Aprendizagem baseada em projetos: mediando o ensino de temas de física por meio do microcontrolador

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cruz, Hernani Batista da
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31330
Resumo: Acompanha prpdução técnica: Guia de Programação ESP32
id UTFPR-12_709594ed241cb9401cbe3381f019b991
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/31330
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling 2023-05-04T13:52:46Z2023-05-04T13:52:46Z2022-12-09CRUZ, Hernani Batista da. Aprendizagem baseada em projetos: mediando o ensino de temas de física por meio do microcontrolador. 2022. Tese (Doutorado em Ensino de Ciência e Tecnologia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2022.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31330Acompanha prpdução técnica: Guia de Programação ESP32Apresenta-se resultado de um conjunto de atividades de ensino, em ambiente de simulação com uso de robótica educacional, elaboradas de forma a possibilitar contato com conceitos de Física, empregando Aprendizagem Baseada em Projetos (ABP). O objetivo principal foi contribuir para o Ensino das áreas de Ciências e de Tecnologia. A ABP necessita de uma projeção, que culmina em um produto e que precisa de etapas metodológicas para alcançar sua realização. As atividades foram realizadas em duas com turmas da graduação em Licenciatura em Física da Universidade Estadual de Ponta Grossa, sendo uma de primeiro e outra do terceiro ano. Na turma do primeiro ano o projeto escolhido foi o marco histórico dos cinquenta anos da missão Apollo 11. Cada uma das atividades desenvolvidas buscou explorar tópicos sobre áreas da Física, como Mecânica, Termodinâmica, Eletricidade e Física Moderna. Para a turma do terceiro ano, os alunos foram direcionados atividades sobre lançamento de foguetes. Ambas as atividades utilizaram a Robótica Educacional, criando protótipos com Arduino e outros microcontroladores. Todas as atividades foram realizadas durante o ano de 2019. A pesquisa foi de natureza aplicada e de campo, exploratória. Buscou-se verificar se aulas utilizando metodologia ativa poderiam contribuir na formação de professores. Para realizar a verificação os objetivos traçados foram os seguintes: avaliar a potencialidade da robótica educacional na aprendizagem de conceitos físicos; desenvolver habilidades e competências de alunos de física para resolução de problemas. A análise das atividades entregues no Google Class Room e as observações sobre as respostas dos alunos sobre conceitos de física antes da aplicação do produto, demonstrou que a abordagem da APB contribuiu na aquisição de conceitos de Física e apresentou uma grande melhora na resolução de problemas. Essa melhora se mostrou desde na forma de abordar os problemas que surgiram, como também, da velocidade com que encontravam soluções. Outro ponto que se verificou também, foi a autonomia que alguns alunos mostraram ao final do projeto. O produto principal que surgiu da aplicação foi um livro que apresenta um roteiro para utilização de microcontrolador ESP32 por físicos educadores, desde a instalação de programas, aquisição de dados, por meio da internet, e visualização dos dados em gráficos de modo síncrono. Uma outra contribuição que a tese trouxe foi a construção de uma plataforma web que permite professores e alunos, interagirem com o rover, analisando os gráficos da telemetria investigar as possíveis causas para os valores observados nos gráficos. Essa plataforma está disponível através do endereço labtec28.info.This work presents the results of a set of teaching activities in a simulation environment using educational robotics designed to provide students with contact with concepts of Physics, using Project-Based Learning (PBL). The main objective was to contribute to the teaching of the areas of Science and Technology. PBL requires a projection to be carried out, culminating in a product and needs methodological steps to achieve its realization. The activities were carried out in two classes of undergraduate Physics Education at the State University of Ponta Grossa, one in the first year and the other in the third year. In the first-year class, the chosen project was the historical milestone of the fifty years of the Apollo 11 mission. Each of the activities developed sought to explore topics on the four areas of Physics, such as Mechanics, Thermodynamics, Electricity, and Modern Physics. For the third-year class, students were directed to activities on rocket launching. Both activities used Educational Robotics, creating prototypes with Arduino and other microcontrollers. All activities were carried out during the year 2019. The research was of an applied and field, exploratory nature. The aim was to verify if classes using active methodology could contribute to teacher training. To carry out the verification, the following objectives were set: to evaluate the potential of educational robotics in learning physical concepts; to develop skills and competencies of physics students for problem-solving. With the analysis of the documents submitted and observations of the students' responses about physics concepts before the application of the product, it was demonstrated that