano XXVII, n. 1 (52), Jan./Abr SANCHO, J. M. Para uma Tecnologia Educacional. (Tradução Beatriz Afonso Neves). Porto Alegre, Artmed, 1998.