A PERCEPÇÃO DOS ESTUDANTES SOBRE O USO DE SIMULAÇÕES COMPUTACIONAIS NO ENSINO DE CIRCUITOS ELÉTRICOS.

## A PERCEPÇÃO DOS ESTUDANTES SOBRE O USO DE SIMULAÇÕES COMPUTACIONAIS NO ENSINO DE CIRCUITOS ELÉTRICOS.

## Marcos P. C. Martinho 1

1 IFRJ/CEPF/DE, marcos.martinho@ifrj.edu.br

Palavras-chave : Simulações; Leis de Ohm; Avaliação; Circuitos elétricos

## Resumo expandido

A dificuldade de compreender os fenômenos físicos e a escassez de recursos experimentais nas escolas é um condicionante apontado por alguns autores que levam os estudantes a desmotivação da aprendizagem em física (CARVALHO e SASSERON, 2018) (MOREIRA, 2018). A partir desses pressupostos entendemos que as simulações computacionais podem ser ferramentas de auxílio ao ensino de física, pois permitem a visualização e a manipulação de fenômenos físicos que não são facilmente observáveis ou reproduzíveis na realidade. O uso de simulações computacionais no ensino de física pode favorecer a aprendizagem dos conceitos físicos, pois estimula o interesse e a curiosidade dos estudantes, facilita a construção de modelos mentais e promove o desenvolvimento de habilidades cognitivas e metacognitivas (WIEMAN, LOEBLEIN e PERKINS, 2010).

Neste trabalho, apresentamos resultados do uso das simulações computacionais no ensino de física como estratégia de aprendizagem de conceitos sobre Eletricidade, principalmente circuitos elétricos e leis de ohm, em um curso Física III. Como recurso instrucional utilizamos as interfaces do site PHET Interactive Simulation, que oferece dezenas de simulações em diversas áreas do ensino científico.

Este estudo objetivou avaliar dois parâmetros da aprendizagem intermediadas pela Simulações Computacionais Didáticas (SCD): a) o desempenho dos estudantes em testes de avaliação de aprendizagem e b) a percepção dos estudantes acerca da própria aprendizagem mediada pelo recurso instrucional aplicado em paralelo as aulas presenciais em sala de aula.

A pesquisa é estudo de caso educativo cujo delineamento consiste na observação de um grupo de 35 alunos que utiliza SCD para a realização de uma tarefa disponibilizada através de formulários online (Google Formulário). Não foi fornecido nenhuma orientação aos estudantes quanto o uso das simulações. Eles precisavam manipular deliberadamente a SCD com intuito de conhecer os parâmetros e assim responderem as questões propostas pelo professor, conforme realizado pelo grupo de pesquisadores do PHET (WIEMAN, LOEBLEIN e PERKINS, 2010) (PODOLEFSKY, PERKINS e ADAMS., 2010).

Uma atividade didática baseada nas aulas presenciais de teoria e exercícios foi desenvolvida para aprofundar os conteúdos estudados, focando nos conceitos básicos de eletricidade com o uso de SCD. A atividade propõe a aplicação das leis

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de ohm em circuitos em série e paralelo em situações reais, utilizando equipamentos como amperímetro e voltímetro para realizar medições em circuitos (PHET, 2023).

A atividade consiste em 07 questões sobre circuitos elétricos que devem ser reproduzidas na simulação e que devem, quando o estudante achar conveniente, fazer os cálculos. Esta foi proposta com uma semana de antecedência da avaliação bimestral, com o propósito de favorecer a compreensão dos conceitos, para, por hipótese, melhorar o rendimento dos estudantes na avaliação de mesmo conteúdo. No fim da atividade, os estudantes foram questionados sobre suas percepções em relação entre o uso da SCD e a aprendizagem dos conceitos de eletricidade.

A média dos acertos dos estudantes na atividade didática pré-avaliação foi de 80%. Em uma das questões com maior erro por parte da turma, exigia uma compreensão da lei de Ohm aplicada a circuitos em série, na qual a mudança de uma das resistências interferiria diretamente na corrente medida pelo amperímetro. Nesta questão, 43% dos estudantes erraram. Nossa análise desse resultado está na má interpretação do enunciado da questão, que tratava de um circuito com resistores iguais e era pedido para trocar os resistores por valores nominais maiores. Acreditamos que o aluno possa ter entendido que era apenas um dos resistores, o mais próximo ao amperímetro.

