O ensino de sistemas de controle por meio da utilização de uma planta térmica e transformadas de Laplace - Vorpagel, Mateus (2021)
Nessa dissertação foi desenvolvida e analisada uma sequência didática por meio da metodologia da Previsão, Observação e Explicação, conhecida também como metodologia POE, para o ensino de sistemas de controle de primeira ordem da disciplina de Sinais e Sistemas do curso de Engenharia Elétrica. O estudo concebido em uma universidade particular no município de Lajeado, Rio Grande do Sul, teve a participação de vinte e sete acadêmicos do 5o semestre do curso de Engenharia Elétrica. Os objetivos específicos dessa dissertação foram: verificar os conhecimentos prévios dos estudantes relacionados à sinais e sistemas, bem como suas aplicações em situações do cotidiano; utilizar atividades experimentais e computacionais para o desenvolvimento de uma metodologia baseada em POE; analisar o desenvolvimento da intervenção através de metodologia descritiva e identificar os possíveis impactos desse trabalho; e conhecer as percepções dos alunos frente as atividades desenvolvidas. Visando alcançar os objetivos propostos, lançou-se mão das atividades experimentais como estratégia para a aprendizagem de sinais e sistemas de primeira ordem. A principal atividade experimental utilizada nesse trabalho foi uma planta térmica, de modo a simular um sistema de controle de primeira ordem, aplicando posteriormente as Transformadas de Laplace. A pesquisa teve natureza qualitativa. Como instrumentos na coleta de dados, foram utilizados: questionário de conhecimentos prévios dos alunos, as observações em diário de campo, fotos, gravações de áudio, filmagens, momento individual de aprendizagem e um questionário de percepção. Os dados analisados indicaram que: a) os acadêmicos possuíam bons conhecimentos prévios sobre sinais e sistemas, porém faltava-lhes a integração de conhecimento entre a teoria de controle e os cálculos matemáticos; b) a elaboração das atividades experimentais, focada tanto na teoria quanto na prática da engenharia, possibilitou que os alunos conseguissem desenvolver habilidades e competências capazes de realizar de forma autônoma problemas de controle de sistemas; e, c) a metodologia POE se fez presente em todas as etapas, o que favoreceu a aprendizagem e consolidou a parceria entre discentes e docente na busca do conhecimento. O uso das atividades experimentais aplicadas a problemas reais, contribuiu para o ensino de sinais e sistemas.