Dissertação
Levitação acústica e o ensino de ondulatória - uma abordagem investigativa
Autor
Costa, Márcio Fernandes Santana da
Institución
Resumen
This work presents an alternative way to approach the content of standing pressure
waves, through an experimental approach. Traditional textbooks show pictures that can make
students create conceptions that do not match those that agree with the mathematical description
of the presented phenomenon. We advocate methods of how to build a low cost Sonic Levitator
with the Arduino microcontroller to motivate the undulatory theme to the audience. After
students observe the low and high pressure points in the technological apparatus, it becomes
more natural for the teacher to deal with the mathematical model that can explain why they can
balance the test bodies in very specific positions in the air. To facilitate the explanation, we
generate a figure that helps to visualize the density distribution of the air molecules, for this
case. An Investigative Didactic Sequence (SEI) was developed and applied in Elementary
School, High School and Higher Education, through the investigative method for the
experimentally approached phenomenon. Validity is demonstrated by the responses of students
to the activity developed by SEI. The results obtained show that students understand the
functioning and are able to build knowledge on the subject. Furthermore, the criticisms and
suggestions collected in the process show that they effectively engaged in the process. Este trabalho apresenta uma forma alternativa de se abordar o conteúdo de ondas
estacionárias de pressão, através de uma abordagem experimental. Os livros didáticos
tradicionais mostram figuras que podem fazer os estudantes criarem concepções que não
condizem com aquelas que concordam com a descrição matemática do fenômeno apresentado.
Defendemos métodos de como construir um Levitador Sônico de baixo custo com o
microcontrolador Arduino para motivar o tema de ondulatória para os alunos. Depois que os
alunos observam os pontos de baixa e alta pressão no aparato tecnológico, fica mais natural
para o professor tratar o modelo matemático que consegue explicar porque eles conseguem
equilibrar os corpos de prova em posições bem específicas no ar. Para facilitar a explicação,
geramos uma figura que ajuda a visualizar a distribuição da densidade das moléculas do ar, para
este caso. Foi desenvolvida uma Sequência Didática Investigativa (SEI) e aplicada no Ensino
Fundamental, Ensino Médio e Ensino Superior, através do método investigativo para o
fenômeno experimentalmente abordado. A validade é demonstrada pelas respostas dos alunos
à atividade desenvolvida pela SEI. Os resultados obtidos mostram que os alunos entendem o
funcionamento e conseguem construir conhecimentos sobre o tema. Além disso, as críticas e
sugestões recolhidas no processo mostram que eles efetivamente engajaram-se no processo. CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior