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Dissertacao Luis Henrique Monteiro de Castro versao07AGO2016

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referentes aos experimentos físicos propostos por essa dissertação: Oscilador 
harmônico amortecido, a Estação meteorológica e a Analogia funcional do acelerador de 
partículas. 
 
 
Figura 9 – Tela da IDE Processing com o Serial Monitor 
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CAPÍTULO 2 
O Arduino e o Processing no Ensino de Física: Materiais e bibliografia existentes 
A revisão da literatura está centrada na tentativa de explorar melhor o computador 
em atividades didáticas experimentais que vão desde o emprego das próprias interfaces do 
computador para a aquisição de dados até o uso do Arduino e do Processing, para a coleta, 
aquisição, processamento e apresentação dos dados, uma vez que uma grande quantidade de 
artigos voltados para o assunto tem sido publicada. 
A começar com artigo intitulado Por que e como introduzir a aquisição automática 
de dados no laboratório de Física?, publicado na revista Física na Escola em 2001, os 
autores, Haag, Araujo e Veit, afirmam que a revolução digital tem impacto semelhante ao 
causado pela revolução industrial, ocorrida na segunda metade do século XVIII, sobre os 
hábitos e os costumes humanos. Para eles, o computador ocupa um papel fundamental em 
praticamente todas as áreas do conhecimento humano. 
Como os autores apontam, nas ciências em geral e na Física em particular, o 
computador é muito utilizado para a criação de modelos científicos altamente complexos, 
enteratanto, na escola, ele é usado prioritariamente na produção de textos, apresentações, 
páginas na web e como fonte de consulta. Essa situação poderia ser mudada, por exemplo, 
com o sensoriamento, medição e aquisição automática de dados no laboratório de Física, 
apresentado no artigo. 
A professora V. M. Kenski, em seu livro Tecnologias e ensino presencial e à 
distância, publicado em 2003, também analisa as alterações na atuação docente decorrentes 
do uso mais intenso das novas tecnologias digitais de comunicação e informação. Contudo, 
segundo a autora, muitos professores implementam os recursos digitais em suas aulas, mas 
não mudam o seu jeito de ensinar. Usam os ambientes virtuais apenas para introduzir textos 
ou livros digitalizados e continuam a manter uma aula baseada na exposição oral e centrada 
em si. 
Em parte, tal situação é causada pela forma com que o assunto é abordado nos cursos 
e treinamentos voltados para professores que “baseiam-se na premissa que basta apenas 
ensinar os professores a ‘botar a mão na massa’, a ‘mexer com o computador’, basta-lhes 
aprender as linguagens e técnicas para a utilização dessas máquinas, para fazer a 
transformação no ensino” (KENSKI, 2003, p.132). 
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Para uma mudança efetiva desse contexto, é necessário facilitar o acesso a textos, a 
vídeos, a experimentos e a simulações, na internet, proporcionando aos professores e alunos 
o cruzamento de informações e a comparações em um tempo mínimo e a baixo custo. Uma 
vez que esse tipo de objeto educacional não precisaria ser lido, reproduzido ou 
implementados necessariamente, da forma com a qual é, primariamente, apresentado, como 
acontece com a maioria dos materiais didáticos tradicionais, que são modelos fechados. Isto 
permite ao professor reduzi-los, ampliá-los e transformá-los de acordo com as características 
e necessidades de suas turmas. Deste modo, o acesso e a utilização das tecnologias no 
ambiente educacional pode, de fato, alterar as práticas pedagógicas e induzindo profundas 
modificações na organização do currículo escolar. 
Porém, o trabalho com esse tipo de material requer uma mudança na visão e na 
postura que o professor tem diante da educação. Para isso, além do desejo do professor em 
melhorar suas competências profissionais e metodologias, é absolutamente necessário que 
as instituições de ensino se reestruturem e incentivem oferecendo condições permanentes de 
aperfeiçoamento e atualização para todos os seus funcionários. 
M. A. Cavalcante, A. Bonizzia e L. C. P. Gomes, no artigo intitulado O ensino e 
aprendizagem de física no Século XXI: sistemas de aquisição de dados nas escolas 
brasileiras, uma possibilidade real, publicado na Revista Brasileira de Ensino de Física em 
2009, apresentam propostas de experimentos que utilizam a entrada de microfone do 
computador como meio para aquisição de dados. 
As leituras dos dados podem ser feitas através de versões shareware e/ou freeware de 
softwares de análise disponíveis na internet. De modo geral, os arranjos experimentais 
descritos nestes trabalhos são de fácil construção e com equipamentos de baixo custo. Porém 
estes experimentos apresentam as limitações eletro-eletrônicas da entrada de microfone do 
comutador, limitando seu uso. 
De acordo com um grupo de pesquisadores da Universidade Tecnológica do Paraná, 
em artigo intitulado Tecnologias livres e ensino de Física: uma experiência na UTFPR, 
publicado nas Atas do XVIII Simpósio Nacional de Ensino de Física (SNEF, 2009), existe 
um espaço e, também a necessidade, para a pesquisa de experimentos voltados para o ensino 
de Física “que incluem o software livre no desenvolvimento dos aplicativos, o hardware de 
código aberto no circuito associado, e o acesso aberto, na documentação”. (BEZERRA JR. 
et al., 2009, p. 02). 
Segundo E. A. Veit, em O laboratório didático de Física e os Parâmetros 
Curriculares Nacionais para o ensino médio, essa perspectiva oferece autonomia 
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pedagógica, visto que professores e estudantes também podem participar do processo de 
construção das ferramentas, auxiliando no processo de desmistificação da aquisição 
automática de dados como uma caixa preta, visão compartilhada e citada por tantos autores 
(2003). 
Com objetivo de difundir o uso do Arduino para fins educacionais e particularmente 
no estudo de ondas sonoras estacionarias em tubos, contribuindo com a melhora na 
abordagem deste conteúdo no ensino e aprendizagem de Física, Cavalcante, no artigo 
intitulado Novas Tecnologias no Estudo de Ondas Sonoras, publicado em 2013, defende o 
uso dessa plataforma microcontrolada aliada ao emprego do processing construção de um 
Tubo de Kundt, comprovando como o uso dessas tecnologias favorecem o ensino de física. 
Grupo de Pesquisa em Ensino de Física da Pontifícia Universidade Católica de São 
Paulo formado por M. A. Cavalcante, C. R. C. Tavolaro e E. Molisani, apresentou no artigo 
Física com Arduino para iniciantes, diferentes modos de operar o Arduino como uma 
interface alternativa na aquisição e automação de dados em atividades experimentais de 
física via porta USB do computador. Para cada etapa, os autores apresentaram propostas 
didáticas de utilização, todos os códigos fontes necessários para a interação com o Arduino 
e os links para acesso a tutoriais que possibilitam a reprodução deste e outros experimentos. 
A bibliografia analisada indica que ainda existe um vasto campo de pesquisa e 
aplicação do Arduino e do Processing para o Ensino de Física nas escolas de Ensino Médio, 
indicando um caminho de objetos educacionais de baixo custo e tecnologia livre, o que 
incentivou a proposta da pesquisa e o desenvolvimento do material instrucional nesta 
dissertação de mestrado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CAPÍTULO 3 
Oscilador Harmônico Amortecido com o uso do Arduino e do Processing 
Os fenômenos oscilatórios são de extremo interesse em diversos campos do 
conhecimento, tais como a Física, a Matemática, a Educação Física e a Biologia. Devido a 
essa característica transdisciplinar, esse é um assunto bastante abordado no Ensino Médio e 
no Ensino Superior. 
Para que o aluno perceba a importância e, ao mesmo tempo, tenha maior interesse no 
assunto, cabe destacar, que no seu cotidiano,