Trabalho Tcc

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE FURG Instituto de Matemática Estatística e Física IMEF TCC Física II Acadêmico José Messias Martins Ferreira Polo Esteio Orientador Charles Dos Santos Guidotti O USO DO SIMULADOR PHET COMO PROCESSO DE ENSINO DE ELETRICIDADE A temática escolhida para investigação no âmbito do Trabalho de Conclusão de Curso TCC é o Uso de simuladores do repositório Phet para o ensino de Eletricidade no Ensino Médio A razão para a escolha está baseada na constante transformação da educação nos últimos tempos impulsionada pelas Tecnologias da Informação e Comunicação TICs Conforme a BNCC Base Nacional Comum Curricular no seu texto intitulado Tecnologias Digitais da Informação e Comunicação no Contexto escolar Possibilidades nas últimas décadas a educação digital tornouse um componente essencial do ensino uma ferramenta que altera a forma de trabalhar de se comunicar relacionar e aprender As tecnologias digitais contribuem na educação e na mudança no processo de ensino de eletricidade A visão da mudança da realidade educativa incentivou a escolha do simulador PHET como uma ferramenta pedagógica visando seu potencial para transformar o desempenho tradicional do ensino da disciplina de física O PHET não é apenas um simulador mas sim um repositório de simulações interativas educacionais com o objetivo de criar simulações interativas que ajudem os alunos a entender conceitos científicos de maneira envolvente O repositório PHET funciona como uma plataforma centralizada onde essas simulações são disponibilizadas para educadores e estudantes As simulações são acessíveis online e podem ser utilizadas diretamente no navegador facilitando o acesso e a implementação em salas de aula ou em ambientes de aprendizado remoto A sociedade está cada vez mais ambientada digitalmente e a educação necessita acompanhar esse movimento de mudança A utilização de simuladores no ensino de eletricidade legitima prover a investigação de aprendizado mais dinâmica de forma interativa e comprometida com a competências e habilidades norteadas pela BNCC Com isso propõese nesse trabalho de conclusão de curso o desenvolvimento de uma sequência didática para o ensino de eletricidade utilizando simuladores disponibilizados no PHET Objetivos O objetivo geral deste trabalho de conclusão de curso é elaborar e implementar uma sequência didática para o ensino de Eletricidade utilizando simulador PHET como ferramenta pedagógica Produzir uma sequência didática um conjunto de aulas em que contemplem simuladores do PHET Implementar essas aulas em uma escola da Educação Básica Analisar essa experiência de implementação Identificar os benefícios e desafios da utilização de simuladores no ensino de eletricidade Elementos de Teorização Educação Digital e Transformação Educacional Explorar a evolução da educação digital nas últimas décadas Analisar as Tecnologias da Informação e Comunicação TICs têm influências nas práticas pedagógicas Base Nacional Comum Curricular BNCC e Competências Digitais Investigar as diretrizes da BNCC relacionadas ao uso de tecnologias digitais no ensino Abordar as competências digitais propostas pela BNCC e sua relação com a formação dos estudantes no contexto da Eletricidade Simuladores como Ferramentas Pedagógicas Examinar o papel dos simuladores no ensino de ciências e disciplinas específicas com foco em Eletricidade Analisar como os simuladores em especial o PHET podem ser integrados de forma eficaz no processo de ensino Impacto do Uso de Simuladores no Aprendizado Revisar estudos e pesquisas que abordam o impacto do uso de simuladores no aprendizado de conceitos científicos Explorar resultados de pesquisas anteriores relacionadas ao PHET e seu uso no contexto educacional Desafios e Oportunidades na Integração de Tecnologias no Ensino Identificar os desafios enfrentados pelos educadores ao incorporar tecnologias como o PHET em suas práticas pedagógicas Destacar as oportunidades e benefícios proporcionados na utilização dessas ferramentas no contexto educacional Temos notado uma evolução significativa na educação digital Isto pode ser percebido a partir do desenvolvimento das tecnologias de informação e comunicação TIC A partir da análise do impacto destas TIC na formação notamos uma mudança na forma como o conhecimento é transferido e absorvido Esse contexto está em consonância com as diretrizes da base Curricular Habitual Nacional BNCC que enfatizam a importância do uso de tecnologias digitais na aprendizagem Ao revisar as diretrizes da BNCC sobre o uso da tecnologia digital é necessário compreender as incompetências digitais oferecidas e as suas utilizações específicas num contexto elétrico Dentro deste