Sequência investigativa em circuitos elétricos no ensino médio

Abstract

Esta dissertação de mestrado apresenta compreensões sobre a constituição e a implementação de um produto educacional - uma sequência didática investigativa em circuitos elétricos para o ensino médio. Uma proposta didática que inclui os estudantes, de turmas do ensino médio da rede pública do Município de Rio Grande, RS, no trabalho de forma colaborativa em atividades investigativas. Um dos propósitos centrais abrange a inclusão do trabalho experimental em sala de aula do ensino médio, com materiais de baixo custo, de modo a contemplar as diretrizes expressas para a área de Física nos Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio (PCNEM). Também, inclui os processos de fazer, manusear, operar e agir em atividades investigativas desenvolvidas em grupo, que utilizam experimentos, desenhos, escritas e vídeos, com o objetivo central de envolver os estudantes e incentivá-los a expressar suas hipóteses para que, a partir de erros e acertos, possam construir o conhecimento de modo colaborativo com seus colegas e o professor. Propõe-se a participação ativa do aluno nos processos de ensino e da aprendizagem dos conceitos da eletrodinâmica tendo como ponto de partida situações-problemas. O produto educacional está organizado em uma sequência de ensino investigativa distribuída em um conjunto de 13 aulas, totalizando uma média de 26 horas-aula. A sequência abrange o desafio da montagem de circuitos elétricos, uso de multímetros e vídeos relacionados a aspectos históricos da eletricidade. Os experimentos foram realizados com pilhas, lâmpadas, conectores, potenciômetros e multímetros. O trabalho dos estudantes também contempla a análise de corrente, tensão e resistência elétrica, bem como testes conceituais sobre circuitos elétricos, dimensionamentos de disjuntores, cálculos, análise de projeto arquitetônico de uma residência (planta baixa) e compreensão sobre os custos relacionados ao consumo de energia elétrica. O produto educacional implantado propiciou o registro de um ambiente da sala de aula mais agradável e descontraído, propiciando o envolvimento e a atenção dos alunos por um tempo maior do que em relação às aulas tradicionais. A inclusão dos estudantes na geração de hipóteses de forma prática e participativa foi observada nas perguntas geradas entre eles e dirigidas ao professor e durante a comunicação das ideias sistematizadas no material didático e ao grande grupo sobre os conceitos de eletrodinâmica. Surgem como desafios para tornar esse material mais promissor: o desenvolvimento de uma metodologia de avaliação da aprendizagem dos estudantes; a gravação das discussões geradas nos grupos; a inclusão de espaços para sistematizar de forma individual o que foi produzido nos grupos; e um roteiro com questões que possibilitem ampliar o debate em torno dos vídeos utilizados.

This dissertation presents understandings on the creation and implementation of an educational product - A Didactic Sequence in Investigation of Electric Circuits in High School. An educational proposal that includes students of public high schools in the city of Rio Grande, Rio Grande do Sul (RS), working collaboratively in investigative activities. One of the main purposes is the inclusion of experimental work in high school classrooms, with low-cost materials, in order to follow the guidelines in the Physics area included in the National Curriculum Parameters for High Schools (PCNEM). It also includes processes of making, handling, operating and acting in investigative activities developed in groups, by using experiments, drawings, writings and videos, with the main objective of encouraging students to engage and to express their hypothesis, through mistakes and successes they can build knowledge in a collaborative way along with their peers and teacher. It is proposed an active participation of students in teaching and learning process of concepts in electrodynamics, taking as a starting point a problem. The educational product is structured in an investigative teaching sequence and comprised in a set of 13 lessons, totaling an average of 26 hours per class. The sequence covers the challenge of mounting an electric circuit, use of multimeters and videos related to historical aspects of electricity. The experiments were performed on batteries, lamps, connectors, potentiometers and multimeters. Students' work also involves analysis of current, voltage and electric resistance as well as conceptual tests of electric circuits, sizing circuit breakers, calculations, architectural design analysis of a residence (floor plan) and comprehension of energy electric costs related to its consume. The establishment of the educational product led to an environment more pleasant and relaxed in the classroom, facilitating the involvement and students' attention for longer than in traditional classes. The involvement of students in generating hypothesis in a practical and participative way was observed because of their questions generated between them and the teacher and in the discussion of the systematized ideas in the teaching materials and in the large group on the concepts of electrodynamics. Some challenges arise to make this material more promising: development of a methodology to evaluate student learning process; recording of the discussions generated in groups; inclusion of spaces to systematize in an individual way what was produced in group; and a script with questions that allows to broaden the discussion about the videos played in classes.