6. SEQUÊNCIA DIDÁTICA: ESTUDO DE QUEDA COM O AUXÍLIO DO SOFTWARE TRACKER
Produto educacional fruto da dissertação intitulada "As potencialidades da experimentação através da videoanálise para o ensino de física no Ensino Médio por meio do software Tracker”. Autora: Emanuelly Torres Nunes. Orientador: Ivanderson Pereira da Silva
Produto Educacional.pdf
Documento PDF (2.1MB)
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UFAL/CEDU
Grupo de Estudos em Educação, Mídia,
Tecnologias e Sociedade
Linha de Pesquisa Tecnologia da Informação
e Comunicação
PPGECIM
SEQUÊNCIA DIDÁTICA:
ESTUDO DE QUEDA COM O
AUXÍLIO DO SOFTWARE
TRACKER
Emanuelly Torres Nunes
Série
Produtos Educacionais
Volume 1
Maceió-AL
2020
Emanuelly Torres Nunes
Sequência Didática:
Estudo da queda
com o auxílio do
software
Tracker
Orientador: Dr. Ivanderson Pereira da Silva
Maceió-AL
2020
3
Sumário
6
Apresentação
8
Proposta diática
12
Considerações Finais
14
Referências
15
Apêndices
Apresentação
Prezado(a) professor(a),
A presente Sequência Didática "Estudo da queda com o
auxílio do software Tracker" faz parte da dissertação intitulada "As
potencialidades da experimentação através da videoanálise para o
Ensino de Física no ensino médio por meio do software tracker" .
Esse trabalho foi construído e apresentado por Nunes (2020) ao
Programa de Pós-graduação em Ensino de Ciências e Matemática
(PPGECIM) da Universidade Federal de Alagoas (UFAL), na subárea
de Tecnologia da Informação e Comunicação.
A proposta de ensino busca aproveitar a ferramenta do
software tracker para realizar análise e construção de gráficos com
variações de grandezas físicas, pois o software permite realizar
análise de vídeos quadro a quadro, a partir de gravações feitas
com câmaras digitais, telefones celulares e webcams de
computadores comuns.
Nesse trabalho partimos da ideia de um ensino de Física
que ofereça aos estudantes a possibilidade de construção do
conhecimentos
com
práticas
experimentais
envolvendo
fenômenos físicos de forma problematizadora, e que possam
compreender de forma científica as situações do cotidiano.
A experimentação tem papel fundamental no processo de
ensino e aprendizado, pois possibilita ao aluno uma análise crítica
de um fenômeno físico. Tanto o aluno quanto o professor devem
agir criticamente de forma participativa. No processo de ensino
aprendizagem a responsabilidade não pode ser somente no
professor como na educação bancária, nem tão pouco o aluno
aprender sozinho.
6
Nesse sentido, a sequência didática "Estudo da queda com o
auxílio do software Tracker" é uma proposta didática que busca a
participação ativa dos estudantes na construção de concepções
cientificas de fenômenos físicos através da experimentação
utilizando as TDIC. Essa proposta didática, tratada a seguir, está
disponível, no site do PPGECIM/UFAL
e na biblioteca do
CEDU/UFAL, de forma gratuita para professores e demais
interessados no assunto.
Emanuelly Torres Nunes
Ivanderson Pereira da Silva
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Proposta Didática
A proposta didática que apresentamos foi planejada para
turmas da 1ª série do Ensino Médio. Essa proposta de ensino está
organizada ao longo de seis momentos-aulas, com duração de 50
minutos cada. Constituída por duas atividades experimental a
primeira (etapa 1) de modo convencional utilizando registro no
caderno e cronômetro de celulares, já a segunda consiste em uma
videoanálise utilizando o software Tracker.
O planejamento dessa sequências didáticas propõe atividades
com observação de fenômeno físico, debate entre alunos e
professor, experimentação, contextualização, análise de dados,
resolução de exercícios, discussão sobre o conteúdo e entre outras.
