Texto Completo - Apresentação

PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO, PESQUISA E EXTENSÃO
ÁREA DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
Curso de Mestrado Profissionalizante em Ensino de Física e de Matemática
NADIR LACI DIECKEL MAINARDI
O ESTUDO DE ELETRICIDADE NO ENSINO MÉDIO, ENFOCANDO
ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES ELÉTRICOS: A INTERAÇÃO DAS TICs COM A
SALA DE AULA
Santa Maria, RS
2013
2
NADIR LACI DIECKEL MAINARDI
O ESTUDO DE ELETRICIDADE NO ENSINO MÉDIO, ENFOCANDO
ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES ELÉTRICOS: A INTERAÇÃO DAS TICs COM A
SALA DE AULA
Dissertação apresentado ao Curso de
Mestrado Profissionalizante em Ensino
de Física e de Matemática do Centro
Universitário
Franciscano
como
exigência parcial para obtenção do
título de Mestre em Ensino de Física.
Orientador (a): Profa. Dra. Silvia Maria de Aguiar Isaia
Santa Maria, RS
2013
3
4
―A mente que se abre a uma nova ideia jamais
voltará ao seu tamanho original‖.
Albert Einstein
5
Ao meu esposo Eronides e meus filhos Emanuelli e Carlos Emanuel.
6
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus e a todas as pessoas que de alguma forma contribuíram
para a realização deste trabalho e em particular:
- A Profa. Dra. Silvia Maria de Aguiar Isaia pela orientação e colaboração.
- Ao Prof. Dr. Márcio Marques Martins pelo seu empenho e contribuição
valiosa na confecção deste trabalho.
- Aos meus alunos do terceiro ano ―A‖ do Colégio Estadual Santo Antão
Ensino Fundamental e Médio aos quais colaboraram para que este trabalho
ocorresse.
- Ao meu esposo Eronides Mainardi pelo incentivo e apoio.
- Aos meus filhos Emanuelli Mainardi e Carlos Emanuel Mainardi pela
compreensão de minha ausência aos longos anos de estudos.
- Aos meus pais Selfredo e Mafalda E. Dieckel, pelo esforço com muita
dificuldade para que pudesse chegar até aqui
- Aos meus colegas e amigos de turma pelo apoio e amizade durante dois
longos anos.
- A UNIFRA e todos os professores que colaboraram com seus
conhecimentos para que esse trabalho se realizasse.
A todos o meu Obrigado!
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RESUMO
A presente dissertação consiste em uma proposta de interação das tecnologias
existentes em nossa escola com a sala de aula, contemplando o conteúdo de
Eletricidade tendo como suporte conceitos decorrentes da perspectiva de Vygotsky
(1997). A questão orientadora foi: qual a contribuição do uso de uma página virtual
em interação com a sala de aula no processo da aprendizagem do conteúdo de
Eletricidade em Resistores Elétricos na disciplina de Física? A ação foi aplicada em
alunos do terceiro ano ―A‖ com 23 alunos integrantes do Colégio Estadual Santo
Antão de Bela Vista da Caroba – PR. Para realizar este trabalho se fez necessário
dividir em dois momentos principais: no primeiro momento foi desenvolvida uma
página virtual (wikispaces), contendo o conteúdo Eletricidade sediado inicialmente
com uma questão polêmica vivenciada pelo aluno, provocando-o a interagir com as
simulações, experimentos virtuais, vídeos, textos científicos e curiosidades atuais
que contribuem para aprendizagem dos alunos. No segundo momento em sala de
aula se desenvolveu o conteúdo de resistores elétricos usando como apoio a página
virtual concomitantemente com o texto científico e slides, ocorrendo assim uma
interação entre aluno-computador, aluno-aluno e aluno-professor, com debates,
questionamentos, interpretações e resoluções das atividades apresentadas em sala
de aula. A metodologia utilizada de cunho qualitativo se mostrou eficiente nas
observações das discussões entre os alunos no instante de acesso à página virtual
no laboratório de informática da escola, como também houve a eficiência na analise
das discussões e absorções do conteúdo aplicado em sala de aula. Foram
elaboradas três atividades em forma de testagem contendo o conteúdo de
eletricidade e aplicado aos participantes: o primeiro questionário serviu como
propulsor do encaminhamento de todas as atividades desenvolvidas nesta
dissertação, seu resultando demonstrou um baixo nível de conhecimento na
resolução dos exercícios, com respostas sem nexo de forma usual sem nenhum
conhecimento científico. Na segunda atividade, as questões aplicadas aos alunos
entre os dois momentos (página virtual – sala de aula), surgiram alguns conceitos de
Associação de Resistores Elétricos de forma mais significativa, com alguns
equívocos, desestabilizando as concepções existentes, surgindo discussões,
reflexões e formação de hipóteses dos conceitos adquiridos na sala de informática,
levando os alunos a curiosidade e o desejo de entender e interpretar o conteúdo.
Aplicando a terceira atividade após as discussões, interpretação e interações dos
alunos sobre o conteúdo apresentado em sala de aula, houve a necessidade de
verificar se o uso da página virtual em interação com a sala de aula auxiliou o
processo da aprendizagem do conteúdo de Associação de Resistores Elétricos. Os
resultados se manifestaram satisfatoriamente na aprendizagem dos alunos via
mediação cultural, exibida na interação dos TICs, professor e colegas. Nas
atividades (testagem III) desenvolvidas pelos alunos, houve domínio no
conhecimento dos conceitos científicos, criando uma estabilidade e segurança nas
discussões e nas resoluções dos exercícios apresentados na sala de aula.
Palavra Chave: Associação de Resistores, Hipermídia, Aprendizagem, Ensino
Médio, Interação TICs e sala de aula
8
ABSTRACT
This dissertation consists of a proposed interaction of existing technologies in our
school with classroom content Electricity contemplating having as support concepts
resulting from the perspective of Vygotsky (1997). The guiding question was: what is
the contribution of the use of a virtual page in interaction with the classroom in the
learning process of content on Electricity Electrical Resistors in the discipline of
physics? The action was applied to third-year students "A" students with 23 members
of the State College of Santo Antão of Bela Vista Caroba - PR. To accomplish this
work was necessary to divide into two main phases: the first time we developed a
virtual page (wikispaces) containing content Electricity headquartered initially with a
controversial issue experienced by the student, causing him to interact with the
simulations, virtual experiments , videos, current scientific texts and curiosities that
contribute to student learning. In the second time in the classroom has developed
content using electrical resistors as support for virtual page concomitantly with
scientific text and slides, occurring just one student-computer interaction, studentstudent and student-teacher, with discussions, questions, interpretations and
resolutions of the activities presented in the classroom. The methodology of
qualitative observations proved efficient in the discussions among students instant
access to the virtual page in the computer lab at school, but there was also efficient
in the analysis of discussions and absorptions of content applied in the classroom.
Three activities were prepared in the form of testing containing content electricity and
applied to participants: the first questionnaire served as propellant forwarding all
activities in this dissertation, his resulting demonstrated a low level of knowledge in
solving exercises, with answers without nexus as usual without any scientific
knowledge. In the second activity, students applied the issues between the two
moments (virtual page - classroom), there were some concepts Association of
Electrical Resistors more significantly, with some confusion, destabilizing the existing
concepts, emerging discussions, reflections and training hypotheses of the concepts
acquired in the computer room, taking the students curiosity and desire to
understand and interpret the content. Applying the third activity after discussions,
interactions and interpretation of students on the content presented in the classroom,
it was necessary to determine whether the use of our interaction with the virtual
classroom helped in the process of learning the content of Association Electrical
Resistors. The results demonstrated satisfactorily in student learning through cultural
mediation, appears in the interaction of ICT, teacher and classmates. In activities
(testing III) developed by the students, was the domain knowledge of scientific
concepts, creating stability and security in the discussions and resolutions of the
exercises presented in the classroom.
Keywords: Association Resistors, Hypermedia, Learning, School, Interaction and
ICT classroom.
9
SUMÁRIO
1
INTRODUÇÃO.…………………………………………..................................
11
1.1
OBJETIVO E QUESTÕES DESENVOLVIDAS………………………..........
15
2
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ………………………………………………
16
2.1
REFERENCIAL TEÓRICO DE FÍSICA E DE TICs …………………….......
16
2.1.1 O ENSINO DA FÍSICA….………………………………………………………. 16
2.1.2 A TECNOLOGIA E O ENSINO…………….…………………………………..
18
2.2
AMBIENTE WIKI ………………………………………………………………..
19
2.3
EVOLUÇÃO HISTÓRICA DA ELETRICIDADE ……………………………..
20
2.4
CORRENTE ELÉTRICA ……………………………………………………….. 22
2.4.1 DIFERENÇA DE POTENCIAL ………………………………………………...
24
RESISTÊNCIA E LEI DE OHM ……………………………………….............
25
2.5.1 ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES……………………………………………..
28
2.5
3
REFERENCIAL TEÓRICO SOBRE A TEORIA SOCIOCULTURAL DE
VYGOTSKY...……………………………………………………………………. 35
4
DELIAMENTO METODOLÓGICO ……………………………………...........
37
5
PROCEDIMENTOS ………………………………………………………….....
38
5.1
Testagem I ………………………………………………………………………
38
5.2
Pagina virtual …………………………………………………………………... 38
5.3
Testagem II ……………………………………………………………………... 42
5.4
Sala de aula …………………………………………………………………….. 43
5.4.1 CONTEÚDO DESENVOLVIDO NA SALA DE AULA………………………..
43
6
APLICAÇÕES E RESULTADOS OBTIDOS …………………………………
67
a
Testagem I ..…………………………………………………………………….. 67
b
Testagem II ……………………………………………………………………... 68
c
Testagem II ……………………………………………………………………... 71
6.1
Auto-avaliação …………………………………………………………………. 72
7
CONSIDERAÇÕES FINAIS …………………………………………………… 76
8
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS …………………………………………. 78
APÊNDICE A –Ttutorial Wikispaces ………………………………………..
80
10
APÊNDICE B – Testagem 01 ………………………………………………… 96
APÊNDICE C – Testagem 02 ………………………………………………… 101
APÊNDICE D – Testagem 03 ………………………………………………… 105
APÊNDICE E – Imagens de experimentos virtuais e de bancadas……
110
11
1- INTRODUÇÃO
O ensino de Física, no ensino médio, contribui para uma cultura científica,
com interpretação de fatos, fenômenos e processos naturais, situando e
dimensionando a interação do ser humano com a natureza e com a evolução do
mundo tecnológico. Para tanto se faz necessária a integração do conhecimento
teórico vinculado a informatização e modelos computacionais em transformação.
A Física na maioria das vezes nos permite construir tais modelos
experimentais concretos e palpáveis quanto virtuais, para melhorar a compreensão
dos fenômenos, permitindo desenvolver novas formas de aprendizado e criar novos
materiais didáticos. Incorporando, assim, a formação científica com práticas virtuais,
simulações e interações em modelos computacionais. Contudo é importante que ela
seja apresentada em um contexto histórico, objeto contínuo na transformação e
associação às outras formas de expressões para as produções científicas.
A utilização de um objeto virtual de aprendizagem1 atende a dois principais
requisitos: substituir os experimentos reais (palpáveis) e proporcionar um vislumbre
do funcionamento de determinados princípios da Física. A vantagem de substituir
um experimento real pelo experimento computacional é que, com o último, há a
possibilidade de realizar o experimento tantas vezes quanto for necessário para que
ocorra a aprendizagem efetiva por parte do operador. Além disso, o experimento
computacional (nesse caso, o objeto virtual de aprendizagem) elimina o processo de
montagem e remontagem do experimento e, consequentemente, os custos.
A presente dissertação utilizou ambientes virtuais de aprendizagem, nesse
caso o ambiente wikispaces2, para o conteúdo básico de eletricidade, abordando a
Associação de Resistores Elétricos no terceiro ano do Ensino Médio (EM). Criaramse situações de ensino que trouxeram questões do quotidiano do aluno para sala de
aula. Para tanto foram utilizados vídeos, softwares, simulações, animações e
contextualizações disponíveis no mundo virtual, impulsionando o educando ao
pensamento crítico em vivência e situações novas.
1
Os Objetos de Aprendizagem virtual são recursos digitais reutilizáveis que auxilia na aprendizagem
de alguns conceitos e, ao mesmo tempo, estimule o desenvolvimento de capacidades pessoais,
utilizam-se de imagens, animações e applets, documentos VRML realidade virtual, arquivos de texto
ou hipertexto, dentre outros. (MACEDO, L N et al, 2007, p3)
2
Um wikispace é um espaço onde pode criar páginas sobre um tema em particular. Cada espaço
pode ter várias páginas, arquivos e imagens. (http://www.wikispaces.com). É nesse espaço que foi
12
Como referencial teórico fundamentado na teoria de Vygotsky, que traz a
concepção de que ―todo homem se constitui como ser humano pelas relações que
estabelece com os outros e com o meio‖ (OLIVEIRA, 1993), ou seja, salientado o
desenvolvimento
dos
conceitos
culturais
como
a
linguagem,
escrita,
os
computadores, valorizando as trocas de ideias entre os parceiros em sala de aula. É
nas interações que tanto o conceito científico pode ser mais detalhado pelo
professor, pois passa a ser mais discutido em um processo descendente, quanto os
conceitos mais cotidianos dos alunos passam a ser enriquecidos e tomam um
caminho mais ascendente, pois são ampliados pelo conhecimento científico,
elaborado historicamente a reconstrução interna das atividades externas, como
resultado de processos interativos que se dão ao longo do tempo MARTINS
(1997,p.115).
Nesta linha de pensamento o conteúdo básico de eletricidade é integrado na
aprendizagem do aluno usando uma página virtual associada à sala de aula,
possibilitando a aproximação e a compreensão do tema (associação de resistores
elétricos) por meios de instrumentos simbólicos (página virtual), que são substituídos
pela linguagem servindo como mediação do intercâmbio entre o conhecimento do
aluno para o conceito mais elaborado.
A página wikispaces ofereceu ferramentas acessíveis para criar um ambiente
organizado de tal forma que os alunos foram instigados a ler, interpretar, simular e
interagir com os conteúdos organizados pelo professor em uma plataforma virtual
contendo links relacionados a diversas contextualizações do tema a ser estudado
em sala de aula.
Tais situações desenvolveram o pensamento lógico, auxiliando no processo
ensino e aprendizagem, somando-se a vivência, não só para melhorar a
compreensão do conteúdo proposto em sala de aula, como também tornar o
educando um sujeito capaz de tomar atitudes e resolver as situações-problemas que
a vida lhe apresenta. Colaborando com estas ideias as DCEs assim se posicionam:
Entende-se então que a Física, tanto quanto as outras disciplinas, deve
educar para a cidadania e isso se faz considerando a dimensão crítica do
conhecimento científico do universo de fenômenos e não-neutralidade da
produção desse conhecimento, mas seu comprometimento e envolvimento
com aspectos sociais, políticos, econômicos e culturais.(BRASIL,
2008,p.50).
criado o ambiente virtual de aprendizagem, cujo o endereço é http:/profisicael.wikispaces.com que no
texto é chamado de página virtual.
13
O
uso
da
tecnologia
na
educação,
especialmente
os
recursos
computacionais, segundo o artigo de Fiolhais e Trindade (2003, p. 263) ―passou a
ser exigência do novo padrão de formação e qualificação, face à nova configuração
brasileira e mundial, pela acirrada competição existente‖, sendo o professor
orientando a formação e a qualificação profissional para melhorar a qualidade das
aulas principalmente de ensino Médio que está voltado para formação de jovens,
críticos independentes.
A Física estuda os fenômenos naturais tal como eles ocorrem no espaço e no
tempo e os descreve por meio de teorias e muitas vezes expressas em linguagem
matemática. As teorias permitem predizer resultados experimentais com grande
precisão e muitas dessas teorias tiveram aplicações tecnológicas. Neste sentido,
conforme Santos e Mortimer (2002, p. 9), ―a tecnologia pode ser compreendida
como o conhecimento que permite controlar e modificar o mundo‖ tudo isso consiste
em atividades humanas juntamente com símbolos, instrumentos e máquinas visando
o avanço na ciência como na tecnologia para o desenvolvimento que transforma
consideravelmente nosso modo de vida.
A dissertação foi desenvolvida em duas etapas permitindo uma forma
diferente de ensino que estamos acostumados na sala de aula. Primeiramente criouse um ambiente de aprendizagem virtual, contendo o conteúdo Eletricidade sediado
por uma questão problematizada com contestações vivenciadas na cultura em que o
aluno está inserido. Diante desta situação os alunos precisavam manipular conceitos
e realidades que já conhecem para chegar a saberes até então ignorados.
Com a disponibilização do conteúdo na página virtual, os alunos puderam
assumir a responsabilidade e o livre arbítrio para buscar resultados que lhe
permitissem alcançar novos níveis de conhecimento: para isso os estudantes se
sentiam instigados a interagir com as simulações, experimentos virtuais, vídeos,
textos científicos e curiosidades atuais que estavam disponíveis e ao seu alcance
em uma plataforma wikispaces3, em forma de uma página virtual (profisicicael),
alimentado com o conteúdo básico de eletricidade abordando Associação de
Resistores Elétricos, auxiliando o aluno e permitindo a manipulação de experimentos
3
É um servidor de escrita colaborativa on-line, com acesso livre, onde você pode criar páginas sobre
um tema em particular. Pode conter arquivos, imagens e gráficos.
14
virtuais, contribuindo na construção do conhecimento e na aprendizagem do
conteúdo.
Na segunda etapa ou momento, além dos alunos continuarem acessando
livremente a página virtual, o conteúdo desenvolvido na sala de aula foi apresentado
na forma de slides e textos ofertados pelo professor. O livro didático (FÍSICA, de
Antônio Máximo e Beatriz Alvarenga) adotado pela escola serve como atividades e
leituras complementares. Neste momento os alunos expressam seus conceitos
usuais transformando em outros mais elaborados, aproximando novas concepções
culturais sugeridas em estudo na página virtual (profisicael.wikispaces.com),
garantindo o alicerce para discussões e interações de estudante-ambiente e virtualprofessor.
Este movimento de compreensão do conteúdo implica nas ações de
investigação (ambiente virtual) e de discussão (sala de aula), para a internalização
de funções mentais que garantam ao indivíduo a possibilidade de pensar por si. O
virtual-professor estimula a operar com ideias, a analisar os fatos e a discuti-los para
que, na troca de ideias e no diálogo com os colegas e professor, se construa o seu
ponto de regulação para um pensar mais competente e comprometido em
determinados conceitos em estudo.
As atividades desenvolvidas como simulações, softwares interativos, leituras
de textos científicos contribuíram para melhorar a compreensão dos conteúdos,
oportunizando aos alunos a serem mais críticos e consciente, responsáveis pela
construção do seu próprio conhecimento.
Dessa forma o problema de pesquisa que orientou o trabalho foi: qual a
contribuição do uso de uma página virtual em interação com a sala de aula no
processo da aprendizagem do conteúdo de Eletricidade em Resistores Elétricos na
disciplina de Física?
15
1.1
OBJETIVO E QUESTÕES DESENVOLVIDAS
Objetivo Geral
Verificar a contribuição do uso de uma página virtual em interação com a
sala de aula auxilia no processo da aprendizagem do conteúdo de Associação de
Resistores Elétricos na disciplina de Física.
Objetivos Específicos
a. Propiciar ao aluno a busca de conhecimentos/informações, descobrindo
conceitos e desenvolvendo seu próprio potencial intelectual;
b. Verificar
se
os
recursos
computacionais
criam
pontes
entre
o
conhecimento vivenciado pelo aluno e práticas virtuais, constituindo um
novo elemento de cooperação e transformação cultural;
c. Verificar se as interações entre os recursos computacionais e a sala de
aula auxiliam no processo da aprendizagem dos alunos, atendendo às
suas necessidades educacionais e culturais.
16
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1
REFERENCIAL TEÓRICO DE FÍSICA E DE TICs
2.1.1 O ENSINO DA FÍSICA
O ensino da Física sofreu mudanças significativas no seu percurso, sendo
compreendida como uma Ciência de criação humana. Assim, sua produção do
conhecimento
científico,
é
entendida
como
uma
atividade
historicamente
contextualizada e que se faz presente no processo ensino-aprendizagem deste
conhecimento.
Na maioria das escolas de Ensino Fundamental, a Física desapareceu
totalmente ficando somente para o ensino médio o dever de trazer o conhecimento
científico de Física. A carga horária semanal destinada a essa disciplina é baixa,
dificultando o processo ensino e aprendizagem, o qual ocorre paulatinamente, por
envolver a construção do conhecimento. Dentre outros problemas enfrentados pelas
escolas, têm-se recursos precários de materiais didáticos e a falta de profissionais
qualificados. Segundo Menezes (2005) ―o ensino vem se apresentando de forma
episódica e fragmentada‖, não relacionando o conhecimento acadêmico com a
realidade cultural de cada aluno.
O uso da tecnologia se tornou uma exigência do novo padrão e qualificação
do ensino, com recursos computacionais implantados nas escolas, com intuito de
reformular o ensino médio para melhorar a compreensão do aluno acerca do mundo
competitivo no qual ele está inserido.
No entanto, o profissional do ensino não está plenamente preparado para o
uso dessas tecnologias, comprometendo a qualidade das aulas de Física em seu
âmbito cultural, social e científico.
Com o surgimento da tecnologia nas escolas a atualização de professores
tornou-se fundamental para o uso da ferramenta computacional. Os cursos de
licenciaturas, até então, não apresentavam nenhuma formação nesse campo,
tornando ainda mais crítico e preocupante a defasagem das aulas com recursos
17
tecnológicos, dificultando o acompanhamento e evolução do mundo sofrendo os
impactos da sociedade. Nesta mesma direção Almeida (2000, p. 16) coloca que:
O professor terá papeis diferentes a desempenhar, o que torna
necessário novos modos de formação que possam prepará-lo para o
uso pedagógico do computador, assim como para refletir sobre a sua
prática e durante sua prática do desenvolvimento da aprendizagem e
de seu papel de agente transformador de si mesmo e de seus alunos.
(ALMEIDA. 2000, p.16)
As condições atuais de trabalho dos professores do Ensino Básico dificultam
o investimento pessoal na busca de novas visões sobre o ensino e a aprendizagem,
o que os levam a repetir, anos a fio, uma determinada prática. Intervir nesse quadro
exige mudanças em aspectos sociais, econômicos culturais da realidade
educacional e investimento por parte do governo em programas de formação
continuada, em políticas de valorização do trabalho docente e na melhoria das
condições concretas da educação pública. (REZENDE, 2004).
Diante do amplo aspecto de ações necessárias, o estado do Paraná
implantou melhorias nas escolas públicas de Ensino Básico por meio de
equipamentos de informatização e mídias, desenvolvidas pela Seed (Secretaria
Estadual de Educação). O Paraná Digital é o maior programa de informatização
escolar do Brasil, ao todo são 44 mil terminais de acesso que foram distribuídos em
todas as escolas estaduais. Os laboratórios utilizam software livre e ainda a
tecnologia multiterminal, desenvolvida pela Universidade Federal do Paraná. Os
multiterminais possibilitam que quatro conjuntos de periféricos — monitores,
teclados e mouses — sejam ligados a uma única CPU, formando quatro estações de
trabalho independentes, atingindo cem por cento dos alunos do Ensino Médio nos
últimos anos. (SEED, 2008).
Diante desse quadro é necessário qualificar os professores em um processo
de formação pedagógico e técnico, possibilitando a aquisição dos conhecimentos
tecnológicos para assumir o seu novo papel na educação.
