Realidade aumentada aplicada ao ensino o campo magnético

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Realidade Aumentada Aplicada ao Ensino e Aprendizagem
do Campo Magnético*
Adriana Azeredo de Souza Ribeiro**
Adriana Barreto de Oliveira Siqueira***
Este artigo apresenta uma proposta de ensino e aprendizagem de campo magnético apoiada
por objetos de aprendizagem desenvolvidos em ambiente de Realidade Aumentada. Para isso,
foram realizados experimentos com dois tipos de ímã, um em forma de barra e outro em
forma de ferradura, nos quais foi visualizada a simulação das linhas de campo magnético em
três dimensões usando Realidade Aumentada. Participaram nestes experimentos os alunos do
terceiro ano do ensino médio de uma escola pública do Estado. Nos resultados obtidos, por
meio de questionários, verificou-se que os alunos conseguiram visualizar a simulação das
linhas de campo magnético e obter uma melhor compreensão do conceito físico estudado.
Sendo assim, este estudo contribuiu para uma Aprendizagem Significativa, de acordo com a
perspectiva de David Ausubel, e, consequentemente, para a melhoria do ensino de Física,
trazendo subsídios tanto para professores quanto para alunos.
Palavras-chave: Realidade aumentada. Ímã em forma de barra. Ímã em forma de ferradura.
Campo Magnético. Aprendizagem significativa.
Introdução
O estudo do eletromagnetismo causou uma verdadeira evolução tecnológica na
produção e no uso da energia elétrica, em todo mundo. Antes disso, a maneira de se obter
energia era através de pilhas e baterias, que fornecem apenas quantidades relativas de energia.
Com a descoberta de que o campo magnético produz corrente elétrica, surgiu um dispositivo
chamado gerador, existente em todas as centrais elétricas de todos os países, capaz de fornecer
enormes quantidades de energia elétrica, totalmente indispensável no mundo moderno (LUZ e
ALVARENGA, 1997, p. 499). A construção de um gerador de energia tem como base um ímã,
o qual caracteriza o foco da presente pesquisa no estudo das linhas de campo magnético.
* Este artigo é o trabalho de conclusão de curso da Pós-graduação Lato Sensu em Docência no século XXI,
cursada pelas autoras no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense, concluído no ano de
2013, cuja orientadora foi a Drạ Suzana da Hora Macedo.
** Graduada em Licenciatura em Física pela Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro.
Professora da rede particular de educação de ensino CNEC, no município de Quissamã. E-mail:
[email protected].
*** Graduada em Licenciatura em Física pela Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro.
Professora da rede estadual de educação do Estado do Rio de Janeiro e da rede municipal de Campos dos
Goytacazes. E-mail: [email protected].
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O estudo das linhas de campo magnético para os alunos da educação básica (ensino
médio) é importantíssimo, principalmente para aqueles que querem ingressar nos cursos
técnicos, visto que o artigo 36 §1º da Lei de Diretrizes e Bases da Educação (LDB) estabelece
que ao final do Ensino Médio, o aluno deve ter o domínio dos princípios científicos e
tecnológicos que presidem a produção moderna (BRASIL, 2013). O Brasil enfrenta escassez
de trabalhadores qualificados caracterizando assim investimentos intensivos em todas as
áreas, nas técnicas, tecnológicas e superiores, incentivando o trabalho de pesquisa e
investigação científica visando o desenvolvimento da ciência e da tecnologia. (BRASIL,
2000).
Na formação básica e técnica, a compreensão dos fenômenos eletromagnéticos é a
base científica para o estudo dos geradores, os quais são os fundamentos da conversão da
energia mecânica em elétrica e vice-versa. Sendo estes conceitos de fundamental importância
na formação do aluno. Porém, verifica-se que as dificuldades de aprendizagem dos conteúdos
de eletromagnetismo se devem, principalmente, à impossibilidade de visualização dos campos
magnéticos por parte dos alunos no espaço tridimensional. Segundo Paz, “[...] as dificuldades
de aprendizagem dos conteúdos de eletromagnetismo se concentram no entendimento das
interações e comportamento das variáveis eletromagnéticas no espaço tridimensional, [...]”
