Ensinar com projetor: simulações para a turma toda

Ensinar com projetor continua sendo a forma mais rápida de fazer trinta alunos olharem para a mesma ideia no mesmo instante. Uma simulação na tela grande transforma esse instante em um experimento: você muda uma coisa, a turma toda vê o que acontece e todos têm algo para discutir. Este guia mostra como conduzir bem esse tipo de demonstração com a turma toda usando o Simulic. Você vai configurar o modo de apresentação, levar os alunos para os próprios dispositivos com um QR code, conduzir uma demonstração passo a passo e usar técnicas de questionamento que fazem todos os alunos pensarem, e não só os três que sempre levantam a mão. Termina com três demonstrações completas de física, química e biologia, com os valores reais que cada simulação mostra.

Se você é novo no uso de simulações em aula, comece pelo guia geral de simulações interativas em sala de aula. Este artigo se aprofunda na parte do projetor.

Por que uma demonstração com a turma toda vale o tempo

Uma demonstração no projetor não é uma aula expositiva com imagens em movimento. Bem feita, ela cumpre três tarefas que o trabalho individual faz mal:

• Cria uma pergunta compartilhada. Quando todos preveem o mesmo evento, a discussão ganha foco. Com trinta alunos em trinta telas, você obtém trinta explorações diferentes e nenhum ponto comum para discutir.
• Traz as concepções equivocadas à tona em público. Se metade da turma prevê que a bola mais pesada chega primeiro, você sabe na hora e todos veem a evidência juntos.
• Mostra como usar a simulação. Os alunos que veem você mudar uma variável de cada vez copiam esse hábito quando trabalham sozinhos.

Em contrapartida, os alunos só assistem. Mantenha as demonstrações curtas (8 a 12 minutos por ciclo) e passe a simulação aos alunos assim que a pergunta compartilhada for respondida.

Prepare o modo de apresentação antes da aula

O modo de apresentação mostra uma simulação na tela da turma sem a poluição de que os alunos precisam nos próprios dispositivos.

1. Abra a página da simulação, clique em Compartilhar e, na aba Simulação, defina os valores iniciais da sua demonstração. Esses valores ficam fixados no link que você criará em seguida.
2. Na aba Links de compartilhamento, em Novo link, dê um nome ao link ("3ª aula · demonstração") e clique em Criar link.
3. No cartão do link, clique em Apresentar. O link abre em uma nova aba no modo de apresentação, que é o link de jogar com ?present=1 no final. Você também pode digitar ?present=1 depois de qualquer link de jogar.
4. Use Tela cheia para que a simulação preencha o projetor e Reiniciar para executá-la de novo desde o início.

O modo de apresentação mostra só a simulação. As perguntas e os bloqueios de previsão anexados ao link não aparecem, então a demonstração nunca trava em uma pergunta feita para os alunos. Quando os alunos abrem o mesmo link nos próprios dispositivos, eles veem as perguntas.

Antes da aula, abra o link de apresentação no computador da sala, não só no seu notebook. Verifique três coisas: o texto é legível da última fileira (aumente o zoom do navegador para 125 a 150% se não for), o projetor mostra a simulação inteira e a rede da escola não bloqueia o simulic.com.

Leve os alunos para os próprios dispositivos: Mostrar QR code

Em algum momento a turma deve deixar de assistir e começar a testar. No modo de apresentação, clique em Mostrar QR code. Um QR code grande preenche a tela com o endereço curto embaixo. Os alunos o escaneiam com um celular ou tablet, ou digitam o endereço em um notebook, e a simulação abre no dispositivo deles com as perguntas que você anexou. Feche o QR code com o × e continue a demonstração.

Isso leva cerca de 30 segundos e não exige contas. Os alunos digitam um apelido só se o link tiver perguntas. Para turmas mais velhas, você pode dispensar o QR code e postar o link no seu LMS ou no Teams; veja como compartilhar uma simulação no Microsoft Teams.

Conduzindo uma demonstração com a turma toda, passo a passo

Esta rotina segue o ciclo Prever–Observar–Explicar, adaptado para uma só tela e uma turma inteira.

1. Escreva uma pergunta no quadro antes de a simulação ficar visível. "Ele vai cair de volta, dar a volta na Terra ou escapar?" é uma pergunta. "Vamos olhar as órbitas" não é.
2. Mostre a montagem sem executar nada. Nomeie cada controle que vai usar e seu valor atual. Aponte para a tela. Os alunos não conseguem prever o que não entendem.
3. Faça todos se comprometerem. Use quadros brancos pequenos, pense–converse–compartilhe ou uma pergunta-chave (abaixo). Ninguém assiste até que todos tenham uma resposta.
4. Execute uma vez em silêncio. Peça aos alunos que observem uma coisa específica: a lâmpada, o gráfico, o ponto de chegada.
5. Clique em Reiniciar e execute de novo enquanto os alunos narram. "O que vocês veem agora? E agora?"
6. Peça que os alunos expliquem antes de você. Ouça duas ou três explicações, inclusive uma errada, e depois apresente o modelo científico.
7. Mude uma variável e repita os passos 3 a 6 rapidamente. O segundo ciclo leva metade do tempo do primeiro.
8. Passe a vez. Mostre o QR code e dê aos alunos uma meta a encontrar sozinhos, como um valor, um limite ou um padrão.