O ponto de partida da prática pedagógica são os conteúdos estruturantes,
propostos nestas Diretrizes Curriculares com base na evolução histórica das
ideias e dos conceitos da Física. Para isso, os professores devem superar a
visão do livro didático como ditador do trabalho pedagógico, bem como a
redução do ensino de Física à memorização de modelos, conceitos e
definições excessivamente matematizados e tomados como verdades
absolutas, como coisas reais. (DCEB, 2008, p.50).
18
2.1.2 A TECNOLOGIA E O ENSINO
O crescimento e a evolução sociocultural, tecnológica e educacional do
mundo atual implicam em concordar-se com Fiolhais e Trindade (2003) ―as
tecnologias geram incessantes mudanças nas organizações e no pensamento
humano revelam um novo universo no cotidiano das pessoas com criatividade,
autocrítica e a construção do conhecimento‖. Essas ferramentas tecnológicas
desenvolvem novas mudanças de aprendizagem e inúmeras possibilidades de
desenvolvimento intelectual.
O uso da tecnologia computacional promove a aquisição do conhecimento,
o desenvolvimento de diferentes modos de apresentação e de compreensão
do pensamento possibilitando representar e testar ideias ou hipóteses, que
levam à criação de um mundo abstrato e simbólico, ao mesmo tempo em
que introduzem diferentes formas de atuação e de interação entre o real e o
simulado, permitindo a manipulação de softwares de forma criativa testando
diferentes ideias sobre os conteúdos apresentados. (ALMEIDA.2000, p. 28).
Cabe ao professor promover a aprendizagem do aluno para que este possa
construir o conhecimento dentro de um ambiente que o desafie e o motive para a
exploração, a reflexão e a descoberta. Para tanto este ambiente deverá ser
resultado de um trabalho cooperativo dos que estão envolvidos na aprendizagem.
Assim, o professor deverá criar situações para proporcionar diálogo e reflexão entre
os participantes com os temas abordados, ocorrendo à interação entre professor,
máquina e aluno. O professor é responsável pelo processo da aprendizagem,
fornecendo informações e delimitando determinada área em estudo, para os alunos,
enquanto o computador é uma ferramenta com recursos visuais que serve como
suporte de um assunto em estudo.
(…) o computador não é detentor do conhecimento, mas uma ferramenta
tutora pelo aluno e que lhe permite buscar informações em redes de
comunicações à distância, navegar entre nós e ligações, de forma não
linear, segundo seu estilo cognitivo. Tais informações podem ser integrados
pelo aluno em programas aplicativos, e com isso ele tem a chance de
elaborar o seu conhecimento para representar a solução de uma situaçãoproblema. (ALMEIDA. 2000,p. 32).
19
Quando
o
aluno
utiliza
determinados
aplicativos
em
um
ambiente
computacional ele importa informações para representar o conhecimento adquirido
em diversas operações selecionadas, em que o professor precisa compreender o
processo mental do aluno para perceber se os objetivos foram atingidos, para tanto
se fez necessário desenvolver ambientes colaborativos e organizados para tal
avaliação.
2.2 AMBIENTE WIKI
Uma das características da tecnologia wiki é a facilidade com que as páginas
são criadas e alteradas - geralmente não existe qualquer revisão antes de as
modificações serem aceitas, e a maioria dos wikis são abertos a todo o público ou
pelo menos a todas as pessoas que têm acesso ao servidor wiki. Nem o registro de
usuários é obrigatório em alguns dos wikis. As páginas podem ser editadas pelos
usuários que por ele navegam, desse jeito, é possível corrigir erros, complementar
ideias e inserir novas informações. Assim, o conteúdo de um artigo se atualiza
graças à coletividade.
Os problemas que se podem encontrar em wikis são artigos feitos por
pessoas que nem sempre são especialista no assunto, ou até vandalismo,
substituindo o conteúdo do artigo. Porém, o intuito é, justamente, que a página
acabe por ser editada por alguém com mais conhecimentos! Alternativamente,
existem algumas wikis utilizadas como wikis pessoais.
Um wikispaces é um espaço onde você pode criar páginas sobre um tema em
particular. Cada espaço pode ter várias páginas, arquivos e imagens. Por exemplo,
um wikispaces chamado "bebidas" estará localizado em bebidas. wikispaces.com.
Wikispaces oferece três tipos de espaço: público (public) é um espaço
público pode ser visto e editado por qualquer pessoa. Protegido (protected), este
formato foi usado nesta dissertação, é um espaço protegido para ser editado, mas
pode ser visto por qualquer um. O privado (private), porém, só pode ser visto e
editado pelos membros do espaço.
Como o wikispaces protected (wikispaces.com) é um espaço de fácil
manipulação para fazer uma página contendo leituras, experimentos, simulações,
vídeos, mapas entre outros de uma forma legal em que o administrador (neste caso
professor) é responsável pelos termos utilizados na organização evitando
20
vandalismos ou substituição acidental por termos que não estão em discussão ou
estudo.
A hipermídia elaborada por um administrador pode ser vista por todas as
pessoas (alunos) que desejam pesquisar, ler ou visualizar sobre o conteúdo que ali
está inserido. O aluno poderá ter acesso a esta página nas diferentes escolas, casas
e em qualquer momento e lugar, bastando que ele tenha o endereço para acessar.
2.3 A EVOLUÇÃO HISTÓRICA DA ELETRICIDADE
Os olhares acerca de fenômenos da natureza hoje associados à eletricidade,
aparecem desde a antiguidade. As primeiras observações de que se tem
conhecimento, segundo Rocha (2002) foram feitas pelo filósofo grego Tales de
Mileto, ele observou o âmbar (em grego elétron), certa resina vegetal, utilizado na
confecção de joias e objetos de decoração, quando atritado com peles de animais
adquiria a propriedade de atrair pequenos objetos materiais. Diante de tais fatos
Tales teria se perguntado sobre a composição da matéria.
Mais de 2000 anos se passaram até que, em meados do século XVI o
estudo dos fenômenos observados por Tales voltassem então a serem focalizados
com mais atenção, e condições técnicas muito mais elevadas. Segundo ROCHA
(p.187, 2002) O médico inglês William Gilbert, retornou as experiências e descobriu
que outros tipos de matérias também apresentavam comportamento semelhante ao
âmbar, isto é, quando atritava entre eles esses materiais passavam atrair os demais,
comportando-se como âmbar. Ao realizar experiência do atrito com outros materiais
além do âmbar, segundo Rocha, Gilbert percebia que após o atrito podia acontecer
além da atração, também a repulsão, emitindo um eflúvio pelo qual era responsável
pelo fenômeno. Da mesma forma que a atmosfera era o eflúvio que puxava os
corpos para a Terra, a atmosfera elétrica era o eflúvio responsável pela força elétrica
exercida nos corpos leves.
Outra contribuição veio de Otto Von Guericke (1602-1686), que se
interessando pela ciência desenvolveu as primeiras máquinas eletrostáticas.
Segundo Rocha (2002), as máquinas eram constituídas de esferas compostas de
minerais fundidos, que ele julgava ser a composição da Terra, em que eram fixadas
em um eixo que podia girar. Ele verificou que se esfregasse a esfera com a mão ao
girá-la, ela adquiria propriedade de atração e eliminava centelhas.
21
Mais tarde Stephen Gray (1666-1736), percebeu que era possível
transportar a eletricidade por meios de fios. Dependendo do material desse fio, a
condução era melhor ou pior, chegando a alguns casos, a se comportar como
isolante. A partir da ideia da condução elétrica, Charles DuFay (1698-1739), propôs
que havia dois tipos de eletricidade, pois enquanto alguns materiais se atraíam
depois de atritados com panos, outros se repeliam. Aos que se comportavam como
vidro associou à eletricidade vítrea, aos que se comportavam como resina, associou
a eletricidade resinosa.
Mais tarde Benjamin Franklin (1707-1790), definiu como positivo a vítrea e a
resinosa como negativa. Segundo Rocha (2002), Franklin defendia a ideia de que a
eletricidade consiste de apenas um tipo de fluido. Foi a ideia do ―fluído único‖ surgiu
a teoria que corpos não eletrizados possui uma quantidade natural de fluído. Essa
quantidade seria proporcional ao tamanho do corpo. Um corpo que possuísse
excesso de fluido foi chamado por Franklin de ―positivo‖, e se tivesse falta era
chamado de ―negativo‖.
A partir da experiência de Rutherford em 1911, ficou evidenciado de que a
matéria é constituída de átomos, os quais seriam constituídos por um núcleo e por
uma eletrosfera. No núcleo se encontra os prótons (carga positiva) e na eletrosfera
os elétrons (carga negativa). Foi aproveitando todos os efeitos provocados no
espaço por uma carga elétrica presentes em corpos elétricos que Robert Andrew
Millikan (1868-1953), conseguiu medir com razoável precisão, o valor da carga de
um elétron.
Da busca do conhecimento da estrutura da matéria surgiu um conceito
importante para o nosso tempo, o da carga elétrica, com suas variadas aplicações
da eletricidade na nossa sociedade e de um futuro não muito distante que será
desnecessários emaranhados fios e cabos para ligar aparelhos eletrônicos, o
witricity, ou seja, eletricidade sem fios segundo o MIT (Instituto de Tecnologia de
Massachusetts), os cientistas conseguiram transmitir a energia a dois metros de
distância mesmo colocando obstáculo entre a fonte de energia e a lâmpada acesa
que serviu como teste, mas nada impede que outros aparelhos venham a ser
utilizados com a mesma tecnologia na evolução elétrica.
22
2.4 CORRENTE ELÉTRICA
Desde 1729, quando o físico inglês Stephen Gray descobriu que era
possível conduzir eletricidade de um corpo para outro através de fios, evidenciou-se
que a eletricidade pode percorrer determinados materiais (Canby, 1996). Mas só no
século XVIII, com a descoberta da pilha, foi possível obter fluxos de eletricidade
estáveis e duradouros. Acredita-se que o nome corrente, dado a esse fluxo de
eletricidade, tenha aparecido na década de 1820, quando Ampère, procurando
estabelecer uma regra que relacionasse o sentido desse fluxo com seus efeitos
magnéticos
recém-descobertos,
assim
a
expressão
corrente
elétrica
está
relacionada a antigas concepções de que a eletricidade seria um fluído.
A corrente elétrica se estabelece em um condutor quando nele existe um
campo elétrico e tem como elemento básico o portador da carga elétrica sobre qual
esse campo atua.
Os aparelhos eletroeletrônicos que se encontram nas residências precisam
de energia elétrica para o seu funcionamento. Tal energia é obtida quando eles são
ligados em alguma fonte de energia, como uma pilha ou uma tomada. Quando isso é
feito, algo invisível acontece. Elétrons livres, que se encontram nos meios
condutores desses aparelhos, passam a se movimentar de maneira ordenada,
transportando a energia elétrica necessária para o seu funcionamento. Esse
movimento ordenado dos elétrons é conhecido como corrente elétrica e ela pode
ocorrer nos condutores sólidos, como os metais, e em gases e líquidos ionizados.
Ao estudar situações onde as partículas eletricamente carregadas deixam de
estar em equilíbrio eletrostático passamos à situação onde há deslocamento destas
cargas para uma determinada direção e em um sentido.
A corrente elétrica é definida como o fluxo de carga elétrica da seção
transversal de um condutor (TIPLER,2006). Se a variação da carga (∆Q) é a carga
que flui através da área (A) de seção transversal durante o intervalo de tempo ∆t, a
corrente é definida como:
𝑄
𝑖 = ∆𝑡
(01)
23
A unidade de corrente no sistema internacional de unidades (SI) é o ampére4
(A): 1A = 1C/s.(TIPLER, p.145, 2006).
Para começar, um tipo de corrente mais comum, que é aquela produzida em
fios condutores, que são aqueles feitos de metais, como por exemplo, o cobre. Os
metais são bons condutores de eletricidade, pois possuem elétrons livres e quando
esses materiais estão em equilíbrio, os elétrons se encontram em movimento
desordenado, como mostra a figura abaixo:
Figura 01: movimento desordenado dos elétrons.
(figura extraída: http://n.i.uol.com.br/licaodecasa/ensmedio/fisica/corel/corel7.jpg)
Para se obter uma corrente elétrica, é necessário criar um campo elétrico
nesse condutor. Com esse campo elétrico, teremos diferentes níveis de energia
potencial. Esses diferentes níveis de energia potencial provocarão algo que é
conhecido como diferença de potencial (d.d.p.), ou simplesmente tensão elétrica.
Essa diferença de potencial pode ser obtida ligando-se o condutor acima a uma
pilha, como mostra a figura 02.
Figura 02: movimento ordenado dos elétrons
(figura extraída: http://n.i.uol.com.br/licaodecasa/ensmedio/fisica/corel/corel7.jpg)
4
Ampére (A) é a corrente que em dois fios paralelos muito longos, separados de 1m, provoca uma
força magnética por unidade de comprimento de 2 x 10-7 N/m. (Tipler & Mosca, 2006).
24
O pólo positivo possui um potencial maior, enquanto que o negativo possui
um menor. O movimento dos elétrons será no sentido sempre do maior potencial, ou
seja, do pólo positivo. A pilha tem a função de fonte de energia elétrica e também de
manter a diferença de potencial, mantendo assim o movimento dos elétrons. Desta
forma cria-se uma corrente elétrica no fio, com sentido oposto ao campo elétrico, e
este é chamado sentido real da corrente elétrica (TIPLER & MOSCA, p.148,2006).
Embora seja convencionado que a corrente tenha o mesmo sentido do campo
elétrico, o que não altera em nada seus efeitos (com exceção para o fenômeno
chamado Efeito Hall5), e este é chamado o sentido convencional da corrente.
2.4.1 DIFERENÇA DE POTENCIAL
A diferença de potencial (d.d.p) também denominada de tensão elétrica (U) é
uma grandeza física que esta intimamente ligada ao conceito de corrente elétrica.
Porém para ―existir‖ corrente elétrica entre dois pontos deve-se haver uma diferença
de potencial elétrica entre os mesmos dois pontos.
Para entendermos a d.d.p, relembremos o seguinte: todo corpo que está
eletrizado, recebeu ou cedeu elétrons. Como a carga de um elétron é representada
por (-) o corpo que recebeu elétrons fica carregado negativamente (denominado de
íon negativo ou ânion), já o corpo que cedeu elétrons ou perdeu fica carregado
positivamente, pois o mesmo tem falta de elétrons, denominado de íon positivo ou
cátion. Portanto esse desequilíbrio de cargas entre dois corpos revela que ambos
têm um potencial elétrico diferente, ou seja, existe uma diferença de potencial
elétrica.
Então consideremos um dispositivo capaz de manter uma diferença de
potencial entre dois corpos. Esses ―dispositivos‖ são denominados de geradores, ao
qual comumente podemos associar a uma simples pilha. Por exemplo, de acordo
5
Os portadores de carga q que estão em movimento com uma velocidade de arraste v estarão sob
efeito de uma força magnética que os deslocarão para a lateral do condutor, aumentando a
concentração desses portadores nessa região. Essa maior concentração de cargas na lateral dá
origem a um campo elétrico lateral conhecido como campo Hall (HALLIDAY & RESNICK, 1996)
25
com a figura abaixo a pilha (gerador elétrico) mantém entre seus terminais + e – uma
diferença de potencial elétrico:
U= U(+) –U(-).
(02)
Em que:
U= diferença de potencial ou tensão elétrica
Quando ligamos os terminais desse gerador a um condutor (fio de cobre) ao
filamento da lâmpada, a mesma se acende, pois ocorre um movimento de cargas
elétricas no condutor (corrente elétrica).
Figura 03: movimento de carga elétrica
(figura extraída: http://luhghilardi.blogspot.com.br/2009_05_01_archive.html)
A diferença de potencial é uma grandeza física expressa no SI por V(volts)
em homenagem ao Físico Alessandro Volta (GASPAR, 2011). Existem dispositivos
(instrumentos) capazes de medir a diferença de potencial elétrica, denominados de
voltímetro. A diferença de potencial U entre dois pontos será:
𝑈 = 𝑈𝑎 − 𝑈𝑏 = 𝐸 ∆𝐿
(03)
2.5 RESISTÊNCIA E LEI DE OHM
George Simon Ohm foi um físico alemão que viveu entre os anos de 1789 e
1854 e verificou experimentalmente que existem resistores nos quais a variação da
corrente elétrica é proporcional à variação da diferença de potencial (ddp) (ROCHA,
2002). Simon realizou inúmeras experiências com diversos tipos de condutores,
aplicando sobre eles várias intensidades de voltagens, contudo, percebeu que nos
metais, principalmente, a relação entre a corrente elétrica e a diferença de potencial
se mantinha sempre constante. Dessa forma, elaborou uma relação matemática que
diz que a voltagem aplicada nos terminais de um condutor é proporcional à corrente
26
elétrica que o percorre, matematicamente fica escrita do seguinte modo: a diferença
de potencial e a corrente é chamada de resistência do segmento
𝑅=
𝑈
(04)
𝑖
em que a resistência elétrica R, a diferença de potencial das extremidades do
condutor é U e a intensidade da corrente elétrica que atravessa este condutor é i.
(TIPLER & MOSCA, 2006).
No SI a unidade de resistência elétrica deriva da razão volt/ampère e recebe
o nome de ohm (Ω), em homenagem ao físico alemão George Simon Ohm
(GASPAR, 2011).
O valor da resistência elétrica de qualquer condutor pode ser considerado
constante em determinados intervalos de variação da intensidade da corrente
elétrica. Nesse caso, há diferença de potencial nas extremidades do condutor é
diretamente proporcional à intensidade da corrente elétrica que o atravessa, e o
valor da resistência é a constante de proporcionalidade. Assim da definição da
resistência elétrica podemos escrever:
U= R.i
(05)
Essa expressão é conhecida como lei de Ohm. Quando um condutor
obedece a ela, ou seja, quando sua resistência elétrica pode ser considerada
constante, ele é chamado de resistor ôhmico. (TIPLER & MOSCA, 2006).
U
U= R. i
i
Gráfico 01: resistor ôhmico
Para os materiais não-ôhmicos, a resistência depende da corrente, logo a
tensão (U) não é proporcional a corrente elétrica (i). (TIPLER & MOSCA, 2006).
27
Porém há muitos materiais que não obedecem à lei de ohm, esses materiais
são chamados de dispositivos não lineares. O gráfico 02 mostra a característica de
um dipolo não ôhmico, onde se observa uma atenuação do aumento da corrente
para um aumento da voltagem, caracterizando assim a não linearidade da função
U=f(I).
U
i
Gráfico 02: resistor não-ôhmico
A resistência elétrica é uma propriedade que os materiais em geral têm, de
dificultar o movimento dos elétrons. Sendo assim, a corrente elétrica tem sua
intensidade reduzida naqueles materiais cuja resistividade é maior. Assim sendo,
pode-se controlar as respectivas intensidades das correntes elétricas que
atravessam um determinado circuito eletrônico.
Figura 04: resistência elétrica da lâmpada incandescente.
(figura extraída http://osfundamentosdafisica.blogspot.com.br/)
O efeito joule causa a liberação de calor. Exemplos de equipamentos que
utilizam esse princípio são os chuveiros, aquecedores de cabelo, lâmpadas
incandescentes, etc.
Figura 05: resistência de chuveiro elétrico com efeito joule.
(figura extraída http://www.infoescola.com/fisica/resistores/)
28
Nos circuitos eletrônicos em geral, os resistores são encontrados
associados em série ou em paralelo, e muitas vezes em associações mistas, que
são compostos por conjuntos de associações em série e em paralelo.
Códigos de cores para resistores e outros elementos
Segundo Tipler (2006), os resistores de carbono são codificados por tarjas
que devem ser lidas partindo-se da mais próxima da extremidade do resistor. As
primeiras duas tarjas representam um número inteiro entre 1 e 99. A terceira tarja
indica a quantidade de zeros a seguir. Para o resistor mostrado na figura 06, as
cores das tarjas são respectivamente, marrom, verde,azul e ouro. Assim o número é
1.000.000, indicando uma resistência de 15.000.000 Ω.
Figura 06: tabela de códigos de cores do resisores.
(figura extraída: www.ebah.com.br/content/ABAAAAJB8AI/relatorio-fisica-iii)
2.5.1 ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES
Resistores são componentes que têm por finalidade oferecer uma oposição
à passagem de corrente elétrica, através de seu material. São muito utilizados para
limitar a quantidade de corrente em um circuito (diminuindo a tensão), ou ainda,
transformar energia elétrica em energia térmica (efeito joule). A essa oposição
damos o nome de resistência elétrica, que possui como unidade ohm. TIPLER &
MOSCA (p.157, 2006).
29
Esses elementos causam uma queda de tensão em alguma parte de um
circuito elétrico, porém jamais causam quedas de corrente elétrica. TIPLER &
MOSCA (p.157, 2006). Isso significa que a corrente elétrica que entra em um
terminal do resistor será exatamente a mesma que sai pelo outro terminal, porém há
uma queda de tensão. Utilizando-se disso, é possível usar os resistores para
controlar a corrente elétrica sobre os componentes desejados.
Os resistores podem ser associados basicamente de três maneiras
diferentes: Associação em série, associação em paralelo e associação mista.
Para efeito de cálculos, em muitos casos será necessário descobrir como a
série de resistores se comporta como um todo. Nestes casos utilizamos o conceito
de resistor equivalente. Que é um resistor que tem as mesmas propriedades da
associação, ou seja, uma resistência que seja a mesma do conjunto, esta resistência
é chamada resistência equivalente. (HALLIDAY & RESNICK, 1996).
a. Associação em série
Esse é o tipo de associação onde os resistores são ligados um em seguida
do outro, de modo a serem percorridos pela mesma corrente elétrica. Veja, no
esquema abaixo, como fica a associação de alguns resistores em série:
Figura 06: associação em série
(Fonte: http://www.brasilescola.com/fisica/associacao-resistores.htm)
A diferença de potencial (ddp) total aplicada entre os pontos A e B é igual a
soma das ddps de cada resistor, ou seja:
𝑼𝑻 = 𝑼𝟏 + 𝑼𝟐 + 𝑼𝟑
(06)
30
E a resistência equivalente, para esse tipo de associação, é dada pela soma
de todas as resistências que fazem parte do circuito, veja como fica:
𝐑𝐞𝐪 = 𝐑𝟏 + 𝐑𝟐 + 𝐑𝟑
(07)
É importante destacar que a resistência equivalente desse tipo de circuito
será sempre maior que o valor de apenas um resistor. Se no circuito elétrico existir n
resistores, todos com iguais resistências, a resistência equivalente pode ser
calculada da seguinte forma:
𝐑𝐞𝐪 = 𝐧𝐑
(08)
No caso da associação em série, a corrente elétrica i é a mesma para todos
os resistores do circuito.
b. Associação em paralelo
Nesse tipo de associação os resistores são ligados um do lado do outro, de
forma que todos os resistores ficam submetidos à mesma diferença de potencial,
veja como fica o esquema de um circuito com associação de resistores em paralelo:
Figura 07: associação em paralelo
(Fonte: http://www.brasilescola.com/fisica/associacao-resistores.htm)
A corrente elétrica total que circula por este tipo de circuito é igual à soma da
corrente elétrica que atravessa cada um dos resistores, ou seja:
𝒊 = 𝒊𝟏 + 𝒊𝟐 + 𝒊𝟑
(09)
31
O valor da resistência equivalente desse tipo de circuito elétrico é sempre
menor do que o valor de qualquer uma das resistências que compõem o circuito. E
para calcular o seu valor, o da resistência equivalente, podemos utilizar a seguinte
equação matemática:
R eq =
1
R1
1
1
+R +R
2
(10)
3
Quando se possui apenas dois resistores usamos a seguinte equação:
𝑅𝑒𝑞 =
R 1 ×R 2
R 1+R 2
(11)
c. Associação mista
É o tipo de associação que há a mistura de associação em série e em
paralelo, assim como mostra o esquema abaixo:
Figura 08: associação mista
(Fonte:
http://www.brasilescola.com/fisica/associacao-resistores.htm)
Para descobrir a resistência equivalente desse tipo de associação deve-se
considerar os tipos de associação de forma separada, bem como suas
características.
d. Lei de Kirchhoff
32
As Leis de Kirchhoff são assim denominadas em homenagem ao físico
alemão Gustav Robert Kirchhoff, que as formulou em 1845.
Estas leis são baseadas no Princípio da Conservação da Energia, no
Princípio de Conservação da Carga Elétrica e no fato de que o potencial elétrico tem
o valor original após qualquer percurso numa trajetória fechada (sistema nãodissipativo).
As Leis de Kirchhoff são empregues na análise de circuitos elétricos mais
complexos como, por exemplo, aqueles com mais de uma fonte de tensão em série
ou em paralelo. Segundo TIPLER &
MOSCA
(2006)
a
aplicação
conjunta das Leis de Kirchhoff e de
Ohm permite obter um conjunto de
equações cuja resolução conduz
aos valores das intensidades de
corrente
e
das
tensões
aos
terminais dos componentes.
Termos importantes:

