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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.81.2015.tde-25112015-142723
Documento
Autor
Nome completo
Monaliza da Fonseca
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2015
Orientador
Banca examinadora
Maidana, Nora Lia (Presidente)
Abib, Maria Lucia Vital dos Santos
Studart Filho, Nelson
Título em português
O laboratório virtual como atividade complementar de disciplinas introdutórias de mecânica: análise a partir da experiência do giroscópio
Palavras-chave em português
Ensino por computador
Física - Estudo e ensino
Laboratórios experimentais
Métodos de avaliação
Tecnologia educacional
Resumo em português
O Laboratório Virtual é um ambiente de estudo que visa complementar a ação docente em sala de aula, a fim de trabalhar conceitos abstratos de maneira experimental e que usa recursos virtuais como estratégia de ensino para aulas de física. Este laboratório foi desenvolvido a partir da filmagem de sistemas reais com o objetivo de observar todo o movimento de um objeto junto a um instrumento que possibilitou a medida de sua posição. Posteriormente, foi incorporado ao vídeo um código de tempo, de modo que, ao transformá-lo em quadros independentes, as imagens extraídas permitem medir a posição ocupada pelo corpo em instantes conhecidos. Com uma tabela de posição por tempo, toda a evolução dinâmica do sistema pode ser obtida. As experiências, alocadas em http://www.fep.if.usp.br/~fisfoto/index.html, vem sendo usadas desde 2004 em cursos de mecânica da graduação em Licenciatura em Física da Universidade de São Paulo e são uma inovação no método de desenvolvimento curricular, que busca na tecnologia uma outra maneira de trazer a experimentação para o contexto do ensino. Analisamos o experimento do Giroscópio, objeto de frequente estudo nas aulas de mecânica, a fim de adquirir elementos para avaliar o comportamento do Laboratório Virtual como ferramenta didática. Foram entrevistados 12 alunos que participaram da atividade, com o intuito de verificar se os objetivos da proposta tinham sido atingidos, a fim de analisar o grau de apropriação dos conceitos trabalhados na mencionada experiência. Para fundamentar essa análise, recorreu-se à equilibração e ao subsunçor propostos por Piaget e Ausubel, respectivamente. Dos relatos dos alunos foi possível localizar as situações que denotavam assimilação e/ou acomodação. A categorização de partes das entrevistas permitiu a elaboração do esquema de raciocínio desenvolvido pelos alunos, identificando suas concepções prévias ou os conhecimentos de que se apropriaram para explicar o funcionamento do giroscópio. Da análise das entrevistas, pode inferir-se que os objetivos do laboratório foram alcançados e que o mesmo pode ser aceito como material didático complementar às disciplinas presenciais, dando suporte para que conteúdos teóricos possam ser trabalhados em situações reais com o auxílio de Tecnologia de Informação, de maneira experimental.
Título em inglês
The Virtual Laboratory as a complementary activity for introductory mechanics disciplines: analysis from the experience of the gyroscope
Palavras-chave em inglês
Education for computer
Educational technology
Experimental laboratories
Methods evaluation
Physics - Study and teaching
Resumo em inglês
The Virtual Laboratory is a study environment that complements lecture activities, aiming the understanding of abstract concepts from the analysis of recorded experiments as a physics-teaching strategy. This lab was developed from the videos of real systems, where the object under study moves over an instrument that allows measuring its position. A time code is incorporated to this video, which is subsequently unfolded. The extracted images permit the measurement of the position occupied by the object at known instants. With a table of position and time, the dynamic evolution of the system can be obtained. The experiences, located at http://www.fep.if.usp.br/~fisfoto/index.html, have been used since 2004 with students of Bachelor in Physics Education of the University of São Paulo mechanics courses. It is an innovative methodology in the curriculum, since demands information technology to approach the experimental activities in the lecture context. We analyzed the gyroscope experiment, frequently studied in lectures of mechanics, to assess how the Virtual Laboratory behaves as a teaching tool. Twelve students who participated were interviewed, in order to evaluate whether the proposed goals were met, trying to analyze the appropriation of concepts by means of the Virtual Lab. We applied the balancing and subsumer concepts proposed by Piaget and Ausubel, respectively, in this analysis. Students' comments allowed sorting out situations denoting assimilation and / or accommodation. The categorization of elements of the interviews made it possible to describe the development of the reasoning scheme developed by these students, identifying preconceptions or knowledge needed to explain properly the physical phenomenon. From the interviews analysis, it can be inferred that the lab objectives have been achieved and that it can be accepted as a complementary material to teach theoretical concepts by working with real situations, using the Information Technology to provide access to experiments.
 
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Data de Publicação
2015-11-26
 
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