Técnicas de questionamento que envolvem todos

Pense, converse em dupla, compartilhe

Faça a pergunta e depois dê 30 segundos de reflexão em silêncio (sem falar, sem escrever no quadro), um minuto para comparar com o colega ao lado e então chame as duplas. As duplas se sentem mais à vontade para compartilhar uma resposta em que concordaram, e o tempo em silêncio impede que os alunos rápidos definam a resposta para todos. Use isso em perguntas de "por quê" e em previsões abertas.

Perguntas-chave

Uma pergunta-chave (hinge question) é uma pergunta de múltipla escolha em que cada opção errada aponta para uma concepção equivocada conhecida. A turma toda responde de uma vez com os dedos (1 a 4) ou com cartões ABCD e, em um minuto, você decide: seguir adiante ou tratar a concepção equivocada agora. Uma boa pergunta-chave leva dez segundos para ser respondida e dez segundos para ser lida pela sala. Cada demonstração abaixo inclui uma. Para saber como montá-las em uma sequência, leia avaliação formativa com simulações.

Quadros brancos pequenos

Os quadros brancos são melhores para números e esboços: "Escreva o pH", "Esboce o gráfico que você espera". Faça a contagem "3, 2, 1, mostrem" para que ninguém copie. Percorra a sala com o olhar, escolha duas respostas diferentes e peça aos dois alunos que as defendam antes de executar a simulação.

Qualquer que seja a técnica, espere pelo menos três segundos depois de uma pergunta antes de aceitar uma resposta e escolha quem responde em vez de aceitar as mãos levantadas. Os dois hábitos aumentam o número de alunos que realmente pensam.

Demonstração 1: o canhão de Newton (física, cerca de 12 minutos)

Use o Canhão de Newton 3D, que dispara uma bola na horizontal do alto de uma montanha imaginária sobre uma Terra em 3D. Fixe Altura da montanha h = 400 km e v₀ = 7 km/s, com "Manter órbitas" ligado. A simulação precisa de gráficos 3D, então teste-a antes no computador da sala.

Comprometer-se. "A bola sai da montanha a 7 km/s, cerca de 25.000 km/h. Ela vai cair de volta, dar a volta na Terra ou escapar?" A maioria dos alunos escolhe "dar a volta": 7 km/s parece rápido demais para ser verdade.

Observar. Clique em Disparar. A bola cai de volta na Terra a milhares de quilômetros de distância. O painel mostra por quê: a 400 km, a velocidade orbital circular é 7,67 km/s e a velocidade de escape é 10,85 km/s.

Variar. Clique no botão "v₀ = vI (circular)" e dispare de novo: uma órbita circular com período de cerca de 92 minutos, a mesma altura e o mesmo período de uma estação espacial. Depois defina v₀ = 9 km/s: uma elipse cujo ponto mais distante fica a cerca de 8.560 km de altura, com período de cerca de 3,1 horas.

Pergunta-chave. "A 9 km/s, o período será: A) menor que 92 minutos, B) igual, C) maior, D) não volta." Resposta C. A indica que os alunos acham que "mais rápido significa uma volta mais curta", B indica que acham que o período é fixado pela altura, e D indica que acham que qualquer velocidade acima da orbital escapa. Depois dispare a 11 km/s para resolver o D: acima de 10,85 km/s, a bola escapa.

Demonstração 2: ácidos fortes e fracos (química, cerca de 10 minutos)

Use Ácidos fortes e fracos. Fixe o ácido fraco como CH₃COOH (ácido etanoico) e a concentração em 0,1 M. A tela mostra dois béqueres lado a lado: HCl e ácido etanoico na mesma concentração.

Comprometer-se (quadros brancos pequenos). "Os dois ácidos são 0,1 M. Escrevam o pH que vocês esperam para cada um." Muitos alunos escrevem o mesmo número duas vezes.

Observar. O HCl tem pH 1,00. O ácido etanoico tem pH de cerca de 2,88, com um grau de ionização α de cerca de 1,3%, aproximadamente 1 molécula em 76. A lâmpada do HCl brilha forte e a do ácido etanoico fica fraca, porque há cerca de 76 vezes mais íons H⁺ no béquer de HCl.

Variar. Clique em Adicionar Mg. O HCl borbulha muito mais rápido. Depois faça a pergunta-chave antes de a reação terminar: "Qual béquer produz mais hidrogênio no final? A) HCl, B) ácido etanoico, C) o mesmo, D) nenhum, porque o ácido fraco não reage." Resposta C: os dois béqueres têm a mesma quantidade de ácido, então o volume final de H₂ é o mesmo. O ácido fraco é só mais lento.

