Guia do Professor Objeto de Aprendizagem: Sintonia e Ressonância em circuito RLC NOA UFPB

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1 Guia do Professor Objeto de Aprendizagem: Sintonia e Ressonância em circuito RLC NOA UFPB Guia do professor Apresentação Bem vindos!!! Você está acessando o guia do professor, que contém as instruções que possibilitam tirar melhor proveito do objeto de aprendizagem (OA) Sintonia e Ressonância em Circuito RLC - instrumento construído por especialistas. Nele você encontrará informações específicas sobre uma metodologia centrada no uso do OA para o processo de construção dos conhecimentos científicos que versam sobre os circuitos elétricos compostos por: gerador, resistor, capacitor Esta condição é um grande desafio para todos nós (especialistas, professores e aprendizes); portanto, destacamos uma série de aspectos neste guia, que possibilitam uma trilha favorável ao sucesso nesta investida. Contamos com o seu apoio e facultamos o uso integral ou parcial deste instrumento em suas atividades pedagógicas. Cordialmente Romero Tavares Coordenador do NOA I I-Introdução II- Objetivo III- Pré-requisitos IV- Tempo previsto para a atividade V- Na sala do computador VI- Atividades complementares VII- Avaliação VIII- Sugestões de leituras I Introdução A intenção deste objeto de aprendizagem é facilitar a construção dos conceitos da Física por aprendizes do ensino médio nas duas modalidades, em um curso presencial ou à

2 distância. A metodologia desenvolvida tem como linha prioritária o construtivismo e como fundamentação para o processo de construção do conhecimento científico a teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel. Esse objeto foi elaborado na perspectiva de se apresentar como um material educacional potencialmente significativo, que pretende facilitar a aprendizagem significativa (ou aprendizagem de significados) de seus usuários a ponto de ser considerado um verdadeiro andaime cognitivo. Uma de suas potencialidades é a de ser utilizado tanto como uma etapa prévia da construção de conceitos mais gerais, à medida que instiga os alunos a formarem seus conceitos sobre o tema considerado. Assim como na construção de conceitos mais específicos em atividades mediadas pelo professor, o que proporciona ao aprendiz um clima mais atento e receptivo ao assunto que ele irá explorar e aprofundar. Outra de suas potencialidades é um processo avaliativo congruente com a metodologia desenvolvida. O que possibilita a obtenção de dados mais realistas sobre a construção do conhecimento. Enfim trata-se de uma ferramenta de valia a favor da construção de significados. Elaborada sem perder de vista que de maneira geral as pessoas adquirem ao longo da vida a sua maneira peculiar de lidar com um conteúdo novo a ser aprendido, e cada ser humano tem o seu estilo pessoal de aprender. II- Objetivos Geral: Envolver aprendizes e professores em um processo e construção dos conceitos da Física, através de uma vasta diversidade e atividades didáticas e provê-los com uma apresentação clara e compreensiva de teorias e aplicações. Específicos: Fortalecer a compreensão dos conceitos da Física presentes nos circuitos elétricos, tipo indutor e capacitor (LC) e resistor, indutor, capacitor (RLC) em um enfoque de ciclos de modelação contidos no OA Ressonância e Sintonia em Circuito RLC.

3 Verificar e discutir de forma teórica e aplicada no contexto das transmissões radiofônicas de rádio. Enfatizar o fenômeno de Ressonância incluindo os conceitos de freqüência natural, sistemas oscilantes e apresentá-los como alternativa prática na sintonia do rádio. Expor de modo científico teórico-aplicado simplificado, as características individuais dos dispositivos: resistor (R), capacitor (C), indutor (L) e de funcionalidades associadas de modo adequado em circuitos oscilantes no tempo, realçados na Animação Sintonia e Ressonância em Circuito RLC. Envolver aprendizes na solução de problemas incluindo a apreciação das questões e desafios contidos no OA Sintonia e Ressonância em Circuito RLC. III-Pré-requisitos Conservação da energia Movimento oscilatório Espectro eletromagnético Propriedades das ondas eletromagnéticas Resistência Capacitância Indutância Regras de Kirchhoff Noções de corrente alternada IV-Tempo previsto para a atividade Tema Atividade Tempo Ideal Ondas de rádio Presencial ou à 2 horas Distância Circuito indutor, Idem 2 horas capacitor (LC) Circuito resistor, Idem 3 horas indutor, capacitor (RLC) Ressonância, Idem 3 horas aparelho de circuito de sintonização do rádio