Que permitem a busca de conhecimento através de uma
perspectiva de problema, de forma que os sujeitos envolvidos
possam questionar e argumentar durante o processo de
investigação, de forma crítica, ativa e conceituada, permintindo-o
compreender, explicar e prever.
A organização dessa sequência didática pode ser mais bem
visualizada no quadro a seguir:
Quadro 1: Sequência didática do estudo da queda com o
auxílio do software Tracker
Área do
conhecimento
Tema
dobradiça
Física
Série
1º Ano do
Ensino Médio
Movimento de objetos na vertical sobre a ação da gravidade da Terra.
·
Objetivos
8
Compreender e utilizar leis e teorias físicas, como aceleração
gravitacional, movimento uniformemente variado e queda livre.
Entender o funcionamento do software Tracker.
Compreender
as
características
do
movimento
retilíneo
uniformemente variado (MRUV).
Aprender as diferentes linguagens por das quais a Física se expressa:
tabelas, gráficos e relações matemáticas gráficas para expressão do
saber físico.
Relacionar grandezas, quantificar, identificar parâmetros relevantes,
como comprimento, resistência do ar, velocidade e aceleração.
Medir o valor da aceleração da gravidade local através da
videoanálise.
Atividades
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Verifica-se que essa proposta visa trabalhar, inicialmente,
com uma atividade experimental convencional utilizando os
cronômetros dos smartphones dos estudantes e consiste em várias
repetições da situação analisada. Em seguida, o trabalho se
concretizou através de tutoriais sobre a utilização do software
Tracker. Na sequência se apresenta as instruções, com o passo a
passo, de como realizar uma videoanálise, para que assim as
equipes (de estudantes) construíssem suas próprias videoanálises.
Verifica-se que essa proposta visa trabalhar, inicialmente, com
uma atividade experimental convencional utilizando os
cronômetros dos smartphones dos estudantes e consiste em várias
repetições da situação analisada. Em seguida, o trabalho se
concretizou através de tutoriais sobre a utilização do software
Tracker. Na sequência se apresenta as instruções, com o passo a
passo, de como realizar uma videoanálise, para que assim as
equipes (de estudantes) construíssem suas próprias videoanálises.
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Sequência apresentada anteriormente é uma adaptação da
intervenção que foi desenvolvida em quatro turmas de 1º Série de
Ensino Médio em uma escola da rede estadual de ensino de
Alagoas. Diante dessa experiência e analise qualitativa dos relatos
colhidos através do questionário de sistematização (Apêndice 3),
por meio da Análise Textual Discursiva (ATD), e também
considerações oferecida pela banca examinadora, evidencio-se a
necessidade de fazer alguns reajustes da etapa 6. Sugerindo que a
analise seja veja a partir do próprio software e não por meio de
outros programa de planilha eletrônica.
Além disso, apresentou sugestões de continuação dessa
sequência, com a noção de vetores e grandezas vetoriais , a partir
da problematização proposta da experimentação realizada, os os
estudantes começam a se questionar a direção das grandezas
físicas analisadas (deslocamento, velocidade e aceleração
gravitacional).
O desenvolvimento da referida proposta didática tem como
limites a superação da pequena carga horária destinada a
disciplina de física, que corresponde a duas aulas semanais de 50
minutos cada uma, além disso a falta de conhecimentos de
informática básica de alguns alunos, e dificuldade de análise de
gráficos e tabelas. No entanto, a utilização do software tracker
como ferramenta para construção do conhecimento sobre o
conceito de queda proporciona as seguintes possibilidades:
análise detalhada das grandezas de posição; velocidade e
aceleração gravitacional no movimento vertical; construção e
manipulação de gráficos e tabelas; assim como participação ativa
dos alunos de forma crítica na construção do conhecimento.
Ademais, o uso de prática experimental convencional em conjunto
com a videoanálise teve grandiosa relevância, pois possibilita, além
da análise dos dados, avaliar, comparar dados, refletir sobre
possíveis erros e precisões experimentais.
