Modelagem e simulações computacionais: uma abordagem para o ensino de gases e termodinâmica no ensino médio

Abstract

O presente trabalho centraliza o ensino de Gases e Termodinâmica através da modelagem e simulações computacionais. Nessa perspectiva a abordagem teórica se dá na caracterização do processo de modelagem, contextualizando as simulações computacionais como representações sustentadas por modelos matemáticos. Sendo assim, há necessidade de entender e discutir os conceitos pertinentes a esses processos com o objetivo de orientar na compreensão e aplicação dos mesmos. Além de abordar as concepções acerca dos processos de modelagem, serão descritos algumas experiências de ensino que utilizaram essas estratégias, focando na contextualização das diferentes maneiras de aplicar as mesmas. A proposta de ensino elaborada se caracteriza por ser uma sequência didática para o ensino de Gases e Termodinâmica utilizando o processo de modelagem apoiado pela técnica da simulação computacional. O desenvolvimento dela ocorreu através do estudo de diferentes livros didáticos para construir uma sequência coesa e diversificada no que tange ao uso das estratégias. A proposta foi aplicada em turma de 28 alunos do Ensino Médio integrado ao curso técnico do Instituto Federal de Santa Catarina, campus Florianópolis. Para avaliar a mesma, foi desenvolvido um questionário e aplicado na turma. A conclusão obtida com o mesmo é que a utilização das simulações computacionais reduz as abstrações contidas nos conteúdos trabalhados e enriquece os significados obtidos na construção dos modelos matemáticos.<br>

Abstract : This work centers teaching Gases and Thermodynamics through modeling and computer simulations. In this perspective the theoretical approach occurs in the characterization of the modeling process, contextualizing the computer simulations as representations supported by mathematical models. Therefore, it is required to understand and discuss the concepts relevant to these processes in order to guide the understanding and application. Beyond to addressing the conceptions about the modeling process will be described some teaching experiences that have used these strategies, focusing on the context of the different ways to apply them. The teaching proposal elaborately is characterized as a didactic sequence for teaching Gases and Thermodynamics using the modeling process supported by the technique of computer simulation. The development of it was through the study of different textbooks to build a cohesive and diverse sequence with respect to the use of strategies. The proposal was applied in class of 28 students of the integrated high school to technical progress of the Federal Institute of Santa Catarina, in Florianópolis. To evaluate the same, a questionnaire was developed and applied in the classroom. The conclusion obtained with the same is that the use of computer simulations reduces the abstractions contained in the worked and enriches the meanings achieved in the construction of mathematical models.