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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 27 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). 28 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 29 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. 30 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,