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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Calorímetro: desenvolvimento de um simulador interativo
Título(s) alternativo(s): Calorimeter: development of an interactive simulator.
Autor(es): Tófolo, Diuly Pereira
Primeiro Orientador: Oliveira, Marcelo Escobar de
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Silva, Carlos Eduardo
metadata.dc.contributor.referee1: Rost, Érica
metadata.dc.contributor.referee2: Ferreira, Katiúscia Daiane
metadata.dc.contributor.referee3: Oliveira, Marcelo Escobar de
Resumo: O método de ensino tradicional tem se revelado obsoleto e pouco eficaz, enquanto a aprendizagem ativa busca envolver os alunos de forma mais participativa. Nas escolas públicas do Brasil, especialmente nas disciplinas de química e física, desafios significativos têm sido enfrentados devido à falta de recursos e laboratórios adequados, limitando a aplicação de atividades práticas. Diante desse cenário, os simuladores digitais emergem como uma solução valiosa para tornar o ensino de ciências mais envolvente e acessível. Dessa maneira, o presente trabalho tem como objetivo relatar o desenvolvimento de uma simulação digital e interativa de um calorímetro, abordando os conteúdos de calor sensível e calor latente. As ferramentas utilizadas incluem o Google Sites, Blender, Unity, a linguagem C# e o GitHub. As substâncias selecionadas para a simulação foram: água, alumínio, cobre, ácido (HCl) e base (NaOH), com suas constantes retiradas de materiais da IUPAC e do NIST Chemistry WebBook. A metodologia adotada compreendeu a análise de simuladores sobre calorimetria para a fase de ideação do projeto, seguida pelo seu planejamento, esquematização e criação de um site complementar para a compreensão dos conceitos relacionados à simulação. O design escolhido foi inspirado nos materiais do PhET: Interactive Simulations. A modelagem dos objetos, criação do layout e da interface, programação das funcionalidades, aplicação de testes e a publicação do simulador foram etapas subsequentes. Os resultados destacam os painéis de conteúdo desenvolvidos, nomeados “Conhecendo as variáveis”, “Contextualizando” e “Desafio”. O primeiro permite a livre manipulação das variáveis para que o usuário possa se familiarizar com o material, o segundo propõe exercícios de contextualização, e o terceiro promove um desafio de cálculo das variáveis na fórmula do calor sensível ou latente, com um temporizador ativo. Os critérios de acessibilidade, usabilidade, conteúdo, contextualização e interatividade do simulador desenvolvido são destacados e discutidos, em comparação aos simuladores analisados anteriormente. É importante ressaltar que o material ainda não foi testado em sala de aula, sendo necessárias pesquisas futuras para avaliar sua eficácia em diferentes contextos educacionais. Sendo assim, foi possível concluir que a simulação desenvolvida oferece uma interface intuitiva, eficaz e de fácil utilização. O projeto visa preencher lacunas no ensino de química e física, introduzindo ferramentas digitais interativas, lúdicas e práticas na aprendizagem de ciências.
Abstract: The traditional teaching method has proven to be outdated and ineffective, while active learning aims to engage students more participatively. In Brazilian public schools, especially in chemistry and physics subjects, significant challenges have been faced due to the lack of resources and suitable laboratories, limiting the implementation of practical activities. In this scenario, digital simulators emerge as a valuable solution to make science education more engaging and accessible. Thus, the present work aims to report the development of a digital and interactive simulation of a calorimeter, addressing the topics of sensible heat and latent heat. The tools used include Google Sites, Blender, Unity, the C# language, and GitHub. The selected substances for the simulation were water, aluminum, copper, hydrochloric acid (HCl), and sodium hydroxide (NaOH), with their constants extracted from IUPAC and the NIST Chemistry WebBook materials. The adopted methodology involved the analysis of calorimetry simulators for the ideation phase of the project, followed by its planning, schematization, and the creation of a complementary website to aid in understanding the concepts related to the simulation. The chosen design was inspired by materials from PhET: Interactive Simulations. The modeling of objects, creation of the layout and interface, programming of functionalities, application of tests, and the publication of the simulator were subsequent steps. The results highlight the developed content panels, named "Understanding the Variables," "Contextualizing," and "Challenge." The first allows free manipulation of variables for the user to become familiar with the material, the second proposes contextualization exercises, and the third promotes a challenge involving the calculation of variables in the formula for sensible or latent heat, with an active timer. The criteria of accessibility, usability, content, contextualization, and interactivity of the developed simulator are emphasized and discussed, compared to previously analyzed simulators. It is important to note that the material has not yet been tested in the classroom, requiring future research to assess its effectiveness in different educational contexts. Thus, it was possible to conclude that the developed simulation offers an intuitive, effective, and user-friendly interface. The project aims to fill gaps in the teaching of chemistry and physics, introducing interactive, playful, and practical digital tools into science education.
Palavras-chave: Simulador digital interativo.
Interactive digital simulator.
Ensino de Química.
Chemistry teaching.
Ensino de Física.
Physics teaching.
Calor sensível.
Sensible heat.
Calor latente.
Latent heat.
Calorímetro.
Calorimeter.
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::TERMODINAMICA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Insitituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás
Sigla da Instituição: IFG
metadata.dc.publisher.department: Câmpus Itumbiara
Citação: TÓFOLO, Diuly Pereira. Calorímetro: desenvolvimento de um simulador interativo. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Licenciatura em Química) - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás - IFG, Itumbiara, 90 p. 2024.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://repositorio.ifg.edu.br:8080/handle/prefix/1900
Data do documento: 30-Nov-2023
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