As potencialidades pedagógicas presentes em laboratórios virtuais para o ensino de cinemática

Abstract

A presente dissertação busca compreender as potencialidades pedagógicas sobre o uso de laboratórios virtuais para o Ensino de Física, para isto foi realizada uma revisão sistemática da literatura; análise dos laboratórios e utilização de um laboratório virtual com estudantes. A revisão sistemática foi realizada para: investigar o uso deste recurso e as discussões sobre este tema. A revisão foi realizada a partir da análise das publicações produzidas ao longo de um período de quatro anos em bancos de dados nacionais e internacionais. Posteriormente apresenta uma análise de laboratórios virtuais da plataforma PhET para o Ensino de Cinemática, à luz de três critérios pré-definidos: viabilidade técnica, níveis de aprofundamento e índice de contato. Após as análises do laboratório de Energia na Pista de Skate, o mesmo foi utilizado com estudantes do primeiro ano do Ensino Médio. O método de análise das respostas é a teoria dos campos conceituais de Gérard Vergnaud. Foi identificado que independentemente de todos os processos de adaptação para o uso de métodos de Ensino remoto, a pesquisa sobre o uso de laboratórios virtuais para o Ensino da Física é moderada na literatura especializada sobre o assunto. A análise dos laboratórios indicou porcentagens acima de 90% sobre o índice que contabiliza a relação de interação do laboratório com o usuário. Foram identificados três conceitos-em-ação e teoremas-em-ação nas respostas dos estudantes. Em sintese esta pesquisa demonstra que os laboratórios virtuais possuem estratégias potencializadoras para o Ensino de Física, alicerçado na interação e exploração de ambientes virtuais.

This dissertation aims to understand the pedagogical potential of using virtual laboratories for Physics education. To achieve this, a systematic literature review was conducted, followed by an analysis of the laboratories and the utilization of a virtual laboratory with students. The systematic review was carried out to investigate the use of this resource and the discussions surrounding this topic. The review was based on an analysis of publications produced over a four-year period in national and international databases. Subsequently, an analysis of virtual laboratories from the PhET platform for teaching Kinematics was conducted, considering three predefined criteria: technical feasibility, levels of depth, and contact index. Following the analysis of the Energy on the Skate Track laboratory, it was utilized with first-year high school students. The analysis of student responses was conducted using Gérard Vergnaud theory of conceptual fields. It was identified that regardless of the adaptation processes for remote teaching methods, research on the use of virtual laboratories for Physics education is moderate in the specialized literature on the subject. The analysis of the laboratories indicated percentages above 90% for the index that accounts for the interaction between the laboratory and the user. Three concepts-in-action and theorems-in-action were identified in the student's responses. In summary, this research demonstrates that virtual laboratories have potent strategies for Physics education, grounded in interaction and exploration of virtual environments.