Design Thinking, dimensão do problema: Uma análise quanto às metodologias e ferramentas ativas de apoio ao ensino da termodinâmica clássica

Ruthinéia Jéssica Alves do Nascimento; Vinicius Vescovi; Carolayne Ferreira de Almeida; Filipe da Silva Maia; Fabiane Rodrigues Fernandes

doi:10.5433/2236-2207.2023.v14.n2.48458

Authors

Ruthinéia Jéssica Alves do Nascimento Universidade do Sul e Sudeste do Pará (Unifesspa) https://orcid.org/0000-0002-5737-4164
Vinicius Vescovi Federal University of the South and Southeast of Pará https://orcid.org/0000-0002-6560-4222
Carolayne Ferreira de Almeida Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará https://orcid.org/0000-0002-8024-2426
Filipe da Silva Maia Federal University of Maranhao
Fabiane Rodrigues Fernandes Federal University of Maranhao https://orcid.org/0000-0002-8604-7752

DOI:

https://doi.org/10.5433/2236-2207.2023.v14.n2.48458

Keywords:

thermodynamics, teaching-learning, active tools

Abstract

The knowledge associated with thermodynamics is present in the most diverse branches of science and engineering. However, there is a high difficulty in the teaching-learning process of this theme. In this context, an interdisciplinary team was formed to investigate problems related to the teaching-learning process of thermodynamics, through the methodological approach of Design Thinking (immersion phase). The article deals with the procedures performed and related to the dimension of the problem. It was concluded that there are more internal factors that hinder the teaching-learning process and as for external factors, it is clear that games are active tools that work, motivate and bring engagement to learning.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Ruthinéia Jéssica Alves do Nascimento, Universidade do Sul e Sudeste do Pará (Unifesspa)

Adjunct Professor at the Federal University of the South and Southeast of Pará at the Institute of Geosciences and Engineering, she has academic training at the undergraduate and graduate department in chemical engineering at the Federal University of Rio Grande do Norte. Has experience in the area of Chemical Engineering, with emphasis on monitoring and instrumentation of Bioprocesses, processes for obtaining 2nd generation ethanol and product development. Currently, he works mainly on the following topics: Monitoring of Bioprocesses, Chemometrics, development of engineering products and development of educational technologies.

Vinicius Vescovi, Federal University of the South and Southeast of Pará

Professor at the University of South and Southeast Pará, based at the Institute of Geosciences and Engineering. He serves as a permanent member of the Professional Master's Program in Forensic Sciences. He holds a degree in Chemical Engineering from Faculdade de Aracruz (2009), a Master's in Chemical Engineering from the Federal University of São Carlos and a PhD in Chemical Engineering from the Federal University of São Carlos.

Carolayne Ferreira de Almeida, Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará

Undergraduate student in the undergraduate course in chemical engineering at the Federal University of South and Southeast Pará.

Filipe da Silva Maia, Federal University of Maranhao

Undergraduate student in the graduation course in Design at the Federal University of Maranhão.

Fabiane Rodrigues Fernandes, Federal University of Maranhao

Adjunct Professor at DEDET/CCET/UFMA. Coordinates LABDesign [@labdesign.ufma] with an emphasis on experience and innovation. Leader of the research group LABDesign - experience and innovation. PhD in Design from FAAC - UNESP/Bauru (2017). Master in Design from FAAC - UNESP/Bauru (2013). Specialization in Project Management by Anhanguera/Rio Claro (2010). Graduated in Industrial Design from the Federal University of Maranhão (2005). She was Associate Professor I of the Department of Technology in Graphic Design at the Faculty of Communication and Informatics (FCI) at UNIMEP/Campus Taquaral (Piracicaba/SP) and FAAL (Limeira/SP) for 8 years. Has experience in Ergonomic Design and Human-Technological Interface, with emphasis on: Web Design, Visual Thinking, Information Design, User Experience (UX) and Usability. Author of the books: Information Design: basis for the discipline in the Design & The State and Design course: from style to a strategic business tool. Member of the Scientific Committee of Projética Magazine (ISSN: 2236-2207), Member of the Scientific Committee of Design e Tecnologia Magazine (ISSN: 2178-1974), Member of the Scientific Committee of e-Revista Logo (ISSN: 2238-2542), Member Member of the Scientific Committee of the Journal Human Factor in Design (ISSN: 2316-7963), Member of the Scientific Committee of the Journal of Research and Psychosocial Practices (ISSN: 1809-8908) and Member of the Scientific Committee of the Journal of Modapalavra (ISSN: 1982-615X)

