O estudo de Eletrodinâmica integrando o uso de um Simulador de Circuitos Elétricos e um Kit Experimental

## O estudo de Eletrodinâmica integrando o uso de um Simulador de Circuitos Elétricos e um Kit Experimental

## * Daniel Braga 1 , Fátima Magno 2

1 Escola Estadual de Ensino Fundamental e Médio Dr. Ulysses Guimarães, danbraga1979@gmail.com 2 Universidade Federal do Pará/Faculdade de Física, fnbm@ufpa.br

Palavras-chave: Eletrodinâmica; Kit experimental; Sequência Didática.

## Resumo expandido

As Tecnologias da Informação e Comunicação, têm se destacado como ferramentas potenciais para ajudar alunos e professores na busca de um ensino mais dinâmico. Este assunto é discutido por Santos (2019), onde afirma que a tecnologia faz parte do contexto atual, e a presença dos aplicativos nas escolas é indiscutível, principalmente, pelos alunos que os utilizam fora destes ambientes, para acesso à redes sociais. Segundo este autor, os professores, utilizando essas novas tecnologias, tornam as aulas mais dinâmicas e interessantes, contribuindo, de forma positiva, na relação professor-aluno. O ensino de Física vem ganhando espaço dentro do contexto tecnológico e o uso de computadores, através dos diversos aplicativos educacionais, é comum dentro das escolas. Com o propósito de favorecer o processo ensino aprendizagem, neste trabalho, usamos um simulador de circuitos elétricos, o Eletronics Workbench (SANTOS, s. d.), uma bancada de eletrônica virtual para simular circuitos elétricos e eletrônicos de forma lúdica, dinâmica e que resgata situações do cotidiano. Nosso propósito principal era elaborar e aplicar uma Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS), fundamentada na Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel, (MOREIRA, 2011a, 2011b) que, para ser empregada, necessitou de quatro encontros com os discentes, sendo, cada aula, de 45 minutos, mas, às vezes, tínhamos duas consecutivas. Precisávamos que a Sequência Didática (SD), nos auxiliasse a ministrar os conceitos de Eletrodinâmica em uma turma com 40 educandos, idade entre 16 a 20 anos, cursando o terceiro ano do Ensino Médio, de uma Escola Estadual de Ensino Público, em Belém-Pa, nesta ordem: i) Inicialmente foi aplicado o Questionário de Sondagem 1, para determinar quais os conhecimentos prévios (subsunçores) dos discentes; ii) Foi feita a simulação de circuitos elétricos, no Laboratório de Informática Educativa da Escola, com o software simulador de circuitos elétricos; iii) A seguir, realizamos aulas experimentais, no Laboratório Multidisciplinar, com o kit experimental, desenvolvido pelo docente (Figura 01); iv) Utilizando as fórmulas matemáticas, conhecidas através dos conceitos teóricos, calculamos os valores para os resistores equivalentes. Estes cálculos foram feitos para resistores associados em série, em série com um resistor em curto circuito, paralelo e mista.

Figura 01: Kit experimental Fonte: Arquivo dos Autores

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Para finalizar a parte experimental, os discentes construíram circuitos com as várias associações de resistores citadas no item Iv (Figura 02).

Figura 02: Estudantes construindo circuito em paralelo Fonte: Arquivo dos Autores

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Na Figura 2 vemos os educandos esquematizando e montando o circuito elétrico em paralelo, utilizando lâmpadas incandescentes, sem a ajuda do docente. v) De posse das informações, foi executada a tabulação (Tabela 01) e analisados os dados.

Tabela 01: Comparação entre o valor calculado matematicamente, medido pelo kit experimental e no EWB

Fonte: Arquivo dos Autores

Analisando a Tabela 01, percebemos a utilidade do simulador de circuitos elétricos e do kit experimental, pois os valores calculados através desses são condizentes com os obtidos matematicamente. A seguir, foi aplicado o segundo Questionário de Sondagem, para verificarmos, com o auxílio de gráficos (Figuras 03 e 04), a resposta obtida dos alunos, ou seja, se houve Aprendizagem Significativa (AUSUBEL; NOVAK; HANESIAN, 1980).

