63ª Reunião Anual da SBPC
A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 2. Ensino de Física
SIMULAÇÕES COMPUTACIONAIS PARA O ENSINO DE FÍSICA – UTILIZANDO O SOFTWARE PYTHON PARA A REALIZAÇÃO DE EXPERIMENTOS VIRTUAIS
Tiago Henrique Verçosa de Lima 1
Sarah Suely Fonseca Nascimento 1
Pedro Hugo de Figueirêdo 2
1. Bolsista PIBID – Depto de Física, Universidade Federal Rural de Pernambuco - UFRPE
2. Prof. Dr./Orientador – Depto de Física – UFRPE
INTRODUÇÃO:
Muitos desafios se impõem à melhoria da educação brasileira. Entre eles, no âmbito do ensino-aprendizagem de física, se destacam a necessidade de promover metodologias atuais relativas à capacidade investigativa dos estudantes. O atual modelo do ensino é bastante criticado por estudiosos da educação e adeptos do sistema construtivista. Este modelo tradicional utilizado pela maioria dos docentes do Brasil no ensino básico tolhe a capacidade de questionar e investigar os temas abordados em sala de aula. Entretanto, a formação dos discentes está associada a esta forma de ensino, que traz baixo nível de abstração nas salas comprometendo a qualidade do ensino de física. Pensando nisso, foi utilizado um método alternativo e moderno onde fosse trabalhada a linguagem computacional em sala de aula. Este método é descrito no presente trabalho como um modelo de aprendizagem que visa facilitar o entendimento de experimentos físicos de difícil implementação em sala estimulando o raciocínio lógico abstrato dos discentes, incitando o senso crítico e investigativo dos estudantes, através de simulações computacionais desenvolvido por bolsistas do PIBID/Física da UFRPE utilizando o software (VisualPython).
METODOLOGIA:
Durante nossos trabalhos na Escola Estadual Joaquim Xavier de Brito e na Escola Estadual Lions de Parnamirim, empregamos nas aulas de física do primeiro ao terceiro ano do nível médio, simulações computacionais desenvolvido pelos bolsistas do programa de iniciação à docência no laboratório de física experimental da UFRPE. O software utilizado para o desenvolvimento das simulações foi o VisualPython, que é uma extensão do programa Python onde podemos adicionar algumas bibliotecas do software. Ao importar a biblioteca VISUAL, responsável pelas simulações, temos a possibilidade de realizar vários experimentos virtuais e utilizá-los na formação dos discentes. Uma das simulações que apresentamos descrevia o movimento harmônico simples (MHS) de duas partículas que interagiam entre si, ou seja, os movimentos eram dependentes. Deste modo, exigia-se um raciocínio lógico abstrato bastante elevado dificultando a investigação física do problema que envolvia o estudo da conservação da energia, Leis de Newton, momento angular e linear. Após a apresentação do assunto e partindo dos exemplos mostrados nas simulações, foi distribuído para os discentes um questionário com perguntas sobre o conteúdo abordado de modo a analisarmos o aprendizado e o desenvolvimento educacional da turma.
RESULTADOS:
O método computacional de simulações apresentado no decorrer das aulas se mostrou muito eficaz no ensino de física, pois atuou como facilitador para imaginação do fenômeno físico estudado, aumentando a capacidade de raciocínio lógico abstrato e diminuindo as dificuldades encontradas pelos estudantes no estudo dos experimentos. Os alunos tiveram a oportunidade de comparecer ao laboratório de física experimental da UFRPE no período da tarde para auxiliar os bolsistas no desenvolvimento das simulações. Neste encontro foi possível gerar uma discussão em torno das dificuldades encontradas por eles nos conteúdos didáticos. No decorrer das aulas os discentes se mostraram interessados na nova metodologia de ensino aplicada em sala. Esse fato foi facilmente observado quando analisamos os questionários distribuídos aos discentes, onde pudemos encontrar uma melhoria satisfatória quanto à compreensão da física que envolve os experimentos virtuais. Antes, os alunos utilizavam o senso comum para obter respostas como, por exemplo, de acordo com um questionamento do aluno: “O objeto cai porque tem que cair!”. Após a aplicação deste método percebemos que o discente soube descrever corretamente os conceitos físicos relacionados: “O objeto cai devido à força gravitacional existente na Terra.”.
CONCLUSÃO:
As disciplinas relacionadas às ciências exatas e da natureza são vistas pela maioria dos alunos como algo difícil e cansativo. Com base nisso, este projeto foi realizado obtendo excelentes resultados e demonstrando ser uma forma de ensino bastante atual, pois o computador é utilizado em larga escala no dia-a-dia da sociedade. A utilização do Python no ensino de física na área experimental é um método alternativo para a implementação de experimentos de difícil aplicação em sala. Sendo o software Python de fácil acesso, disponibilizado na internet, e com a sua utilização nas aulas, os alunos assumem um papel de agente ativo em sua própria aprendizagem, criticando, questionando, dando opiniões e sendo um investigador, desenvolvendo melhor seus conhecimentos conceituais auxiliando de um modo geral a sua formação. Conseguindo implantar este método nas redes de ensino, podemos alterar de forma positiva a realidade dos alunos das escolas, mas ainda não é o suficiente, pois é necessário que este modo de ensino seja adotado pelos próprios professores das escolas. Sendo assim, é importante que a metodologia descrita ao longo deste trabalho seja divulgada entre os professores em formação. Logo, esta é uma forma de atingir as atuais necessidades no ensino de ciências.
Palavras-chave: Simulações Computacionais, VisualPython, PIBID-UFRPE.