4 O intervalo de tempo mínimo para execução de determinada atividade deve ser mensurado levando-se em consideração o ritmo individual ou do grupo que a executa, e as necessidades para o sucesso da mesma. A construção do conhecimento é um processo idiossincrático. Portanto, está associado ao ritmo próprio de cada aprendiz. Se o aprendiz encontrar dificuldades na construção de um conceito, mesmo face às informações que lhes são disponibilizadas, considere um intervalo de tempo extra para que possa acessar mais vezes um mesmo instrumento. Ou para descobrir outras pistas nos diversos recursos que compõe o OA. Talvez ele entenda melhor sob outro ponto de vista. Considere ainda a possibilidade que este tempo pode ser minimizado em eventos presenciais com a mediação do professor, evitando desperdícios. V- Na sala do computador Requerimentos técnicos: O OA foi desenvolvido através da plataforma Macromedia Flash Professional 8.0 e requer que o usuário disponha de um plug-in Adobe Flash Player 8.0. Este plug-in pode ser encontrado e rapidamente instalado em sua máquina a partir do site O OA foi desenvolvido para solicitar o menor recurso computacional possível, o que permite aos computadores de menor desempenho executar perfeitamente este aplicativo educacional. Preparação: O uso do OA na sala de informática segue a linha da integração virtual e tem como suporte fundamental, o uso do computador como plataforma de informação em tempo real. O ideal seria alocar no máximo dois aprendizes por máquina. Caso contrário deve-se disponibilizar a turma em frente ao computador nos limites de resolução da tela do monitor associado ao conforto visual dos aprendizes. Em caso de público maior sugerimos o uso do data-show acoplado ao computador. Durante a atividade: Este objeto foi construído vislumbrando o máximo possível à auto-explicação de forma a possibilitar ao aprendiz a autonomia necessária à construção do conhecimento com algumas variantes no processo, sem equivalência entre elas.

5 a) Interação: aprendiz (turma) OA conceitos da Física b) Interação: aprendiz (turma) OA conceitos da Física em processo mediado pelo professor. c) Interação: grupo de estudos (aprendizes e/ou professor) com participantes distribuídos, mas interligados em rede OA conceitos da Física. Seria interessante, em atividades mediadas sistematizar algumas lógicas: Conceber e administrar situações-problema ajustadas ao nível e possibilidades cognitivas do aprendiz. Negociar um processo avaliativo congruente com o OA. Observar e avaliar os alunos em aprendizagem de acordo com uma abordagem formativa. Administrar a heterogeneidade cognitiva no âmbito da turma. Proporcionar um ambiente favorável ao desenvolvimento da autonomia do aprendiz que permita articular suas visões. Articular a solução de problemas com a construção dos conceitos da Física. Consideramos que a maneira de como conduzir o processo de ensino-aprendizagem influencia tanto quanto o conteúdo; fato que nos custou um intervalo de tempo extra para integrá-la na construção do OA. VI-Atividades complementares Referenciando a metodologia O nosso destaque será para a animação. Podemos até dizer, que grosso modo estão em jogo na mesma, dois amplos domínios, que separaremos somente para efeito didático. De um lado temos a materialidade visual, sua qualidade de objeto material, que representa algo para nós, ou seja, o modelo estático, os componentes (aparato tecnológico) reproduzidos de forma a compor esquematicamente o experimento que objetivamos referenciar. Desta forma, poderíamos induzir a perguntas diretamente relacionadas ao seu funcionamento (potencialidades, ação dos objetos); por exemplo, qual a função do capacitor? Do indutor? Do resistor? Da Antena? Ou do conjunto operando como um todo? Outro enfoque menos presente no modelo, mas decorrente do uso adequado dos dispositivos destes, seriam as possibilidades de interferirmos no modelo (ação do usuário ou interação com os dispositivos eletrônicos) de modo a obtermos outros resultados a partir de conhecimentos dos conceitos da física aplicados adequadamente. Por exemplo,

