Visualização e Interatividade no Ensino de Física e a Produção de Aplicativos Computacionais

Abstract

Neste trabalho, apresentamos os princípios de construção, o processo de desenvolvimento e o uso de um conjunto de aplicativos computacionais específicos para o ensino de física elaborados durante um período de três anos pelo grupo de pesquisa e desenvolvimento em ensino de física da UFRJ. Esses aplicativos abordam os diversos tópicos da física básica que são discutidos na educação básica e nos anos iniciais do ensino superior das áreas de ciência e tecnologia. As bases teóricas da produção desses aplicativos são discutidas: o conceito de objeto de aprendizagem e sua apropriação como uma ferramenta própria para produção de materiais didáticos digitais (como os aplicativos computacionais); as implicações do estudo das formas e ferramentas de visualização em ciência no processo de ensino-aprendizagem; e os tipos e usos dos diferentes recursos de interatividade entre aprendizes e o conteúdo no ensino presencial e a distância. Alguns aplicativos são apresentados e a elaboração dos conceitos teóricos subjacentes à sua produção são explicitados. Os temas escolhidos para a produção dos aplicativos são, em geral, temas que, de acordo com as pesquisas em ensino de física e a prática docente do grupo, revelam-se de difícil abordagem e discussão conceitual nos diferentes níveis de ensino. Apresenta-se o conjunto de aplicativos finalizados e distribuídos publicamente, abordando temas de ótica geométrica, movimentos (conceitos de cinemática, discussão de movimentos diversos, mudanças de sistema de referência, princípio da relatividade), forças, oscilações e ondas e circuitos elétricos simples. Finalmente, discute-se seu uso em ambientes de aprendizagem de diversos níveis e as diferentes opções pedagógicas e metodológicas possíveis para seu uso nesses ambientes.