Um nó (ou ponto de junção de vários ramos) num circuito é um
ponto onde três (ou mais) condutores são ligados (os pontos 1 e 4, 2 e 3 são
nós, mas a, b, c e d não).

Um ramo é um troço de um circuito entre dois nós.

Uma malha é qualquer caminho condutor fechado (as malhas
possíveis são as trajetórias fechadas definidas pelos pontos a14d, a23d,
1234, 2bc3, 1bc4 e abcd)

Quando se ―atravessa‖ uma
resistência no mesmo sentido da corrente
convencional,
a
queda
de
potencial
é
negativa.

resistência
Quando
no
se
sentido
―atravessa‖
contrário
ao
uma
da
corrente convencional, a queda de potencial é positiva.

Quando se ―atravessa‖ uma f.e.m. do pólo negativo para o
positivo, a queda de tensão é positiva.
33

Quando se ―atravessa‖ uma f.e.m. do pólo positivo para o
negativo, a queda de tensão é negativa.
e. 1º Lei de Kirchhoff Lei das Correntes
A Lei dos Nós também é conhecida como a 1ª Lei de Kirchhoff ou a Lei das
Correntes (KCL).
Esta lei é uma conseqüência da conservação da carga elétrica total
existente num circuito (estabelece que num ponto qualquer a quantidade de carga
elétrica que chega deve que ser exatamente igual à que sai), isto é então, uma
confirmação de que não há acumulação de cargas nos nós.
TIPLER&MOSCA
(2006)
Figura 09: circuito elétricos das correntes
Fonte: http://www.eletronica24h.com.br/Curso%20CC/aparte2/Figuras2/A11Fig06.gif
Apenas com o conhecimento dos elementos que constituem o circuito e as
respectivas equações características, não é possível determinar a totalidade das
tensões e das correntes elétricas presentes, é então necessário o conhecimento de
uma outra importante lei, a Lei dos Nós.
Num circuito elétrico com várias resistências em paralelo, em qualquer nó, a
soma das intensidades de corrente que chegam é igual à soma das que saem do nó.
TIPLER&MOSCA (2006).
𝑰𝒏
𝒏
=𝟎
34
f. 2º Lei de kirchhoff ou Lei das Tensões
A Lei das Malhas também é conhecida como a 2ª Lei de Kirchhoffou como a
Lei das Tensões (KVL). Esta lei é uma generalização do princípio da conservação
da energia num circuito fechado. TIPLER&MOSCA (2006)
Figura 10: circuito elétrico das tensões
Fonte: http://www.eletronica24h.com.br/Curso%20CC/aparte2/Figuras2/A11Fig08.gif
𝐸=
𝑉𝑛 =
𝑅𝑛 𝐼𝑛
Existindo M malhas num circuito, a Lei das Malhas permite escrever (M – 1)
equações linearmente independentes. Se num circuito série não existe nenhum nó,
apenas há uma única malha e a intensidade de corrente elétrica tem o mesmo valor
em todos os pontos / elementos do circuito, então, ao longo da malha, a soma
algébrica das forças eletromotrizes (f.e.m.) é igual à soma algébrica das tensões nas
resistências.
Generalizando, ao longo de qualquer malha de um circuito elétrico a soma
algébrica das tensões em todos os elementos é nula (a soma de todas as tensões
geradas subtraídas da soma de todas as tensões consumidas numa malha), isto é, o
somatório das quedas de potencial deve ser nulo.
35
𝑉𝑛 = 0
3. REFERENCIAL TERÓRICO SOBRE A TEORIA SOCIOCULTURAL DE
VYGOTSKY.
A teoria de Vygotsky (2000) entende o homem como uma unidade enquanto
mente e corpo, organismo biológico e social, integrado em um processo histórico,
social e cultural. Sua concepção de desenvolvimento é concebida em função das
interações sociais e respectivas relações com os processos mentais superiores, que
envolvem mecanismos de mediação. As relações homem-mundo não ocorrem
diretamente, são medidas por instrumentos ou signos fornecidos pela cultura.
O conceito de mediação decorre da ideia de que o homem tem a capacidade
de operar mentalmente sobre o mundo, isto é, de representar os objetos e fatos
reais através de seu sistema de representação simbólica, o que lhe dá a
possibilidade de operar mentalmente tanto com objetos ausentes como com
processo de pensamento imaginário.
Vygotsky (1989, p.44) afirma que a linguagem e o desenvolvimento
sociocultural estão imbricados no desenvolvimento do pensamento. Assim, o
sistema simbólico fundamental na mediação sujeito-objeto é a linguagem humana,
instrumento de mediação verbal do qual a palavra é a unidade básica. Os
instrumentos culturais – a fala, a escrita, os computadores, etc. – ―expandem os
poderes da mente, tornando a sabedoria do passado analisável no presente e
passível de aperfeiçoamento no futuro‖ (VYGOTSKY et al, 1988, p.26).
Vygotsky (2000) ―analisa as características do homem ao longo do processo
de evolução de espécie humana‖, salientando a formação da sociedade com base
no trabalho, na qual se desenvolve as atividades coletivas, a invenção e a utilização
de instrumentos. Assim para ele ―a transmissão racional e intencional da experiência
e do pensamento a outros requer um sistema mediador, cujo protótipo é a fala
humana, oriunda da necessidade de intercâmbio durante o trabalho.‖ (VYGOTSKY,
1989, p.5).
36
Na perspectiva de Vygotsky (1989) o desenvolvimento se produz pela
internalização6, que possibilita apropriação dos instrumentos de mediação fornecidos
pela cultura, elemento fundamental nas inter-relações (aluno-aluno, aluno-professor,
aluno-computador) que se estabelecem em um ambiente informatizado. Esse
ambiente favorece o desenvolvimento de processos mentais superiores quando
empregado segundo o ciclo ―descrição-execução-reflexão-depuração7‖. (ALMEIDA,
2000, p.70).
Uma vez que as ideias representadas no computador expressam o mundo
tal como sujeito o percebe, ele propicia a comunicação desse mundo às outras
pessoas, que por sua vez, se envolvem na construção compartilhada de
conhecimentos sobre esse percebido. ―Isso provoca o pensamento reflexivo e a
depuração das ideias do sujeito‖ (Almeida, 2000, p. 70).
A atitude de o professor propor diálogo cria condições para que a
aprendizagem ocorra como um processo dinâmico, que envolve múltiplos elementos
em um ambiente. Assim o aluno interage, descobre, debate com os colegas e o
professor atua como mediador segundo o conceito de zona proximal de
desenvolvimento8 (ZPD) conforme ideário de Vygotsky. (1989)
Quando o professor trabalha com temas emergentes no contexto dos
alunos, ―as atividades se dão inicialmente no plano interpessoal e formam um campo
de percepção que é explorado com auxílio do computador‖. (ALMEIDA, 2000, p.70).
O objetivo é levar os alunos a operar com aspectos da situação para melhor
compreendê-la, para interligar as informações com conhecimentos que já possuem,
para aprender os conceitos e as representações envolvidas no processo. ―A
internalização é um processo individual que ocorre quando o aluno constrói seu
6
É a reconstrução interna de uma operação externa, onde o comportamento cultual envolve a
reconstrução da atividade psicológica tendo como base a operações com signos. (Vygotsky, 2010,
p.57).
7
Primeiro, a interação com o computador e descrição de uma ideia. Segundo, o computador executa
fielmente a descrição fornecida, somente do que foi solicitado à máquina. Terceiro, o resultado obtido
permite ao aluno refletir sobre o que foi solicitado ao computador. Finalmente, se o resultado não
corresponde ao que era esperado, o aluno tem que depurar a ideia original através da aquisição de
conteúdos ou de estratégias. (VALENTE, 1993).
8
É um conceito elaborado por Vygotsky que define a distância entre o nível real de desenvolvimento
que determinado pela capacidade de se resolver problemas sem ajuda e o nível potencial, que é
determinado que a resolução de problema ocorra por meio da orientação de um adulto ou de outro
companheiro.
37
próprio significado sobre o tema, transformando-se e transformando seu contexto
numa relação dialética entre o interpessoal e o intrapessoal‖. (Almeida, 2000, p. 71).
Através da identificação da ZPD do aluno, pode-se diagnosticar o que ele já
produziu, mas principalmente o que poderá produzir neste processo de
desenvolvimento. Tudo o que o aluno será capaz de fazer hoje, bem como,
reproduzir, analisar e simular com a cooperação da hipermídia será capaz de fazer
sozinho amanhã em sala de aula. Portanto, o saber que o conhecimento se elabora
com reflexões, visualizações e interações dos instrumentos culturais como a fala, a
escrita, o computador etc. expandem-se os poderes da mente, tornando a teoria do
passado analisável no presente e passível de aperfeiçoamento no futuro (Vygotsky,
1989, p.89).
Vygotsky (1989) refere-se à internalização como a transformação do
fenômeno social e cultural em processo intrapessoal. Este processo ocorre na sala
de aula, com os debates em que o professor será mediador da aprendizagem dos
alunos, assumindo o controle do processo, fornecendo todas as informações aos
alunos para reelaborar os conceitos e incorporar em suas estruturas, originando
ação dos alunos sobre os conteúdos de Física, e, sobre as estruturas previamente
construídas na hipermídia que irão caracterizar seu nível real de desenvolvimento no
momento da aprendizagem.
4. DELINEAMENTO METODOLÓGICO
Utilizando a pesquisa qualitativa, de cunho interpretativo, os instrumentos de
coleta de dados selecionados para essa dissertação foram aplicados aos
participantes da pesquisa durante as aulas de Física. Houve a necessidade de criar
registros dos participantes (avaliações, questionários, entrevistas e registros de auto
avaliação) a fim de validar os dados coletados.
Em vista do tempo previsto da questão em estudo selecionou-se uma única
turma da terceira série ―A‖ do Colégio Estadual Santo Antão de Ensino Fundamental
e Médio de Bela Vista da Caroba do estado do Paraná para atingir a validação dos
objetivos propostos.
38
5. PROCEDIMENTOS
Para a realização das atividades foram utilizados os procedimentos a seguir:
5.1 Testagem I
Para desenvolver esta dissertação foi necessário reunir instrumentos de
investigação, fazer um diagnóstico inicial para a verificação das competências dos
alunos no conhecimento do conteúdo de Resistores Elétricos. Houve a necessidade
de uma sondagem (Apêndice ―B‖) entre os alunos, utilizando cinco questões
pessoais, e, a aplicação de atividades contendo dez exercícios: sendo quatro
questões objetivas e seis questões descritivas. Os alunos responderam as questões
individualmente sem consulta a material algum. Os resultados se destacam pelo
baixo conhecimento do conteúdo, bem como o alto grau de desinteresse na leitura e
interpretação das questões apresentadas.
5.2 Página virtual
Os resultados da testagem I possibilitaram a construção da página virtual
(profisicael.wikispaces.com), incluindo ―Resistores elétricos‖ conteúdo a ser
desenvolvido seguindo a ordem de planejamento do Plano de Trabalho Docente 9 do
colégio.
Pensando na metodologia a ser adotado, sobretudo na formação no espaço
virtual contendo conteúdo de eletricidade, e em consonância com os Parâmetros
Curriculares Nacionais de Ensino Médio de Física, foi necessário dimensionar
aspectos da realidade concreta do aluno, oriundos do senso comum – partindo do
nível de desenvolvimento atual do aluno, segundo Vygotsky (1998) ―os indivíduos
trazem em si marcas de sua própria história - os aspectos pessoais que passaram
9
É um documento que registra, orienta /direciona o trabalho do professor; requer conhecimento prévio da
Proposta Pedagógica Curricular;
39
por processos internos de transformação‖ -. Assim, o indivíduo transforma-se
processando internamente, por meio de seu livre-arbítrio, as diversas visões de
mundo com as quais convive.
Esta página virtual trouxe contribuições importantes para a prática
pedagógica do professor, pois se tratava de um apoio para o trabalho docente,
apresentando uma linguagem adequada para os estudantes, com abordagens
contextualizadas, vídeos, interações e experiências virtuais problematizando o
conteúdo a ser desenvolvido e estudado na sala de aula.
Na demonstração figura 11, o questionamento ou problemática traçou o
contexto sob o qual se delineou todo o conteúdo, para ―provocar‖ inicialmente os
alunos. Esta página inicial foi elaborada com uma questão para que relembrem suas
atividades cotidianas, que ocorrem em nosso meio, para argumentação de que o
contexto seja apenas o ponto de partida da abordagem pedagógica, (…) cujos
passos seguintes permitam o desenvolvimento do pensamento e da sistematização
do conhecimento. Nesse contexto, o importante é a provocação, a mobilização (...).
(SEED, s/d, p.3-4).
Figura 11: página virtual – profisicael.wikispaces.com
Os alunos ao adentrarem no espaço virtual, encontraram possibilidades de
buscar sanar as curiosidades sobre os conceitos e as interpretações de forma
espontânea para adquirir novas significações, ou seja, permitiram a inserção em um
sistema conceitual abstrato, com diferentes graus de compreensão, características
que definem a construção do próprio conhecimento.
40
A articulação do conceito espontâneo com o conceito científico possibilita
segundo entendemos da interpretação vygotskiana, um tipo de percepção
mais generalizante, conscientizando a criança de seus processos mentais e
impulsionando o seu desenvolvimento. (MARTINS. 1997, p.119)
Figura 12: página virtual – conceituando resistores
Na página virtual estavam disponibilizados pequenos textos, vídeos,
simulações e outras atividades básicas de eletricidade, organizadas na forma de
links.
Os
primeiros
links
se
apresentam
com
revisões
dos
conteúdos
desenvolvidos em aulas anteriores. Em seguida, estavam disponíveis os links que
continham o conteúdo de Resistores Elétricos (figura 12), possibilitando inúmeras
modalidades de aprendizagem, bem como:
Figura 13: página virtual – vídeos com experiências.
41

As visualizações em vídeos (figura 13), demonstrando experimentos e
explicações sobre Resistores Elétricos;

As interatividades das simulações (figura 14), em que os alunos montavam
suas próprias animações, com livre arbítrio no grau de dificuldade e na
condição de compreensão da formação dos experimentos virtuais.
Figura 14: página virtual – experiências virtuais

