PROTOTIPAGEM DIGITAL DE UM MODELO ANALÓGICO DE UM CIRCUITO ELÉTRICO PARA O ENSINO DE CONCEITOS BÁSICOS DA ELETRODINÂMICA
DOI:
https://doi.org/10.22407/2176-1477/2025.v16.2666Palavras-chave:
Analogias, Modelos, Eletrodinâmica, Ensino de Física, Modelos analógicosResumo
Este estudo tem como objetivo descrever as etapas da construção de um protótipo digital de um modelo analógico baseado na comparação entre circuitos hidráulicos e elétricos com o propósito de se ensinar conceitos básicos da Eletrodinâmica. O uso de analogias como estratégia didática para o ensino e aprendizado em circuitos elétricos pode ser um valioso recurso, auxiliando no desenvolvimento cognitivo dos estudantes, mas a sua concepção pode ser desafiadora devido, em parte, à complexidade da estrutura relacional comum entre os domínios comparados, capaz de abranger a maior parte dos conceitos de interesse no âmbito da Eletrodinâmica, entre outros aspectos pedagógicos relacionados a esse tipo de recurso didático. De modo semelhante, o uso de modelos também pode envolver aspectos estruturais que demandam certa atenção durante o compartilhamento de significados e atribuição de sentidos em torno das entidades de interesse científico que eles representam. O desafio pode se tornar ainda maior quando lidamos com modelos baseados em analogias: os modelos analógicos, que aparentemente, permitem explorar diversas relações analógicas agrupadas em uma mesma forma de representação, seja ela física (concreta) ou virtual (digital). O método utilizado neste estudo consiste na investigação de elementos, atributos e relações a partir de comparações potencialmente analógicas presentes em livros didáticos de Física envolvendo circuitos elétricos, a fim de permitir a construção de um protótipo digital de um modelo analógico para esse tipo de circuito. Os resultados deste trabalho oferecem contribuições para o desenvolvimento de etapas do processo de construção de modelos analógicos para o ensino de Física, não somente restritas aos conceitos básicos da Eletrodinâmica, mas também a conceitos de outros domínios dessa área de conhecimento e demais componentes curriculares das Ciências.
Referências
ALMEIDA, Délcio.; ALMEIDA, Rangel; FERRY, Alexandre. MAES-3DMF: mapeamento estrutural de um Modelo Analógico do Espaço Sideral 3D em Meio Fluido para o Ensino de Ciências. Latin American Journal of Science Education, v. 5, n. 22004, 2018.
BARBOSA, Wilbert FERRY, Alexandre. Concepção de um software para mapeamento estrutural de analogias empregadas no ensino de ciências. Educitec, Manaus, v. 4, n. 8, p. 224 - 243, 2018.
BROWN, Simon; SALTER, Susan. Analogies in science and science teaching. Advances in Physiology Education, v. 34, n. 4, p. 167-169, 2010. Disponível em: https://journals.physiology.org/doi/epdf/10.1152/advan.00022.2010. Acesso em: 20 Mar. 2024.
CLEMENT, John J. (Ed.). Creative model construction in scientists and students. Dordrecht: Springer Netherlands, 2008.
FERRY, A. S. Análise estrutural e multimodal de analogias em uma sala de aula de química. 2016. 170 f. Tese (Doutorado em Educação) – Faculdade de Educação, Universidade Federal de Minas Gerais. Belo Horizonte, 2016.
FOTOU, Nikolaos; ABRAHAMS, Ian. Extending the role of analogies in the teaching of physics. The Physics Teacher, v. 58, n. 1, p. 32-34, 2020.
GENTNER, Dedre; GENTNER, Donald R. Flowing waters or teeming crowds: Mental models of electricity. Mental models, v. 99, p. 129, 1983.
GENTNER, Dedre. Structure-mapping: A theoretical framework for analogy. Cognitive science, v. 7, n. 2, p. 155-170, 1983.
GENTNER, Dedre; MARKMAN, Arthur B. Structure mapping in analogy and similarity. American psychologist, v. 52, n. 1, p. 45, 1997.
GILBERT, John; JUSTI, Rosária. Modelling-based teaching in science education. Cham, witzerland: Springer International Publishing, v. 9, 2016.
HOLYOAK, Keith; THAGARD, Paul. Analogical mapping by constraint satisfaction. Cognitive science, v. 13, n. 3, p. 295-355, 1989.
KNUUTTILA, Tarja et al. Models as epistemic artefacts: Toward a non-representationalist account of scientific representation. 2005. Tese de Doutorado. Helsingin yliopisto.
MOZZER, Nilmara; JUSTI, Rosária. Modelagem analógica no ensino de ciências. Investigações em Ensino de Ciências, v. 23, n. 1, p. 155-182, 2018.
NERSESSIAN, Nancy J. Model-based reasoning in conceptual change. In: Model-based reasoning in scientific discovery. Boston, MA: Springer US, p. 5-22, 1999.
SCHWEDES, Hannelore; DUDECK, Wolff-Gerhard. Teaching electricity by help of a water analogy (how to cope with the need for conceptual change). In: Research in science education in Europe. Routledge, p. 49-60, 1996.
TABER, Keith S.; DE TRAFFORD, Tom; QUAIL, Teresa. Conceptual resources for constructing the concepts of electricity: the role of models, analogies and imagination. Physics Education, v. 41, n. 2, p. 155, 2006.
TESFAYE, Casey Langer; WHITE, Susan. High School Physics Textbooks, Resources and Teacher Resourcefulness: Results from the 2012-13 Nationwide Survey of High School Physics Teachers. Focus On. Statistical Research Center of the American Institute of Physics, 2014. Disponível em: https://files.eric.ed.gov/fulltext/ED547650.pdf. Acesso em: 20 Mar. 2024.
UGUR, Gokhan et al. The effects of analogy on students' understanding of direct current circuits and attitudes towards physics lessons. European journal of educational research, v. 1, n. 3, p. 211-223, 2012. Disponível em: https://pdf.eu-jer.com/EU-JER_1_3_211_Ugur_Etal.pdf. Acesso em: 20 Mar. 2024.
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