(2007, p. 8).
Em virtude disso, esta pesquisa apresenta uma proposta de ensino que utiliza objetos
de aprendizagem (OA) desenvolvidos em Realidade Aumentada (RA) que servem como
ferramenta de apoio à construção do conceito de campo magnético por meio da visualização
da simulação das linhas de campo magnético em três dimensões (3D). Nestes objetos, é
possível visualizar as linhas de campo magnético nas extremidades dos polos de um ímã em
formato de barra e entre os polos do ímã em formato de ferradura.
A RA é definida pela inserção de objetos virtuais no ambiente físico, mostrada ao
usuário, em tempo real, com o apoio de algum dispositivo tecnológico, usando a interface do
ambiente real, adaptada para visualizar e manipular os objetos reais e virtuais (KIRNER,
2008, p. 9). No entanto, é a combinação de objetos reais e virtuais. (MILGRAN e KISHINIO,
1994).
Foram simulados os campos magnéticos de um ímã em forma de barra e em forma de
ferradura em ambiente de RA utilizando dois objetos reais, um ímã em forma de barra com as
suas respectivas linhas de campo magnético (mundo virtual) e um ímã em forma de ferradura
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com as suas respectivas linhas de campo magnético uniforme (mundo virtual). Tal fenômeno
não é possível de se ver a olho nu. Normalmente, para fins educativos, nos livros didáticos, o
campo magnético é representado em planos bidimensionais, ou seja, traçando um conjunto de
linhas na região onde elas existem (figuras 1 e 2). Nos experimentos, essas linhas podem ser
materializadas, colocando-se um ímã em uma superfície lisa e pulverizando delicadamente
limalha de ferro bem fina sobre o mesmo, adquirindo assim uma configuração que concretiza
as linhas de campo magnético (figuras 3 e 4). No entanto, o caráter tridimensional é
particularmente relevante no entendimento do conceito.
Figura 1: Representação das linhas imaginárias de
campo magnético de um ímã em forma de barra.
Fonte: Info Escola Navegando e Aprendendo da
http://www.infoescola.com/fisica/ima/
Figura 2: Representação das linhas imaginárias de
campo magnético de um ímã em forma de
ferradura.
Fonte: Info Escola Navegando e Aprendendo da
http://www.infoescola.com/fisica/ima/
Figura 3: Representação das linhas de campo
magnético de um ímã com limalha de ferro em
forma de barra.
Fonte: Info Escola Navegando e Aprendendo da
http://www.infoescola.com/fisica/ima/
Figura 4: Representação das linhas de campo
magnético de um ímã com limalha de ferro em
forma de ferradura.
Fonte: Info Escola Navegando e Aprendendo da
http://www.infoescola.com/fisica/ima/
A evolução da tecnologia tem colaborado para o avanço da educação, fazendo com
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que as aulas se tornem mais interativas e dinâmicas, substituindo as aulas meramente
tradicionais, com uso de quadro e giz.
Com a criação de novas ferramentas, sistemas, portais e aplicativos para utilização em
diversos aparelhos, a educação tem alcançado um novo patamar, em que ensinar torna-se
divertido e prazeroso quanto aprender (LOPES, 2013, p. 46). Essa é hoje uma prioridade da
escola que, utilizando-se dessa nova tecnologia, pode tornar esse processo mais rico,
prazeroso e significativo.
A utilização da informática no cotidiano escolar é uma realidade na maioria das
escolas, e vem contribuindo positivamente para o desenvolvimento cognitivo e intelectual dos
alunos, por meio de novas experiências e vivências virtuais, em lugares, tempos, espaços,
onde e quando as coisas acontecem, possibilitando um ensino de boa qualidade aos alunos e
aprimorando formas de auxílio ao professor nesse processo da construção do conhecimento.
