Ensinando circuitos elétricos de corrente contínua no ensino médio usando metodologias ativas através de analogia hidráulica

Abstract

Este trabalho busca superar concepções alternativas dos alunos na compreensão dos complexos conceitos físicos relacionados a circuitos elétricos de corrente contínua, por meio da utilização de metodologias ativas de aprendizagem que incluem o uso de analogias, experimentos e simulações. O estudo será aplicado em turmas de terceiro ano do ensino médio em uma escola particular no município de Porto Alegre, Rio Grande do Sul. Com base na Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel, a abordagem emprega a analogia com experimentos de um circuito hidráulico fechado para demonstrar, de forma análoga, o funcionamento da corrente elétrica. Essa estratégia contribui para uma aprendizagem significativa e contextualizada. O uso dos experimentos tem a finalidade de despertar o interesse dos alunos, tornando os conceitos abstratos mais tangíveis e fáceis de entender, ao possibilitar a conexão dos novos conteúdos com conhecimentos preexistentes. Já a utilização de simuladores permite aos alunos a experimentação de fenômenos físicos em um ambiente seguro, acessível e interativo. Eles podem manipular variáveis e visualizar os efeitos sobre o sistema, o que torna a aprendizagem mais envolvente e facilita a compreensão de conceitos não observáveis. Para a aplicação, foi desenvolvida uma sequência didática de seis aulas que utiliza o experimento para explicar circuitos elétricos em série e em paralelo, com os alunos realizando atividades em um simulador. Todas as aulas foram planejadas para proporcionar uma aprendizagem significativa, visando a melhoria da qualidade do ensino, estimulando a reflexão ativa e incentivando os estudantes a pensar de forma crítica e criativa.

This work aims to overcome students' alternative conceptions regarding complex physical concepts of direct current electric circuits through the use of active learning methodologies, including analogies, experiments, and simulations. The study was applied to third-year High School classes at a private school in Porto Alegre, Rio Grande do Sul. Grounded in David Ausubel’s Meaningful Learning Theory, the approach employs an analogy with closed-loop hydraulic circuit experiments to demonstrate, isomorphically, the functioning of electric current. This strategy contributes to meaningful and contextualized learning. The experiments aim to spark student interest, making abstract concepts more tangible and easier to understand by connecting new content with preexisting knowledge. Furthermore, the use of simulators allows students to experiment with physical phenomena in a safe, accessible, and interactive environment. Students can manipulate variables and visualize effects on the system, which makes learning more engaging and facilitates the comprehension of unobservable concepts. For the application, a didactic sequence of six classes was developed utilizing the experiment to explain series and parallel circuits, combined with activities in a simulator. All classes were planned to provide meaningful learning, aiming to improve teaching quality, stimulate active reflection, and encourage students to think critically and creatively.