O Arduíno e a Aprendizagem de Física: Um kit robótico para abordar conceitos e princípios do

107 Pages·2017·2.8 MB·Portuguese

UNESP
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
“JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
Faculdade de Ciências e Letras
Campus de Araraquara - SP

MARCIO ROBERTO GONÇALVES DE VAZZI

O Arduíno e a Aprendizagem de Física:
Um kit robótico para abordar conceitos e princípios do
Movimento Uniforme

ARARAQUARA – S.P.
2017
MARCIO ROBERTO GONÇALVES DE VAZZI

O Arduíno e a Aprendizagem de Física:
Um kit robótico para abordar conceitos e princípios do
Movimento Uniforme

Dissertação de Mestrado apresentado ao Programa
de Pós Graduação em Educação Escolar da
Faculdade de Ciências e Letras – Unesp/Araraquara,
como requisito para obtenção do título de Mestre em
Educação.

Linha de pesquisa: Política e Gestão Educacional

Orientador: Silvio Henrique Fiscarelli

ARARAQUARA – S.P.
2017

MARCIO ROBERTO GONÇALVES DE VAZZI

O Arduíno e a Aprendizagem de Física:
Um kit robótico para abordar conceitos e princípios do
Movimento Uniforme
Dissertação de Mestrado apresentado ao Programa
de Pós Graduação em Educação Escolar da
Faculdade de Ciências e Letras – Unesp/Araraquara,
como requisito para obtenção do título de Mestre em
Educação.

Linha de pesquisa: Política e Gestão Educacional
Orientador: Silvio Henrique Fiscarelli

Data da defesa: 17/07/2017

MEMBROS COMPONENTES DA BANCA EXAMINADORA:

Presidente e Orientador: Professor Dr. Silvio Henrique Fiscarelli
Universidade Estadual Júlio de Mesquita Filho – UNESP Araraquara

Membro Titular: Professor Dr. José Luis Bizelli
Universidade Estadual Júlio de Mesquita Filho - UNESP Araraquara

Membro Titular: Professor Dr. Galeno José de Sena
Universidade Estadual Júlio de Mesquita Filho – UNESP Guaratinguetá

Local: Universidade Estadual Paulista
Faculdade de Ciências e Letras
UNESP – Campus de Araraquara
À meus pais e avós que consolidaram os alicerces do meu caráter, à minha esposa Érica e
filhos Gabrielli e Lucas, família que constitui a força motriz da minha vida e me faz chegar
onde eu nunca havia imaginado.
AGRADECIMENTOS

Ao meu orientador e a todos que de alguma forma fizeram parte desta jornada e contribuíram
mesmo que indiretamente para a conclusão deste trabalho.
“A felicidade não é um destino, é uma viagem. A felicidade não é
amanhã, é agora. A felicidade não é uma dependência, é uma decisão.
A felicidade é o que você é, não o que você tem.”

Osho (Rajneesh Chandra Mohan Jain 1931-1990)
RESUMO

Este trabalho investiga a utilização das metodologias ativas como instrumento para o ensino de
Física a partir do uso de um “Kit Robótico” desenvolvido com uma plataforma de hardware
livre chamada Arduíno. O planejamento do trabalho teve início em 2015, momento em que foi
realizada uma revisão da literatura sobre a temática e sobre as metodologias que poderiam a ser
adotadas no seu desenvolvimento. Como resultado da revisão teórico-metodológica optamos
por implementar o projeto por meio de um conjunto de atividades baseadas na metodologia de
Aprendizagem Baseada em Problemas focalizando a temática “Movimento”, dentro do
currículo de Física do 1° ano do Ensino Médio de uma escola Técnica do Centro Estadual de
Educação Tecnológica Paula Souza. O estudo de campo foi desenvolvido a partir de encontros
periódicos com um grupo de alunos que manifestaram interesse pela proposta. Para direcionar
as atividades e garantir que os alunos desenvolvessem as competências e habilidades desejadas
foi utilizado os denominados os Roteiros de Atividades, que criava situações problemas para
contextualizar a aprendizagem. Após a realização da pesquisa, verificamos alguns indícios de
que o recursos e metodologias adotados podem auxiliar o professor e contribuir para o processo
de ensino e aprendizagem, entretanto, não é a inserção da tecnologia, por si, o elemento
fundamental que altera as condições de aprendizagem e sim de saber aproveitar as
características que esses recursos possuem para fazer o aluno acreditar na legitimidade dos
conteúdos escolares e envolver-se na construção do seu conhecimento. Deste modo, podemos
dizer que, a ferramenta tecnológica utilizada nesta pesquisa (Kit Robótico), permitiu
desenvolver satisfatoriamente atividades relativas ao tema “Movimento”, que atuou como
elemento contextualizador e motivador no processo de aprendizagem.