De acordo com Lemos e Carvalho, o software educativo “[...] pode ser a interface entre os
professores e os estudantes como uma ferramenta auxiliar para melhorar o processo de ensino
e de aprendizagem de um conteúdo ou assunto educacional [...]” (LEMOS e CARVALHO,
2010, p. 2). Segundo Wiley, OA é qualquer recurso digital que pode ser reutilizado para apoiar
a aprendizagem (WILEY, 2000).
O trabalho foi dividido em cinco seções, sendo a primeira relacionada a algumas
aplicações de RA, como na medicina, na educação e em ambientes industriais. A segunda seção
versa sobre o papel da RA na presente pesquisa, bem como os requisitos necessários para a
realização da mesma. A terceira seção traz a relação entre a teoria da Aprendizagem Significativa,
de Ausubel, e o ensino do campo magnético. A quarta seção explica os procedimentos
metodológicos utilizados na pesquisa e a última apresenta o levantamento e interpretação dos
dados coletados na pesquisa.
1 Algumas Aplicações da Realidade Aumentada
A tecnologia RA vem sendo utilizada de maneira crescente em diferentes áreas. Há
diversos estudos e aplicações desenvolvidas com essa tecnologia e a mesma tem colaborado
como ferramenta de apoio a educadores e estudantes no desenvolvimento dos processos de
ensino e aprendizagem (FRANKLIN et al, 2011).
Nesse sentido, Johnson et al. (2011) afirmam que a RA deverá causar grande
impacto na educação superior nos próximos anos. Esta tecnologia caracteriza-se como uma
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técnica que, utilizando de algoritmos de visão computacional, tem por finalidade sobrepor
informações virtuais – textuais ou gráficas – em reais em tempo real, permitindo que haja uma
melhor percepção e interação do usuário com esse ambiente (JOHNSON et al., 2011).
Partindo do ganho que se obtém no tratamento e na compreensão de elementos por meio das
suas representações computacionais é possível fazer ligação direta de aplicações de RA ao
ensino da medicina, conforme trabalho de Gomes e Kirner (2006). Na educação, segundo
Buchau et al. (2009), e de acordo com Nolle e Klinker (2006) em ambientes industriais, pois
oferece uma interação diferenciada do observador com o objeto observado. Além disso,
devido ao fato dos objetos serem projetados em 3D, possui grande poder de ilustração e
detalhes (JOHNSON et al., 2011), (BUCHAU et al., 2009), (NOLLE e KLINKER, 2006).
Gomes e Kirner (2006) descreveram o desenvolvimento de aplicações educacionais
aplicadas à medicina utilizando RA com uso da biblioteca Artoolkit, no qual eles
apresentaram exemplos de sobreposição de órgãos sobre os marcadores. Estas aplicações
permitiam visualização e manipulação do respectivo órgão com aspectos diferenciados
tornando o aprendizado mais dinâmico e realista, como demonstrado na figura 5.
Figura 5: Coração Virtual.
Fonte: Gomes e Kirner (2006, p. 15)
Buchau et al (2009) criaram três aplicações baseadas em RA, no ensino do campo
magnético de um ímã, do campo magnético de um solenoide e do campo magnético de uma
antena. Estas aplicações permitem que o aluno visualize os campos magnéticos em três
dimensões.
Nolle e Klinker (2006), afirmam que a RA pode ser utilizada na indústria automotiva
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para comparar as peças reais de um carro com os seus dados de projeto. É preciso verificar se
as peças reais correspondem à última versão do projeto e se foram fabricadas com a precisão
adequada. Com a RA, os dados do projeto CAD (Computer Aided Design) podem ser
sobrepostos sobre as peças reais numa tentativa de se obter o máximo de precisão. Ambas as
peças, real e virtual, devem ser visíveis ao mesmo tempo e no mesmo local.