Sugestões de montagem de experimentos (figura 15) de fácil manipulação,
facultando a individualidade do aluno que permitiu o envolvimento dos
colegas na manipulação e na construção das experiências, desafiando-os na
construção de novos experimentos em bancadas para melhor compreensão e
entendimento do conteúdo.
42
Figura 15: página virtual – incentivando a experiência
Os alunos administraram o tempo de acesso à página, utilizando as mídias
na hora que necessitassem, sanando dúvidas e curiosidades para a o entendimento
e compreensão do conhecimento que estava em construção.
O ambiente virtual ficou disponível ao aluno durante o período de aulas. Na
maioria dos alunos interagiam com a página virtual no colégio em turno contrário às
aulas, por não ter acesso a internet em suas casas, dessa forma o aluno determinou
seu horário de estudo, agindo com autonomia e escolhendo a ordem didática que
mais lhe fosse conveniente.
5.3 Testagem II
Ao considerar a página virtual, um ambiente de recursos reflexivos e
pedagógicos apresentada com ferramentas e estratégias diferentes que estamos
acostumados na sala de aula, foi necessário justificar esta compreensão aplicando
posteriormente novas atividades baseados nos conteúdos apresentados. Foram
elaboradas novas questões objetivas e descritivas, em forma de uma segunda
testagem (Apêndice ―C‖), baseadas no conteúdo de Associação de Resistores
Elétricos, usadas como subsídios para levantar hipóteses, refletir e testar o
aproveitamento dos alunos ao acessarem a página.
5.4 Sala de aula
43
5.4.1 CONTEÚDO DESENVOLVIDO NA SALA DE AULA
Foram necessárias 06 aulas para o desenvolvimento do conteúdo de
Resistores Elétricos em sala de aula. Apresentado aos alunos na forma de slides
para discussão, reflexão e depuração dos conceitos formalizados na página virtual,
provocando uma ruptura dos níveis apresentados pelos alunos, e, desfiando-os a
atingir um novo nível de conhecimento.
Sendo conduzida a aula pelo professor foi deixado tempo livre para reflexão
e discussão. A maioria dos alunos já compartilhava da mesma ideia por que
estavam interados do conteúdo na página virtual.
Figura 16: Slide 01
Existe algum fundamento científico para a história da
garrafa d´água?
Houve o comentário dos alunos que já se depararam com esta cena
curiosa: garrafas plásticas de refrigerante, com dois litros de capacidade, cheias de
água, depositadas sobre medidores de consumo de energia elétrica, popularmente
denominados de ―contadores de luz‖. Perguntados, invariavelmente os alunos
confirmam que se trata de uma tentativa de reduzir o consumo ou reduzir a
indicação do medidor, e que a orientação sobre como colocar as garrafas foi
fornecida por um vizinho ou parente, que teve bons resultados com a técnica.
44
Analisando os fatos e discutindo para que, na troca e no diálogo com os
outros pudessem descartar conceitos equivocados, e, perceber a necessidade de
buscar informações e conhecimento para interpretar e formar novos conceitos.
Figura 17: Slide 02
Instigados a buscar uma nova concepção para melhorar seu conhecimento,
no slide 02 na primeira frase se observa a troca da linguagem do senso comum
para uma linguagem formalizada. Discutido entre os alunos com orientação dada
pelo professor, se percebeu que no senso comum geralmente utiliza a denominação
―luz‖ em substituição à energia elétrica quando se trata de uso ou custo, mesmo
tratando-se de conceitos diferentes. É fato que a maioria das pessoas almeja
economizar, pagar menos pela utilização da energia elétrica ao final do mês.
Interessados na discussão os alunos perceberam que na realidade, paga-se
pelo serviço e equipamentos necessários na disponibilização da energia elétrica que
chega a residências, comércios e indústrias. Ao desligarmos eletrodomésticos,
lâmpadas e equipamentos eletrônicos, estamos deixando de utilizar ou ―consumir‖
energia elétrica, que não será registrada no medidor para ser convertida em valores
monetários.
Articulada pelo professor, outra palavra bastante usada no senso comum
―consumir energia‖ aqui empregada, também não reflete o seu verdadeiro
significado. Em se tratando de energia elétrica, ou qualquer outra forma de energia,
45
o conceito mais adequado é o da conversão. A energia não é consumida ou
destruída, tampouco pode ser criada, mas sim, convertida de uma forma em outra.
Com o conceito acima citado pelo professor, os alunos perceberam que em
nosso meio a energia pode ser obtida por meio de conversões de outros tipos de
energia, como por exemplo, a energia do vento (energia eólica), das pilhas e
baterias (energia química), usinas hidrelétricas (energia mecânica), usinas nucleares
e termoelétricas (energia térmica). Por tratar de conceitos já conhecidos houve a
percepção das palavras empregadas de forma equivocada em nossa cultura, onde
―consumir energia‖ não é conceito formalizado.
A linguagem do meio ambiente, que reflete uma forma de perceber o real
num dado tempo e espaço, aponta o modo pelo qual a criança apreende as
circunstâncias em que vive, cumprindo uma dupla função: de um lado,
permite a comunicação, organiza e medeia a conduta; de outro, expressa o
pensamento e ressalta a importância reguladora dos fatores culturais
existentes nas relações sociais. (MARTINS. 1997, p 115).
Voltando novamente na questão apresentada no primeiro slide 02 e na
página virtual, fundamentada na crença de que as garrafas cheias de água próximas
aos medidores permitiriam economia no uso da energia elétrica residencial, os
alunos indagados buscavam alguma solução levantando outros questionamentos na
sala de aula:
- Mas como se daria esta redução, apenas no medidor ou aproveitamento da
energia elétrica que chega a nossa residência?
- Essa redução realmente se comprova?
A busca de resposta a tais perguntas os convidou para uma investigação,
auxiliada pela página virtual usada como estratégia de colaboração. Porém, para a
investigação tornar-se mais coerente foi interessante sabermos mais a respeito de
como os circuitos elétricos são distribuídos em nossas residências.
Na página virtual foram apresentados vídeos de circuitos elétricos em que os
alunos tiveram acesso, tão logo visualizado houve a ligação de que nossas
residências podem ser comparadas com modelos de circuitos elétricos. Houve a
discussão das semelhanças e evidências de que o modelo de circuito elétrico em
nossas casas se apresenta na forma de associação em paralelo.
Assim que o processo interativo estava ocorrendo, os alunos passavam a
acreditar que todos teriam possibilidade de falar, de levantar suas hipóteses e, nas
46
negociações, chegar a conclusões que ajudavam a entender e interpretar o
processo dinâmico que estava em construção.
Um aspecto essencial do aprendizado segundo Vygotsky (2010) ―é o fato de
ele criar uma zona de desenvolvimento proximal (ZDP)‖; ou seja, o aprendizado
desperta vários processos internos de desenvolvimento, que são capazes de operar
somente quando interage com os colegas em seu ambiente, e quando em
cooperação com o professor. Uma vez internalizados, esses processos tornam-se
parte das aquisições do desenvolvimento do conteúdo aprendido.
Com o questionamento anteriormente abordado ―de que os circuitos elétricos
estão presentes em nossas residências‖, tais evidências foram usadas a fim de
poder fundamentar teoricamente a investigação apresentada no slide 03 (O que é
um circuito elétrico?) com a história dos primeiros circuitos formados.
Figura 18: Slide 03
Usando o professor como o articulador dos conhecimentos todos os alunos
se tornaram parceiros, interessados, no conhecimento. Valorizados em suas
respostas e questionamentos buscavam novos conceitos e a pensar conjuntamente,
e, não esperar que uma única pessoa, no caso o professor, tenha todas as
respostas para tudo.
A teoria de Vygotsky aparece nas aulas onde se favorece a interação social,
onde os professores falam com as crianças e utilizam a linguagem para
47
expressar aquilo que aprendem, onde se estimula as crianças para que
expressem oralmente e por escrito e nas classes onde se favorece e se
valoriza o diálogo entre os membros do grupo. (PRASS. p. 19, 2012).
Com a visualização do slide 04 os alunos apresentaram conceitos nas
discussões e interações constantes na formação de circuitos elétricos, se
posicionavam diante de suas observações e manipulavam as ideias lembrando-se
das simulações encontradas na página virtual, que construíam circuitos de diferentes
formas e tamanhos.
Figura 19: Slide 04
Explanado pelo professor no slide 04 estavam representados alguns
elementos de um circuito elétrico. A bateria é responsável pela conversão de energia
química em energia elétrica. Nesse caso, a energia elétrica é produzida na forma de
força eletromotriz. A diferença de potencial da bateria é contínua e constante (CC).
Em nossas residências, a diferença de potencial é alternada. Em nossa
representação usamos a energia elétrica contínua apenas para simplificar alguns
detalhes. Assim, quando falamos de 127 V, por exemplo, a referência será a
diferença de potencial contínuo equivalente ao efeito produzido por uma fonte
alternada10.
10
A energia elétrica alternada apresenta um equivalente em corrente contínua, denominado valor
eficaz. Assim, quando dizemos que a tomada de energia possui 127V, esse valor é o equivalente em
corrente contínua ao efeito produzido pela fonte alternada.
48
Ocorreu a intervenção dos alunos identificando peças básicas que
constituem um circuito elétrico:
- Fonte de Energia Elétrica (gerador de força eletromotriz que, em nosso modelo,
optou-se pela tensão contínua, mas que em nossas residências é alternada)
- Condutores de eletricidade (formado pelos fios que conduzem a eletricidade)
- Dispositivos de controle (interruptores)
-Receptores (onde ocorre a conversão de energia elétrica em outras formas de
energia).
Figura 20: Slide 05
Com a apresentação do slide 05, foi exposta a seguinte questão pelo
professor:
- Alguma vez na sua vida você passou pela experiência de ficar sem “luz”
em sua casa? Sendo sim a resposta da maioria dos alunos, houve uma interrupção
no circuito elétrico da sua residência. Essa interrupção foi causada por fatores
internos ou externos. Se forem externos, o motivo pode ser o rompimento de algum
condutor no poste ou a atuação de proteções, como fusíveis e disjuntores.
Internamente em nossas residências também existem proteções, na maioria
dos casos, efetuadas por disjuntores. Tais componentes têm a função de ―abrir‖ os
circuitos, isto é, interromper a possibilidade de passagem de corrente elétrica
49
quando sua intensidade é superior à projetada para a fiação, por um período de
tempo determinado.
Logo que possível o aluno X argumenta que na caixa medidora de consumo
de energia elétrica, possui-se um disjuntor que se encontra em nossas residências.
Valorizando as interações sistematizadas pelo professor, pôde se notar, que os
alunos apresentavam conhecimento sobre vários circuitos protegidos por disjuntores
diferentes que utilizaram nas simulações virtuais. Houve a percepção que a
capacidade de corrente elétrica que cada circuito pode fornecer é diferente para
cada aplicação, como ocorre em nossas residências. Cada disjuntor terá, então,
uma corrente de proteção diferente.
Alguns alunos perceberam em suas simulações, que o circuito que alimenta
as lâmpadas e eletrodomésticos das residências, é protegido por um disjuntor com
corrente de proteção pouco superior à soma de todas as correntes exigidas por cada
elemento.
Ocorrendo a apropriação de conceitos científicos com procedimentos
analíticos e não com experiências concretas, a aprendizagem dos conceitos
científicos adquiridos via mediação cultural, que se deu na e pela interação com
professor e colegas outro exemplo foi discutido e compreendido: quando um circuito
alimenta o chuveiro elétrico, deverá ter um disjuntor separado e, em geral, de
corrente de proteção superior ao circuito das lâmpadas e eletrodomésticos, pois o
chuveiro elétrico funciona com uma corrente elétrica mais intensa.
Figura 21: Slide 06
50
Segundo VYGOTSKY (1997) ―Cabe ao professor, ao longo do processo em
discussão, aglutinar todas as questões que apareceram e sistematizá-las de forma a
garantir a apropriação dos conceitos apresentados‖, isso garante ao professor o
domínio, que vai, sim, ensinar os seus alunos, mas estes poderão aprender com
colegas mais experientes ou que tiverem vivências diferenciadas.
Seguindo este raciocínio foi desenvolvida uma questão slide 06,
sistematizada pelo professor, direcionando os alunos a interagir e expor suas idéias
adquiridas na sua cultura e, usando como subsídios reflexões e hipóteses fornecidas
pela página virtual.
É feita de maneira a equilibrar a corrente elétrica distribuída aos
eletrodomésticos e lâmpadas, considerando fatores como consumo de energia
elétrica e proteção da fiação. A rede elétrica de nossas residências apresenta uma
combinação de conexões e possibilidades que podem ser divididas, basicamente,
em circuitos paralelos e circuitos série. Para entendermos melhor essa distribuição,
veremos os conceitos de associação em paralelo e em série. Definida a questão
apresentada, os alunos construíram as idéias relacionando com conceito
espontâneo que possibilite a inserção de novos conceitos para adquirir nova
significação.
Figura 22: Slide 07
51
O slide 07 representa uma configuração de circuito em paralelo alimentando
três lâmpadas. Os alunos identificaram conceitos básicos na representação das
figuras: à esquerda a figura possui os componentes que a constitui o circuito
fisicamente, e a direita, a figura representa o circuito com os símbolos dos seus
componentes, utilizados em eletricidade.
Com acesso a página virtual os alunos sentiram-se diante de situações que
precisavam manipular saberes até então ignorados, houve a necessidade de buscar
conceitos já conhecidos em sua cultura (neste caso o interruptor, que é uma chave
que pode ser fechada ou aberta, em função da necessidade de lâmpadas acesas ou
apagadas) para a re-elaboração de ideias que os desafiavam na resolução de certas
atividades e simulações.
Reunidos na sala de aula com diferentes realidades e, no conjunto de tantas
ideias, os alunos acabaram por construir significados com a interpretação de
características e simbologias de circuitos elétricas para resolver determinadas
atividades. A compreensão de que a bateria é uma força eletromotriz ou fonte de
tensão elétrica (medida em Volt [V]), as lâmpadas em potência (medida em Watt
[W]), e tensão de trabalho em (V), a intensidade da corrente elétrica (medida em
Ampère [A]). Coisas que na individualidade de cada aluno tinha diversos sentidos.
Valorizando os conceitos construídos pelos alunos, o professor pôde intervir
auxiliando na concepção da ideia de um circuito de corrente elétrica encontrando os
pontos de derivação, como observado no slide 07. O circuito elétrico é dito paralelo,
pois se pensarmos nos conjuntos chave e lâmpada, tais conjuntos estão
conectados, ao mesmo tempo, à mesma fonte de força eletromotriz.
Houve a observação que, nesta configuração, as chaves podem ser
acionadas individualmente. Assim, uma chave não interfere na ação de outra chave.
O resultado é a possibilidade de acionarmos as lâmpadas individualmente.
Explorando ainda a imagem do slide 07, o professor induziu os alunos a
perceber signos11 existentes na figura do slide e utilizados na página virtual. Estes
signos representados em cada uma das lâmpadas do circuito, possuindo uma
―resistência elétrica” diferente quando submetidas às mesmas condições de
alimentação. Se considerarmos as características de fabricação, observado em uma
11
Signos são elementos que lembram ou simbolizam algo e, portanto, podem ser usados para
significar alguma coisa que foi criada culturalmente, ou que a experiência lhe impõe, uma intuição.
São também conhecidos como instrumentos simbólicos.
52
lâmpada o fabricante imprime as no corpo dessa lâmpada as informações de tensão
e potência elétricas. O fabricante está afirmando que, quando conectada a uma
rede de 127 V, sua potência será de 100W, por exemplo.
Para entender melhor na forma conceitual foram revisadas as expressões de
potencial elétrico12 e lei de Ohm13, apresentadas no slide 08 definida por
substituição as expressões que garantem a compreensão e a resolução dos
resistores na equação. Assim, para a lâmpada 1 usaremos que sua potência será
de 100W por exemplo, conectada a uma fonte de tensão de 127V; a lâmpada 2,
60W e a lâmpada 3, 40W, respectivamente.
Figura 23: Slide 08
As expressões P=R.I2 e P=V2/R são possíveis variações da expressão
P=V.I, clássica na determinação da potência elétrica. Em nosso caso, a expressão
[V] será muito útil, se isolarmos a variável R (resistência elétrica) na equação.
O mesmo procedimento nos informa a resistência das lâmpadas 2 e 3,
assim:
12
É a medida associada ao nível de energia potencial de um ponto de um campo elétrico. Ao
tomarmos uma carga de prova q e a coloquemos em um ponto P de um campo elétrico. Ela adquire
uma energia associada ao quanto pré-disposta ela está a entrar em movimento a partir unicamente
do campo que está interagindo com ela.
13
A voltagem aplicada nos terminais de um condutor é proporcional à corrente elétrica que o
percorre.
53
Figura 24: resolução da atividade
Valeu lembrar, também, que as lâmpadas não possuem resistências
elétricas constantes e, neste caso, estamos representando os valores de resistência
correspondentes às características de alimentação específicas (127V). Foi
importante, neste momento, recordarmos os conceitos das Leis de Ohm, em que
alguns materiais possuem resistência invariável e outros, resistência variável.
Na figura 24, R1, R2 e R3 representam componentes denominados em
Física de resistores. Sua principal característica é obedecer a primeira lei de Ohm,
isto é, manter o valor da resistência elétrica constante, independente às variações
de tensão e corrente a que possam ser submetidos.
Houve a intervenção dos alunos que conheciam os componentes de
resistores utilizados como limitadores de corrente elétrica, em eletrônica. Com essa
ideia surgiu interesse em voltar à página virtual para reconhecer os variados tipos e
modelos de resistores existentes, como também buscar informações nas eletrônicas
locais, para que possamos entender melhor como são utilizados os equipamentos
que possuem resistores que usamos no nosso dia a dia.
Leis de Kirchhoff
Os circuitos elétricos podem ser analisados acompanhando como a corrente