panorama o Simulador se tornará uma ferramenta de ensino relevante Especialmente em temas como eletricidade é importante examinar o papel destes simuladores destacando o PHET como um bom exemplo Ao se aprofundar no uso real é importante revisar estudos que investigaram o impacto do uso de simulações na aprendizagem de conceitos científicos Ao focar especificamente nos resultados relacionados ao PHET a análise deste estudo contribui para uma compreensão mais completa do potencial educacional destas ferramentas No entanto ao considerar a integração de tecnologias como o PHET é importante identificar os desafios que os educadores enfrentam Superar esses desafios requer não apenas um conhecimento profundo das características tecnológicos do instrumento mas a prática docente também deve ser ajustada Por outro lado é importante destacar as oportunidades e benefícios oferecidos pela utilização destas tecnologias e fornecer uma imagem equilibrada e bem fundamentada da sua aplicação no contexto educativo Autores que Servirão de Referência para a Teorização O USO DE SIMULADORES VIRTUAIS DO PHET COMO METODOLOGIA DE ENSINO DE ELETRODINÂMICA Francisco Luiz Carraro Prof Dr Ricardo Francisco Pereira O ENSINO DE CIÊNCIAS E A PROPOSIÇÃO DE SEQUÊNCIAS DE ENSINO INVESTIGATIVAS Anna Maria Pessoa de Carvalho BNCC Tecnologias Digitais da Informação e Comunicação no Contexto escolar Possibilidades Metodologia A metodologia do estudo alinhada aos objetivos delineados seguirá uma abordagem centrada na elaboração implementação e análise de uma sequência didática para o ensino de Eletricidade utilizando simulador do PHET como ferramenta pedagógica Levantamento de dados Coletar dados sobre a implementação atual do ensino de Eletricidade nas instituições de ensino específicas incluindo métodos tradicionais e uso de tecnologias Aula 1 Introdução aos Conceitos Básicos de Eletricidade Objetivo Apresentar conceitos iniciais e motivar a exploração Breve revisão teórica sobre carga corrente elétrica e tensão Introdução ao simulador do PHET Construa um circuito Atividade prática Construção de circuitos simples no simulador Aula 2 Resistência e Lei de Ohm Objetivo Compreender a relação entre tensão corrente e resistência Revisão da Lei de Ohm Utilização do simulador Lei de Ohm do PHET Experimento virtual Variação da resistência e observação das mudanças na corrente e tensão Aula 3 Circuitos em Série e em Paralelo Objetivo Explorar as diferenças entre circuitos em série e em paralelo Breve explicação teórica sobre circuitos em série e em paralelo Utilização do simulador PHET Construção de circuito para criar circuitos em série e em paralelo Análise comparativa das características dos dois tipos de circuitos Aula 4 Potência Elétrica Objetivo Entender o conceito de potência elétrica e sua relação com corrente e tensão Introdução teórica sobre potência elétrica Experimento no simulador PHET Lei Ohm para calcular e observar a variação da potência em diferentes configurações de circuito Aula 5 Segurança e Componentes Eletrônicos Objetivo Conscientizar sobre a segurança elétrica e explorar componentes eletrônicos Discussão sobre medidas de segurança ao lidar com eletricidade Utilização do simulador PHET Construção de circuito para explorar componentes eletrônicos Montagem virtual de circuitos simples com diferentes componentes Aula 6 Revisão e Avaliação Objetivo Consolidar conhecimentos e avaliar a compreensão dos alunos Revisão dos principais conceitos abordados na sequência didática Atividade de avaliação Resolução de problemas práticos no simulador Discussão em grupo sobre desafios enfrentados e aprendizados adquiridos Aula 7 Análise Reflexiva e Encerramento Objetivo Refletir sobre a experiência e concluir a sequência didática Coleta de feedback dos alunos sobre a experiência com os simuladores Discussão em sala de aula sobre benefícios e desafios do uso de simuladores em aulas de Eletricidade Elaboração de um relatório individual sobre aprendizados e contribuições da sequência didática Esta sequência didática proporciona uma introdução abrangente aos conceitos de Eletricidade integrando de forma eficaz os simuladores do PHET para uma aprendizagem prática e envolvente Gostaria de implementar no Instituto Estadual Professora Gema Angelina Belia localizada em Porto Alegre RS no ensino médio para turma de 2 ano Com intuito de saber a eficácia da sequência didática e o engajamento dos alunos Desenvolvimento de atividades com o simulador PHET Criar e aplicar atividades práticas utilizando o simulador PHET em aulas de Eletricidade monitorando o engajamento dos estudantes e os resultados de aprendizagem Entrevistas com professores Realizar entrevistas com professores que utilizam