SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA USO DE SIMULADORES VIRTUAIS COMO FERRAMENTA NA COMPREENSÃO DE CONCEITOS DA ONDULATÓRIA

21UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE FÍSICA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENSINO DE FÍSICA

CAMPUS MEDIANEIRA

FERNANDA FRIES

SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA USO DE SIMULADORES VIRTUAIS COMO FERRAMENTA NA COMPREENSÃO DE CONCEITOS DA ONDULATÓRIA

MEDIANEIRA

2018

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SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA USO DE SIMULADORES VIRTUAIS COMO FERRAMENTA NA COMPREENSÃO DE CONCEITOS DA ONDULATÓRIA

Fernanda Fries

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física da Universidade Tecnológica Federal do Paraná – Campus Medianeira no Curso de Mestrado Nacional Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física.

Orientador:  Profº. Dr. Reginaldo A. Zara

MEDIANEIRA

Agosto/2018

MODELO de FICHA CATALOGRÁFICA

S586p

Silva, Fernanda Fries Moreira da         Propagação do Som: Conceitos e Experimentos / Sergio Tobias da Silva -Rio de Janeiro: UFRJ / IF, 2011.         viii, 77 f.: il.;30cm.         Orientador: Reginaldo A. Zara         Dissertação (mestrado) – UFRJ / Instituto de Física / Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física, 2011.         Referências Bibliográficas: f. 74-77.         1. Ensino de Física. 2. Som. 3. Velocidade do som. I. Aguiar, Carlos Eduardo. II. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física. III. Propagação do Som: Conceitos e Experimentos.

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TERMO DE APROVAÇÃO

SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA USO DE SIMULADORES VIRTUAIS COMO FERRAMENTA NA COMPREENSÃO DE CONCEITOS DA ONDULATÓRIA

Por

Fernanda Fries

Essa dissertação foi apresentada às XXXXX horas, do dia XXXXX de XXXXX de dois mil e XXXX, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ensino de Física, Linha de Pesquisa XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX, no Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná. O(A) candidato(a) foi arguido(a) pela Banca Examinadora composta pelos professores abaixo assinados. Após deliberação, a Banca Examinadora considerou o trabalho aprovado.

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Prof. Dr. Reginaldo A. Zara (Orientador – PPGTAMB)

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Profa. Dra. XXXXXXXXXXXXXX (Membro Interno  – UTFPR)

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Prof. Dr. XXXXXXXXXXXXXX  (Membro Externo  – INSTITUIÇÃO)

Dedico primeiramente a Deus, mais essa etapa de minha vida. Ele que me capacitou e possibilitou minha permanência e conclusão, que me amparou nos momentos difíceis e que me deu forças para concluir com êxito.

Dedico também à minha família, que sempre esteve presente em todas as etapas de minha vida, sendo elas felizes ou tristes, me apoiando, sobretudo a minha mãe que sempre acreditou em meu potencial e me fortaleceu nos desafios enfrentados e superados.

A meu esposo, que sempre me incentivou e apoiou minhas decisões.

Ao meu filho, que veio ao mundo, em meio a esta fase prazerosa e ao mesmo tempo exaustiva de estudos, que me deu mais garra e vontade de vencer e de ser uma pessoa cada vez melhor.

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AGRADECIMENTOS

Agradeço ao meu orientador Prof. Dr. Reginaldo A. Zara, primeiramente por ter aceitado minha proposta para este produto educacional. Pela paciência, dedicação e sabedoria com que me encaminhou na realização de nosso trabalho ao longo desta trajetória.

Aos meus pais e esposo, por terem me dado suporte e incentivo e não ter me deixado desistir nos momentos de cansaço e exaustão.

Aos meus colegas de sala, principalmente os de viagem, por dar forças uns para os outros e serem ouvintes nos momentos de angustia.

Ao meu amado filho, que mesmo dentro de meu ventre, acompanhou-me durante grande parte do curso, e também depois de seu nascimento. Você quem me dá força para buscar cada vez mais.