Figura 04: Comparativo geral das respostas (associação paralelo e mista) Fonte: Arquivo dos Autores

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alunos que acertaram antes da Sequencia didática em %

alunos que acertaram depois da Sequencia didática em %

Figura 03: Comparativo geral das respostas (associação série) Fonte: Arquivo dos Autores

Analisando a Figura 03, onde as questões eram sobre o conteúdo de associação de resistores em série, mostrou que os estudantes sentiam grande dificuldade quando as questões envolviam cálculos matemáticos, o que pode estar relacionado, de acordo com a Teoria de Ausubel, com a falta de subsunçores que ancorem novos conceitos e conhecimentos. O resultado permite-nos avaliar de forma positiva a questão relativa ao entendimento dos fenômenos físicos abordados na Sequência Didática, assim como a apropriação das técnicas que envolvem a descrição de tais fenômenos, indicando forte indício da possibilidade de formação dos subsunçores que, acreditamos, poderão servir de 'âncora' para os saberes a serem adquiridos no desenrolar dos estudos de Eletrodinâmica.

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alunos que acertaram antes da Sequencia didática em %

alunos que acertaram depois da Sequencia didática em %

Fundamentando-nos na Figura 04, cujas perguntas versavam sobre associação em paralelo e mista, apesar das dificuldades encontradas, novamente, pelos discentes em resolver as questões que envolviam cálculos matemáticos, presentes no 2º Teste de Conhecimento,já antes da aplicação da UEPS, fato que, de acordo com a Teoria de Ausubel, pode ser explicado pela falta de subsunçores que ancorem novos conceitos e conhecimentos prévios, verificamos que, após a aplicação da Sequência Didática, houve aumento no percentual de acertos, o que indica a eficiência do uso da ferramenta tecnológica computacional e do kit experimental, comprovando assim a relevância desta metodologia de ensino adotada pelo pesquisador. Da metodologia utilizada, a aplicação da UEPS, concluímos que o conteúdo deve ser trabalhado pensando na contextualização dos temas, com o cotidiano do aluno; os discentes gostariam de estudar a parte teórica de Física sempre acompanhada da experimental; a utilização de novas tecnologias, como os simuladores computacionais contribuem para um melhor entendimento do assunto ministrado pelo alunado, havendo um maior envolvimento e motivação da turma; em relação ao kit experimental, logo na associação em paralelo os educandos dispensaram as orientações do professor, tornando-se autônomos na realização da prática, Com esta metodologia, os estudantes se sentem mais motivados, interagindo entre si, socializando-se e manipulando os instrumentos, demonstrando que houve Aprendizagem Significativa. Dentre as várias dificuldades dos alunos, os cálculos matemáticos que muitas vezes são necessários fazermos, pudemos observer que correspondem a mais da metade dos entrevistados.

## Referências:

AUSUBEL, D. P.; NOVAK, J. D.; HANESIAN, H. Psicologia educacional . Rio de Janeiro: Interamericana, 1980.

MOREIRA, M. A. Unidades de Ensino Potencialmente Significativas. Aprendizagem Significativa em Revista , vol. 1, n. 2, pp. 43-63. 2011a.

MOREIRA, M. A. Aprendizagem Significativa : A teoria e textos complementares. São Paulo: Editora Livraria da Física. 2011b.

SANTOS, E. R. Apostila de EWB (Comandos básicos Simulações). Desenho Técnico (Colégio Lavoisier).

SANTOS, R. C. ELETROFIS: Um aplicativo didático em Eletrodinâmica para Ensino Médio . 2019. Dissertação (Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física) - UFPI. Teresina, PI, 2019.