Utilização do aplicativo Ray Optics na Educação Básica: uma atividade educacional atrativa

A crescente evolução das técnicas de ensino, que devem ser capazes de dinamizar as aulas, tornando-as mais interativas, tem atraído a atenção dos estudiosos na área de Ensino de Física. Assim, a utilização de tecnologias surge como meio facilitador para essa temática (Ferreira; Filho; Ferreira, 2019).

O uso de novas tecnologias nas aulas de Física não parece ser uma realidade no Ensino Médio, atualmente. Os docentes não usam computadores nos laboratórios de Informática, nem nos de Física Experimental, sequer utilizam os smartphones dos alunos como multimeio no processo de ensino-aprendizagem (Coelho, 2009).

A Base Nacional Comum Curricular defende que os professores devem ter disponível a infraestrutura mínima necessária para a realização dos projetos didáticos. A complementação, que o uso de computadores e smartphones representa, vai além do cunho teórico: visa o alcance das competências tecnológicas de que o aluno precisa para ser o protagonista de seu aprendizado, garantindo, assim, sua autonomia (Brasil, 2018).

As simulações computacionais não só facilitam, como também atraem os alunos para a Física (Cavalcante, 2008). Ademais, desmistificam a ideia de que a nossa disciplina é como um amontoado de equações sem sentido e de difícil compreensão para os alunos (Ferreira; Ferreira, 2022).

Como nem todos têm acesso a computadores, seja em casa, seja nas escolas, é fundamental irmos em busca de ferramentas adaptadas aos smartphones, que se popularizaram nos últimos anos como dispositivos de fácil acesso.

Neste trabalho, propomos um modelo de atividade que lança mão do aplicativo Ray Optics, que, sendo utilizado de forma atrativa, ao incitar a participação em massa dos discentes, servirá como modelo para dinamizar nossas aulas.

O aplicativo Ray Optics

O aplicativo Ray Optics (Figura 1) é uma excelente ferramenta virtual para o estudo da Óptica Geométrica. Por meio dele, somos capazes de:

• obter a distância focal e, consequentemente, a convergência;
• estudar os diversos tipos de lentes;
• conhecer as posições inicial e final;
• efetuar screen-shots (prints da tela);
• estudar a lei de Gauss.

Metodologia

Esta atividade foi desenvolvida no Centro de Ensino Professor João Pereira Martins Neto, da rede estadual de São Luís do Maranhão, em turmas dos anos finais do Ensino Fundamental. Ela contou com uma média de 36 alunos do 9º ano, com idade aproximada de 14 anos, como nos mostra a Figura 2.

Iniciamos a atividade com uma fundamentação teórica sobre Óptica Geométrica e sua aplicação no dia a dia, que envolve questões como: conceito de luz, lupa, utilização de óculos, defeitos da visão e lentes de contato. Em seguida, partimos para a fundamentação experimental.

Na escola em questão, dividimos o grupo em duas turmas de dezoito alunos, uma denominada A e outra, B. Os estudantes foram submetidos ao roteiro apresentado a seguir.

Roteiro

Para esta atividade, será necessária a utilização de smartphones, tablets ou computadores.

• Instale, a partir do App Store ou Google Play, o aplicativo Ray Optics;
• Após abrir o aplicativo, você verificará que, no canto esquerdo, ele apresenta três pontinhos. Caso efetue o estudo errado, clique em “Clear”, para limpar e reiniciar seu estudo;
• O ponto de interrogação corresponde a ajuda;
• Dando continuidade, na aba superior, o caderninho deve ser usado caso você queira efetuar um upgrade na sua versão do Ray Optics. Vale ressaltar que o aplicativo é gratuito, mas sua atualização, não;
• A aba “Object” corresponde ao objeto que será inserido. Você pode arrastá-lo para a distância que quiser;
• “Mirror” é um espelho e “Lens”, a lente a ser utilizada. Quando essas abas forem selecionadas, imediatamente aparecerão a distância focal e duas vezes essa distância.

Depois de apresentadas as funcionalidades, daremos início à nossa atividade:

• Insira um objeto de altura 100mm e distância 1000mm na sua tela;
• Coloque um espelho e apresente as características da imagem;
• Ponha o objeto na distância de 1500mm e calcule o deslocamento entre a imagem inicial e a imagem final;
• Obtenha a velocidade de afastamento do espelho e da imagem, supondo uma velocidade constante, no intervalo de 3 s.

Objetivos pretendidos

Com a aplicação dessa atividade educacional, tencionamos facilitar o estudo da Óptica, tornando-o mais lúdico e atrativo aos estudantes. Ademais, ao término dessa ação, esperou-se que os discentes fossem capazes de:

• obter a equação de Gauss a partir do aplicativo Ray Optics;
• calcular a velocidade de afastamento do espelho e da imagem;
• compreender a diferença entre espelho e lente;
• diferenciar lente côncava de convexa.

Considerações finais

Foi notória a participação dos discentes, sobretudo pelo desejo, manifestado por eles, de que outras aulas envolvessem simulações por meio de aplicativos.

A totalidade do grupo afirmou que, após essa aula experimental, foi capaz de diferenciar espelho côncavo de convexo, além de conceituar luz, reflexão de refração e difração de interferência. Vale ressaltar que a contextualização envolvendo os espelhos utilizados nos prédios residenciais foi o ponto-chave para a compreensão dos discentes. Por fim, foi extremamente motivador o aumento da participação dos alunos após as explanações em relação aos defeitos da visão.

Referências

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Brasília, 2018.

CAVALCANTE, M. A.; BONIZZIA, A.; GOMES, L. C. P. Aquisição de dados em laboratórios de Física: um método simples, fácil e de baixo custo para experimentos em mecânica. Revista Brasileira de Ensino de Física, São Paulo, v. 30, nº 2, p. 2.501-2.506, 2008. Disponível em: http://www.scielo.br/pdf/rbef/v30n2/a11v30n2.pdf. Acesso em: 2 ago. 2023.

COELHO, R. O. O uso da informática no ensino de Física de nível médio. 2002. Dissertação (Mestrado em Educação)– Faculdade de Educação, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2002.

FERREIRA, S. R. B.; FERREIRA, Welberth Santos. Sequência didática para o ensino da Cinemática. Revista Educação Pública, Rio de Janeiro, v. 22, nº 27, 26 de julho de 2022. Disponível em: https://educacaopublica.cecierj.edu.br/artigos/22/27/sequencia-didatica-para-o-ensino-da-cinematica. Acesso em: 2 ago. 2023.

FERREIRA, W. S.; FILHO, M. C. B.; FERREIRA, S. R. B. Gamification applied to the Physics teaching. International Journal of Learning, Teaching and Innovation, v. 5, nº 4, p. 318-321, dez. 2019. Disponível em: http://www.ijlt.org/uploadfile/2019/1112/20191112025407355.pdf. Acesso em: 2 ago. 2023.