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A avaliação dessa sequência didática consiste em duas
perspectiva formativa e somativa. Formativa no sentido de
observar cuidadosamente e de forma sistemática as interações e
desenvolvendo em todas as etapas propostas, assim o educador a
partir das suas observações pode orientar aos estudantes para que
possam obter êxito nas suas tarefas. Já a avaliação somativa não é
no sentido de promover classificação, mas sim o reflexo de toda a
interação com as atividades propostas, o empenho na busca de
dados precisos, a procura de fatores que influenciam na incerteza
dos dados, bem como a cooperação em equipe.
Nesse sentido, é observado o avanço da aprendizagem do
conceito de Queda Livre de forma científica, se no fim da
sequência os alunos conseguiram transformar o conhecimento
ingênuo em curiosidade epistemológica, observando se os
estudantes conseguem explicar um fenômeno físico com bases
científicas.
Considerações Finais
A experimentação tem papel fundamental no processo de
aprendizado, pois possibilita ao aluno uma análise crítica de um
fenômeno físico. Nesse sentido a sequência didática "Estudo da
queda com o auxílio do software Tracker", apresentada nesse
produto, torna-se uma ferramenta importante no ensino de Física
ao proporcionar o estudo da queda livre através da videoanálise no
software Tracker, permitindo acesso ao conhecimento científico
com participação ativa dos estudantes. Os estudantes são levados
a analisar o movimento de queda de forma detalhada através do
software Tracker, que ao marcar o objeto quadro a quadro gera
gráficos e tabela do movimento, promovendo o levantamento e
testes de hipóteses, discussões entre grupos e análise dos dados.
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Além do tutorial, é necessário nessa proposta didática que o
professor realize uma explicação detalhada sobre o manuseio das
ferramentas do software Tracker, tais como inserir vídeo,
rotacionar a posição do vídeo, inserir fita de calibração e eixo de
coordenadas, escolher as grandezas que devem ser apresentadas
nos gráficos (diagramas) e tabelas, exploração da equação, bem
como os cuidados que deveriam ser considerados durante a
gravação do vídeo a ser analisado, que seria a câmera não está
inclinada, ser atencioso quando ao contraste do objeto com o
fundo da imagem, e sem movimento na câmera. Para os
estudantes não sitam muitas dificuldades no manuseio do
software.
Contudo, diante das discussões apresentadas nesse trabalho,
a sequência didática "Estudo da queda com o auxílio do software
Tracker" apresenta contribuições relevantes para a aprendizagem
dos estudantes acerca do Movimento de Queda Livre, bem como
do Movimento Uniformemente Variado e aceleração gravitacional.
Utilizando as TDIC como ferramenta para uma experimentação
problematizadora.
Na perceptiva de que as aulas não devem ser consideradas
como momentos de treinamento, mas como espaços para práticas
que promovam a criação e possibilitem ao aluno a posição de
sujeito ativo, em que a utilização das TDIC contribui para
transformar a escola em um espaço de aprendizagem ampla,
construindo novos conhecimentos a partir do trabalho
colaborativo.
13
Referências
BRANDÃO, R. V.; ARAUJO, I. S.; VEIT, E. A.. A modelagem científica de
fenômenos físicos e o ensino de física. Física na Escola, v. 9, n. 1, 2008.
CARVALHO, Ana Maria P. de (ORG.). Ensino de ciências por investigação:
condições para implementação em sala de aula. São Paulo: Cengace
Learning, 2013.
DIAS, M. A.; VIANNA, D. M.; CARVALHO, P. S. Aqueda dos corpos para além
do que se vê: contribuições das imagens estroboscópicas e da videoanálise
para a alfabetização científica. Revista Ensaio: Pesquisa em Educação em
Ciências, Belo Horizonte, v. 20 2018.