e tensão, encontram-se distribuídos em seus elementos. Isso pode ser sintetizado
em duas formas de ligação entre seus elementos: o circuito em série, onde os seus
componentes estejam sujeitos a mesma intensidade de corrente elétrica; e o circuito
em paralelo, em que seus componentes estão sujeitos a mesma diferença de
potencial.
Assim, os circuitos podem ser estudados sob o ponto de vista de duas leis
fundamentais, chamadas leis de Kirchhoff. Tais leis decorrem diretamente dos
princípios da conservação da carga e da força elétrica em um circuito. Estabelecem
relações importantes entre as grandezas tensão e corrente elétricas nos diversos
54
elementos presentes nos circuitos elétricos, e servem de base para o
equacionamento dos mesmos.
Figura 25: Slide 09
No momento da apresentação do slide 09, houve a interação dos alunos com
questionamentos e debates espontâneos na sala de aula para definição da Lei
Kirchhoff, favorecendo as negociações e possibilitando que o professor pudesse
intervir nas negociações que juntamente com os colegas alguns significados
interpretados de maneira diferente fossem construídos e apropriados. Segundo
Schoeder, (p.314, 2007). ―os processos de formação e desenvolvimento dos
conceitos espontâneos e dos conceitos científicos são diferentes entre si; portanto,
diferem quanto à sua relação com a experiência da criança e suas atitudes com
55
relação aos objetos, logo os seus desenvolvimentos possuem caminhos diferentes‖.
Figura 26: Circuito elétrico hhttp://ensinoadistancia. pro.br/EaD/ Eletromagnetismo
Foi necessário desenhar alguns circuitos elétricos (figura 26) identificando o
sentido de percurso dos elétrons em cada malha, caracterizando os pontos limitados
para visualizar a formação de seus componentes, como também entender que cada
nó é o ponto de encontro de três ou mais ramos do circuito, tendo cada ramo um ou
mais componentes elétricos.
A Lei de Kirchhoff estava disponível na página virtual apresentada em
vídeo, figura 27, que serviu como um suporte (dicas), aos alunos em função das
dificuldades apresentadas na interpretação dos circuitos que eles mesmos
construíam.
. Figura 27: página virtual/vídeo lei de kirchhoff
56
Na interpretação dos circuitos se criou uma analogia das malhas formadas
em algumas residências em que os alunos conheciam o sistema de distribuição
elétrica de suas casas. Observando a entrada da corrente elétrica e o ponto de
divisão formando nó. Para visualizar melhor estes circuitos os alunos usaram as
simulações que estavam inseridas na página virtual criando variadas formas de
circuitos elétricos e interpretando a Lei de Kirchhoff .
Utilizando os circuitos que os colegas montaram na página virtual, os alunos
perceberam que em um determinado nó a intensidade do fluxo dos elétrons
diminuía, quando a corrente elétrica estava fluindo na mesma direção de um ramo
que se subdividia em outros ramos que continham as lâmpadas acesas, e ocorria o
contrário no momento que dois ou mais ramos se encontravam em um nó
intensificando o fluxo dos elétrons neste circuito.
Na modelagem virtual surgiram elementos com valores algébricos afirmando
que a soma de todas as correntes pertencente a um nó é nula, ou seja, foi
visualizada na troca de ideia entre professor e colegas a Lei de Kirchhoff
reproduzida na imagem 28.
Figura 28: diferente intensidade de corrente elétrica
Os estudantes foram conduzidos pelo professor para a participação de uma
nova forma de pensamento, os auxiliando a relacionarem as simulações virtuais
57
criadas na sala de informática como mostra a figura 28, com a representação de
forma simbólica esboçada na figura 26. Esta relação tornou possível a
demonstração algébrica da equação da Lei de Kirchhoff das Correntes (LKC).
Nó 1 → it = i1 + ia
Nó 2 → ia = i2 + i3
Nó 3 → i2 + i3 = ia
Nó 4 → i1 + ia = it
Intensidade total (iT)
iT= i1 + i2 + i3 (1) (LKC)
i1 =
i2 =
i3 =
𝑉𝑅1
(2) (1aLei de Ohm)
𝑅1
𝑉𝑅2
(3) (1ª Lei de Ohm)
𝑅2
𝑉𝑅3
(4) (1ª Lei de Ohm)
𝑅3
Substituindo 2, 3 e 4 em 1 temos:
iT =
𝑉𝑅𝐼
𝑅1
𝑉𝑅2
+
𝑅2
𝑉𝑅3
+
𝑅3
mas, 𝑉𝑅1 + 𝑉𝑅2 + 𝑉𝑅3 = 𝑈
Usando o U em evidência
1
𝑖𝑇 = 𝑈. (𝑅1 +
𝑖𝑇
𝑈
𝑈
𝑖𝑇
1
= (𝑅1 +
=
1
𝑅2
1
𝑅2
+
+
1
𝑅3
1
𝑅3
) então:
) o recíproco dos dois lados da igualdade fica:
1
1
1
1
+ +
𝑅1 𝑅2 𝑅3
Pensando um pouco em conjunto se a razão U/it corresponde à expressão,
o que essa expressão representa
𝑈
1
=
1
1
1
𝑖𝑇
+
+
𝑅1 𝑅2 𝑅3
Novamente, foi associado à primeira lei de ohm. Assim, a expressão ―o
inverso da soma dos inversos das resistências‖ em paralelo corresponde à
resistência equivalente do circuito paralelo.
𝑅𝑒𝑞=
1
1
1
1
+ +
𝑅1 𝑅2 𝑅3
ou
1
𝑅𝑒𝑞
=
1
𝑅1
+
1
𝑅2
+
1
𝑅3
Sugerido pelo professor fazer algumas resoluções relativas ao circuito
paralelo da figura 24. Analisando atentamente a solução das equações e discutindo
com seus colegas os resultados obtidos. Segundo Vygotsky ―o ato real e complexo
58
do pensamento que não pode ser ensinado por meio do treinamento, só podendo
ser realizado quando o próprio desenvolvimento mental da criança já tiver atingido o
nível necessário.‖ (2005, p.104).
a) Lembrando que R1= 161,29 Ω ; R2 = 268,82 Ω e R3 = 403,23 Ω, a
resistência equivalente do nosso circuito série será;
𝑅𝑒𝑞=
1
1
1
1
+
+
161 ,29 268 ,82 403 ,23
𝑅𝑒𝑞= 80,65 Ω
b) Agora podemos calcular a intensidade da corrente elétrica (i) que circula
pela fonte de tensão do circuito, usando a primeira lei de Ohm:
i = U/Req i = 127/80,65 i = 1,58 A
c) A corrente elétrica em cada resistor, pela primeira lei de Ohm:
i1= VR1/R1= 127/161,2 i1 = 0,7874 A ou 787,4 mA
i2= VR2/R2= 127/268,82 i2 = 0,4724 A ou 472,4 mA
i3= VR3/R3 = 127/403,23 i3= 0,315 A ou 315 mA
Refletindo a respeito dos resultados obtidos como mostra a figura 29 os
alunos concordaram que lei de Kirchhoff estava presente nas simulações virtuais e
nas atividades realizadas na sala de aula.
59
Figura 29: exercícios resolvidos pelos alunos
CIRCUITO EM SÉRIE
Os conceitos dos circuitos de associação em série, os alunos identificaram
de uma forma autônoma, sem a intervenção do professor. Os estudantes trocavam
idéias entre os colegas e perceberam que o circuito fechado possui um caminho
para a corrente elétrica, sem ―desvio‖ ou ramificações.
60
Figura 30: Slide 10
Na sala de informática os estudantes construíram circuitos elétricos com
associações em série. Utilizando a modelagem virtual se tornou um desafio
descobrir porque reduzia a intensidade da luminosidade das lâmpadas dependendo
do circuito que formavam: quando aumentavam a quantidade de lâmpadas no
circuito, menor era a intensidade; se formavam circuitos com menor número de
baterias e lâmpadas a intensidade da luz nas lâmpadas era maior, como mostra a
figura 31.
61
Figura 31: circuito em série
Lei de Kirchhoff para as Tensões
Aproveitando as discussões que ocorriam na sala de aula foi analisado um
circuito pelo qual denominado na forma de malha, e que a somando
algebricamente suas tensões o resultado era nula. As tensões na malha fechada
tiveram origem em elementos geradores ou receptores, os quais converteram
energia de outro tipo em energia elétrica e energia elétrica em outro tipo,
respectivamente.
O modelo algébrico representativo das diferenças de potenciais nos
componentes de uma malha fechada considera geradores tensão como ―elevações
de tensão‖ e, para os resistores, quedas de tensão. Sob este aspecto, a lei de
Kirchhoff para as tensões pode ser enunciada como a soma das elevações de
tensão igual a soma das quedas de tensão, em uma malha fechada.
Partindo desse princípio, no nosso modelo de circuito série temos a fonte de
tensão de 127V como elemento de elevação de tensão e os resistores como
elementos de queda de tensão. Para fins de referência, denominamos VR1, VR2 e
VR3 as quedas de tensão, e U como a elevação de tensão. Assim:
62
Figura 32 - Circuito Série (corrente elétrica representada no sentido convencional)
𝐔 = 𝐕𝐑𝟏 + 𝐕𝐑𝟐 + 𝐕𝐑𝟑
Lei de Kirchhoff das Tensões (LKT)
Verificando as simulações e medindo as intensidades os alunos verificaram
a principal característica do circuito série é o fato de que a intensidade de corrente
elétrica é a mesma para todos os componentes do circuito.
Induzido pelo professor equacionou-se a tensão da seguinte forma:
U = VR1 + VR2 + VR3 (1) LKT
VR1 = i . R1 (2) 1º LEI DE OHM
VR2 = i . R2 (3) 1º LEI DE OHM
VR3 = i . R3 (4) 1º LEI DE OHM
Substituindo (2), (3) e (4), em (1) obtivemos:
U = i .R1 + i .R2 + i.R3
Usando i em evidência:
U = i.(R1 + R2 + R3)
Então:
U = (R1 + R2 + R3)
I
A equação P=𝑉
𝑉
=
𝑅
𝑉2
𝑅
é muito importante para entendermos que a razão U/i
corresponde à soma dos valores das resistências dos resistores R1, R2 e R3.
_ Vamos pensar um pouco???
Se a razão U/i corresponde à soma de R1+R2+R3, o que essa razão
representa???
Alguns alunos lembraram-se da primeira lei de Ohm, o raciocínio está
correto. A razão U/i, interpretada na perspectiva da primeira lei de Ohm, representa
63
a resistência que todo o circuito série impõe à circulação de corrente elétrica,
―impulsionada‖ pelo valor da força eletromotriz U da fonte de tensão. Esse valor é
denominado em Física de resistência equivalente (Req) de uma associação de
resistores em série. Assim:
𝑅𝑒𝑞 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3
Em que:
Req =resistor equivalente
Rn= resistores
Com estas conclusões resolvemos algumas contas relativas aos exemplos
levantados na sala de aula refletindo a respeito e obtendo resultados, foi comparado
ao enunciado da lei de Kirchhoff para as tensões.
64
Figura 33: exercícios resolvidos pelos alunos
a) Considere as resistências dos resistores são: R1= 100 Ω ; R2 = 150 Ω e R3 =
1020Ω, a resistência equivalente do nosso circuito série será;
Req = 100 Ω + 150 Ω + 1020 Ω
b) Agora podemos calcular a intensidade da corrente elétrica que circula pelo circuito
todo, usando a primeira lei de Ohm...
i = U/Req
i = 127/1270
i = 0,1 A ou, em notação científica, i = 1,0 .10-1A, ou ainda, em notação de
engenharia...
i = 100 mA (mili amperes)
65
c) Sabendo o valor da intensidade de corrente elétrica em cada resistor, podemos
saber a intensidade da potência elétrica em cada um, pela relação P = i 2.R, bem
como o valor da queda de tensão, pela primeira lei de Ohm:
PR1 = i2.R1= (1,0 .10-1)2.100
VR1= i.R1= 1,0 .10-1. 100
PR1 = 1 W
VR1 = 10 V
PR2 = i2.R2= (1,0 .10-1)2. 150
VR2= i.R2= 1,0 .10-1. 150
PR2 = 1,5 W
VR2 = 15 V
PR3 = i2.R2= (1,0 .10-1)2. 1020
VR3= i.R3= 1,0 .10-1. 1020
PR3 = 10,2 W
VR3 = 102 V
Retomando conceitos já conhecidos dos circuitos em série e paralelo os
alunos foram instigados a novas indagações um pouco mais profundamente, houve
a reflexão a respeito de suas características, com os seguintes questionamentos:
a) No circuito série, a mais alta dissipação de potência ocorre no resistor de
resistência mais alta ou mais baixa? E no circuito paralelo?
b) No circuito série, a resistência equivalente do circuito será sempre mais alta ou
mais baixa do que o maior valor de resistência associado?
c) No circuito paralelo, a resistência equivalente do circuito será sempre mais alta ou
mais baixa do que o menor valor de resistência associado?
Com os circuitos estudados até aqui, os alunos perceberam que o medidor
de energia elétrica indica a quantidade de energia utilizada por todos os
eletrodomésticos da residência, durante certo período de tempo. O medidor de
energia elétrica está conectado em série com todo o resto da rede de conexões de
nossa casa. Para as garrafas de água causar alguma diferença, elas teriam que
interferir no processo de medição dessa energia ou no consumo propriamente dito.
A fim de continuar com a investigação, precisa-se entender quantos
eletrodomésticos estão conectados ao circuito elétrico de nossas casas, qual o
66
consumo de cada um e por quanto tempo cada um deles está ligado durante um
período de 30 dias.
O objetivo desta atividade é entender como os eletrodomésticos influenciam
no valor mensal da conta de energia elétrica em sua residência. É o medidor de
energia elétrica que registra a quantidade de energia elétrica consumida por você e
sua família. Esse consumo, expresso em quilowatts-hora (kWh), é calculado dentro
de um período determinado que, para efeito de cobrança, normalmente é de
30(trinta) dias. Portanto, os alunos se sentiram instigados para investigar
procurando na conta de energia o valor unitário do kiloWatt – hora, expresso kWh.
O
professor
sintetizou
para
recorrer
se
necessário,
ao
seguinte
procedimento:
- Procure o consumo em kiloWatt´s – hora (kWh) utilizados no mês e divida
pelo valor em reais pago neste mesmo mês. Assim, obterás como resultado o valor
individual do kiloWatt – hora cobrado. Este valor deve ser igual ao encontrado na
conta.
- Formar uma lista de todos os eletrodomésticos que existem em suas
residências, preenchendo uma tabela.
- Com base nos dados anotados pelos alunos, iremos juntos refletir e discutir
a respeito de como a energia utilizada em suas casas é composta. Qual ou quais
eletrodomésticos são mais significativos, ao longo do tempo, no “consumo” total de
energia durante o mês.
- E agora? Já conhecendo um pouco a respeito dos circuitos elétricos e
como se processa a medição do consumo em nossas casas. Com base nessa
fundamentação, podemos refletir a respeito da questão inicial desse texto?
As garrafas de água terão influência sobre o consumo mensal de energia elétrica?
Esta conclusão somente chegaremos nas próximas aulas…
67
6 APLICAÇÕES E RESULSTADOS OBTIDOS
a. Testagem I
As atividades foram aplicadas em três etapas diferentes contendo questões
objetivas, descritivas, com interpretações de gráficos, cálculos matemáticos e
interpretação do fenômeno físico com o conteúdo de Associação de Resistores
Elétricos.
Utilizando a metodologia quantitativa somente para registrar os resultados
obtidos das atividades, e para visualizar em gráficos o nível de compreensão e
conhecimento dos alunos no conteúdo de resistores Elétricos em cada etapa
apresentada.
A primeira atividade serviu como subsídio para a sondagem e verificação do
nível de conhecimento dos vinte e três alunos do terceiro ano ―A‖, obtendo em
número de acertos o seguinte resultado:
TESTAGEM I
25
A
L
U
N
O
S
20
15
10
5
2
3
0
1
0
2
0
0
0
0
3
0
4
0
5
2
1
2
1
0
0
6
0
7
0
8
0
9
1
0
Números de alunos que
acertaram a questão
0
QUESTÕES
Gráfico 03: Resultado das primeiras atividades
O resultado do gráfico 03 nos apresenta o nível de conhecimento dos
alunos com o conteúdo de eletricidade. Na maior parte dos alunos não conseguiram
responder a avaliação, enquanto um número reduzido de alunos acertou algumas
respostas sem ter conhecimento prévio, estavam respondendo de forma aleatória
deduzindo a resposta que mais lhe era conveniente.
68
b. Testagem II
Apresentado o ambiente virtual com fins educacionais, a segunda avaliação
apresentou resultados mais promissores para o processo da aprendizagem. Com
acesso
a
hipermídia
(profisicael.wikispaces.com)
se
tornou
possível
o
desenvolvimento da aprendizagem. Com este acesso o aluno explorou os conceitos
que permitiu a construção ativa do conhecimento científico, predispondo a
descoberta de ideias, com leituras, simulações e interações, desenvolvendo uma
nova visão com a participação e acesso constante da página virtual tendo como
base de apoio uma metodologia instigante e desafiadora, causando um determinado
desconforto aos alunos em seus conceitos pré-formados do conteúdo de eletricidade
enfocando corrente elétrica e associação de resistores. Estes conceitos geraram
conflitos e interação entre aluno – computador e aluno – aluno, sem que ocorresse a
intervenção do professor.
Interações entre alunos no momento do acesso a página virtual: A seguir a
falas dos alunos
- Será que realmente funciona colocando os litros de água na caixa do
relógio (caixa do medidor da energia elétrica)?
- Vou colocar o litro de água na caixa para ver se funciona.
- Colocar um imã anti-rotação do relógio diminui o custo da conta de energia.
- Vamos tentar fazer os cálculos da simulação.
- Mesmo que eu não sei nada vou tentar responder as simulações pra ver se
descubro como se faz.
- Vamos tentar juntos encontrar a resposta.
- Professora porque a nossa resposta não dá certa?
-Olha como o resistor dificulta a passagem dos elétrons.
- Podemos inverter as cargas.
- Consegui montar um circuito, mas a lâmpada não acendeu. O que deu
errado?
- O meu circuito pegou fogo.
- Consegui ascender a lâmpada do circuito. (aluno X que trabalha em uma
auto-elétrica).
- Como você conseguiu montar certo o circuito?
69
- Usei lâmpada ligada a fios e bateria. Quanto mais baterias usar maior será
o brilho da lâmpada (aluno X).
- Se quiser usar mais lâmpadas a luz ficara mais fraca.
- Dá para usar outras coisas, como o interruptor e resistor. Podemos medir a
intensidade da correte elétrica e a voltagem também.
- Eu quero saber por que o meu circuito não está funcionado!?
- Primeiro tem que entender como tudo funciona.
- Vamos montar estes circuitos. Vou usar uma bateria pra formar a
associação em série e associação em paralelo.
- Vou usar um reostato de um rádio pra ver se funcionada, pra mim
aumentar e diminuir a intensidade da luz.
TESTAGEM II
25
A
L
U
N
O
S
20
15
12
11
10
8
6
3
5
0
3
0
3
Números de alunos que
acertaram a questão
0
0
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
QUESTÕES
Gráfico 04: Resultado da segunda atividade
O gráfico 04 nos mostra que houve um maior número de acertos das
questões principalmente as objetivas. Segundo MORTIMER (1995), o resultado
dessa atividade contribuiu para fortalecer uma visão construtivista do processo de
aprendizagem, em que apresentaram papel importante o envolvimento ativo do
aprendiz na construção do conhecimento e as ideias prévias dos estudantes.
As questões descritivas que exigiam maior concentração e interpretação na
sua resolução percebeu-se na avaliação a falta de clareza no conteúdo para
direcionar o aluno na construção de um pensamento científico e eficaz.
70
O objetivo central dessa atividade foi promover a mudança das concepções
dos alunos de um conjunto de conceitos já existentes para outro mais elaborado. Foi
fundamental promover os alunos a uma situação em que a compreensão
evidenciada por eles gerasse conflito de ideias, permitindo a construção de novas
ideias e o abandono das antigas. Percebeu-se a necessidade das aulas de Física
(sala de aula), para a interação do conhecimento elaborado pelo aluno com o
conteúdo científico apresentado e discutido em sala de aula entre colegas e o
professor.
Algumas observações importantes foram apontadas pelos alunos no dia da
aplicação do segundo questionário:

Leitura intensa das questões (que não ocorreu no primeiro
questionário);

Maior interesse;

Alguns alunos não se lembravam das fórmulas e do procedimento da
resolução dos exercícios;

Curiosidade nas respostas corretas;

A necessidade de aprender o conteúdo para a resolução das
questões;

Curiosidade de forma instigadora sobre o conteúdo;

Discussões entre os alunos sobre o conteúdo, observando os alunos
com maior interação com a página virtual;

A percepção de alguns alunos que precisavam buscar mais
conhecimentos.

A necessidade dos alunos em interagir com maior intensidade para
construir seu conhecimento científico e debater no mesmo nível de
conhecimento com os colegas.
71
c. Testagem IIl
Com a interação dos alunos e a manifestação da re-elaboração das
concepções mentais do conteúdo de eletricidade, observou-se que os objetivos da
aprendizagem estavam sendo alcançados nas discussões e intervenções do
professor juntamente com o livro didático. O docente contribuiu para a estabilidade
mental, para a formação do conceito científico durante evolução conceitual do aluno.
Esse saber contribuiu também para que o professor estivesse mais ciente de como
pode intervir para desequilibrar as estruturas cognitivas dos estudantes e favorecer
seu reequilíbrio em um nível melhor.
Para que pudéssemos verificar a evolução do pensamento foi necessária a
aplicação de uma terceira testagem (avaliação).
TESTAGEM III
25
A
L
U
N
O
S
20
22 23
23
23
22
20
22
19
15
15
12
10
Número de alunos que
acertaram a questão
5
0
0 10 20 3
040506
07 08 09
10
QUESTÕES
Gráfico 05: Resultado da terceira atividade
O gráfico 05 apresenta o resultado das atividades após ser desenvolvido o
conteúdo na sala de aula. Podemos perceber o aumento significativo de acertos nas
respostas dos alunos, especialmente por se tratar de algo que é novo, uma forma
diferente de ensinar, mudando a rotina de sala de aula dos estudantes, mas que ao
menos tempo lhes é familiar, por se tratar de um recurso contemporâneo e muito
utilizado pelos jovens atualmente. O aumento da motivação dos alunos demonstrou
resultados significativos, considerando uma turma mista, em que os alunos
72
apresentavam níveis diferentes de aprendizagem, havendo melhoramento nas
habilidades de expressão, raciocínio e participação dos estudantes.
6.1 Auto-avaliação
Com o término das avaliações houve a necessidade da auto-avaliação dos
alunos no processo da aprendizagem, direcionando as questões que obteve os
seguintes resultados:
Questionário teste com questões avaliativa da aula
1. Você acessou a página virtual Profísicael…
( 23 ) sim
( 0 ) não
2. Achou fácil de manipular a página?
( 21 ) sim
( 2 ) não
3. Leu, assistiu e interagiu com o contexto encontrado na página?
( 23 ) sim
( 0 ) não
4. Achou interessante?
( 22 ) sim
( 1 ) não
5. Você relacionou os conteúdos da sala de aula com o que encontrou na na
página virtual Profísicael?
( 23 ) sim
( 0 ) não
6. A página virtual te auxiliou para uma melhor compreensão do conteúdo na
sala de aula?
( 23 ) sim
( 0 ) não
7. De que forma a página te auxiliou?