Neste trabalho, a aplicação da RA tem a finalidade educacional, ou seja, subsidiar
professores e alunos no processo de ensino e aprendizagem. Para tanto, faz-se necessário
identificar o papel da RA nesta pesquisa.
2 A Realidade Aumentada nesta Pesquisa
Para o uso da RA são necessários alguns requisitos básicos como: um computador,
uma webcam, um programa desenvolvido com uma biblioteca de programação e uma placa de
papel com um símbolo no interior, denominado marcador fiducial. Este marcador é colocado
em um objeto no qual se deseja que ocorra a interação. Ao ser visualizado pela câmera do
computador, o marcador deve ser reconhecido e levará a uma biblioteca de programação préestabelecida. Aparecerá, então, na tela do computador, o primeiro objeto em que estava o
marcador, juntamente com o objeto que estará na biblioteca. Os dois objetos serão fundidos
em um mundo misto que misturará o mundo real com o mundo virtual (MACEDO; BIAZUS;
FERNANDES, 2011, p. 158).
Nesta pesquisa, foram utilizados dois objetos de aprendizagem. O primeiro OA foi
utilizado na tese de Macedo, (2011). O segundo OA foi desenvolvido com o propósito de ser
utilizado nesta pesquisa. Para a criação do ambiente em RA do primeiro objeto foi utilizado o
Artoolkit (Augmented Reality Toolkit), biblioteca com código aberto e gratuita, apropriada
para
desenvolver
aplicações
de
RA,
disponível
pra
download
no
endereço
<http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/news/index.php>.
Para a criação do segundo objeto foi utilizado o Nyartoolkit que é baseado no
Artoolkit e funciona em qualquer dispositivo Android, sistema operacional de código aberto
baseado
em
Java
que
pode
ser
baixado
no
seguinte
endereço
eletrônico
<https://www.artoolworks.com/products/.../nyartoolkit> (MULLEN, 2011, p.339).
Com isso, foram utilizados dois objetos reais, um ímã em forma de barra e um ímã em
forma de ferradura (figuras 6 e 7), e os marcadores utilizados para os respectivos objetos estão
representados nas figuras 8 e 9.
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Figura 6: Ímã em forma de barra utilizado no
experimento.
Fontes: Autoras.
Figura 7: Modelo de um ímã em forma de ferradura
utilizado no experimento.
Fonte: Autoras.
Figura 8: Marcador utilizado no experimento do ímã
em forma de barra.
Fonte: Autoras.
Figura 9: Marcador utilizado no experimento do ímã
em forma de ferradura.
Fonte: Autoras.
Na figura 10, o exemplo de RA do primeiro OA, colocou-se o marcador à frente do
ímã e a câmera capturou a imagem. Ao ser visualizado, o marcador foi reconhecido e sua
imagem foi levada à biblioteca pré-estabelecida, na qual estavam as linhas de campo
magnético. A partir daí, a usuária, o ímã e as linhas de campo magnético encontraram-se em
um ambiente de RA. A figura 11, portanto, apresenta o segundo OA, em que o marcador foi
posicionado de forma que a câmera capturasse a imagem, que após ter sido registrada, fundiuse às linhas de campo magnético uniforme que estavam armazenadas na biblioteca préestabelecida. A usuária, o ímã e as linhas de campo magnético uniforme encontraram-se em
um ambiente de RA.
8
Figura 10: Ímã e as linhas de campo magnético.
Fonte: Autoras.
Figura 11: Ímã e as linhas de campo magnético
uniforme.
Fonte: Autoras.
Assim, o papel da RA neste trabalho fica definido. Para embasá-lo foi utilizada a teoria
da Aprendizagem Significativa e sua relação com o ensino do campo magnético.
3 Aprendizagem Significativa e Campo Magnético
A partir dos conhecimentos prévios dos alunos sobre o conceito de campo magnético,
apresentou-se uma proposta de ensino, inspirada na teoria da Aprendizagem Significativa, de
David Ausubel, utilizando o recurso de RA.