FREIRE, Paulo. Educação como prática da liberdade. Rio de Janeiro: Paz e
Terra, 2003.
FREIRE, Paulo. Pedagogia da autonomia: saberes necessários à prática
educativa. São Paulo: Paz e Terra, 1996.
FREIRE,Paulo. Pedagogia do oprimido. 17ª. ed. Rio de Janeiro: Paz e Terra,
1987.
LEITÃO, L. I.; TEIXEIRA, P. F. D.; ROCHA, F. S.. A videoanálise como recursos
voltado ao ensino de física experimental: um exemplo de aplicação na
mecânica. REIEC,v. 6, n.1, jul. 2011.
LENZ, Jorge Alberto; SAAVERDRA FILHO, Nestor Cortez; BEZERRA JR,
Arandi Ginane. Utilização de TIC para o estudo do movimento: alguns
experimentos didáticos com o software Tracker. Revista ABAKÓS, Belo
Horizonte, v. 2, n. 2, p.24-34, maio, 2014.
MENEGOTTTO, José Carlos; ROCHA FILHO, João Bernardes da. Atitudes de
estudantes do ensino médio em relação à disciplina de Física. Reista
Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, v. 7, n. 2, 2008.
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Apêndice 1
Ficha de coleta de dados (Etapa1)
Equipe: ________________________________________________________ Turma: _____
Objeto escolhido: ______________________________
Massa do objeto em kg: _____
Registre na tabela abaixo os valores encontrado, em cada tentativa, do instante de
tempo da queda do objeto abandonado de uma altura de 2m em relação ao chão.
Para calcular a gravidade utilizem a equação estudada no assunto anterior:
Considerando que o objeto vai partir do repouso
percorrida até o chão vai ser de 2m. Temos que:
e que a distância
E considerando que no movimento vertical a aceleração do movimento é definida
como gravidade, então utilizaremos essa equação para determinar o valor da gravidade
em cada tentativa.
15
Apêndice 2
Tutorial do Software Tracker
Download
O Tracker pode ser obtido no site https://physlets.org/tracker/
disponível para os sistemas operacionais Windows, Mac OS X,
Linux 32-bit e Linux 64-bit. É um software de fácil aprendizagem
que pode ser manuseado pelos alunos em experimentos didáticos
de Física.
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Tela inicial
Com o software instalado no computador é possível o seu
manuseio sem necessidade de acesso à internet. Ao abrir o
software a tela inicial terá a mesma aparência da figura 1, onde
podemos observar a barra de ferramenta, parte central onde será
projetado o vídeo e, na direita da tela, local onde serão
apresentados os gráficos e tabelas.
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Importar Vídeo
Para iniciar a videoanálise é necessário importar o vídeo através
da barra de ferramenta (primeira imagem), que deverá estar salvo
em alguma pasta do computador que facilmente possa ser
encontrado, como mostra na segunda imagem.
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Rotação da direção do Vídeo
Se for preciso girar o vídeo para outra posição é necessário
seguir os seguintes comandos na barra de ferramenta vídeo >
filtros > novo> rotacionar, como mostra na primeira imagem, e
aparecerá a janela semelhante à da segunda imagem. Assim será
possível girar o vídeo na posição desejada.
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Recorte do Vídeo
É aconselhável realizar o recorte do vídeo da situação que será
analisada, esses ajustes podem ser definidos na barra inferior da
tela como está sinalizada na primeira imagem. Logo depois
podemos salvar o recorte do vídeo através da barra de ferramenta
como mostra a segunda imagem, e abri-lo logo em seguida para
iniciar a análise detalhada do movimento.
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Fita de Calibração
Para calibrar a escala do vídeo é aconselhável colocar um
objeto que seja conhecido o seu comprimento, como por exemplo
uma régua.
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Eixo de coordenadas
Logo depois da localização da fita de calibração é possível inserir
através da barra de ferramenta o eixo de coordenadas.
