O uso de simulações computacionais no ensino de colisões mecânicas

Autor
Mari Aurora Favero Reis

Orientação
Agostinho Serrano de Andrade Neto

Grau de Titulação
Mestrado

Cidade / UF
Canoas/RS

Dependência Administrativa:
Privada

Resumo
O ensino de colisões mecânicas em física é de interesse por diversos fatores: pela atualidade e vasta gama de aplicação do tema a fenômenos do cotidiano; pelo enfoque pós-newtoniano que pode ser explorado no estudo, baseado nas grandes leis de conservação; e também pela dificuldade de estudantes em diversos níveis de ensino no aprendizado de conceitos explorados. Pesquisas em Ensino de Ciências têm indicado que o uso de simulações computacionais conceituais tem se mostrado um bom recurso para trabalhar com essas dificuldades dos estudantes. Neste trabalho, desenvolvemos simulações que foram aplicadas em conjunto com um guia de utilização, construído dentro de uma metodologia de exploração de modelos (P.O.E.). Estas simulações foram desenvolvidas tendo em vista as concepções alternativas e dificuldades dos estudantes apresentadas em estudos anteriores e foram aplicadas em turmas de Engenharia e Física da ULBRA. Foram utilizados pré e pós-testes a fim de avaliar a evolução na concepção dos estudantes para o grupo experimental e também para um grupo controle. Foi realizada uma análise qualitativa da compreensão conceitual dos estudantes antes e após a intervenção, para os dois grupos, e as concepções dos estudantes, em colisões, foram agrupadas de acordo com o nível de compreensão conceitual. Uma posterior análise quantitativa indicou que, com a utilização desta metodologia, foi possível observar uma melhora estatisticamente significativa no nível de compreensão dos conceitos envolvidos para a turma experimental, após a intervenção. Não foi observado o mesmo para a turma controle. Esta diferença não era estatisticamente significativa entre os dois grupos, antes da aplicação da atividade (pré-teste). Também foi realizada uma análise da correlação estatística do nível de compreensão conceitual entre todos os conceitos, para um mesmo estudante. Esta análise mostrou que houve uma significativa correlação entre todos os conceitos para o grupo experimental após a atividade, não existindo tanto antes como para o grupo controle, em qualquer momento. Concluímos que há indicação de que houve uma agregação dos conceitos envolvidos no estudo de colisão com o uso da atividade. Também concluímos que, até mesmo para conceitos particularmente difíceis de serem ensinados, houve uma evolução conceitual para a turma experimental. Particularmente, a idéia de "transmissão" - relacionada com a descrição alternativa do processo de colisão - é relatada como particularmente resistente. Em nossas investigações, confirmamos a resistência desta idéia. Contudo, não foi detectada uma correlação estatisticamente significativa entre a idéia de "transmissão" e o nível de compreensão dos conceitos investigados - esses sim importantes para o aprendizado de colisões.

Palavras Chave
mecânica, simulações computacionais, concepções alternativas.