Quadro AC para o ensino de eletromagnetismo: um recurso didático para aulas práticas em turmas com muitos alunos
Ano de defesa: | 2021 |
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Autor(a) principal: | |
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Banca de defesa: | , |
Tipo de documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
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Programa de Pós-Graduação: |
Mestrado Profissional em Ensino de Física (SBF)
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Departamento: |
ICE – Instituto de Ciências Exatas
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12832 |
Resumo: | Nesta dissertação apresentamos o Quadro AC (AC é a sigla em inglês para Corrente Alternada). É uma tecnologia educacional que tem a finalidade de facilitar o ensino de circuitos elétricos com corrente alternada. Com ele pode-se realizar vários experimentos como ligações em série, em paralelo e mistas; medir a tensão e a intensidade da corrente elétrica durante os experimentos; explorar o funcionamento de um fotosensor, de um potenciômetro, de um transformador e do anel de Thomson. Além disso, com o Quadro é possível abordar também a lei das malhas, a lei do nós (leis de Kirchhoff) e a lei da indução de Faraday de forma investigativa. Ele pode ser utilizado em cursos regulares do Ensino Médio, cursos técnicos e superiores. Os seus pontos principais são a segurança para o usuário, o fácil manuseio e sua replicação. Apresentamos ainda um manual que detalha sua construção e permite ao professor construí-lo com a utilização de um ferramental doméstico e o uso de materiais de baixo custo. Explicamos o funcionamento detalhado de cada parte do produto através do seu manual e apresentamos um método de aplicação em sala de aula com uma Sequência de Ensino por Investigação (SEI) própria para o Quadro AC. A SEI permite a utilização do quadro por uma turma com muitos alunos de tal forma que todos participem durante toda a aula. Foi notável o engajamento da turma na atividade de construção dos experimentos. Os alunos exploraram de forma investigativa os elementos que compõem o Quadro AC e interagiram de forma ativa na discussão dos resultados produzidos por cada grupo ao executar as tarefas. As análises da aula foram feitas pelo professor com a utilização de diagramas de Venn. Essa análise permitiu visualizar a interação entre os componentes do Quadro e pode fornecer ao professor subsídios para tomada de decisões em relação ao aproveitamento da aula experimental com base nos conteúdos teóricos apresentados. A análise pode mostrar a necessidade de mudanças nos procedimentos como a teoria foi apresentada em sala de aula. |
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Além disso, com o Quadro é possível abordar também a lei das malhas, a lei do nós (leis de Kirchhoff) e a lei da indução de Faraday de forma investigativa. Ele pode ser utilizado em cursos regulares do Ensino Médio, cursos técnicos e superiores. Os seus pontos principais são a segurança para o usuário, o fácil manuseio e sua replicação. Apresentamos ainda um manual que detalha sua construção e permite ao professor construí-lo com a utilização de um ferramental doméstico e o uso de materiais de baixo custo. Explicamos o funcionamento detalhado de cada parte do produto através do seu manual e apresentamos um método de aplicação em sala de aula com uma Sequência de Ensino por Investigação (SEI) própria para o Quadro AC. A SEI permite a utilização do quadro por uma turma com muitos alunos de tal forma que todos participem durante toda a aula. Foi notável o engajamento da turma na atividade de construção dos experimentos. Os alunos exploraram de forma investigativa os elementos que compõem o Quadro AC e interagiram de forma ativa na discussão dos resultados produzidos por cada grupo ao executar as tarefas. As análises da aula foram feitas pelo professor com a utilização de diagramas de Venn. Essa análise permitiu visualizar a interação entre os componentes do Quadro e pode fornecer ao professor subsídios para tomada de decisões em relação ao aproveitamento da aula experimental com base nos conteúdos teóricos apresentados. A análise pode mostrar a necessidade de mudanças nos procedimentos como a teoria foi apresentada em sala de aula.In this dissertation, we present the Quadro AC (AC is the acronym in English for Alternating Current). It is an educational technology which aims to facilitate the teaching of electrical circuits with alternating current. With it, several experiments can be performed such as serial, parallel and mixed connections; to measure the tension and intensity of electric current during the experiments; explore the operation of a photosensor, a potentiometer, transformer and Thomson ring. It is also possible to approach in an investigative manner the Kirchhoff's laws and the law of Faraday's induction. It can be used in high school, technical and higher courses. Its main points are the user safety, easy handling and replication. The Quadro has a manual that details its construction and allows the teacher to build it with a household tooling and the use of low-cost materials. We explain the detailed operation of each part of the product through its manual and we present a method of application in the classroom with an Investigative Teaching Sequence (ITS) for the Quadro AC. The ITS allows the use of the Quadro by a class with many students in such a way that everyone participates throughout its application. The engagement of the class in the construction of experiments was remarkable. The students explored in an investigative way the elements that compose the Quadro and interacted actively discussing the results produced by each group when performing the proposed tasks. The class analysis were made by the teacher using Venn diagrams. This analysis allowed visualizing the interaction between the components of the Quadro and can provide the teacher with subsidies to make decisions regarding the use of experimental activities based on the theoretical contents presented. The analysis may show the need of changes in procedures as the theory was presented in the class.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Mestrado Profissional em Ensino de Física (SBF)UFJFBrasilICE – Instituto de Ciências ExatasAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICACircuitos elétricosEletricidadeQuadro didáticoElectrical circuitsElectricityDidactic boardQuadro AC para o ensino de eletromagnetismo: um recurso didático para aulas práticas em turmas com muitos alunosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFTEXTsergioluizfranca.pdf.txtsergioluizfranca.pdf.txtExtracted texttext/plain186412https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12832/4/sergioluizfranca.pdf.txt20261ed6f8cd52ce405cffe2f8f6a2aaMD54THUMBNAILsergioluizfranca.pdf.jpgsergioluizfranca.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1159https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12832/5/sergioluizfranca.pdf.jpg413f8e371fa5fbd5de5b17c82ff7c751MD55ORIGINALsergioluizfranca.pdfsergioluizfranca.pdfapplication/pdf2351121https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12832/1/sergioluizfranca.pdf25ebfeee446ff75fa9cf00345c14b0bcMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8805https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12832/2/license_rdfc4c98de35c20c53220c07884f4def27cMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12832/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53ufjf/128322021-06-15 03:18:58.04oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2021-06-15T06:18:58Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false |
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