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Este artigo apresenta uma sequência de ensino e aprendizagem sobre estrelas variáveis que foi elaborada para os estudantes da disciplina “Conceitos de Astronomia – AST929”, do primeiro período do curso de Licenciatura em Física da Universidade Federal de Itajubá. A metodologia Design-Based Research (DBR) foi empregada na construção da sequência. Procurou-se integrar elementos que contemplassem as dimensões prática e tecnológica do conhecimento e, por essa razão, o experimento “Curva de Luz” do Laboratório Remoto de Física figurou como um dos recursos didáticos. Durante a aplicação da sequência, diversas ações de refinamento puderam ser implementadas de forma dinâmica e várias outras foram concebidas para aplicações futuras. Vários materiais didáticos e instrucionais foram confeccionados e disponibilizados gratuitamente. Além disso, muitas melhorias foram realizadas no experimento a partir dos resultados deste trabalho. A sequência apresentou um resultado satisfatório em termos de aprendizagem e a DBR mostrou ser uma ferramenta válida, pois não só norteou a construção de uma sólida base teórica e de pesquisa para a construção da sequência, como sua utilização resultou em um produto que pode agora ser testado e refinado sistematicamente.

Nesse trabalho apresentamos o “Termometria”, um experimento que pode ser controlado remotamente através da internet. Os aspectos da montagem são discutidos em termos das principais áreas de desenvolvimento, a saber, a estrutura física do experimento, a parte eletrônica, ou hardware, e o software. Em seguida, o modelo teórico para a determinação do coeficiente linear de dilatação do cobre é apresentado em detalhes. Os resultados obtidos para o cálculo do coeficiente de dilatação linear indicam que os desvios relativos são de até 7%, em módulo, para tempos de aquecimento da ordem de 3 segundos ou menos, podendo atingir até 2% apenas para tempos da ordem de 1 segundo. Para tempos maiores que 3 segundos os desvios se tornam expressivos, podendo chegar a 75% para tempos de aquecimento da ordem de 10 segundos. A partir desses resultados, alguns aprimoramentos puderam ser delineados como, por exemplo, colocar o experimento em um compartimento isolado para mitigar o efeito de correntes de ar no laboratório, reduzindo assim a condutividade térmica do meio e aumentando a acurácia das medidas de temperatura. Essa melhoria será implementada no futuro. Do ponto de vista didático, a montagem permite inúmeras abordagens para diversos níveis de ensino. Algumas considerações nesse sentido são apresentadas.

Neste trabalho apresentamos uma proposta de atividade experimental elaborada no contexto da disciplina Conceitos de Astronomia – AST929, do curso de licenciatura em Física da Universidade Federal de Itajubá. A principal ideia da proposta é utilizar o método de obtenção da relação período-luminosidade de estrelas variáveis Cefeidas como um elemento contextualizador. Um experimento controlado remotamente e um programa para a análise dos dados foram construídos especificamente para a atividade. Para ilustrar os procedimentos de coleta de dados e também a análise feita com o programa, realizamos um ensaio experimental no qual foram coletados dados de vinte objetos. As curvas de luz foram analisadas e obteve-se o período de pulsação e a magnitude absoluta média em cada caso. Os coeficientes da relação período-luminosidade foram obtidos através do método χ-quadrado e os valores encontrados para os coeficientes foram A = −2.822 ± 0.035 e B = −1.410 ± 0.016. Esses valores concordam com a relação apresentada por Carrol & Ostlie [1], a qual foi utilizada como base para a programação do experimento remoto. Isso demonstra que o experimento é consistente internamente e simula o comportamento de uma Cefeida de maneira adequada, do ponto de vista didático. O recurso mostrou-se profícuo, pois os estudantes coletam, em segundos, dados que levariam dias para serem coletados com observações reais. Os estudantes que participaram da atividade o fizeram durante o primeiro semestre do curso e portanto tiveram pouco contato com as ferramentas matemáticas do Ensino Superior. Apesar disso, a atividade pôde ser realizada sem dificuldades.

Neste artigo apresentamos uma atividade que tem sido desenvolvida com estudantes do primeiro ano do curso de Licenciatura em Física da Universidade Federal de Itajubá: a construção de um transmissor e de um receptor de código Morse através de sinais luminosos utilizando a placa Arduino. Descrevemos em detalhes a construção dos circuitos que são utilizados e também os códigos, todos disponíveis on-line gratuitamente. A atividade faz parte da disciplina “Prática de Ensino de Física II – FIS262” que teve sua ementa modificada no ano de 2016 para tratar de tópicos relacionados ao uso de tecnologias no ensino de Ciências. Seu principal objetivo é introduzir conceitos básicos tanto de programação como de circuitos de uma forma contextualizada, além de promover embasamento teórico e discussões acerca da temática.

As atividades experimentais desempenham um papel de fundamental importância no ensino de ciências e estas deveriam ser utilizadas de maneira frequente em sala de aula. Todavia, diversas são as pesquisas que apontam inúmeros desafios à utilização dessas atividades na escola básica, muitas delas relacionadas a questões estruturais. Pensando isso, iniciou-se há alguns anos a construção de um laboratório didático localizado no Instituto de Física e Química da Universidade Federal de Itajubá - Brasil, cujo acervo é constituído totalmente por experimentos que podem ser controlados à distância através da Internet. Neste trabalho apresentamos um conjunto experimental desenvolvido para este laboratório e que pode ser utilizado na realização de dois experimentos: “Acústica” e “Hidrostática”, duas áreas que apresentam amplo potencial de investigação no ensino da Física. Cada experimento é discutido separadamente abordando seus aspectos conceituais e instrumentais (...)

Contribution: This work seeks to ascertain the validity of a remote-controlled experiment of the Physics Remote Lab in the educational context, specifically among students from engineering courses. Background: In 2012, it has been started the development of the Physics Remote Lab at the Federal University of Itajubá, Brazil, a laboratory with a collection of didactical remote-controlled experiments. For a while since then, efforts have been directed mainly to technical matters and so, many questions regarding the effectiveness of these experiments as a teaching resource have not been satisfactorily answered yet. The restrictions imposed by the pandemic have provided suitable conditions to assess the effectiveness of this kind of resource. Research Questions: There are two points to be addressed. The first refers to whether remotely controlled experiments can be regarded as a valid didactical tool. The second seeks to ascertain the effectiveness of these digital objects in a very atypical scenario. Methodology: A pretest-intervention-posttest design was chosen, with three groups that totaled 145 students from engineering courses. The groups were submitted to interventions based on a remote-controlled experiment, video analysis, and simulation on kinematics. Nonparametric statistical tests were applied to check for biased groups and to compare the results before and after the intervention. Findings: The results show that all three interventions had a significant impact on the groups and the established I-index suggests that the effects were positive in all of them, despite the peculiar circumstances regarding the pandemic. Compared to other groups, the results for the remote-controlled experiment group showed that it can be as effective as a simulation or a video analysis and the students in this group achieved a better understanding of the concepts as compared to their performance on the pretest.