Questiono mais e participo com perguntas e respostas. Tendo no site
experiências estimulando a prática;

Os conceitos são ótimos, bom para entender, tem bases, tem ótimo
conteúdo;

Na sala de aula temos aula teórica, e no site temos acesso a
experiências e práticas;

Para mim auxiliou sobre a corrente elétrica;

Esclarecimento do conteúdo e melhor aprendizagem;

Compreendi um pouco, só que não li muito;
73

Que os resistores podem te dar várias formas;

Foi uma base de entendimento, entendi um pouco, algumas coisas
não ficaram claras para mim;

As imagens me ajudaram a compreender;

Facilitou com o entendimento com as figuras que deram noção do
conteúdo;

Entender melhor;

Havia exemplos, simulações que me ajudaram a entender melhor;

Ajudando entender mais os conteúdos de Física e nos trabalhos;

O que eu não entendia muito bem me esclareceu melhor;

No conhecimento da potencia elétrica;

Lá está mais resumido o conteúdo e tem vídeos que me auxiliaram
para melhor entender o conteúdo.
8. O que mais você gostou?

Dos vídeos, que são mais interessantes, facilita o entendimento;

Eu gostei das experiências feitas com espelhos planos;

Achei interessantes os desenhos e a leitura;

Das ilusões dos espelhos planos e das leis;

Das simulações;

Das experiências e vídeos;

Das figuras;

Das imagens;

Algumas simulações que ficaram claras para mim;

Dos espelhos;

Dos vídeos explicam bem, as leis também, experiências etc.;

Das simulações virtuais;

Da formação dos circuitos elétricos.
9. Quais as dificuldades que você encontrou?

Nenhuma estava bem claro;

No início como acessar os vídeos;

Poucas coisas, algumas não entendi bem e outras entendi um pouco;

Em entender o conteúdo;

Entender as experiências;
74

Entender imagens e palavras;

Entender certas palavras;

Nenhuma dificuldade;

Um pouco na hora de acessá-lo;

Tirando a parte que não sou muito bom na frente do computador, foi
bom;

No começo até que comecei a entender o conteúdo;

Houve clareza, o que li entendi porque li várias vezes;

Não me lembro de nada em especial.
10. Relate a tua opinião sobre a hipermídia.

É um site informativo e criativo, facilita muito o entendimento, pois os
conteúdos estão mais resumidos o que é mais importante, e seria
uma boa se os outros professores das outras disciplinas fizessem o
mesmo;

É um site bom com várias informações que despertou curiosidade em
mim de buscar mais;

É que agora eu consigo entender;

É um conteúdo muito interessante, e no site tem muitas coisas para
se ler e ver;

O site ficou muito bem elaborado, ficou bom, pois ajudou muito no
conteúdo de Física e também nos trabalhos;

Eu gostei muito e achei muito legal e todos os professores deveriam
fazer trabalhos assim;

Interessante, acredito que ajuda muito no entendimento do conteúdo,
porque nem sempre o que vemos em sala de aula fica claro para
estudar para as provas;

É muito bom, com bastante conteúdo, onde dá para entender melhor
do que só com explicações na sala de aula;

Muito bom, mas deveria ser mais explicativo;

O site é bom, mas não é meu jeito que eu gosto de estudar, prefiro os
livros na sala de aula;

Não faz o meu tipo de estudo, mas o site é bom;
75

Bem desenvolvido, fácil de entender se ler, experiências também
ajudam a entender muito mais;

O site é bom porque com ele nós buscamos entender melhor o
conteúdo;

É ótimo meio de pesquisa, para entender melhor o mundo da Física;

Bem desenvolvido, com bastante conteúdo, fácil de entender, a gente
lê e a professora explicando se encaixa, é melhor para se entender;
Perante as observações dos resultados fornecidos pelos alunos do terceiro
ano ―A‖, todos eles acessaram página virtual (profisicael.wikispaces.com). Apenas
dois alunos tiveram dificuldades em manipular e interagir com a página.
Somente um aluno não achou interessante a página virtual (não gostava das
tecnologias utilizadas), mas mesmo assim, leu, interagiu e simulou as atividades
apresentadas. Todos os alunos concordaram que a página virtual auxiliou no seu
processo de aprendizagem, e, que os conteúdos foram relacionados com a sala de
aula, auxiliando na interação entre os alunos e professor para a construção do
conhecimento em Resistores Elétricos.
Com base das questões descritivas, acima citadas, as questões de número
7 até a questão 10, os alunos apresentaram respostas positivas e animadoras na
utilização desta metodologia pedagógica apresentada.
76
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Hoje em um mundo globalizado onde novas tecnologias surgem a todo o
momento, é necessário adaptar-se aos diferentes tipos de aprendizagem tanto como
professor ou como aluno. A ação pedagógica desenvolvida teve como habilidade
ampliar e enriquecer a prática educativa, procurando assim elevar o nível de
conhecimento de nossos alunos e, atingindo os objetivos propostos na realização
deste trabalho.
A presente dissertação apresentou estratégias de ensino usando a
tecnologia como aliada para desenvolver no aluno percepções e habilidades por
meios de intercâmbios de ideias e discussões, considerando as dificuldades que a
escola pública apresenta em seus aspectos social, econômico e político. Percebeuse que os alunos desenvolveram o espírito de cooperação entre colegas
estabelecendo uma conexão entre sua realidade com o mundo contemporânea e os
conceitos físicos apresentados na sala de aula.
Acreditando nas atividades virtuais desenvolvidas, possibilitou-se uma
nova visão da disciplina (aluno e professor), criando condições para que os alunos
aprendessem o conteúdo de Física sem regras, textos e exercícios prontos e
acabados. Foram desenvolvidas as aulas de forma participativa, aprimorando
conceitos para um nível mais elaborado que gradualmente foram surgindo através
das investigações e discussões que ocorria na sala de aula, sustentados pela página
virtual com recursos visuais, interativos e instigantes.
Os resultados obtidos tiveram uma perspectiva mais inovadora, o
reconhecimento de que o uso das tecnologias tem um sentido transformador nas
práticas pedagógicas, ou seja, que as TICs não foram usadas para simplesmente
reforçar as formas de trabalho anteriores. É necessário aproveitar pedagogicamente
tal oportunidade, fazendo-a reverter positivamente a favor das aprendizagens dos
alunos. Isto não significa apenas integrar os computadores em atividades
curriculares
específicas,
mas
inclui
também
procurar
criar
ambientes
de
aprendizagem estimulantes, abertos, que apelem à autonomia e responsabilidade
dos alunos e ao assumir um papel ativo, por parte dos mesmos nas suas
aprendizagens e nas aprendizagens dos colegas.
77
Os resultados obtidos nos gráficos 3, 4 e 5 observa-se explicitamente a
evolução na construção do conhecimento científico dos alunos, em que cada etapa
apresentaram níveis diferentes dos conceitos envolvidos e melhor assimilados e
compreendidos. Houve a percepção de que a prática pedagógica além de
enriquecer
as
aulas
ministradas
pelo
professor
desenvolveu
crescimento
profissional, em uma disciplina muitas vezes vista como difícil e distante da realidade
dos profissionais da educação.
Os recursos utilizados auxiliaram para formar indivíduos autônomos, e as
tecnologias utilizadas foram instrumentos que conduziram os alunos a esse ideal. O
fator decisivo foi perceber a importância de conhecer o conteúdo antes de discuti-lo
em sala de aula, onde às atividades mentais são construídas pelo aluno não apenas
repassadas
pelo
professor,
percebendo
que
às
aprendizagens
foram
compartilhadas, onde os alunos perguntavam, discutiram, ajudavam-se mutuamente,
cresceram e não apenas receberam informações, sendo desenvolvida nos alunos a
percepção e a responsabilidade de ser o agente de sua aprendizagem, permitindo a
interatividade, autonomia no processo construtivo.
78
8
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALMEIDA, Maria Elizabeth. Informática e Formação de Professores. Série de
estudos – Educação a Distância. Brasília: MEC. V.1 e 2, 2000.
ANDRADE, Maria Margarida de. Introdução à metodologia do trabalho científico.
8.ed. São Paulo: Atlas, 2007.
ARAUJO, Ives Solano; VEIT, Eliane Angela. Uma revisão da literatura sobre
estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Física. Revista
Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, v.4, n.3, p.5-18, 2004.
PRASS, Alberto Ricardo. TEORIAS DE APRENDIZAGEM.
Denominam-se
"Teorias da Aprendizagem", aos diversos modelos que visam explicar o
explicar o processo de aprendizagem pelos indivíduos. ScriniaLibris.com, p. 1821, 2012.
______. Avanços e retrocessos dos alunos no campo conceitual da termodinâmica.
Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciências, v.7, n.1, p. 23-46, 2008.
DCEs – Diretrizes Curriculares da Educação Básica de Física. Secretaria de
Estado da Educação do Paraná. p.50. 2008.
______. Física no Computador: o Computador como Ferramenta no Ensino e na
Aprendizagem das Ciências Físicas –. Revista Brasileira de Ensino de Física,
v.25, n.3, p.259 a 272, 2003.
FALKEMBACH, Gilse Antoninha Morgental. Concepção e desenvolvimento de
material educativo digital. Novas Tecnologias na Educação, CINTED, UFRGS, v.3,
n.1, 2005.
FIOLHAIS, Carlos; TRINDADE, Jorge.Física no Computador: o Computador
como uma Ferramenta no Ensino e na Aprendizagem das Ciências Físicas.
Revista Brasileira de Ensino de Física. Vol. 25, setembro,2003
GIL, Antonio Carlos. Como elaborar projetos de pesquisa. 3. ed. São Paulo: Atlas,
1995.
GRINGS, Edi Terezinha de Oliveira; CABALLERO, Concesa; MOREIRA, Marco
Antonio. Possíveis indicadores de invariantes operatórios apresentado por
estudantes em conceitos da termodinâmica. Revista Brasileira de Ensino de
Física, v. 28, n.4, p.463-471, 2006.
HALLIDAY, David & RESNICK, Robert. Experiments in Modern Physics, Melissinos,
A. C. 4º ed. V. 3. 1996.
MENEZES, Luís Carlos de. Vale a Pena Ser Físico?. 2ed. São Paulo: moderna,
2005.
79
MARTINS, João Carlos. Vygotsky e o Papel das Interações Sociais na Sala de
Aula:Reconhecer e Desvendar o Mundo. Série Idéias n. 28. São Paulo: FDE, p.
111-122, 1997.
OLIVEIRA, Marta K. de. Vygotsky. aprendizado e desenvolvimento, um
processo histórico. São Paulo: Scipione, 1993.
ROCHA, José Fernando. (org.): Origens e Evolução das Idéias da Física.
Salvador: EDUFBA, 2002.
REZENDE, Flávia. Formação de Professores de Física no Ambiente Virtual.
Física Escola, v. 5, n. 2, p.15, 2004.
SANTOS, Luiz Pereira; MORTIMER, Eduardo Fkeury: Uma Analise de
Pressupostos Teóricos da Abordagem C-T-S no Contexto da educação
Brasileira. ENSAIO-Pesquisa em Ciências. Vol.02E. Dezembro 2002.
VALENTE, José Armando. O uso inteligente do computador na educação. NIED
– UNICAMP. 1993, p.02.
VYGOTSKY, Lev Semionovich. A Formação Social da Mente. Desenvolvimento
dos Processos Psicológicos Superiores. Organizadores Michel cole et al. 7º Ed.São
Paulo,2010.
VYGOTSKY, Lev Semionovich. Imaginação e a Criação na Infância. Ensaio
Psicológico: livro para profesores; apresentação e comentarios Ana Luiza Smolka;
tradução Zoia Prestes. São Paulo: Ática, 2009.
VYGOTSKY, Lev Semionovich. Pensamento e Linguagem. Psicologia e
Pedagogia. São Paulo,3ºed. Martins Fontes, 1991.
WIKISPACE. Disponível: www.wikispaces.com/help-portuguese. Janeiro 2011.
ZÉDUCANDO.Witricity.Disponível://joserosafilho.wordpress.com/2008/04/28/witricit
y/ (VILLATORE, HIGA. 2009 p.106).
80
APÊNDICE A – Tutorial Wikispaces
TUTORIAL PÁGINA WIKIS PACES
81
COMO CRIAR UMA WIKISPACE
O wikispaces É um servidor de escrita colaborativa on-line, com acesso livre. Para
você
utilizar
este
ambiente
você
deve
acessar
a
página
principal:
www.wikispaces.com/
Wikispaces
Pode ser criada para abordar os mais diferentes temas: Em sala de aula pode ser
um bom recurso, para construir uma página colaborativa sobre os assuntos
abordados.
Na sala de aula
Um wikispace para uma turma é um lugar para que os estudantes postem o seu
trabalho de modo a que os professores e os colegas possam corrigir ou melhorar e
discutir.
Espaços
Um wikispace é um espaço onde pode criar páginas sobre um tema em particular.
Cada espaço pode ter várias páginas, arquivos e imagens.
Para criar uma Wikispace você deve fazer o seguinte:
1º – Entre no site www.wikispaces.com
Você pode optar que tipo de página queR construir: Educação, negócios ou passeio;
(caso educação escolha se és aluno ou professor) como mostra na figura 01.
Figura 01: página inicial
2º registrar-se na página
Preencha os campos que são pedidos:
82
1. Pick a username - (nome de usuário)
2. Set your passord- (senha)
3. Enter your email address - (e-mail)
4. Space name (opcional) – (nome/endereço da wiki)
3º – como registrar
Clique em ―Join‖ como mostra a figura 02
Observações Importantes:
-Caso já exista algum usuário com o nome digitado, aparecerá uma mensagem em
inglês: ― We already have a member with username‖ , ―Já existe um membro
cadastrado com esse nome de usuário‖ e pode sugerir que se escreva o nome e
usuário e um número ex: cristiane1.
-No nome de usuário não pode haver, pontos, espaços ou underline.
- A senha deve ter seis caracteres.
Nesta tela preencha novamente os campos solicitados.
Figura 02: registro na página wikispaces
4º Acessar a sua página
No botão New Wiki (minha página) abrirá uma tela você deverá informar o
nome de sua página (wiki Name) e o tipo de wiki (wiki Type) em nosso caso na
educação (Higher Education). Além de preencher os campos já informados, figura
03, você deve confirmar (create).
83
Figura 03: acessando sua página
5º - página inicial da Wiki.
A próxima tela figura 04 será a sua página home, esta tela é página inicial da
sua wiki, a partir dela você poderá criar suas wikis e incluir os wikis de amigos e
familiares:
Figura 04: primeira página
6º Pedindo ajuda
84
Na tela ao lado direito você pode pedir ajuda (help) quando for necessário
como mostra a figura 05. Pronto! você já criou seu wiki, esta será a página inicial
(home) a do seu wiki, a partir dela você poderá inserir links, imagens,vídeos. Agora é
só editar a primeira página do seu wiki.
Figura 05: obtendo ajuda
7º editando uma página ou espaço wiki
- Para editar uma página ou espaço devemos seguir os seguintes passos:

Clicar no botão ―edit this page‖, na borda superior da página como mostra a
figura 06:
Figura 06: editando a página
85

Apague a frase em inglês e comece a escrever o que quiser. Agora a página
funciona com um editor de texto simples mostrada na figura 07.
8º Barra de ferramentas (TollBar)
Esta é a barra de ferramenta que será explicada a seguir:
Você pode formatar as letras com negrito
, itálico
e sublinhado
- Os tamanhos dos textos são definidos como normal,
heading1, heading2 e heading3, como mostra a figura
ao lado
-Para Inserir enumeração de itens:
- Para Inserir marcadores:
-Para Inserir barra horizontal (separador)
Figura 07: editor de texto
Clique em salvar para não perder seus textos editados, sempre que se editar uma
página, para que a mesma seja atualizada é necessário clicar em ―SAVE‖ na tecla
salvar conforme a figura 08.
86
Figura 08: salvando a página editada
9º Adicionar uma imagem à sua página
Adicionando uma página ou arquivos. Clique em "+" para adicionar uma nova página
ou arquivo. Siga as instruções da figura 09 e 10.
Figura 09: adicionando uma página
87
Figura 10: carregando arquivos
10º O arquivo carregado
Seu arquivo foi enviado, agora vamos colocá-lo em uma página. Feche a janela
clicando no "X" no canto superior direito.
Figura 11: arquivo carregado
11º Como Inserir Imagens e Arquivos
Para editar a página (edit this page)
-Clicar no ícone
na barra de ferramentas. Uma pequena tela é aberta para
que se defina a página destino do link.
88
-Clicar no botão ―procurar‖ e localizar o arquivo ou imagem no computador.
-Clicar em ―Link text‖; Após, digite o nome da página ou arquivo irá aparecer. É só
dar clique sobre adicionar link. O arquivo esta aparecerá na página como link. Se for
uma imagem, ainda abrirá uma nova tela de propriedades da imagem, onde poderá
escolher a posição da imagem e se a mesma será um link.
Figura 12: inserir link
12º Como Inserir Imagens e Arquivos
Enquanto edita a página (edit this page) figura 13
-Clicar no ícone
na barra de ferramentas.
-Clicar no botão ―procurar‖ e localizar o arquivo ou imagem no computador;
-Clicar em ―Upload File‖;
Após, o arquivo ou imagem irá aparecer como figura na tela. É só dar duplo clique
sobre o arquivo ou imagem e esta aparecerá na página. Se for uma imagem, ainda
abrirá uma nova tela de propriedades da imagem, onde poderá escolher a posição
da imagem e se a mesma será um link.
89
Figura 13: inserir figuras
13º Como Inserir Vídeos
- Enquanto edita a página (edit this page)
-Clicar no ícone ―Embed Media‖ ( Inserir mídias)
ferramentas;















