Laboratórios virtuais imersivos 3D : processos cognitivos em experimentos de eletromagnetismo

Abstract

O uso da realidade aumentada na educação vem evoluindo rapidamente, incentivada pela ascensão dos dispositivos móveis, a onipresença da tecnologia e a acessibilidade aos recursos multimídia. Tendo em vista que seu benefício para o processo de ensino e aprendizagem destaca-se em áreas que demandam da abstração dos estudantes, esta tese tem como objetivo apresentar o potencial da realidade aumentada para o desenvolvimento da habilidade de visualização espacial, com destaque a aprendizagem de Física. Para tanto, foram desenvolvidos recursos multimídia no formato de simulações tridimensionais em um aplicativo móvel de realidade aumentada, buscando oportunizar interações com fenômenos físicos. Um estudo quasi-experimental foi realizado com estudantes do nível fundamental e médio, que realizaram pré e pós-teste de habilidade de visualização espacial para avaliar a intervenção com o aplicativo e o uso dos seus recursos educacionais aumentados. Para embasar a relevância educacional, professores em formação foram consultados, afirmando a usabilidade pedagógica e possibilidades de interações, validação de hipóteses, experiências de aprendizagem autênticas e fidedignas ao mundo real. Também foram analisadas as percepções dos estudantes, obtendo uma avaliação positiva quanto aos recursos educacionais aumentados para a aprendizagem de Física. A partir da análise dos resultados, foi possível constatar os benefícios práticos das interações realizadas pelos estudantes com o aplicativo, ao se observar que as interações com os recursos educacionais aumentados correlacionou-se com o desenvolvimento da habilidade de visualização espacial e com a aprendizagem de Física.

The use of augmented reality in education has been evolving rapidly, encouraged by the rise of mobile devices, ubiquity of technology, and accessibility to multimedia resources. Considering that its benefit to the teaching and learning process stands out in areas that require students’ abstraction, this thesis aims to present the potential of augmented reality for the development of the spatial visualization ability, with emphasis on the learning of Physics. For that, multimedia resources were developed in the form of three-dimensional simulations in a mobile application of augmented reality, seeking to provide opportunities for interactions with physical phenomena. A quasi-experimental study was carried out with students at the elementary and high-school level who performed pre and post-test of spatial visualization ability to evaluate intervention with the application and the use of their augmented educational resources. In order to support educational relevance, teachers in training were consulted, affirming pedagogical usability and possibilities for interactions, validation of hypotheses, authentic and reliable learning experiences in the real world. We also analyzed students’ perceptions, obtaining a positive evaluation regarding the augmented educational resources for learning physics. From the analysis of the results, it was possible to verify the practical benefits of the interactions carried out by the students with the application, when it was observed that the interactions with the augmented educational resources correlated with the development of the spatial visualization ability and with the learning of Physics.