O uso de experimentos reais e virtuais para o ensino de circuitos elétricos simples e automáticos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Amaral, Antônio Carlos Do lattes
Orientador(a): Hernandes, Júlio Akashi lattes
Banca de defesa: Carvalho, Alexandre Tadeu Gomes de lattes, Rizzuti, Bruno Ferreira lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Programa de Pós-Graduação: Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física (ProFis)
Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Ensino de física
Ensino por investigação
Circuitos elétricos
Experimentos reais e virtuais
Simuladores virtuais
Physics teaching
Teaching by investigation
Electric circuits
Real and virtual experiments
Virtual simulators
Área do conhecimento CNPq:
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Link de acesso: https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2021/00280
https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13599
Resumo: O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma sequência de atividades, sobre circuitos elétricos simples e automáticos, que possa ser aplicada através de experimentos reais e/ou simuladores virtuais, voltada para alunos do terceiro ano do Ensino Médio. Para montar os experimentos, foram utilizados simuladores computacionais gratuitos e de fácil interação. A estratégia adotada para aplicar o produto foi baseada na abordagem investigativa POE (Predizer, Observar e Explicar), tendo como referência algumas implicações pedagógicas de Vygotsky, sendo que as aulas foram estruturadas em três momentos. Inicialmente, foi apresentado aos alunos um problema inicial para contextualizar as atividades. No segundo momento, foi utilizada a abordagem POE para discussão dos conhecimentos necessários à compreensão dos temas das aulas. No terceiro momento, foi feita a retomada do problema inicial e/ou foram apresentadas outras atividades relacionadas aos temas das aulas. Em 2019, houve pré-aplicação do produto na modalidade presencial. Em 2020, devido à pandemia do COVID-19, o produto final foi aplicado na modalidade remota, utilizando-se experimentos virtuais através do simulador Tinkercad, enviando vídeos e/ou fazendo demonstrações de experimentos reais utilizando a câmera do computador. Os resultados revelam que a estratégia adotada tornou as aulas mais motivadoras e possibilitou a participação dos alunos em atividades cada vez mais complexas, sinalizando que ela possui potencial para facilitar e contribuir para o ensino de circuitos elétricos na modalidade presencial ou remota. Além disso, a proposta resultou em um kit de baixo custo que pode ser utilizado para abordar outros conteúdos além da eletrodinâmica.
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A estratégia adotada para aplicar o produto foi baseada na abordagem investigativa POE (Predizer, Observar e Explicar), tendo como referência algumas implicações pedagógicas de Vygotsky, sendo que as aulas foram estruturadas em três momentos. Inicialmente, foi apresentado aos alunos um problema inicial para contextualizar as atividades. No segundo momento, foi utilizada a abordagem POE para discussão dos conhecimentos necessários à compreensão dos temas das aulas. No terceiro momento, foi feita a retomada do problema inicial e/ou foram apresentadas outras atividades relacionadas aos temas das aulas. Em 2019, houve pré-aplicação do produto na modalidade presencial. Em 2020, devido à pandemia do COVID-19, o produto final foi aplicado na modalidade remota, utilizando-se experimentos virtuais através do simulador Tinkercad, enviando vídeos e/ou fazendo demonstrações de experimentos reais utilizando a câmera do computador. Os resultados revelam que a estratégia adotada tornou as aulas mais motivadoras e possibilitou a participação dos alunos em atividades cada vez mais complexas, sinalizando que ela possui potencial para facilitar e contribuir para o ensino de circuitos elétricos na modalidade presencial ou remota. Além disso, a proposta resultou em um kit de baixo custo que pode ser utilizado para abordar outros conteúdos além da eletrodinâmica.The objective of this work was to develop a sequence of activities regarding simple and automatic electrical circuits that can be applied through the real experiments and/or virtual simulators, aimed at students of the third year of High School. To set up the experiments, computer simulators of easy interaction and free of charge were used. The adopted strategy used in the product development was based on the POE investigative approach (Predict, Observe and Explain), having as reference some pedagogical implications of Vygotsky, being that the classes were structured in three moments. Initially, a problem was presented to the students to contextualize activities. In the second moment, the POE approach was used to discuss the necessary knowledge to understand the themes of the classes. In the third moment, the initial problem was re-discussed and/or other activities, related to the themes of the classes, were presented. In 2019, the product was pre-applied in person. In 2020, due to the COVID-19 pandemic, the final product was applied in remote mode using virtual experiments through the Tinkercad simulator, sending videos and/or making demonstrations of real experiments using the computer camera. The results reveal that the adopted strategy has made the classes more motivating and has enabled the participation of students in increasingly complex activities, showing that it has the potential to facilitate and contribute to the teaching of electrical circuits in modality presential or remote. In addition, the proposal resulted in a low-cost kit that can be used to address content other than electrodynamics.porUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física (ProFis)UFJFBrasilICE – Instituto de Ciências ExatasAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAEnsino de físicaEnsino por investigaçãoCircuitos elétricosExperimentos reais e virtuaisSimuladores virtuaisPhysics teachingTeaching by investigationElectric circuitsReal and virtual experimentsVirtual simulatorsO uso de experimentos reais e virtuais para o ensino de circuitos elétricos simples e automáticosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFORIGINALantoniocarlosdoamaral.pdfantoniocarlosdoamaral.pdfPDF/Aapplication/pdf4185312https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/13599/1/antoniocarlosdoamaral.pdf0cc0e927172a3491997358d1da0e4f06MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/13599/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/13599/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53TEXTantoniocarlosdoamaral.pdf.txtantoniocarlosdoamaral.pdf.txtExtracted texttext/plain256200https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/13599/4/antoniocarlosdoamaral.pdf.txt0211f462019552e47f44adeab4eba845MD54THUMBNAILantoniocarlosdoamaral.pdf.jpgantoniocarlosdoamaral.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1180https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/13599/5/antoniocarlosdoamaral.pdf.jpgd40bd8b8f7ada25fbfdce43db87260e1MD55ufjf/135992022-10-27 12:53:23.546oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2022-10-27T14:53:23Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false
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