Aparecerá a seguinte tela:
Wikispaces
Video
Calendar
Spreadsheet
Document
Polls
RSS Feed
Chat and IM
Slideshow
Map
Bookmark
Poster
Social
Other HTML
, na barra de
90
Figura 14: opção de vídeo
No caso de optar pelo vídeo aparecerão os locais que você pode procurar
como mostra na figura 14, Copiar e colar o código HTML do Vídeo ou podcast no
espaço disponível.
- Clicar em salvar.
14º Como Inserir Tabela:
Enquanto edita a página (edit this page)
- Clicar no ícone ―Insert Table‖.
Definir o número de linhas (rows) e colunas (columms).
-Clicar em ―insert table‖ como mostra a figura 15.
Figura 15: criando tabela
91
16º Gerenciamento da Página:
Para gerenciar uma página no Wikispace você primeiramente deve clicar no link
.
No gerenciamento do espaço você encontra:
– o criador da wiki e quando foi criado (Created)
– os organizadores (organizers), membros (members) e a licença (license) que foi
escolhida no momento em que foi criado o espaço.
Figura 16: gerenciar a página
*Nota: a licença pode ser alterada a qualquer momento pelo criador do espaço.
Em seguida, encontram-se os índices do espaço, onde temos a lista de páginas (list
pages), lista de arquivos (List and upload files), estatísticas de mensagens postadas
no espaço (Usage Statistics) , importação de blog (Import a Blog Entry) - aceita-se
apenas blogger ou type pad, e por último podemos fazer um backup (Backup Space)
de nosso espaço tanto para Windows / Unix ou exportar o espaço como HTML
(Export Spaces as HTML).Em Space Settings, encontram-se os ajustes do espaço,
aqui você encontra os links nome, descrição e licença, aparência e efeitos (Look and
Feel), membros e permissões (Members and Permissions) e subscrição. Mais
abaixo, temos formas de você expandir e divulgar a sua wiki, convidando pessoas
(Invite People) a participar das wikis.
17º Manipulando Efeitos e Aparência (Look and Feel)
92
Em ―Manage wiki‖, clique em Look and Feel
Figura 17: alterando o wiki
- Clique em ―Change or make a new theme‖, para alterar o tema, as cores e o Logo
da sua wiki.
18º Temas
Temas permitem você trocar a aparência geral de seu wikispace de acordo
com suas necessidades. Você pode escolher 4 temas predefinidos ou construir e
aplicar no seu próprio wikispace.
Figura 18: tema e cores
93
OBS: O Custom Theme é pago, e o ―Make new Theme‖ é grátis, porém é necessário
um conhecimento em HTML e CSS.
-Cores:
Quando estiver usando um tema predefinido, você pode também escolher
cores para o fundo do espaço, menus, destaques, textos e links. Estas cores
aplicam-se para a área que envolve os índices principais da página. Você pode optar
por colocar o código da cor em HTML ou acessar o link ―pick color‖.
19º Abas
O wikispaces oferece as seguintes abas:
-home (página inicial da wiki)
-Edit this page (Editar esta página)
-Page (Esta página)
-Discussion (Fórum)
-History (História)
-Notify me (Notifique-me)
-Discussion (Fórum): Cada página possui uma aba de fórum. Você pode criar um
fórum diferente em cada página da sua wiki.
-History (História): Mostra a história da wiki, as modificações realizadas, os autores
das modificações, as datas e horários das modificações.
-Notify me (Notifique-me): Notifica aos organizadores da wiki, por e-mail sobre
modificações, contribuições em fóruns, etc.
94
95
APÊNDICE B – Testagem 01
Colégio Estadual Santo Antão – Ens. Fund. e Médio
Av. Rio Grande do Sul, S/N
CEP: 85.745-000
Fone/Fax: (46) 3557-1188
Autorização de Funcionamento do Estab. Res. 20 de 23/03/82
Reconhecimento do Ensino Médio pela Resolução 2338/00 de 27/07/2000
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Bela Vista da Caroba
Paraná
TESTE DE CONHECIMENTO ―ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES‖
SÉRIE 3º .............................DATA......./........../2011.ACERTOS....................
NOME...........................................................................................................Nº...........
1. Três resistores idênticos são colocados de tal modo que dois estão em série entre si e ao mesmo tempo
em paralelo com o terceiro resistor. Dado que a resistência efetiva é de 2 Ω, quanto vale a resistência de
cada um destes resistores Ohms (Ω)?
A) 100 Ω
B) 30 Ω
C) 1 Ω
D) 10 Ω
E) 3 Ω
2. Dois resistores são submetidos a um potencial de 12 V. Quando eles estão em série, a corrente medida é
de 1,33 A = 4/3 A. Quando eles estão em paralelo, a corrente medida é de 5,4 A. Os valores das
resistências são:
A)4 Ω e 5 Ω
B) 4 Ω e 2 Ω C) 7 Ω e 2 Ω D) 5 Ω e 1 Ω E) 4,5 Ω e 4,5 Ω
3. Em Santa Catarina, as residências recebem energia elétrica da distribuidora Centrais Elétricas de Santa
Catarina S. A. (CELESC), com tensão de 220 V, geralmente por meio de dois fios que vêm da rede
96
externa. Isso significa que as tomadas elétricas, nas residências, têm uma diferença de potencial de 220 V.
Considere que as lâmpadas e os eletrodomésticos comportam-se como resistências. Pode-se afirmar que,
em uma residência, a associação de resistências e a corrente elétrica são, respectivamente:
A)
B)
C)
D)
E)
em série; igual em todas as resistências.
em série; dependente do valor de cada resistência.
mista (em paralelo e em série); dependente do valor de cada resistência.
em paralelo; independente do valor de cada resistência.
em paralelo; dependente do valor de cada resistência.
4. Calcule a resistência do circuito formado por 10 resistores de 10 kΩ, colocados todos em paralelo entre si,
e em série com 2 resistores de 2 kΩ, colocados em série.
A) 1 kΩ
B) 2 kΩ
C) 5 kΩ
D) 7 kΩ
E) 9 kΩ
5. Duas resistências R1 = 1Ω e R2 = 2Ω estão ligadas em série a uma bateria de 12 V. Calcule: a) a
resistência equivalente; b) a corrente total do circuito.
6. Determine a resistência equivalente da associação acima.
7. Na associação representada acima, a resistência do resistor equivalente vale 28Ω. Calcule o valor da
resistência desconhecida.
8. Um fogão elétrico contém duas resistências iguais de 50Ω. Determine a resistência equivalente da
associação quando essas resistências forem associadas em série.
9. Associam-se em série dois resistores, sendo R1=10Ω e R2=15Ω. A ddp entre os extremos da associação é
de 100V. Determine: a) a resistência equivalente da associação; b) a corrente que atravessa os resistores;
c) a ddp em cada resistor.
97
10. Considere a associação em série de resistores esquematizada acima. Determine: a) a resistência
equivalente da associação; b) a corrente elétrica i; c) a ddp medida por cada um dos multímetros.
V
11. A intensidade da corrente que atravessa os resistores da figura acima vale 0,5 A. Calcule: a) a resistência
equivalente; b) a ddp em cada resistor; c) a ddp total.
12. Quais os critérios você usou para responder as questões?
13. Respondeu o que sabia ou não respondeu as questões?
14. Tem certeza das respostas das questões respondidas? Por quê?
15. As questões respondidas: ( ) você sabia a resposta ( ) você deduziu que esta seria a resposta certa
ou ( ) você marcou qualquer resposta. Justifique:
_________________________________RESPOSTAS____________________________________
98
Figura apêndice B: testagem resolvida pelos alunos.
99
Figura apêndice B: testagem resolvida pelos alunos.
100
APÊNDICE C – Testagem 02
101
Colégio Estadual Santo Antão – Ens. Fund. e Médio
Av. Rio Grande do Sul, S/N
CEP: 85.745-000
Fone/Fax: (46) 3557-1188
Autorização de Funcionamento do Estab. Res. 20 de 23/03/82
Reconhecimento do Ensino Médio pela Resolução 2338/00 de 27/07/2000
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Paraná
TESTE DE CONHECIMENTO 2 ―ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES‖
SÉRIE 3º.................DATA......./........../2011.ACERTOS....................
NOME...........................................................................................................Nº...................
1. Três resistores idênticos são colocados de tal modo que dois estão em paralelo entre si e ao
mesmo tempo em série com o terceiro resistor. Dado que a resistência efetiva é de 3 Ω,
quanto vale a resistência de cada um destes resistores Ohms (Ω)?
A) 1/2 Ω
B) 30 Ω
C) 1 Ω
D) 3/4 Ω
E) 3 Ω
a.
b.
c.
d.
e.
3.
2. Dispõe-se de três resistores de resistência 300 ohms cada um. Para se obter uma
resistência de 450ohms, utilizando-se os três resistores, como devemos associálos?
Dois em paralelo, ligados em série com o terceiro.
Os três em paralelo.
Dois em série, ligados em paralelo com o terceiro.
Os três em série.
n.d.a
Uma diferença de potencial de 12V é aplicada num conjunto de três resistores associados em
paralelo com valores, em ohms, iguais a 2,0, 3,0 e 6,0. A corrente elétrica, em ampères, no
resistor maior, será:
a) 2,0
b) 4,0
c) 6,0
d) 8,0
e) 12
4. Calcule a resistência do circuito formado por 10 resistores de 10 kΩ, colocados todos em série
entre si, e em paralelo com 2 resistores de 2 kΩ, colocados em paralelo.
A)10 1 kΩ B) 20 kΩ
C) 50 kΩ
D) 102 kΩ E) 9 kΩ
5. Pretende-se determinar a resistência de uma lâmpada, cuja tensão nominal é de 120
volts, com um circuito no qual se pode medir simultaneamente a tensão aplicada à
lâmpada e a intensidade de corrente da mesma. Foram feitas duas medições: primeiro a
120 volts e depois a 40 volts. Calculou-se a resistência da lâmpada aplicando-se a lei de
Ohm e obteve-se resistência sensivelmente maior para 120 volts. Pode-se afirmar que:
a) houve erro nas medidas, pois os resultados deveriam ser iguais;
b) houve um curto-circuito no filamento da lâmpada, diminuindo a resistência na 2ª
medida;
c) a diferença decorre da desigualdade de temperaturas do filamento nas duas tensões;
d) o processo não serve para medir resistência;
e) n.d.a.
6. Na associação representada acima, a resistência do resistor equivalente vale 20Ω.
Calcule o valor da resistência desconhecida.
.
102
7. Um fogão elétrico contém duas resistências iguais de 50Ω. Determine a resistência equivalente da
associação quando essas resistências forem associadas em paralelo.
8. Associam-se dois resistores, sendo R1=10Ω e R2=15Ω. A ddp entre os extremos da associação é
de 100V. Determine: a) a resistência equivalente da associação em série; b) a resistência
equivalente da associação em paralelo; c) a corrente que atravessa os resistores; d) a ddp em
cada resistor.
9. Defina com suas palavras: a) corrente elétrica; b) circuito elétrico; c) associação de resistores em
série e d) associação de resistores em paralelo.
10. A intensidade da corrente que atravessa os resistores da figura acima vale 1,0 A. Calcule: a) a
resistência equivalente; b) a ddp em cada resistor; c) a ddp total
V
_________________________________RESPOSTAS______________________________
103
Figura apêndice B: testagem resolvida pelos alunos.
104
APÊNDICE D – Testagem 03
105
Colégio Estadual Santo Antão – Ens. Fund. e Médio
Av. Rio Grande do Sul, S/N
CEP: 85.745-000
Fone/Fax: (46) 3557 -1188
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Re conhe cime nto do En sin o Médio pe la Resolução 2338/00 de 27/07/2000
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TESTE DE CONHECIMENTO 3 ―ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES‖
SÉRIE 3º.....................................DATA......./........../2011.ACERTOS....................
NOME...........................................................................................................Nº...................
1.
No circuito apresentado na figura abaixo, considerando que a potência dissipada não poderá ser nula,
qual das chaves deve ser fechada permitindo a passagem de corrente elétrica pelo circuito, tal que a
potência dissipada pelas resistências seja a menor possível?
a)
b)
c)
d)
e)
2.
a)
chave 2
chave 3
chaves 1 e 2
chaves 1 e 3
chaves 1, 2 e 3
Três resistores idênticos de R =
30Ω estão ligados em paralelo
com uma bateria de 12 V. Podese afirmar que a resistência
equivalente do circuito é de:
Req = 10Ω, e a corrente é 1,2 A
b)
c)
Req = 20Ω, e a corrente é 0,6 A.
Req = 30Ω, e a corrente é 0,4 A
d)
e)
Req = 40Ω, e a corrente é 0,3 A.
Req = 60Ω, e a corrente é 0,2 A.
3.
Um estudante de Física mede com um amperímetro a intensidade da corrente elétrica que passa por
um resistor e, usando um voltímetro, mede a tensão elétrica entre as extremidades do resistor, obtendo
o gráfico abaixo. Pode-se dizer que a resistência do resistor vale:
a) 1Ω
b) 10Ω
c) 100Ω
d) 0,1Ω
e) 0,01Ω
4.
Aplica-se uma d.d.p. nos terminais de
um resistor e mede-se a intensidade de
corrente que o atravessa.Determine:
a) o resistor é ôhmico? Justifique a sua resposta.
b) a resistência elétrica do resistor;
b) a ddp nos terminais do resistor quando percorrido por corrente de intensidade 1,6 A .
5.
Responda:
a) Sabendo que a intensidade da corrente elétrica que passa por um resistor de resistência 4 Ω é
de 8 A., calcule a tensão entre os terminais desse resistor
b) Uma serpentina de aquecimento, ligada a uma linha de 110 v, consome 5 A . Determinar a
resistência dessa serpentina.
c) Uma tensão de 12 volts aplicada a uma resistência de 3,0 Ω produzirá uma corrente de: a) 36
A b) 24 A c) 4,0 A d) 0,25 A
106
d)
6.
7.
Um resistor de 10 Ω no qual flui uma corrente elétrica de 3,0 ampéres está associado em
paralelo com outro resistor. Sendo a corrente elétrica total, na associação, igual a 4,5 ampéres,
o valor do segundo resistor, em ohms, é
a) 5,0 b) 10 c) 20 d) 30 e) 60
O valor de cada resistor, no circuito representado no esquema a seguir, é 10 ohms. Determine a
resistência equivalente entre os terminais A e B, em ohms.
a) 10
b) 15
c) 30
d) 40
e) 90
Determine a resistência equivalente entre os pontos A
e B do circuito da figura. Sendo dado:
R = 2Ω
1
R = R = 4Ω = R
2
3
R = 12Ω
4
R = 1Ω
5
8.
A corrente elétrica i, em função da
diferença de potencial U aplicada aos
terminais de dois resistores, R1 e R2, está representada na figura. Calcule R1 e R2. ( QT)
R1
9.
Dado o circuito elétrico, determine a resistência equivalente entre os pontos A e B.
A tensão total é a diferença das tensões de cada resistor e a corrente é a mesma? Quais são os resistores
equivalentes?
10. Um técnico em eletrônica necessita de um resistor com resistência de valor não disponível no seu
laboratório. Então, utilizando alguns componentes existentes, ele monta uma associação de resistores
conforme mostra a figura abaixo. Considerando que a diferença de potencial entre os pontos A e B seja
igual a 120 V, determine:
a) A resistência equivalente entre os pontos A e B;
b) as correntes que passar em cada resistor;
c) a corrente elétrica total (i)
107
Figura apêndice c: testagem resolvida pelos alunos.
108
Figura apêndice c: testagem resolvida pelos alunos
109
APÊNDICE E – Imagens de experimentos virtuais e de bancadas
110
Imagem 01: alunos na sala de informática acessando a página virtual
Imagem 02: alunos na sala de informática acessando a página virtual
111
Imagem 03: alunos na sala de informática acessando a página virtual – A história da
eletricidade.
Imagem 04: alunos na sala de informática acessando a página virtual – curiosidade do mundo
contemporâneo.
112
Imagem 05: alunos na sala de informática acessando a página virtual – Associação de
resistores elétricos.
Imagem 06: alunos na sala de informática usando simulações construindo circuitos elétricos.
113
Imagem 07: alunos na sala de informática usando simulações construindo circuitos elétricos e
interagindo com os colegas com discussões e ideias diferentes.
Imagem 08: alunos construindo circuitos elétricos de bancada usando materiais alternativos
para demonstrar os circuitos virtuais.
114
Imagem 09: alunos construindo circuitos elétricos de bancada usando materiais alternativos
para demonstrar os circuitos virtuais com interrupção de circuito.