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Marcação do Objeto
Para marcar o objeto que terá o seu movimento analisado é
necessário ir em Novo, localizado na barra de ferramenta, e
escolher Ponto de Massa, como mostra na primeira imagem. Em
seguida, marcar trajetória indo em Massa A > Marcar como Padrão
(segunda imagem) e clicar no centro do objeto a cada avanço de
quadro na barra de ajuste, marcando assim as posições quadro a
quadro, que sugiram nos gráficos e tabela.
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Gráficos e Tabelas
Na parte direita da tela do
software, onde serão apresentados os
gráficos, é possível escolher a
projeção de um a três gráficos
(diagramas). Podendo também ser
modificadas as grandezas físicas que
serão apresentadas no gráfico. Na
parte inferior desse mesmo lado é
possível escolher as grandezas que
serão analisadas e apresentadas na
tabela. Nesse caso será exibida uma
tela semelhante à da imagem ao
lado.
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Marcação quadro a quadro
Depois de marcar as posições do objeto,
quadro a quadro, novas informações serão
apresentadas no lado direito da tela. Essas
poderão ser analisadas e discutidas de
forma ativa e crítica.
Ao clicar no objeto durante o movimento
estaremos identificando sua posição
naquele determinando tempo, podendo no
final observar as variações das posições,
quadro a quadro, como mostra a imagem à
baixo.
Analise do gráfico
O próprio software Tracker permite a analise do gráfico e
exploração da equação. Para isso se faz necessário realizar os
seguintes comandos.
Executar um duplo clique
sobre o gráfico, em nosso
caso no gráfico da
velocidade versos o tempo.
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Após o duplo clique sobre o gráfico, surgirá a seguinte tela:
Em seguida clica
em medir e
escolhe a opção
Área.
Depois em Analisar
Ajuste de Curva
O Tracker apresenta a equação do gráfico e seus coeficientes.
Então através desse exemplo de videoanálise conseguimos
2
chegar ao valor -1,042E1, que significa 10,42 m/s , que
corresponde a aceleração gravitacional.
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Considerações
Na imagem a seguir, captada no software Tracker, podemos
observar as posições, quadro a quadro, de um movimento de
queda livre, onde é possível perceber a existe a aceleração da
gravidade que pode ser calculada através dos dados obtidos pelas
tabelas e gráficos. Mas o software Tracker também pode ser
utilizado para estudos de diferentes de movimento.
O software Tracker proporciona análise detalhada das grandezas
de posição, velocidade e aceleração gravitacional no movimento
vertical, construção e manipulação de gráficos e tabelas, e permite
uma participação ativa dos alunos de forma crítica na construção
do conhecimento.
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Apêndice 3
Questionário de sistematização (Etapa 6)
Equipe:___________________________________________________
Turma: _______
Já realizou alguma prática experimental nas disciplinas de física antes desse
momento? Caso sim, especifique?
Durante a prática experimental convencional (primeira atividade) quais foram as
dificuldades enfrentas pelo grupo?
Que fatores na atividade experimental convencional influenciaram, na opinião do
grupo, nos erros e incerteza dos resultados?
Durante a videoanálise utilizando o software Tracker, quais foram as dificuldades
enfrentadas pelo grupo?
Que fatores influenciaram, na opinião do grupo, nos erros e incerteza dos resultados na
videoanálise utilizando o software Tracker?
Houve necessidade de realizar mais do que uma videoanálise? Caso sim, explique os
motivos.
Comparem os resultados obtidos tanto na atividade experimental convencional
quanto na videoanálise utilizando o software Tracker.
Qual das atividades se aproximou do valor aproximado da gravidade na Terra?
Explique a considerações do grupo sobre o que permitiu essa aproximação de valores.
O que o grupo descobriu sobre os conceitos de queda livre e ação da gravidade
relacionando aos movimentos na vertical?
Quais as possibilidades oferecidas pelo Software Tracker no processo de aquisição de
conhecimento de conceitos na disciplina de Física?
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