Ensino de termodinâmica : revisão da literatura e proposição de sequência didática para os anos finais do ensino fundamental

Abstract

Este trabalho de conclusão se propõe a investigar as abordagens e estratégias didáticas utilizadas no ensino da termodinâmica, especialmente focando em conceitos como calor e sua propagação, nos diferentes níveis de ensino (fundamental, médio, técnico e superior). A partir de uma análise bibliográfica qualitativa, foram selecionados artigos publicados nas revistas Experiências em Ensino de Ciências (EENCI) e Revista Brasileira de Ensino de Ciências e Tecnologia (RBECT). O estudo busca explorar a utilização de atividades experimentais, tecnologias digitais e sequências didáticas para promover uma aprendizagem significativa e contextualizada. A metodologia adotada segue os sete passos da revisão sistemática proposta por David Gough, focando em artigos que exploram atividades experimentais, o uso de tecnologias digitais e a investigação de fenômenos naturais. A análise revelou que a maior parte das publicações investigadas (68%) foi realizada após 2020, com um destaque para a região nordeste do Brasil, que concentrou 42,1% das publicações. A maior parte dos estudos aborda o ensino médio (63,1%), com destaque para o uso de experimentos práticos, simulações e mapas conceituais como estratégias de ensino. Os resultados indicam que a combinação de teorias de aprendizagem significativa e construtivista com práticas investigativas e o uso de tecnologias digitais contribui para o engajamento dos alunos, promovendo uma compreensão mais profunda dos conceitos de Termodinâmica. A adoção de atividades experimentais, como medições de temperatura e observação da propagação de calor, também se mostrou eficiente para facilitar a compreensão de conceitos abstratos como temperatura, calor e energia térmica. A pesquisa conclui que a utilização de sequências didáticas e atividades experimentais, aliadas ao uso de tecnologias digitais, são estratégias valiosas para o ensino da Termodinâmica, pois favorecem a construção de uma aprendizagem significativa e colaborativa. Além disso, sugere que os professores adotem uma postura reflexiva e investigativa, integrando diferentes recursos e metodologias para atender às necessidades dos alunos e tornar o ensino de ciências mais inclusivo e dinâmico. Considerando os resultados da revisão mencionada e que este trabalho de conclusão também possui um caráter didático propositivo, foi elaborada uma sequência didática que poderá ser utilizada em contextos escolares diversos, em aulas dos anos finais do ensino fundamental.

This final paper aims to investigate the didactic approaches and strategies used in the teaching of thermodynamics, especially focusing on concepts such as heat and its propagation, at different levels of education (elementary, secondary, technical and higher). From a qualitative bibliographic analysis, articles published in the journals Experiences in Science Teaching (EENCI) and Brazilian Journal of Science and Technology Teaching (RBECT) were selected. The study seeks to explore the use of experimental activities, digital technologies and didactic sequences to promote meaningful and contextualized learning. The methodology adopted follows the seven steps of the systematic review proposed by David Gough, focusing on articles that explore experimental activities, the use of digital technologies and the investigation of natural phenomena. The analysis revealed that most of the publications investigated (68%) were carried out after 2020, with a highlight to the northeast region of Brazil, which concentrated 42.1% of the publications. Most of the studies address high school (63.1%), with emphasis on the use of practical experiments, simulations and concept maps as teaching strategies. The results indicate that the combination of meaningful and constructivist learning theories with investigative practices and the use of digital technologies contributes to student engagement, promoting a deeper understanding of the concepts of Thermodynamics. The adoption of experimental activities, such as temperature measurements and observation of heat propagation, has also proven to be efficient in facilitating the understanding of abstract concepts such as temperature, heat, and thermal energy. The research concludes that the use of didactic sequences and experimental activities, combined with the use of digital technologies, are valuable strategies for the teaching of Thermodynamics, as they favor the construction of meaningful and collaborative learning. In addition, it suggests that teachers adopt a reflective and investigative posture, integrating different resources and methodologies to meet the needs of students and make science teaching more inclusive and dynamic. Considering the results of the aforementioned review and that this conclusion work also has a purposeful didactic character, a didactic sequence was elaborated that can be used in different school contexts, in classes of the final years of elementary school.