the PBL approach contributed to the acquisition of Physics concepts and showed a significant improvement in problem-solving. This improvement was demonstrated both in the way of approaching the problems that arose during the project's execution and in the speed with which solutions were found. Another point that was also verified was the autonomy that some students showed at the end of the project. The main product that emerged from the application was a book that presents a guide for the use of the ESP32 microcontroller by physics educators, from the installation of programs, data acquisition through the internet, and visualization of data in real-time graphs. Another contribution that the thesis brought was the construction of a web platform that allows teachers and students to interact with the rover, analyzing telemetry graphs to investigate possible causes for the values observed in the graphs. This platform is available through the address labtec28.info.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáPonta GrossaPrograma de Pos Graduação em Ensino de Ciência e TecnologiaUTFPRBrasilAttribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS HUMANASEngenharia/Tecnologia/GestãoRobóticaAprendizagemFísica - Estudo e ensinoMicrocontroladoresRoboticsLearningPhysics - Study and teachingMicrocontrollersAprendizagem baseada em projetos: mediando o ensino de temas de física por meio do microcontroladorProject-based learning: mediating the teaching of physics themes through the microcontrollerinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisPonta GrossaSilva, Sani de Carvalho Rutz dahttps://orcid.org/0000-0002-1548-5739http://lattes.cnpq.br/5694972079639390Silva, Silvio Luiz Rutz dahttps://orcid.org/0000-0003-1859-9018http://lattes.cnpq.br/2928452720980161Silva, Sani de Carvalho Rutz dahttps://orcid.org/0000-0002-1548-5739http://lattes.cnpq.br/5694972079639390Francisco, Antonio Carlos dehttps://orcid.org/0000-0003-0401-4445http://lattes.cnpq.br/6457056051910603Dias, Ariangelo Hauerhttps://orcid.org/0000-0003-0442-6458http://lattes.cnpq.br/7794068120475468Trentin, Marco Antonio Sandinihttps://orcid.org/0000-0002-8025-8700http://lattes.cnpq.br/4746488333257798Szmoski, Romeu Miqueiashttps://orcid.org/0000-0002-0968-7158http://lattes.cnpq.br/5919669935159197https://orcid.org/0000-0003-4733-5548http://lattes.cnpq.br/6098604503176841Cruz, Hernani Batista dareponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-81031http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/31330/5/license_rdf934f4ca17e109e0a05eaeaba504d7ce4MD55LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/31330/6/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD56ORIGINALroboticaaprendizagemprojetos.pdfroboticaaprendizagemprojetos.pdfapplication/pdf3831039http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/31330/3/roboticaaprendizagemprojetos.pdfdf855f3c4ec1e21ac8014d3083cec89fMD53roboticaaprendizagemprojetos_produto.pdfroboticaaprendizagemprojetos_produto.pdfapplication/pdf1652796http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/31330/4/roboticaaprendizagemprojetos_produto.pdfd58ce71577e727336ab5ccdd98748487MD54TEXTroboticaaprendizagemprojetos_produto.pdf.txtroboticaaprendizagemprojetos_produto.pdf.txtExtracted texttext/plain33636http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/31330/8/roboticaaprendizagemprojetos_produto.pdf.txt8c035bfc8d1c7530d0a552827272794cMD58roboticaaprendizagemprojetos.pdf.txtroboticaaprendizagemprojetos.pdf.txtExtracted texttext/plain168995http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/31330/10/roboticaaprendizagemprojetos.pdf.txt271a1fc47f719d42627393d8238835f4MD510THUMBNAILroboticaaprendizagemprojetos.pdf.jpgroboticaaprendizagemprojetos.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1368http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/31330/7/roboticaaprendizagemprojetos.pdf.jpg9ea60afae3a41c656ab8937275a601fcMD57roboticaaprendizagemprojetos_produto.pdf.jpgroboticaaprendizagemprojetos_produto.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1588http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/31330/9/roboticaaprendizagemprojetos_produto.pdf.jpg042f1e6fc7748943060ae18ae158def7MD591/313302023-05-06 03:08:01.813oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2023-05-06T06:08:01Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Aprendizagem baseada em projetos: mediando o ensino de temas de física por meio do microcontrolador
dc.title.alternative.pt_BR.fl_str_mv Project-based learning: mediating the teaching of physics themes through the microcontroller
title Aprendizagem baseada em projetos: mediando o ensino de temas de física por meio do microcontrolador
spellingShingle Aprendizagem baseada em projetos: mediando o ensino de temas de física por meio do microcontrolador
Cruz, Hernani Batista da
CNPQ::CIENCIAS HUMANAS
Robótica
Aprendizagem
Física - Estudo e ensino
Microcontroladores
Robotics
Learning
Physics - Study and teaching
Microcontrollers
Engenharia/Tecnologia/Gestão
title_short Aprendizagem baseada em projetos: mediando o ensino de temas de física por meio do microcontrolador
title_full Aprendizagem baseada em projetos: mediando o ensino de temas de física por meio do microcontrolador
