"A Transversalidade da Ciência, Tecnologia e Inovações para o Planeta"
5 a 7 de outubro de 2021
Trabalho 15750
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Pós-graduação |
| Modalidade | Ensino |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Física Geral |
| Setor | Departamento de Física |
| Bolsa | Outros |
| Conclusão de bolsa | Não |
| Apoio financeiro | CAPES |
| Primeiro autor | Emilia do Carmo Elias Gomes Sobreira |
| Orientador | ALEXANDRE TADEU GOMES DE CARVALHO |
| Título | O ensino de oscilações mecânicas por meio da aprendizagem baseada em investigação mediada pela linguagem multimídia |
| Resumo | Experimentos têm um papel central na investigação científica em Física e também no ensino/aprendizagem desta ciência. Na aprendizagem baseada em investigação (Inquiry-based learning), a experimentação apresentada em sala de aula pode ensejar discussões capazes de conduzirem à elaboração de modelos físicos e de suas representações conceituais, capazes de propiciar a compreensão dos conceitos e da atividade científica. A literatura reporta que os problemas que mais instigam os alunos são aqueles com algum grau de dificuldade e que a coleta de dados auxiliada por computador é uma estratégia poderosa para o ensino e a aprendizagem da física. Relatamos aqui nossos primeiros resultados no desenvolvimento de sequências didáticas, em modo investigativo, voltadas para o ensino das oscilações mecânicas, em nível de ensino médio e superior. Visando investigar a eficácia da oferta concorrente de experimentos com diferentes graus de dificuldade, escolhemos dois problemas, quais sejam: o pêndulo simples e a vela oscilante. O primeiro é o menos instigante, mas permite a elaboração precisa dos conceitos de amplitude, frequência e período da oscilação, além de oferecer uma modelagem solidamente estabelecida. O segundo, mais complexo e instigante, é um pêndulo físico composto por uma vela, que tem pavios expostos em ambas extremidades, transpassada por um eixo aproximadamente na metade de seu comprimento. Apoios laterais permitem que a vela possa oscilar em torno do eixo. Quando os pavios são acesos, inicia-se o gotejamento de parafina que promove que o centro de massa da vela troque periodicamente de lado, em relação ao eixo, e um movimento oscilatório se desenvolve, cuja amplitude aumenta continuamente, similar ao que ocorre em uma ressonância forçada ou em uma ressonância paramétrica. Para ambos experimentos foram coletados dados da posição angular como função do tempo, usando-se o software “TRACKER” de análise de vídeo. A análise dos dados para o experimento do pêndulo simples revelou concordância com o modelo de oscilador harmônico simples. Já o pêndulo físico, a vela oscilante, demandou o desenvolvimento de um modelo que explicasse a “ressonância”. Os dados experimentais não se ajustaram ao modelo de pêndulo paramétrico, visto que o gotejamento não é periódico, mas um modelo por nós elaborado, fundamentado na força elástica impulsiva, decorrente da liberação da gota de parafina da ponta da vela que está abaixo da horizontal, originou uma equação diferencial capaz de reproduzir o aumento da amplitude verificado. A nossa estratégia didática envolve exibir em sala de aula filmes de curta duração, dos experimentos citados, estabelecendo a problematização inicial. Segue-se etapa de análise e discussão dos resultados, fomentando que os alunos retirem conclusões, de forma autônoma e cooperativa, e compreendam os fenômenos investigados, organizando o conhecimento e conduzindo à elaboração de modelos conceituais coerentes com os modelos científicos aceitos |
| Palavras-chave | ensino por investigação, oscilações mecânicas, vela oscilante |
| Forma de apresentação..... | Vídeo |
| Link para apresentação | Vídeo |
|---|