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Type: Dissertação
Title: Explorando a lei de Faraday e a lei de Lenz por meio do experimento de indução eletromagnética (EXPINEL)
Author: Machado, João Victor de Souza
First Advisor: Freitas, Alysson Miranda de
Referee Member: Alcantara, Marlon Cesar de
Referee Member: Senra, Clarice Parreira
Resumo: Este trabalho objetiva apresentar uma abordagem para o ensino de eletromagnetismo, com foco nas Leis de Faraday e Lenz, destinada às turmas do terceiro ano do ensino médio. Em resposta ao contexto pandêmico da COVID-19, esta metodologia foi desenvolvida para ser aplicada no ensino à distância, visando tornar mais acessível a compreensão de conceitos frequentemente percebidos como abstratos pelos alunos. A estrutura pedagógica da sequência didática fundamenta-se na metodologia de ensino por investigação, utilizando a abordagem POE (Predizer - Observar - Explicar). Foram criadas duas sequências didáticas: uma sobre a Lei de Faraday e outra sobre a Lei de Lenz, empregando vídeos de um aparato experimental denominado Experimento de Indução Eletromagnética (EXPINEL). Além disso, integrou-se o simulador virtual PHET para estabelecer uma analogia entre o experimento real e o conteúdo teórico, visando aprimorar a compreensão dos fenômenos e suas aplicações. Cada sequência didática é composta por sete questões, apresentadas sequencialmente com prazos definidos para as respostas. A primeira etapa, intitulada Predizer, envolve os alunos assistindo a vídeos do experimento EXPINEL desligado e respondendo a questões que os desafiam a formular previsões e hipóteses sobre o funcionamento do aparato. Na etapa de Observação, os alunos assistem a vídeos do experimento em funcionamento, com o objetivo de comparar suas previsões com os resultados reais e criar explicações mais aprofundadas sobre o fenômeno. Na terceira etapa, Explicação, os alunos utilizam o simulador PHET para criar uma analogia entre o experimento real e a simulação virtual, reforçando a compreensão teórica. Em seguida, reavaliam suas respostas das etapas de Predição e Observação, oferecendo explicações mais embasadas. Posteriormente, uma aula expositiva sobre o tema e o aparato experimental proporciona aos estudantes uma nova oportunidade de reformular suas respostas. A análise das sequências didáticas desenvolvidas baseou-se em dados qualitativos obtidos a partir das respostas conceituais dos alunos para cada questão proposta. Foram elaborados gráficos quantitativos ao longo da análise de cada questão conceitual para proporcionar uma compreensão da evolução da turma. A avaliação das respostas concentrou-se na compreensão conceitual, incentivando o desenvolvimento da escrita científica e a aquisição de um entendimento mais sólido das Leis de Faraday e Lenz, que frequentemente são desafiadoras para os alunos. Os resultados indicam que os estudantes conseguiram compreender os fenômenos e desenvolver habilidades de escrita científica, demonstrando uma sólida compreensão conceitual das Leis de Faraday e Lenz.
Abstract: This study aims to present an approach to teaching electromagnetism, focusing on Faraday's and Lenz's Laws, targeted at third-year high school students. In response to the COVID-19 pandemic, this methodology was developed for distance learning to make the understanding of often abstract concepts more accessible to students. The pedagogical structure of the didactic sequence is based on the inquiry-based teaching methodology, utilizing the POE (Predict - Observe - Explain) approach. Two didactic sequences were created: one on Faraday's Law and another on Lenz's Law, employing videos of an experimental apparatus called the Electromagnetic Induction Experiment (EXPINEL). Additionally, the PHET virtual simulator was integrated to establish an analogy between the real experiment and theoretical content, aiming to enhance students' understanding of the phenomena and their applications. Each didactic sequence consists of seven questions, presented sequentially with defined deadlines for responses. The first stage, titled Predict, involves students watching videos of the EXPINEL experiment when it is off and responding to questions that challenge them to formulate predictions and hypotheses about the apparatus's operation. In the Observation stage, students watch videos of the experiment in operation to compare their predictions with real results and create more in-depth explanations of the phenomenon. In the Explanation stage, students use the PHET simulator to create an analogy between the real experiment and the virtual simulation, reinforcing theoretical understanding. They then reassess their answers from the Prediction and Observation stages, providing more substantiated explanations. Subsequently, an expository lesson on the topic and the experimental apparatus gives students another opportunity to reformulate their answers. The analysis of the developed didactic sequences was based on qualitative data obtained from students' conceptual responses to each proposed question. Quantitative graphs were created throughout the analysis of each conceptual question to provide an understanding of the class's progress. The evaluation of responses focused on conceptual understanding, encouraging the development of scientific writing and the acquisition of a more solid understanding of Faraday's and Lenz's Laws, which are often challenging for students. The results indicate that students were able to understand the phenomena and develop scientific writing skills, demonstrating a solid conceptual understanding of Faraday's and Lenz's Laws..
Keywords: Ensino de física
Ensino de eletromagnetismo
Metodologia POE
EXPINEL
Physics education
Electromagnetism education
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física (ProFis)
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/17499
Issue Date: 30-Apr-2024
Appears in Collections:Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física (Dissertações)



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