A todos, que de alguma forma contribuíram para que eu conseguisse alcançar mais este objetivo em minha vida, o meu mais sincero agradecimento!

Agradeço à CAPES pelo apoio financeiro.

Espaço destinado à epígrafe (elemento opcional). Nesta folha, o autor usa uma citação, seguida de indicação de autoria e ano, relacionada com a matéria tratada no corpo do trabalho.

RESUMO

FRIES, Fernanda. SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA USO DE SIMULADORES VIRTUAIS COMO FERRAMENTA NA COMPREENSÃO DE CONCEITOS DA ONDULATÓRIA.  Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Medianeira, 2018.

Este produto educacional é parte integrante de conclusão do Mestrado Nacional Profissional de Ensino de Física (MNPEF). Se resume em uma seqüência didática, utilizando-se de simuladores virtuais em linguagem Java,  da plataforma PHET- Interactive Simulations da Universidade do Colorado, desenvolvidos por pesquisadores de universidades do mundo todo, como recurso facilitador, com o intuito de dinamizar o processo de ensino-aprendizagem, tornando o aluno protagonista na construção de seu conhecimento e predisposto em aprender, tendo assim, o professor como mediador. Levando-se em consideração que a Física apresenta muitos conteúdos abstratos e muitas vezes de difícil compreensão, se não relacionados ao mundo vivencial e á atividades experimentais, seleciona-se, neste trabalho: A ondulatória. Decidiu-se então, encontrar uma maneira didática e facilitadora, de fazer com que os alunos realmente se apropriem de teorias, de uma maneira ativa e dinâmica, atraindo o aluno ao mundo da Ciência. Nesse sentido, o uso de Simuladores Virtuais no ensino de Ciências da Natureza é uma excelente ferramenta, principalmente quando se considera alguns fenômenos que não podem ser visualizados nos laboratórios físicos, muitas vezes por falta de estrutura, outras pelo simples fato de não serem observados a olho nu, pelo número excessivo de alunos em sala de aula ou até mesmo pela carga horária das aulas dessa disciplina ser insuficiente. Este, consiste então, em trabalhar os principais conceitos de ondulatória: Amplitude, Freqüência, Reflexão, Difração e Interferência de Ondas, utilizando-se do simulador virtual wave-interference como alternativa didática para subsidiar professores de Física/Ciências no intuito de mediar e de tornar seus alunos protagonistas do conhecimento, estabelecendo relações entre teoria e prática, potencializando a aprendizagem. Realizou-se um estudo piloto para a verificação dos conceitos prévios dos alunos, através de um questionário, físico e também virtual no google docs, referente a imagem de uma torneira gotejando sobre um balde, com questões abertas, respondidas de forma individual, no qual tivemos um total de 16 alunos que responderam, de 2ª e 3ª Séries do Ensino Médio, de uma escola estadual X da cidade de Cascavel, estado do Paraná. A partir de uma analise qualitativa do conteúdo dessa primeira etapa, através de categorias de análise, verificando quais as maiores dificuldade encontradas pelos alunos, foi realizada a escrita e aplicação da primeira versão da seqüência didática, que também remetia-se a ondas produzidas na água, incluindo ondas sonoras e luminosas. Dos 16 alunos que realizaram o pré-teste, 9 responderam as questões da seqüência didática. A versão definitiva da seqüência didática, após ajustes, foi aplicada a 20 alunos de uma 3ª Série, do período noturno, do Ensino Médio de um outro Colégio Estadual Y da mesma cidade. Os dados obtidos embasaram um trabalho sólido e de excelentes resultados. Conclui-se então, que a utilização dos computadores auxilia no desenvolvimento cognitivo e que o uso da simulação facilita significativamente a aprendizagem dos alunos, aguçando sua criatividade, tornando-os pesquisadores e protagonistas de seu conhecimento.