title_fullStr Aprendizagem baseada em projetos: mediando o ensino de temas de física por meio do microcontrolador
title_full_unstemmed Aprendizagem baseada em projetos: mediando o ensino de temas de física por meio do microcontrolador
title_sort Aprendizagem baseada em projetos: mediando o ensino de temas de física por meio do microcontrolador
author Cruz, Hernani Batista da
author_facet Cruz, Hernani Batista da
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Silva, Sani de Carvalho Rutz da
dc.contributor.advisor1ID.fl_str_mv https://orcid.org/0000-0002-1548-5739
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5694972079639390
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Silva, Silvio Luiz Rutz da
dc.contributor.advisor-co1ID.fl_str_mv https://orcid.org/0000-0003-1859-9018
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/2928452720980161
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Silva, Sani de Carvalho Rutz da
dc.contributor.referee1ID.fl_str_mv https://orcid.org/0000-0002-1548-5739
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5694972079639390
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Francisco, Antonio Carlos de
dc.contributor.referee2ID.fl_str_mv https://orcid.org/0000-0003-0401-4445
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/6457056051910603
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Dias, Ariangelo Hauer
dc.contributor.referee3ID.fl_str_mv https://orcid.org/0000-0003-0442-6458
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/7794068120475468
dc.contributor.referee4.fl_str_mv Trentin, Marco Antonio Sandini
dc.contributor.referee4ID.fl_str_mv https://orcid.org/0000-0002-8025-8700
dc.contributor.referee4Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/4746488333257798
dc.contributor.referee5.fl_str_mv Szmoski, Romeu Miqueias
dc.contributor.referee5ID.fl_str_mv https://orcid.org/0000-0002-0968-7158
dc.contributor.referee5Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5919669935159197
dc.contributor.authorID.fl_str_mv https://orcid.org/0000-0003-4733-5548
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/6098604503176841
dc.contributor.author.fl_str_mv Cruz, Hernani Batista da
contributor_str_mv Silva, Sani de Carvalho Rutz da
Silva, Silvio Luiz Rutz da
Silva, Sani de Carvalho Rutz da
Francisco, Antonio Carlos de
Dias, Ariangelo Hauer
Trentin, Marco Antonio Sandini
Szmoski, Romeu Miqueias
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::CIENCIAS HUMANAS
topic CNPQ::CIENCIAS HUMANAS
Robótica
Aprendizagem
Física - Estudo e ensino
Microcontroladores
Robotics
Learning
Physics - Study and teaching
Microcontrollers
Engenharia/Tecnologia/Gestão
dc.subject.por.fl_str_mv Robótica
Aprendizagem
Física - Estudo e ensino
Microcontroladores
Robotics
Learning
Physics - Study and teaching
Microcontrollers
dc.subject.capes.pt_BR.fl_str_mv Engenharia/Tecnologia/Gestão
description Acompanha prpdução técnica: Guia de Programação ESP32
publishDate 2022
dc.date.issued.fl_str_mv 2022-12-09
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2023-05-04T13:52:46Z
dc.date.available.fl_str_mv 2023-05-04T13:52:46Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv CRUZ, Hernani Batista da. Aprendizagem baseada em projetos: mediando o ensino de temas de física por meio do microcontrolador. 2022. Tese (Doutorado em Ensino de Ciência e Tecnologia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2022.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31330
identifier_str_mv CRUZ, Hernani Batista da. Aprendizagem baseada em projetos: mediando o ensino de temas de física por meio do microcontrolador. 2022. Tese (Doutorado em Ensino de Ciência e Tecnologia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2022.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31330
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Ponta Grossa
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pos Graduação em Ensino de Ciência e Tecnologia
dc.publisher.initials.fl_str_mv UTFPR
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Ponta Grossa
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/31330/5/license_rdf
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/31330/6/license.txt
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/31330/3/roboticaaprendizagemprojetos.pdf
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/31330/4/roboticaaprendizagemprojetos_produto.pdf
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/31330/8/roboticaaprendizagemprojetos_produto.pdf.txt
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/31330/10/roboticaaprendizagemprojetos.pdf.txt
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/31330/7/roboticaaprendizagemprojetos.pdf.jpg
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/31330/9/roboticaaprendizagemprojetos_produto.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 934f4ca17e109e0a05eaeaba504d7ce4
b9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95b
df855f3c4ec1e21ac8014d3083cec89f
d58ce71577e727336ab5ccdd98748487
8c035bfc8d1c7530d0a552827272794c
271a1fc47f719d42627393d8238835f4
9ea60afae3a41c656ab8937275a601fc
042f1e6fc7748943060ae18ae158def7
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1805923017696477184