ou têm experiência com o PHET buscando compreender desafios benefícios e estratégias empregadas Análise de dados Analisar quantitativa e qualitativamente os dados encontrados comparando o desempenho dos estudantes nas atividades com o PHET em relação às abordagens tradicionais Professores de Física Eletricidade Entrevistas com professores que ministram disciplinas relacionadas à Eletricidade nas instituições de ensino selecionadas Estudantes Observação e coleta de dados sobre o desempenho e o engajamento dos estudantes nas atividades práticas com o simulador PHET Desenvolvedores do PHET Exploração de materiais e documentos disponibilizados pelos desenvolvedores do PHET para compreender de forma teórica e prática do simulador Instrumentos para a Coleta de Informações Observação Participante Utilização de técnicas de observação participante para registrar o comportamento e o engajamento dos estudantes durante as atividades práticas com o PHET Questionários Aplicação de questionários para estudantes coleta de dados quantitativos sobre sua experiência e percepção em relação ao uso do PHET Registro de Desempenho dos Estudantes Elaboração de instrumentos para registrar o desempenho dos estudantes nas atividades práticas com o PHET comparandoo com abordagens tradicionais A proposta é voltada para alunos de escolas e instituições de ensino e os alunos são incentivados a participar do estudo por meio do preenchimento de pesquisas participação em entrevistas e participação em grupos Instituições que podem permitir a realização de pesquisas em suas instalações incluindo acesso às salas de aula laboratório e computador O principal recurso envolvido no projeto é o próprio simulador PHET que será utilizado para o ensino de eletricidade Um questionário e um guia de entrevista serão desenvolvidos para coletar dados quantitativos e qualitativos computadores ou dispositivos com acesso à internet serão necessários para usar o PHET Colorado São aplicados livros artigos e materiais de pesquisa sobre ensino de física e uso de simuladores Outubro de 2023 janeiro de 2024 Planejamento e preparação Outubro de 2023 Definindo o escopo do projeto Revisão da literatura de base Desenvolvimento de questionários e ferramentas de pesquisa Novembro de 2023 Seleção de escolas ou instituições de ensino para participar Contacto inicial com professores e escolas para garantir a colaboração Dezembro de 2023 janeiro de 2024 Coleta de dados piloto Revisão de questionários e ferramentas com base nos resultados do projeto piloto Preparação para coleta de dados Fevereiro de 2024 abril de 2024 Coleta de dados Fevereiro de 2024 Inicie a coletar dados quantitativos com os alunos Entrevista com professor Março de 2024 abril de 2024 Colete mais dados quantitativos Gravação e análise de entrevistas qualitativas Análise básica de dados Maio de 2024 junho de 2024 Análise e Redação Maio de 2024 Análise estatística de dados quantitativos Análise temática de dados qualitativos Junho de 2024 Redação de relatórios de pesquisa incluindo introduções e revisões de literatura e metodologia Discussão preliminar dos resultados Julho de 2024 Finalização e Defesa Julho de 2024 Redigindo conclusões e recomendações Revisão final e formatação do TCC Referências Moodle USP eDisciplinas Disponível em httpsedisciplinasuspbrpluginfilephp2670273modresourcecontent1Texto 206Carvalho2012O20ensino20de20ciC3AAncias20e20a20proposi C3A7C3A3o20de20sequC3AAncias20de20ensino 20investigativaspdf Acesso em 15 out 2023 ONLINE V OS DESAFIOS DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE NA PERSPECTIVA DO PROFESSOR PDE Artigos sl sn Disponível em httpwwwdiaadiaeducacaoprgovbrportalscadernospdepdebusca producoespde20142014uemfisartigofranciscoluizcarraropdf Acesso em 15 out 2023 Tecnologias Digitais da Informação e Comunicação no contexto escolar possibilidades Disponível em httpbasenacionalcomummecgovbrimplementacaopraticascadernode praticasaprofundamentos193tecnologiasdigitaisdainformacaoecomunicacaono contextoescolarpossibilidades Acesso em 15 out 2023 SILVA C DA C E SAMUDIO PÉREZ C A ELETRICIDADE NO COTIDIANO SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA TURMAS DA EJA educapescapesgovbr 16 out 2019 WEIZENMANN L M Uma sequência didática para análise de circuitos elétricos a partir das concepções espontâneas dos estudantes educapescapesgovbr 27 mar 2020 httpsphetcoloradoedusimshtmlcircuitconstructionkitdcvirtuallablatestcircuit constructionkitdcvirtuallaballhtmllocaleptBR httpswwwyoutubecomwatchviRN8eFRDahg Este vídeo faz parte do roteiro de atividades CIRCUITOS ELÉTRICOS Tensão Volts Corrente Ampère Resistência Ohm Lei de Ohms Roteiro de Estudos httpsformsgleNQjE2Qi2CuKZntLY6 