References

AGUILAR, H. et al. Difficulties in learning thermodynamics, that have their origin in the subject matter. In: International Conference on Education and New Learning Technologies, 11., 2019. Palma, Espanha. Proceedings [...]. Palma: EDULEARN19, 2019. p. 10301-10305.

ARAÚJO, E. D. S.; SANTOS, B. M. Jogo das grandezas: um recurso para o ensino de física. Revista do Professor de Física, v. 2, n. 2, p. 73–78, 2018. DOI: https://doi.org/10.26512/rpf.v2i2.12079

BAUER, W.; WESTFALL, G. D.; DIAS, H. Física para universitários. Porto Alegre: AMGH, 2013.

BRAGA, M. C. F. T.; CARVALHO, R. S. Ensinando termodinâmica através de uma sequência de ensino investigativa. Experiências em Ensino de Ciências, v. 16, n. 2, p. 144–163, 2021.

BRASIL. Resolução CNE/CES 2/2019. Institui as diretrizes curriculares nacionais do curso de graduação em engenharia. Diário oficial da união, Brasília-DF, 2019.

CHAGAS, J. O.; LOBO, F. A.; GONÇALVES, J. L. Avaliação de uma nova abordagem para o ensino de química. INTERRITÓRIOS, v. 6, n. 12, p. 355–370, 2020. DOI: https://doi.org/10.33052/inter.v6i12.249005

CRAWFORD, C. The art of computer game design.1° ed. 1982. E-book.

CRUZ, C. A. et al. Oficinas de aprendizagem no ensino de física: um estudo de caso com experiências de termodinâmica. Revista Prática Docente, v. 6, n. 3, p. 1–15, 2021. DOI: https://doi.org/10.23926/RPD.2021.v6.n3.e082.id1236

CYBIS, W.; BETIOL, A. H.; FAUST, R. Ergonomia e usabilidade: conhecimentos, métodos e aplicações. 3° ed. São Paulo: Novatec, 2007.

DEMPSTER, W.; LEE, C. K.; BOYLE, J. T. Teaching of thermodynamics and fluid mechanics using Interactive learning methods in large classes. In: American Society for Engineering Education Annual Conference & Exposition, 2002, Montreal, Canada. Proceedings [...]. Montreal: ASEE, 2002, p. 1087.1-1087.11. Disponível em: <https://peer.asee.org/teaching-of-thermodynamics-and-fluid-mechanics-using-interactive-learning-methods-in-large-classes.pdf> Acesso em: 21 de jun. 2023.

FEDEROFF, M. A. Heuristics and usability guidelines for the creation and evaluation of fun in video games. Dissertação (Mestrado em Telecomunicações) – Universidade de Indiana, 2002.

FLEISHER, C. S.; BENSOUSSAN, B. E. Business and competitive analysis methods: effective application of new and classic. New Jersey: FT Press, 2007.

LEWRICH, M.; LINK, P.; LEIFER, L. The design thinking toolbox: A guide to mastering the most popular and valuable innovation methods. New Jersey: Wiley $ Sons, 2020. DOI: https://doi.org/10.15358/9783800657520

LOPES, R. P.; GONÇALVES, S. LMS de apoio a metodologias de aprendizagem ativas. In: International Conference on Innovation, Documentation and Education. 10., 2021, Valência, Espanha. Proceedings [...]. Valencia: INNODOCT, 2021, Valência. p. 883-900. Disponível em: <http://ocs.editorial.upv.es/index.php/INNODOCT/INN2021/paper/view/13962>. Acesso em: 21 jun. 2023. DOI: https://doi.org/10.4995/INN2021.2021.13962

