Experimentos virtuais no ensino de eletrostática: aspectos necessários para aprendizagem significativa crítica

Abstract

A presente pesquisa abordou o Ensino de Física, com foco na Eletrostática, por meio de uma Sequência Didática (SD) que integra Experimentos Virtuais, Metodologias Ativas de ensino e considera os Estilos de Aprendizagem dos estudantes. O estudo foi motivado pelo desafio contínuo de engajar alunos no aprendizado de Física, uma disciplina frequentemente percebida como complexa e desafiadora. A metodologia tradicional de ensino, centrada no professor e baseada na transmissão de conhecimentos, tem sido criticada por não promover uma aprendizagem significativa. A SD proposta busca combinar duas teorias principais: a Teoria da Aprendizagem Experiencial de Kolb, que sugere que a aprendizagem ocorre por meio de uma sequência de etapas, iniciando pela experiência; e a Teoria da Aprendizagem Significativa Crítica (TASC) de Moreira, na qual o aluno é capaz de integrar-se à sua cultura, enquanto, simultaneamente, mantém a capacidade de posicionamento crítico e reflexivo em relação a ela. A escolha da Eletrostática como tema central foi justificada pelas dificuldades inerentes ao seu ensino e pela necessidade de abstração, que pode ser facilitada pelo uso de Experimentos Virtuais. A pesquisa destacou a importância de considerar os diferentes estilos de aprendizagem dos alunos. Enquanto a educação tradicional pode beneficiar apenas um estilo específico de aprendizagem, a abordagem proposta visa acomodar uma variedade de estilos, potencialmente melhorando a retenção e compreensão dos conceitos. Os Experimentos Virtuais, no que lhe diz respeito, surgem como uma ferramenta promissora, especialmente considerando a crescente digitalização da educação e a infraestrutura limitada em muitas escolas brasileiras. A aplicabilidade da SD foi testada em três turmas de Ensino Médio, sob a supervisão de dois professores com diferentes perfis e experiências. O Professor Alfa, com vasta experiência, inicialmente caracterizado como tradicional, relatou uma transformação em sua abordagem após a implementação da SD, enquanto a Professora Beta, ainda em formação, percebeu desafios, mas também reconheceu os benefícios das metodologias ativas. Os feedbacks dos alunos sobre a SD foram, em sua maioria, positivos, com destaque para o engajamento e a valorização das discussões em grupo. Para avaliar o impacto da SD, foram utilizadas várias ferramentas, incluindo pré e pós-testes. Os resultados sugerem uma melhoria na compreensão dos alunos, com a média de dificuldades caindo significativamente após a implementação da SD. Contudo, também foi observada uma variação entre as turmas, indicando que o impacto da SD pode ser influenciado por fatores contextuais. O estudo, então, propõe uma abordagem diferenciada para o ensino de Física, que combina Experimentos Virtuais e Metodologias Ativas, considerando os Estilos de Aprendizagem dos alunos. A pesquisa sugere que essa abordagem pode ser mais eficaz do que a metodologia tradicional, por promover uma aprendizagem significativa e crítica em Física, particularmente em Eletrostática. A pesquisa também indica a necessidade de formação continuada e suporte para professores que buscam implementar essas metodologias em suas práticas pedagógicas.

This research addressed the teaching of Physics, focusing on Electrostatics, through a Teaching Learning Sequence (TLS) that integrates Virtual Experiments, Active Teaching Methodologies, and considers the Learning Styles of students. The study was driven by the ongoing challenge of engaging students in learning Physics, a subject often perceived as complex and challenging. The traditional teaching methodology, teacher-centered and knowledge-transmission-based, has been criticized for not fostering meaningful learning. The proposed TLS aims to merge two primary theories: Kolb's Experiential Learning Theory, which suggests learning occurs through a sequence of stages, starting with experience, and Moreira's Critical Meaningful Learning Theory (TASC), where students integrate into their culture while maintaining the capacity for critical and reflective positioning. The choice of Electrostatics as the core topic was justified by the inherent difficulties in teaching it and the need for abstraction, which can be aided by Virtual Experiments. The research underscored the significance of considering students' diverse learning styles. While traditional education might cater to only one specific learning style, the proposed approach aims to accommodate a variety, potentially enhancing retention and comprehension of concepts. Virtual Experiments emerge as a promising tool, especially considering the increasing digitalization of education and limited infrastructure in many Brazilian schools. The TLS applicability was tested in three high school classes under the supervision of two teachers with different profiles and experiences. Professor Alpha, highly experienced and initially characterized as traditional, reported a shift in his approach following the TLS implementation, while Professor Beta, still in training, noted challenges but also acknowledged the benefits of active methodologies. Student feedback on the TLS was mostly positive, emphasizing engagement and valuing group discussions. To assess the TLS impact, various tools, including pre and post-tests, were used. The results suggest an improvement in students' understanding, with the average difficulty dropping significantly post-TLS implementation. However, variation was also observed among the classes, indicating that the TLS's impact could be influenced by contextual factors. The study thus proposes a differentiated approach to teaching Physics, combining Virtual Experiments and Active Methodologies, considering students' Learning Styles. The research suggests this approach may be more effective than the traditional method, promoting meaningful and critical learning in Physics, particularly in Electrostatics. The study also points to the need for ongoing training and support for teachers looking to implement these methodologies in their pedagogical practices.