Palavras – chave: Aprendizagem Ativa. Ensino de Física. Robótica. Arduíno.
ABSTRACT

This work investigates the use of active methodologies as an instrument for teaching physics
from the use of a "Robotic Kit" developed with a free hardware platform called Arduino. Work
planning began in 2015, at which time a review of the literature on the subject and on the
methodologies that could be adopted in its development was carried out. As a result of the
theoretical-methodological revision we decided to implement the project through a set of
activities based on the methodology of Problem-Based Learning focusing on the theme
"Movement" within the Physics curriculum of the 1st year of High School of a Technical School
Of the State Center of Technological Education Paula Souza. The field study was developed
from periodic meetings with a group of students who expressed an interest in the proposal. In
order to direct the activities and ensure that the students developed the desired skills and
abilities, we used the so-called Activity Schedules, which created situations to contextualize
the learning situations. After conducting the research, we verified some evidence that the
resources and methodologies adopted can help the teacher and contribute to the teaching and
learning process, however, it is not the insertion of technology, by itself, the fundamental
element that changes the conditions of Learning but rather to know how to take advantage of
the characteristics that these resources have in order to make the student believe in the
legitimacy of the school contents and to be involved in the construction of their knowledge. In
this way, we can say that, the technological tool used in this research (Robotic Kit), allowed to
develop satisfactorily activities related to the theme "Movement", which acted as
contextualizing and motivating element in the learning process.

Keywords: Active Learning. Teaching Physics. Arduino
LISTA DE IMAGENS

Figura 01 - Detalhes dos kits RCX e NXT, apresentando o controlador conectado a seus
sensores e motores. ................................................................................................................... 39
Figura 02 – Arduíno UNO ........................................................................................................ 40
Figura 03 – Arduíno shild, atuadores e sensores ...................................................................... 41
Figura 04 – Interação aprendiz-aluno na situação de programação ......................................... 47
Figura 05 – Kits chassi/carro para Arduíno. ............................................................................. 58
Figura 06 – Ambiente de trabalho ............................................................................................ 58
Figura 07 – Ambiente de trabalho ............................................................................................ 59
Figura 08 – Roteiros de atividades ........................................................................................... 59
Figura 09 – Roteiros de atividades ........................................................................................... 60
Figura 10 – Desenvolvimento das atividades ........................................................................... 60
Figura 11 – Desenvolvimento das atividades ........................................................................... 61
Figura 12 – Desenvolvimento das atividades ........................................................................... 61
Figura 13 – Confecção da pista e orientações sobre as regras do Rali. .................................... 62
Figura 14 – Alunos utilizando instrumentos para aferição de medidas. ................................... 63
Figura 15 – Alunos realizando cálculos para iniciar as atividades. .......................................... 63
Figura 16 – Aluno tomando nota dos tempos e distâncias para “calibrar” o robô. .................. 63
Figura 17 – Professor de física dando instruções sobre os cálculos necessários ...................... 64
Figura 18 – Alunos anotando os dados da corrida ................................................................... 65
Figura 19 – Instruções em sala de aula para os cálculos da corrida ......................................... 65
Figura 20 – Professor de física tabulando os dados na lousa ................................................... 65
Figura 21 – Professor de física Orientando alunos ................................................................... 66