Moreira (2006, p. 13-14) apresentando uma visão geral da teoria da Aprendizagem
Significativa, afirma que, para Ausubel, a aprendizagem, tal como ela ocorre na sala de aula, é
muito influenciada por aquilo que o aluno já sabe. Nesta perspectiva, Aprendizagem
Significativa, é o processo por meio do qual uma nova informação relaciona-se com um
aspecto relevante da estrutura de conhecimento do indivíduo e ocorre quando a nova
informação ancora-se em conceitos ou proposições relevantes pré-existentes na estrutura
cognitiva do indivíduo. Esta estrutura é definida por Ausubel como elemento subsunçor. Em
Física, por exemplo, os conceitos intuitivos de força e campo já existem na estrutura cognitiva
do aluno, eles servirão de subsunçores para as novas informações sobre certos tipos de força e
campo. No entanto, o processo de ancoragem da nova informação resulta em crescimento e
modificação do subsunçor. Os subsunçores existentes na estrutura cognitiva do aluno podem
ser abrangentes e bem desenvolvidos ou limitados e pouco desenvolvidos.
9
Em contraste com a Aprendizagem Significativa, Ausubel menciona que a
aprendizagem mecânica ou automática ocorre até que alguns conhecimentos relevantes às
novas informações da mesma área existam na estrutura cognitiva e possam servir de
facilitadores, ainda que pouco trabalhados. À medida que a aprendizagem começa a ser
significativa, esses facilitadores vão sendo assimilados, tornando-se, pois, mais capazes de
facilitar ou ancorar a nova informação (MOREIRA, 2006, p. 15-17). A simples memorização
de fórmulas, leis e conceitos, em Física, é um exemplo típico de aprendizagem mecânica.
Esta pesquisa tem, portanto, o intuito de apresentar uma proposta de ensino que
viabilize a Aprendizagem Significativa do conceito de campo magnético. Sendo assim, a
metodologia aplicada foi baseada na referida teoria de Ausubel.
4 Procedimentos Metodológicos
Neste trabalho, foi adotada uma abordagem qualitativa dos dados coletados por meio
de questionários. Os testes foram aplicados à turma do terceiro ano do ensino médio do turno
diurno, da Escola Estadual Doutor Phillippe Uébe - Guarus – Campos – RJ, totalizando 22
alunos entre 17 e 21 anos.
Inicialmente, foi realizado um pré-teste (Apêndice A) para a verificação dos
conhecimentos prévios dos alunos em relação ao tema a ser estudado, por meio de
questionários. Em seguida, foi ministrada uma aula expositiva sobre campo magnético em que
foram apresentados aos alunos o conceito de campo magnético, a representação das linhas de
campo magnético e como surgem essas linhas.
Após a exposição do conteúdo, os objetos de aprendizagem em RA, que constam nas
figuras 10 e 11, foram utilizados pelas professoras e pelos alunos em que pode-se visualizar as
linhas de campo magnético em volta do ímã em forma de barra e as linhas de campo
magnético uniforme no interior do ímã em forma de ferradura.
O objetivo deste experimento foi criar um ambiente lúdico em sala de aula, em que o
aluno pudesse interagir e também visualizar a simulação das linhas de campo magnético que
antes não era possível ver a olho nu. De acordo com Mouly (1966) um indivíduo tem
necessidades que precisam ser satisfeitas; ao professor cabe fazer com que obtenham
satisfação destas necessidades, tornando o processo de ensino e aprendizagem e as aulas mais
divertidas e prazerosas.
Todos os alunos responderam aos testes e tiveram a oportunidade de participar e
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interagir com os OA, porém nem todos quiseram participar da interação.
