Por que computadores no laboartório didático de Física ?

1. Por que computadores no laboartório didático de Física ? Aula da disciplina FIS01034 - Instrumentação para laboratório I Eliane A. Veit Instituto de Física – UFRGS 07/2003

2. Por que microcomputadores no laboratório ? Aguiar (UFRJ) modelagem computacional aquisição automática de dados

3. Modelagem computacional • é um dos pilares fundamentais do desenvolvimento científico • Física, Química, Biologia • noção de que é possível predizer, além de observar fatos ... exercício da modelagem computacional Microcomputadores no laboratório • ampliam a capacidade de medir e interpretar dados (investigar fenômenos) • noção sobre medidas no século XXI: nos lab. científicos, no setor produtivo, na área da saúde => alfabetização científica aplicações nobres da NTCI em Física : ferramentas cognitivas

4. mais tempo para discussão: • dos aspectos físicos relevantes • das hipóteses assumidas • das aproximações empregadas • das limitações dos modelos físicos e matemáticos • pensamento científico x lógica indutivista • tratar problemas mais reais e atuais Risco: caixa-preta

5. O processo de medida é relevante • dismitificar o processo de medida • Para isto: • montagem e testes de sensores, • coleta de alguns dados manualmente • construção de curvas de calibragem • tratamento de dados • e, só então, a implementação e uso de sistemas automatizados Cavalcante, Tavolaro, Montarroyos, Aguiar, Laudares, Haag ...

6. Elementos básicos da aquisição

7. Outras noções básicas: • estado lógico • número de valores mensuráveis com um sistema de 4, 8, 16 bits • taxa de amostragem

8. Outras possibilidades • na análise dos dados • planilhas eletrônicas • programas gráficos • geração de sinais (geradores de ondas quadrada, ...)

9. Aquisição automática pode ser: • indispensável: • eventos que requeiram medidas muito freqüentes • desejável • para maior precisão nas medidas • eventos que se estendem por longos intervalos de tempo • dispensáveis • quanto não há vantagens em relação ao sistema manual

10. “Física não-dogmática, construtivista, para a cidadania, ênfase em situações reais, elementos próximos, práticos e vivenciais do aluno, do concreto para o abstrato, atualização de conteúdos, Física Contemporânea”. (Moreira, R.B.E.F.,2001) O que se espera da Física ?

11. Sob o ponto de vista educacional • Pretende-se enfatizar métodos de aprendizagem ativos e interativos • aprender fazendo • aprender explorando • aprender a aprender • aprender a pensar • Pretende-se abolir a visão de ensino em que: • aluno é paciente • professor agente • escola cenário do processo de ensino

12. É preciso espaço físico apropriado • modelo atual: experiência substituída pela simulação • modelo defendido: computador como instrumento auxiliando aquisição e interpretação de dados trabalho em grupo de 3 ou 4 aluno/micro

13. Levantamento junto a professores do ensino médio • 115 escolas espraiadas pelo Brasil • 70 % têm laboratórios de Física • 76 % têm laboratórios de Informática • 38% dos Lab. Fis. tem microcomputadores (23% 1 micro) • observações interessantes: aquisição de dados x pesquisa eletrônica alguns laboratórios de Física estão reproduzindo o modelo dos de Informática

14. “conhecer a Física presente no seu mundo vivencial e nos equipamentos e procedimentos tecnológicos. Descobrir o "como funciona" de aparelhos." (PCN) “interessa sim que o aluno aprenda Física, mas interessa também que, juntamente, aprenda os instrumentos gerais que acompanham o aprendizado da Física.” Menezes (F. Escola, 2000)

15. Concluindo: • microcomputadores nos laboratórios de Física: • modelagem e aquisição e tratamento de dados • 3 ou 4 alunos/micro • a discussão, a conjetura e o teste de idéias • atividades abertas • em substituição às fechadas • sensores • Tópicos de Física Contemporânea É preciso repensar e revitalizar os laboratórios.