Estender. Clique em Diluir 10×. O ácido etanoico a 0,01 M tem pH de cerca de 3,39, e α sobe para cerca de 4,1%. Peça às duplas que expliquem como α pode subir enquanto [H⁺] desce.

Demonstração 3: imunidade coletiva (biologia, cerca de 12 minutos)

Use Propagação de doenças e imunidade coletiva, um modelo SIR com 100.000 pessoas. Fixe a doença como COVID-19 (cepa original, R₀ ≈ 3), vacinação em 0% e redução de contatos em 0%.

Observe primeiro. Mostre o surto sem controle: anote o dia do pico, o tamanho do pico e se a linha vermelha cruza a capacidade hospitalar.

Pense, converse em dupla, compartilhe. "Que porcentagem de pessoas precisa ser vacinada para que o surto não decole?" As duplas costumam chutar 50% ou 100%.

Revele. O painel mostra o limiar de imunidade coletiva 1 − 1/R₀ = 67%. Mas a vacina aqui tem cerca de 70% de eficácia, então o painel pede pelo menos 96% de cobertura. Arraste Vacinação para cima e veja a curva achatar. Com 95%, o surto ainda decola por pouco (Rₑ fica um fio acima de 1); com 96%, o texto muda para "O surto não decola". Pergunte por que 95% não basta por pouco: essa quase-vitória já é um ponto de discussão.

Variar. Defina Menos contatos em 20% (máscaras, distanciamento). Agora o surto para com cerca de 84% de vacinação, porque Rₑ = 3 × 0,8 × (1 − 0,7 × 0,84) ≈ 1. Depois tente o sarampo (R₀ ≈ 15): o limiar é 93%, e com uma vacina 97% eficaz o painel pede pelo menos 97%. A gripe sazonal (R₀ ≈ 1,5) precisa de apenas cerca de 56%.

Pergunta-chave. "Menos contatos 50% e vacinação 30%. O surto de COVID-19 decola? A) sim; B) não, porque 50% + 30% passa do limiar de 67%; C) não, porque reduzir os contatos pela metade basta por si só; D) começa, mas para em uma semana." Resposta A: Rₑ = 3 × 0,5 × (1 − 0,3 × 0,7) ≈ 1,2, ainda acima de 1. B indica que os alunos somam porcentagens em vez de multiplicar os efeitos; C indica que esquecem que R₀ = 3 cortado pela metade ainda é 1,5.

Depois da demonstração: passe a vez aos alunos

A demonstração responde a uma pergunta compartilhada. Os alunos aprendem mais quando depois respondem a perguntas próprias. Mostre o QR code e defina uma meta que exija a mesma simulação:

• Física: "Ache a menor velocidade que ainda dá uma órbita a partir de uma montanha de 1.000 km."
• Química: "Ache uma concentração em que o α do ácido etanoico passe de 10%." (A 0,001 M ele é cerca de 12%.)
• Biologia: "Ache a menor taxa de vacinação que detém o sarampo com 30% de redução de contatos."

Anexe um conjunto de perguntas ao link para coletar as respostas: até cinco perguntas, inclusive perguntas numéricas corrigidas automaticamente com margem de erro. Os alunos respondem abaixo da simulação com um apelido, e você vê a tabela de resultados na página Compartilhar. Para escrever essas perguntas, veja como adicionar simulações a perguntas de quiz.

Problemas comuns com o projetor

• Texto pequeno demais. Aumente o zoom do navegador antes da aula e use Tela cheia.
• A simulação 3D mostra uma mensagem de WebGL. O computador da sala não consegue rodar gráficos 3D. Tente outro navegador ou ative a aceleração de hardware.
• O projetor corta as bordas. Configure o computador para duplicar (espelhar) a tela na resolução do projetor.
• Os dispositivos dos alunos não abrem o link. Um filtro da escola pode estar bloqueando o simulic.com. Peça à TI que o libere e, enquanto isso, mantenha a demonstração rodando no projetor.

Perguntas frequentes

O que é o modo de apresentação?

É um link de compartilhamento aberto com ?present=1 no final, ou com o botão Apresentar da página Compartilhar. Ele mostra a simulação para a tela da turma, com os botões Reiniciar, Tela cheia e Mostrar QR code, e esconde as perguntas.

Os alunos precisam de contas para entrar pelo QR code?

Não. Eles escaneiam o código e a simulação abre. Se o link tiver perguntas, digitam um apelido.

Posso usar o modo de apresentação em uma aula online?

Sim. Compartilhe a tela na videochamada e poste o link de jogar no chat em vez de mostrar o QR code.

Quanto tempo deve durar uma demonstração no projetor?

Um ciclo prever–observar–explicar leva de 8 a 12 minutos. Dois ciclos com mudança de variável são um bom máximo antes de os alunos assumirem.

Posso mostrar uma simulação sem criar um link antes?

Você pode projetar qualquer página de simulação, mas o modo de apresentação e o QR code funcionam em links de compartilhamento. Criar um link leva alguns segundos e permite fixar os valores iniciais.