Após a interação de alguns alunos com os OA, foi aplicado o mesmo questionário
sobre o campo magnético (Apêndice A) e em seguida um teste sobre o uso do recurso
tecnológico RA no estudo do campo magnético (Apêndice B). Além dos referidos testes, os
alunos preencheram um termo de ciência e concordância, autorizando suas participações na
realização desta pesquisa (Apêndice C). No caso dos menores, o termo foi assinado pelos seus
respectivos responsáveis.
Os resultados obtidos nesta pesquisa são descritos a seguir:
5 Resultados
Após a conclusão do experimento, foram levantados os resultados dos questionários. A
figura 12 mostra os alunos respondendo o pré-teste que foi aplicado antes da aula.
Figura 12: Alunos respondendo o questionário.
Fonte: Autoras.
Esta primeira aplicação mostrou que 36% dos alunos não sabiam o que é um campo
magnético e 28% pouco sabiam. No entanto, 50% já tinham ouvido falar em campo
magnético pelo professor. Estes resultados mostram que a maior parte dos alunos (90%) que
participaram desta pesquisa estão prestes a sair do ensino médio sem saber como surgem as
linhas de campo magnético e 64% nunca viram a representação das linhas de campo
magnético.
O gráfico 1 mostra os resultados da 1ª aplicação do pré-teste:
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Gráfico1: Resposta dos alunos referente ao primeiro pré-teste.
Neste mesmo questionário, foram propostas questões em que os alunos deveriam
ilustrar as linhas de campo magnético em um ímã em forma de barra e em forma de ferradura.
No entanto, os alunos fizeram a figura, porém não as linhas de campo magnético. Na verdade,
ilustraram a representação de cargas elétricas.
Este questionário foi aplicado pela segunda vez após a aula sobre campo magnético
( figura 13).
Figura 13: Professora ministrando a aula sobre campo magnético.
Fonte: Autoras.
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Após a aula expositiva, a professora (figuras 14 e 15) e os alunos (figuras 16 e 17)
participaram da simulação das linhas de campo magnético em ambiente de RA.
Figura 14: Usuária com o ímã e seu campo magnético
em ambiente de Realidade Aumentada.
Fonte: Autoras.
Figura 15: Usuária com o ímã e o seu campo
magnético uniforme em ambiente de Realidade
Aumentada.
Fonte: Autoras.
Figura16: Aluna com o ímã e seu campo magnético
em ambiente de Realidade Aumentada.
Fonte: Autoras.
Figura17: Aluna com o ímã e seu campo magnético
uniforme em ambiente de Realidade Aumentada.
Fonte: Autoras.
Após as interações, o questionário foi aplicado pela segunda vez. Verificou-se que
todos os alunos responderam afirmativamente que sabem o que é um campo magnético. No
entanto, 14% dos alunos afirmaram que não sabem ou pouco sabem como surgem as linhas de
campo magnético.
O gráfico 2 mostra os resultados da segunda aplicação do questionário:
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Gráfico2: Resposta dos alunos referente à segunda aplicação do pré-teste.
Quanto às questões em que os alunos deveriam ilustrar as linhas de campo magnético
em um ímã em forma de barra e em forma de ferradura, verificou-se que 68% dos alunos
conseguiram ilustrar corretamente as linhas de campo magnético em uma barra e 86%
ilustraram as linhas de campo magnético uniforme em forma de ferradura.
Conclui-se, portanto, que os alunos compreenderam de forma significativa o
surgimento das linhas de campo magnético. Fica claro, porém, que o campo magnético
uniforme foi mais bem representado e apreendido. Percebe-se, também, que os alunos tinham
falta de conhecimento na representação bidimensional das linhas, pois não tinham assistido a
aula sobre o tema anteriormente.
No terceiro momento aplicou-se um questionário sobre o uso do recurso tecnológico
RA em que se chegou à conclusão de que os alunos concordam com a utilização desta
ferramenta como apoio ao ensino dos conceitos de campo magnético e até mesmo de outros
tópicos.
