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A modelização e a simulação via computador, são, talvez, as formas mais populares de uso do computador para aprendizagem da Física (FIOLHAIS; TRINDADE, 2003; ARAÚJO et al., 2004).

Fiolhais e Trindade (2003) explicam a diferença entre modelização e simulação. A simulação computacional consiste em empregar técnicas matemáticas em computadores, para “imitar” um processo ou fenômeno do mundo real. Assim, ao se fazer uma simulação, constrói-se um modelo computacional, que possa corresponder à situação real a ser simulada. Portanto, só podemos fazer uma simulação após feita a modelização. Logo, o termo modelização costuma ser utilizado quando a ênfase é dada à programação do modelo, ao passo que a simulação se refere à situação em que o modelo é utilizado para observar os fenômenos simulados.

A modelização permite a interação dos estudantes com o processo de construção e análise do conhecimento científico, possibilitando que compreendam melhor os modelos físicos e discutam os seus contextos de validade (ARAÚJO et al., 2004). Para a criação de modelos físicos em computadores (modelização computacional) é necessário aos professores e alunos dominarem tanto a programação computacional, quanto a Matemática e a Física. Neste caso, considera-se que o modelo será completamente construído pelo programador, o professor ou o aluno. Diante disso, as atividades de modelagem computacional, apesar de serem muito utilizadas no Ensino da Física, não são fáceis de serem desenvolvidas. O seu grande uso no Ensino da Física está ligado ao uso de modelos computacionais previamente elaborados (modelos exploratórios). Nesse tipo de modelo o aluno tem como função analisar como diferentes grandezas se relacionam entre si ou visualizar a simulação de um evento físico (ARAÚJO et. al, 2004).

São muitos os conceitos físicos que, para serem entendidos, necessitam de grande abstração, algo que contribui para dificuldades de aprendizagem. Um exemplo seria a dificuldade dos alunos em visualizarem fenômenos que ocorrem em micro escala, ou de corpos que se movimentam com alta velocidade. Além disso, muitas experiências são difíceis de serem realizadas

por exigirem um grande e caro aparato material. A simulação computacional aparece como uma forma auxiliar, que visa contribuir para a solução desses problemas.

Qualquer simulação está baseada em um modelo de uma situação real, que pode ser “matematizado” e processado pelo computador a fim de fornecer animações, chamadas de realidade virtual. A realização de uma simulação computacional pressupõe, necessariamente, a existência de um modelo que lhe dá suporte e que lhe confere significado (MEDEIROS e MEDEIROS, 2002).

Inicialmente os programas de simulação eram limitados, mas foram surgindo interfaces cada vez mais perfeitas, permitindo a manipulação gráfica das variáveis de entrada e fornecendo saídas na forma de gráficos e animações Com isso, as simulações ganharam muito em interatividade, pois o aluno pode alterar as variáveis e perceber quais alterações ocorrem na situação estudada. Algumas simulações podem se revertir de um caráter de jogo, fornecendo uma recompensa para realização de certo objetivo, aumentando bastante o seu caráter pedagógico (FIOLHAIS e TRINDADE, 2003, p.265).

Muitos são os benefícios atribuídos ao uso de simulações no Ensino de Ciências, em especial no Ensino da Física. Medeiros e Medeiros (2002) apontam os vários benefícios do uso do computador como ferramenta pedagógica. Em nosso ponto de vista há certo exagero na lista de benefícios apontadas por esses autores, para os quais:

 Reduz o ruído cognitivo de modo que os estudantes possam concentrar- se nos conceitos envolvidos nos experimentos;

 Fornece feedback para ajudar na compreensão dos conceitos;

 Permite aos estudantes coletarem uma grande quantidade de dados rapidamente;

 Permite aos estudantes gerarem e testarem hipóteses;

 Engaja os estudantes em tarefas com alto nível de interatividade;

 Envolve os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa científica;

 Apresenta versão simplificada da realidade pela destilação de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos;

 Torna os conceitos abstratos mais concretos;

 Reduz a ambigüidade e ajuda a identificar relacionamentos de causas e efeitos em sistemas complexos;

 Serve como preparação inicial para a compreensão do papel do laboratório na construção do conhecimento científico;

 Desenvolve habilidades de resolução de problemas;  Promove habilidades do raciocínio crítico;

 Fomenta compreensão mais profunda dos fenômenos físicos;

 Auxilia os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural, vendo e interagindo com os modelos científicos subjacentes que não poderiam ser inferidos através da observação direta; e

 Acentua a formação dos conceitos e promove mudança conceitual. Como se percebe, muitos são os argumentos positivos na defesa do uso de simulações computacionais no Ensino da Física, porém há também limites. Para Medeiros e Medeiros (2002),

(...) há um grande risco implícito na adoção acrítica das simulações no Ensino da Física, pois elas apresentam certas desvantagens, algumas vezes negligenciadas. Seria primordial notar-se que um sistema real é frequentemente muito complexo e as simulações que o descrevem são sempre baseadas em modelos que contêm, necessariamente, simplificações e aproximações da realidade (p.80).

Ou seja, torna-se necessário que o professor esclareça seus alunos sobre as simulações ali realizadas, que na maioria das vezes, representam modelos ideais, ou seja, são idealizações. É necessário lembrá-los que no mundo real muitos fatores influenciam os resultados, que não são considerados pelo modelo. Logo, fica evidente a necessidade da realização de aulas experimentais, nas quais os alunos tenham contato com os fatores que distanciam um modelo real de um ideal. Ou seja, é preciso lembrar que o uso exclusivo de simulações computacionais em Física pode ter um efeito contrário e comunicar concepções do fenômeno opostas àquelas pretendidas pelo educador com o seu uso (MEDEIROS; MEDEIROS, 2002).

Por mais encantadoras que possam parecer as simulações computacionais, com suas cores, movimentos e sons, é preciso levar em conta que não se constituem, via de regra, como o principal caminho de acesso aos raciocínios não verbais. Os movimentos corporais, o tato, a manipulação de objetos reais, a construção de relacionamentos no mundo físico estão, também, entre os seus principais fundamentos (MEDEIROS; MEDEIROS, 2002). Compactuo com Medeiros e Medeiros (2002) o entendimento de que o computador não é a solução dos problemas de aprendizagem da Física, pois, ainda não temos uma ferramenta pedagógica perfeita. Não há ferramenta capaz de suprir todas as necessidades que o Ensino da Física apresenta para se tornar efetivo. As simulações computacionais são de grande valia, mas não podemos nos esquecer de diversificarmos as ferramentas de ensino, para não tornarmos as aulas maçantes.