Dissertação
Construção de um tubo de Kundt controlado por Arduino para o ensino de ondas estacionárias
Registro en:
SILVA, Silvio Oliveira Costa. Construção de um tubo de Kundt controlado por Arduino para
o ensino de ondas estacionárias. 2022. 135 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Ensino de Física) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2022.
Creative Commons Atribuição-Não Comercial-Sem Derivações 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
Autor
Silva, Silvio Oliveira Costa
Institución
Resumen
The introduction of experiments in Physics classes is an opportunity for students
to develop skills and competences that are beyond those that are routinely
worked on in theoretical classes, as well as to present a more attractive and
effective learning alternative for students. Considering this context, this
dissertation presents the construction of a kundt tube kit using the Arduino
platform that aims to introduce in a practical way the concepts related to waves
and acoustics, taking students to a device capable of producing standing waves,
allowing the visualization of the harmonics, the calculation of the number of these
harmonics and the speed of sound in the air through the sound frequency
produced. A didactic sequence is also proposed for the application of the
experiment in an interactive way. The experimental apparatus will serve as an
instrument to stimulate students' cognitive development, based on Vygotsky's
socio-interactionist learning, occurring through mediation between individuals.
Technological tools are used that are increasingly being inserted in our
environment, mainly within an integrative approach with STEM. The experiment
was set up with a loudspeaker, a frequency generator, an Arduino
microcontroller, an amplifier, a cylindrical acrylic tube, a coupler for the tube and
the loudspeaker, a base for the tube, a tape measure, marbles of polystyrene, a
breadboard and some jumpers. The didactic sequence was applied in a class of
the 2nd year of high school at Colégio Estadual Doutor José Carvalho Baptista,
Rio Real/BA. The collected data were extracted from an Investigative
Questionnaire, the setup and handling of the experiment, an experimental script,
a contextualized problem and a self-assessment. The results showed some
indicators that the didactic sequence presented arouses a greater engagement
and satisfaction of the knowledge of Physics approached in front of the traditional
methods of lectures. It was verified that through interaction and socialization,
students were able to actively assimilate the concepts that explain the
relationship between the frequencies of the emitted sound and the presented
waveform, thus leading to a learning with new and old instruments and signs,
through of social mediation. A introdução de experimentos nas aulas de Física é uma oportunidade para os
alunos desenvolverem habilidades e competências que estão além das que são
rotineiramente trabalhadas em aulas teóricas, bem como de apresentar uma
alternativa de aprendizado mais atraente e eficaz para os estudantes.
Considerando esse contexto, esta dissertação apresenta a construção de um kit
tubo de kundt com a utilização da plataforma Arduíno que visa introduzir de forma
prática os conceitos relacionados a ondas e a acústica, levando para os alunos
um dispositivo capaz de produzir ondas estacionárias, permitindo a visualização
dos harmônicos, o cálculo do número desses harmônicos e da velocidade do
som no ar através da frequência sonora produzida. Também é proposta uma
sequência didática para aplicação do experimento de forma interativa. O aparato
experimental servirá como instrumento para estimular o desenvolvimento
cognitivo dos estudantes, fundamentado em uma aprendizagem
sociointeracionista de Vygotsky, ocorrendo através da mediação entre os
indivíduos. São empregadas ferramentas tecnológicas que cada vez mais vão
se inserindo em nosso meio, principalmente dentro de uma abordagem
integradora com STEM. O experimento foi montado com um alto-falante um
gerador de frequência, um microcontrolador Arduino, um amplificador, um tubo
cilíndrico de acrílico, um acoplador para o tubo e o alto-falante, uma base para o
tubo, uma fita métrica, bolinhas de poliestireno, uma placa protoboard e alguns
jumpers. A sequência didática foi aplicada em uma turma do 2° ano do Ensino
Médio do Colégio Estadual Doutor José Carvalho Baptista, Rio Real/BA. Os
dados coletados foram extraídos de um Questionário Investigativo, da montagem
e manuseio do experimento, de um roteiro experimental, de um problema
contextualizado e de uma auto avaliação. Os resultados apresentaram alguns
indicadores de que a sequência didática apresentada desperta um maior
engajamento e satisfação dos conhecimentos de Física abordados frente aos
métodos tradicionais de aulas expositivas. Foi verificado que através da
interação e socialização, os discentes puderam assimilar ativamente os
conceitos que explicam a relação entre as frequências do som emitido e o
formato da onda apresentado, levando assim, a uma aprendizagem com novos,
e antigos, instrumentos e signos, através da mediação social. São Cristóvão