MELO, L.; BREMGARTNER, V.; SOUZA, D. Estação meteorológica portátil com cultura maker interdisciplinar para ensino de física e programação de computadores. Anais do XXVI Workshop de Informática na Escola (WIE 2020). Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação - SBC, 24 nov. 2020. Disponível em: <https://sol.sbc.org.br/index.php/wie/article/view/12618> Acesso em: 23 jun. 2023. DOI: https://doi.org/10.5753/cbie.wie.2020.259

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO. Graphogame: um aplicativo educativo, que torna mais divertida a aprendizagem. Disponível em: <https://alfabetizacao.mec.gov.br/grapho-game>. Acesso em: 16 jun. 2022.

NASCIMENTO, R. J. A. DO et al. Termodinâmica, fácil ou difícil? Um estudo de caso na Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará. In: Congresso Brasileiro de Educação em Engenharia. Anais [...] Evento Online: Associação Brasileira de Educação em Engenharia, 2022. Disponível em: <http://abenge.org.br/sis_artigo_doi.php?e=COBENGE&a=22&c=3815>. Acesso em: 21 de jun. 2023.

PADOVANI, S.; SPINILLO, C. G.; GOMES, Í. M. DE A. Desenvolvimento e aplicação de modelo descritivo-normativo para análise de websites. Production, v. 19, n. 3, p. 514–528, 2009. DOI: https://doi.org/10.1590/S0103-65132009000300009

PEREIRA, I. M. et al. Aquecedor solar de baixo custo: uma ferramenta pedagógica para o ensino de conceitos termodinâmicos e a conscientização socioambiental. Revista de Ensino de Ciências e Matemática, v. 11, n. 3, p. 105–125, 5 maio 2020. DOI: https://doi.org/10.26843/rencima.v11i3.2383

PUHL, N. M.; MARCHI, M. I. Atividades investigativas no ensino de física: um enfoque termodinâmico ao corpo humano. Revista Eletrônica de Educação, v. 13, n. 3, p. 1191–1205, 2 set. 2019. DOI: https://doi.org/10.14244/198271992661

RIBEIRO, B. S. et al. Just-in-Time Teaching para o Ensino de Física e Ciências: uma Revisão Sistemática da Literatura. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 44, 2022. DOI: https://doi.org/10.1590/1806-9126-rbef-2022-0075

RIHS, A. R.; DICKMAN, A. G.; LEITE, C. Uma abordagem contextualizada da física no curso de engenharia ambiental e sanitária. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 44, n. e20210335, p. 1–10, 2022. DOI: https://doi.org/10.1590/1806-9126-rbef-2021-0335

SANTOS, A. Seleção do método de pesquisa: guia para pós-graduando em design e áreas afins. Curitiba: INSIGHT, 2018.

SANTOS, T. DA S. Metodologias ativas de ensino-aprendizagem. Olinda-PE: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco, 2019.

SERRA, G. F. et al. Análise de um motor-foguete bi-propelente aplicada ao ensino de termodinâmica: um estudo de caso. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 42, p. e20200174- 1/5, 2020. DOI: https://doi.org/10.1590/1806-9126-rbef-2020-0174

SILVA, G. R. DA; ERROBIDART, N. C. G. A produção científica nacional em periódicos sobre o ensino de termodinâmica. Revista Prática Docente, v. 4, n. 2, p. 559–577, 27 dez. 2019. DOI: https://doi.org/10.23926/RPD.2526-2149.2019.v4.n2.p559-577.id432

SOUSA, R. G. DE; SOUSA, R. C. DE. Percepção de aprendizado: uma análise prática de um jogo simulado baseado no modelo revisto da taxonomia de Bloom. Revista Lagos, v. 6, n. 2, p. 79–87, 2015.

YÁÑEZ-GÓMEZ, R.; CASCADO-CABALLERO, D.; SEVILLANO, J.-L. Academic methods for usability evaluation of serious games: a systematic review. Multimedia Tools and Applications, v. 76, n. 4, p. 5755–5784, 19 fev. 2017. DOI: https://doi.org/10.1007/s11042-016-3845-9