6 como o circuito de sintonia seleciona freqüências diferentes? Como ocorre o balanço de cargas entre capacitor e indutor na ressonância? Observe que estas perguntas estão também diretamente relacionadas à solução de problemas, ou seja, neste contexto como selecionar os objetos em face de sua funcionalidade de dispositivo tecnológico, entretanto, em ressonância com os conceitos da Física. Neste ponto, daremos ênfase para a mediação como forma de explicitar as propriedades físicas do conjunto, como atividade compatível o com o conhecimento científico. O outro domínio vincula-se a alternativa que representações virtuais transcendem aos significados imediatos e transparentes que carregam; devem ultrapassar as chamadas evidências; vão além de atrair interesses, sinalizar e organizar conteúdo, ilustrar, exemplificar, estabelecer relações intertextuais. Representações virtuais podem constituir recursos dinâmicos para a construção de novas significações, considerando que o conhecimento do aluno é constantemente transformado. Desta forma, uma idéia deve fornecer a base na qual se pode trabalhar para se construir uma nova idéia. Por exemplo, uma das aplicações mais importantes do uso do capacitor depende de sua capacidade de armazenar energia e esta idéia deve ser a base para a funcionalidade do circuito ressonante, subjacente ao Princípio da Conservação da Energia durante o processo. Ou seja, a energia armazenada no capacitor em um momento estará armazenada no indutor no momento seguinte. Para saber mais Será disponibilizado no OA, um mapa conceitual construído por especialistas levandose em consideração a hierarquia dos conceitos que versam o tema Sintonia e Ressonância. Como forma de bibliografia complementar foi disponibilizado um texto: Na Sintonia do Rádio e na Física Ligado. Esta abordagem traz como novidade uma referência a circuitos oscilantes mais gerais. Trata-se de uma forma do aprendiz iniciar uma trajetória indo além das informações da Física contidas no OA. Permitindo a elucidação de alguns aspectos que talvez possam estar ocultos nos outros instrumentos do OA. Questões para discussão Sugerimos que após as atividades de aprendizagem se envolva o aprendiz em situações de resolução de problemas que necessitem um grau maior de abstração sobre a temática. Como sugestão disponibiliza-se algumas questões (desafio) que podem ser trabalhadas. Por outro lado, esta seção visa obter indicadores que nos permitam apreciar os aspectos auto-explicativos presentes no OA.

7 VII- Avaliação O objeto de aprendizagem privilegia em seu processo avaliativo o exercício da cognição, a aprendizagem significativa e a habilidade do aprendiz na solução de problemas. Ressaltamos o caráter singular da sua construção, em congruência com os objetivos do OA. No que se refere ao critério adequado à construção de significados, optamos pela Taxonomia de Bloom Revisada, por ser autoconsistente com a validade do instrumento. A avaliação é de caráter formativo, flexível e dinâmica. Embora enfatize a posse dos conceitos, a sua relevância prima pela construção do conhecimento. Podendo ser considerada mais que um diagnóstico, isto é, mais uma ferramenta colaborativa no processo de ensino-aprendizagem. VIII- Sugestões de leitura - Alvarenga, B.; Máximo, A. Física de olho no mundo do Trabalho. Editora Scipione. São Paulo- SP, Carvalho, R. P. Microondas. Livraria da Física. São Paulo, Ferracini, Gerson. aprendendo Física, Biografias, vol. 3. Editora Scipione. São Paulo- SP, Figueiredo, A.; Pietro Cola M. Faces da Energia. Editora FTD. São Paulo, Gaspar, Alberto. Física. vol. Único. Ediora Ática. São Paulo- SP, GREF- Grupo de Reelaboração do ensino de Física, Física, v. 3. EDUSP, São Paulo SP, Máximo, A. R.; Alvarenga, B. A. Física vol. 3. Editora Scipione AS. São Paulo, Nussenzveig, H. Moysés. Curso de Física. vol. 3. Edgard Blücher. São Paulo-SP, Penteado. P. C. M. Física- Ciência e Tecnologia. Editora Moderna ltda. São Paulo, Raymond A. Serway, Jonh W. Jewett, Jr. Princípios de Física; Eletromanetismo. Tradução: Freire, Leonardo M., Freire, Tânia, M. V. M. Cengage Learning. São Paulo, Sampaio, José Luiz. Física vol. Único. Editora Saraiva AS, Atual, São Paulo, 2008.

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