Os gráficos 3 e 4 mostram os resultados deste teste:
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Gráfico 3: Respostas dos alunos ao referente questionário sobre o recurso tecnológico RA.
Gráfico 4: Respostas dos alunos referente questionário sobre o recurso tecnológico RA.
Com relação à pergunta 1 a respeito da facilidade de uso do recurso tecnológico, 86%
dos alunos concordaram. Na pergunta 2 se o recurso tecnológico propôs um retorno imediato,
15
72% concordaram. Na pergunta 3, se o recurso tecnológico contribuiu para a compreensão do
conceito de campo magnético, 64% concordaram. Na pergunta 4, 55% dos alunos
concordaram que recursos como esse tornam a aula mais dinâmica. Na pergunta 5, se gostaria
de ter esse recurso tecnológico usado em outros tópicos,
68% e na pergunta 6 se ele
conseguiria empregar facilmente em uma outra disciplina esses conceitos, também 68%.
Foram feitas perguntas sobre o que eles acharam da experiência e do projeto, as quais
os alunos puderam responder livremente. A seguir são destacadas algumas respostas:
Aluno A - 18 anos. Eu achei muito bom e muito eficaz. Entendi melhor sobre campo
magnético.
Aluno B - 17 anos. Muito interessante! Ajudou a entender uma coisa que eu nunca
tinha visto.
Aluno C - 17 anos. Muito legal! Por que na teoria eu não consigo entender, mas
vendo na prática fica mais fácil de compreender.
Aluno D - 17 anos. Muito boa! Esse tipo de experiência torna o entendimento muito
mais fácil e interativo do que numa aula comum.
Aluno E - 17 anos. Boa! Pois dinamicamente ajuda na compreensão do assunto.
Aluno F - 18 anos. Esta experiência me esclareceu muitas dúvidas e me fez adquirir
mais conhecimentos.
Em virtude dos resultados descritos, percebe-se que a aprendizagem foi Significativa,
dentro da perspectiva de Ausubel, a medida que os conhecimentos prévios dos alunos sobre as
linhas de campo magnético foram substituídos ou ampliados por conceitos cientificamente
corretos.
Conclusão
Nesta pesquisa verificou-se que o uso do recurso tecnológico RA possibilitou aos
alunos a visualização das linhas de campo magnético em um ímã em forma de barra e em um
ímã em forma de ferradura. Antes do experimento a maioria os alunos não sabiam como
surgiam essas linhas de campo magnético. Na verdade, esses alunos não conheciam nem a
representação bidimensional. Além disso, confundem campo magnético com campo elétrico, a
medida que ilustram cargas elétricas no lugar de linhas de campo magnético.
Conclui-se então, que os resultados mostram-se satisfatórios, pois revelam que houve
melhora significativa no aprendizado do conceito do campo magnético além de tornar a aula
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mais atrativa e dinâmica conquistando a atenção dos alunos.
O ambiente em RA contribuiu para a criação de um ambiente lúdico em sala de aula,
no qual o aluno pode interagir com os objetos de aprendizagem levando a uma motivação em
relação visualização da simulação em três dimensões das linhas de campo magnético.
Segundo as perguntas livres dos questionários, estes experimentos ajudaram a entender o
fenômeno que nunca tinham visto e esclareceu dúvidas. Ficou evidente que os alunos
adquiriram mais conhecimentos e que gostariam de ter esse recurso tecnológico em outras
aulas.
Esta experiência pode ser realizada várias vezes pela sua simplicidade e utilização de
equipamentos básicos como: uma webcam, um laptop e se possível um datashow com um
telão para que todos, no mesmo momento, consigam visualizar as linhas de campo magnético.
A partir dos resultados obtidos, por meio dos questionários, e da contribuição que a
Teoria da Aprendizagem Significativa trouxe ao experimento, mostrada pelo levantamento
dos conhecimentos prévios dos alunos, verifica-se que a RA contribuiu no processo de ensino
e aprendizagem.