httpsphetcoloradoedusimshtmlcircuitconstructionkitdclatestcircuitconstructionkit dcptBRhtml Física M3 aula 20 12052020 Circuito elétrico simples Corrente contínua DC Resistor Interruptor Tensão 39 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE FURG Instituto de Matemática Estatística e Física IMEF JOSÉ MESSIAS MARTINS FERREIRA TCC DE LICENCIATURA EM FÍSICA Porto Alegre 2024 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE FURG Instituto de Matemática Estatística e Física IMEF SEQUÊNCIA DIDÁTICA COM O USO DO SIMULADOR PHET COMO FERRAMENTA NO PROCESSO DE ENSINO DE ELETRICIDADE JOSÉ MESSIAS MARTINS FERREIRA Orientador Prof Dr Charles dos Santos Guidotti Porto Alegre 2024 Introdução Esta sequência didática tem como objetivo o Uso do simulador do repositório PHET para o ensino de Eletricidade e empregar os conhecimentos prévios ou intuitivos dos alunos como base para o ensino dos conceitos fundamentais que embasam a análise de circuitos elétricos de corrente contínua no 2 do Ensino Médio A constante transformação da educação nos últimos tempos impulsionada pelas Tecnologias da Informação e Comunicação TICs Conforme a BNCC Base Nacional Comum Curricular no seu texto intitulado Tecnologias Digitais da Informação e Comunicação no Contexto escolar Possibilidades nas últimas décadas a educação digital tornouse um componente essencial do ensino uma ferramenta que altera a forma de trabalhar de se comunicar relacionar e aprender Compreender utilizar e criar tecnologias digitais de informação e comunicação de forma crítica significativa reflexiva e ética nas diversas práticas sociais incluindo as escolares para se comunicar acessar e disseminar informações produzir conhecimentos resolver problemas e exercer protagonismo e autoria na vida pessoal e coletiva BNCC 2018 As tecnologias digitais contribuem na educação e na mudança no processo de ensino de eletricidade A visão da mudança da realidade educativa incentivou a escolha do simulador PHET como uma ferramenta pedagógica visando seu potencial para transformar o desempenho tradicional do ensino da disciplina de física O PHET não é apenas um simulador mas sim um repositório de simulações interativas educacionais com o objetivo de criar simulações interativas que ajudem os alunos a entender conceitos científicos de maneira envolvente O repositório PHET funciona como uma plataforma centralizada onde essas simulações são disponibilizadas para educadores e estudantes As simulações são acessíveis online e podem ser utilizadas diretamente no navegador facilitando o acesso e a implementação em salas de aula ou em ambientes de aprendizado remoto A sociedade está cada vez mais ambientada digitalmente e a educação necessita acompanhar esse movimento de mudança A utilização de simuladores no ensino de eletricidade legitima prover a investigação de aprendizado mais dinâmica de forma interativa e comprometida com a competências e habilidades norteadas pela BNCC Com isso propõese nesse trabalho de conclusão de curso o desenvolvimento de uma sequência didática para o ensino de eletricidade utilizando simuladores disponibilizados no PHET Conforme o texto de Carvalho Anna Maria Pessoa de O Ensino de Ciências e a Proposição de Sequências de Ensino Investigativas p2 Todo novo conhecimento é construído sobre o conhecimento prévio do aluno Portanto é essencial considerar o que os alunos já sabem e entender como eles percebem as novas informações para planejar de modo eficaz o ensino Em evidência a abordagem construtivista baseada nos princípios de Piaget enfatiza o papel ativo dos alunos na construção de seu próprio conhecimento através da resolução de problemas considerando seu conhecimento prévio e promovendo a reflexão sobre suas ações O trabalho Eletricidade no Cotidiano Sequência Didática para Turmas da EJA de Cristian da Costa e Silva e Carlos Ariel Samudio Pérez destaca a importância de uma abordagem pedagógica que vá além do conteúdo programático tradicional Segundo os autores a metodologia proposta busca estabelecer uma conexão significativa entre os conceitos de eletricidade e a realidade cotidiana dos estudantes Eles afirmam que essa abordagem segue a perspectiva de Freire 2014 que preconiza a utilização das vivências dos alunos como ponto de partida para a construção do conhecimento Além disso os autores ressaltam a relevância da fala dos alunos citando Delizoicov Angotti e Pernambuco 2001 para demonstrar como a interação entre professor e aluno pode ajudar a identificar a proximidade do conteúdo com a experiência dos estudantes Nesse sentido a metodologia proposta visa promover uma aprendizagem mais significativa ao contextualizar os conceitos teóricos de eletricidade com situações do dia a dia dos alunos