Olimpíadas de física : eficiência energética como estratégias de aprendizagem

Abstract

Ao longo dos últimos anos a carga horária para o ensino de física no ensino médio vem diminuindo, assim, está cada vez mais difícil abordar com profundidade todos os conteúdos previstos, o que acaba afetando tanto os alunos como o professor. Mesmo com os debates e incentivos sobre a reformulação do ensino médio, muitas escolas ainda possuem um modelo de ensino tradicional, onde o aluno basicamente estuda para passar em uma prova e a aprendizagem significativa não ocorre. De acordo com a Base Nacional Comum Curricular, o ensino de física deve ser contextualizado com a vivência do aluno, com o foco no desenvolvimento de habilidades e competências. Neste modelo o aluno é o foco principal, sendo o protagonista do seu processo de aprendizagem e participando ativamente na construção do conhecimento por meio de experiências e práticas pedagógicas que promovam a compreensão crítica e reflexiva dos fenômenos físicos em seu cotidiano. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é construir uma proposta de Olimpíada de Física voltada ao tema da eficiência energética, com foco no ensino de eletrodinâmica no ensino médio. A proposta visa integrar atividades teóricas, experimentos práticos e elementos de gamificação, de modo a tornar o processo de ensino-aprendizagem mais dinâmico, participativo e contextualizado. A Olimpíada foi aplicada no segundo semestre de 2025 em duas turmas do terceiro ano do ensino médio, dentro de um intervalo de quinze aulas, das quais três foram destinadas às competições. A primeira atividade é um Quiz sobre conceitos da eletricidade e eficiência energética, utilizando um equipamento com botões no qual duas equipes compostas por três alunos competiram, a equipe que pressionava o botão primeiro ganhava o direito de responder. A segunda atividade foi uma atividade prática com circuitos eletrônicos, onde as equipes tiveram que correr contra o tempo para montar um circuito funcional proposto pelo professor. Para a terceira e última atividade, foi entregue para os alunos, uma planta 3D de uma casa feita de madeira, acompanhando alguns móveis e eletrodomésticos, contendo em cada um a etiqueta de consumo energético, onde os alunos procuraram realizar as melhores escolhas, relacionadas à eficiência energética, de eletrodomésticos e também a sua disposição na residência. Todas as atividades foram avaliadas com créditos de energia, e ao final a equipe que arrecadou o maior número de créditos, foi a equipe vencedora. Os resultados alcançados foram comparados com duas turmas controle da mesma escola, sendo possível observar um avanço médio de 22,23% (6,24% das turmas controle e 28,47% das turmas que foi aplicado o produto educacional), em suas concepções sobre o que é e qual é a importância da eficiência energética no dia a dia com as avaliações realizadas antes e depois da aplicação deste produto. Além disso, eles apresentaram melhor compreensão de temas relacionados à energia elétrica e suas fontes. Ainda assim, os alunos das turmas em que o produto foi aplicado alcançaram resultados superiores, demonstrando um crescimento mais acentuado e evidenciando que, com as atividades práticas e gamificadas aliadas à teoria, a aprendizagem ocorre de forma mais eficaz.

Over the past few years, the number of hours dedicated to teaching Physics in high school has been decreasing. As a result, it has become increasingly difficult to address all the planned content in depth, which ultimately affects both students and teachers. Even with the debates and incentives regarding the reform of high school education, many schools still maintain a traditional teaching model, in which students basically study to pass exams and meaningful learning does not occur. According to the Base Nacional Comum Curricular, Physics teaching should be contextualized with students’ real-life experiences, focusing on the development of skills and competencies. In this model, the student is the central focus, acting as the protagonist of their own learning process and actively participating in the construction of knowledge through experiences and pedagogical practices that promote a critical and reflective understanding of physical phenomena in everyday life. Therefore, the objective of this work is to develop a proposal for a Physics Olympiad focused on the theme of energy efficiency, with an emphasis on teaching electrodynamics in high school. The proposal aims to integrate theoretical activities, practical experiments, and elements of gamification in order to make the teaching-learning process more dynamic, participatory, and contextualized. The Olympiad was implemented in the second semester of 2025 in two third-year high school classes, over a period of fifteen lessons, three of which were dedicated to competitions. The first activity was a quiz about concepts of electricity and energy efficiency, using a device with buttons in which two teams composed of three students competed. The team that pressed the button first earned the right to answer. The second activity was a practical exercise with electronic circuits, in which the teams had to race against time to assemble a functional circuit proposed by the teacher. For the third and final activity, students received a 3D wooden model of a house along with some furniture and household appliances, each containing its energy consumption label. Students were required to make the best possible choices related to energy efficiency, both in selecting appliances and in arranging them within the house. All activities were evaluated using “energy credits”, and at the end the team that accumulated the highest number of credits was declared the winner. The results obtained were compared with two control classes from the same school. It was possible to observe an average improvement of 22.23% (6.24% in the control classes and 28.47% in the classes where the educational product was applied) in students’ conceptions about what energy efficiency is and its importance in daily life, based on evaluations carried out before and after the implementation of this educational product. In addition, students demonstrated a better understanding of topics related to electrical energy and its sources. Furthermore, students in the classes where the product was applied achieved higher results, demonstrating a more pronounced improvement and showing that when practical and gamified activities are combined with theoretical instruction, learning occurs more effectively.