Como foi verificado que os alunos pouco compreendem a diferença entre o campo
elétrico e o campo magnético, uma aplicação futura para o trabalho seria a implementação de
um OA desenvolvido em RA para a visualização do campo elétrico uniforme.
Augmented Reality applied to Teaching and Learning
Magnetic Field *
This paper presents a teaching-learning proposal of magnetic field supported by learning
objects developed in augmented reality environment. For this, experiments were performed
with two types of magnet, one of them bar-shaped and another horseshoe-shaped, in which
were displayed the magnetic field lines in three dimensions using augmented reality.
Participated in these experiments students of the third year of high school in a state's public
school. At the results obtained through questionnaires, it was found that students were able to
visualize the magnetic field lines and get a better understanding of the physical concept
studied. Thus, this study contributed to a significant learning and consequently to improve
physics teaching, bringing benefits both for teachers and for students.
Keywords: Augmented Reality. Shaped magnet bar. Horseshoe-shaped magnet. Magnetic
Field. Meaningful learning.
17
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Online Version. Disponível em: <http: // reusability.org/read/chapters/wiley.doc> acesso em
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19
Apêndices
20
Apêndice A
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO LATO SENSU EM DOCÊNCIA NO SÉCULO XXI
QUESTIONÁRIO 1 primeira vez – Avaliação sobre Campo Magnético.
Idade do aluno: ____________
Alternativas
Questões
Turma: __________
Sim
Não
Pouco
Data: ___________
Nunca vi
Sem
Opinião
Sobre o Campo Magnético responda:
1 Você sabe o que é um
campo magnético?
2 Algum professor já
comentou as linhas de campo
magnético?
3 Você sabe como surgem
essas linhas de campo
magnético?
4 Você já viu a representação
das linhas de campo
magnético?
5. Faça o desenho de um ímã e desenhe as linhas de campo magnético deste ímã.
6. Faça o desenho de um ímã em forma de “U” e desenhe as linhas de campo magnético.
21
Apêndice B
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO LATO SENSU EM DOCÊNCIA NO SÉCULO XXI
QUESTIONÁRIO 2 - Uso do recurso tecnológico REALIDADE AUMENTADA no estudo do
Campo Magnético.
Idade do aluno: ____________
Alternativas
Questões
Discordo
totalmente
Turma: __________
Discordo
Sem opinião
Data: ___________
Concordo
Concordo
plenamente
Sobre o uso do recurso tecnológico Realidade Aumentada na aula de Campo Magnético,
responda:
1 O recurso tecnológico
é de fácil uso?
2. O recurso
tecnológico propôs um
retorno imediato?
3. O recurso
tecnológico contribuiu
para a compreensão do
conceito de campo
magnético?
4. Recursos como esse
tornam a aula mais
dinâmica e atrativa?
5. Gostaria de ter esse
recurso tecnológico
usado em outros
tópicos?
6. Você conseguiria
empregar facilmente
em uma outra
disciplina esses
conceitos?
7. Neste espaço dê sugestões de melhoria ao nosso projeto.
8. Escreva o que você achou desta experiência.
22
Apêndice C
De:
Adriana Azeredo de Souza Ribeiro
Adriana Barreto de Oliveira Siqueira
Para: Alunos do 30 Ano do Ensino Médio
Caro aluno,
Os experimentos, testes e questionários dos quais você participará são parte de nossa
pesquisa.
Gostaria de contar com a sua colaboração. Este material servirá apenas e exclusivamente para fins de nossa pesquisa.
Obrigada!
Adriana Azeredo de Souza Ribeiro
Adriana Barreto de Oliveira Siqueira
Professores
TERMO DE CIÊNCIA E CONCORDÂNCIA
Eu, _________________________________________________________
Aceito participar da pesquisa sobre Campo Magnético, exclusivamente para
fins acadêmicos.
Campos dos Goytacazes, _______ de ___________________ de _______.
Ciente: ____________________________________________