Para avaliar a percepção dos estudantes sobre o seu processo de aprendizagem, a primeira questão abordou a forma como eles resolveram os problemas propostos. Aproximadamente 49% dos estudantes utilizaram as simulações e também realizaram cálculos para fundamentar suas respostas; 30% se basearam apenas em cálculos e 21% recorreram somente à simulação.

A questão seguinte proposta busca investigar a opinião dos estudantes sobre o uso de simulações computacionais como recurso didático na aprendizagem dos conceitos. Utilizou-se a escala Likert, onde 1 é o nível baixo e o nível 5 o mais alto. Os resultados obtidos mostram que a maioria dos estudantes (65%) tem uma avaliação positiva (níveis 4 e 5) sobre essa prática, indicando que as simulações podem contribuir para o desenvolvimento do raciocínio científico e para a compreensão dos fenômenos físicos. Por outro lado, uma parcela significativa dos estudantes (24,4%) se posiciona de forma neutra (nível 3), sugerindo que as simulações podem não ser suficientes para garantir a aprendizagem ou que dependem de outros fatores, como o acompanhamento do professor ou a qualidade do software. Apenas uma minoria dos estudantes (2,4%) tem uma avaliação negativa (nível 2) sobre o uso de simulações, o que pode refletir uma dificuldade de adaptação a essa metodologia ou uma preferência por outras formas de ensino.

A terceira pergunta avalia o grau de autoconfiança dos estudantes em relação à transferência de aprendizagem. Os resultados mostram que a maioria dos estudantes (48,8%) se posiciona no nível 3, indicando uma resposta neutra ou indecisa. Isso pode sugerir que os estudantes não têm clareza sobre como aplicar os conhecimentos adquiridos em outras situações ou que não percebem a relevância desses conhecimentos para o seu cotidiano. Por outro lado, uma parcela significativa dos estudantes (48,8%) se posiciona nos níveis 4 e 5, demonstrando um alto grau de autoconfiança e segurança na transferência de aprendizagem. Isso pode indicar que esses estudantes reconhecem o valor dos conhecimentos adquiridos e conseguem utilizá-los em diferentes contextos. Portanto, a questão revela uma distribuição heterogênea das respostas, refletindo as diferentes

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percepções e atitudes dos estudantes em relação à aplicação dos conhecimentos que aprenderam.

Por fim, a simulação foi uma ferramenta eficaz para aprofundar os conhecimentos sobre os assuntos tratados nas atividades, conforme demonstram os resultados da escala Likert. A maioria dos participantes (73,2%) atribuiu um nível de concordância alto (4 ou 5) com a afirmação, indicando que a simulação contribuiu para o seu aprendizado. Apenas 2,4% dos participantes discordaram totalmente da afirmação, atribuindo um nível de concordância baixo (1). Nenhum participante atribuiu um nível de concordância neutro (2). Esses dados sugerem que a simulação foi uma experiência positiva e enriquecedora para os participantes, que puderam ampliar seus conhecimentos sobre os assuntos tratados nas atividades. O resultado das avaliações presencias e escritas sobre o mesmo assunto mostram que 63 % dos estudantes conseguiram notas acima de 6,0 (média da escola)

## Referências

CARVALHO, A. M. P. D.; SASSERON, L. H. Ensino e aprendizagem de Física no Ensino Médio e a formação de professores. Ensino de Ciências. Estudo Avançados , 2018.

MOREIRA, M. A. Uma análise crítica do ensino de Física. Estudos Avançados , 2018.

PHET. PHET Interactive Simulation , 2023. Disponivel em: <https://phet.colorado.edu/pt\_BR/simulations/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab>.

PODOLEFSKY, N. S.; PERKINS, K. K.; ADAMS., W. K. Factors promoting engaged exploration with computer simulations. PHYSICAL REVIEW SPECIAL TOPICS , 2010.

WIEMAN.C.E, A.; LOEBLEIN.W.K; PERKINS.K.K. Teaching Physics Using Phet Simulation. The Physics Teacher , 2010. 225.

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