O uso do software ANSYS como ferramenta didática para o ensino de termologia no ensino médio
Autor(es):
Vitor, Francisco Fabio De Lima
Palavras Chaves:
Termologia; Ansys; Experimental.
Ano de Publicação:
2024
Resumo:
O ensino de Física Experimental na educação básica no Brasil sofre com a falta de infraestrutura dos laboratórios nas escolas. Dessa forma, os conteúdos das disciplinas se resumem a metodologia tradicional, como: uma aprendizagem abstrata de conceitos fundamentais para essa fase. Em se tratando do ensino de Termologia, em que as grandezas físicas são apresentadas pela primeira vez no ensino fundamental e ainda de forma superficial, desconectada da realidade dos alunos. Assim, a utilização de experimentos alternativos e simuladores é a saída para dinamizar este ensino. O uso de software computacionais empregados na educação vêm apresentando significativa contribuição em que demonstrações de fenômenos naturais podem ser apresentados por meio de ilustrações gráficas coloridas e filmes tridimensionais. Entre esses softwares, destaca-se o ANSYS, o qual é utilizado amplamente na área da engenharia para simulações de análise fluidodinâmica, eletromagnética, mecânica e térmica. Nesse trabalho será empregado o ANSYS Discovery para o ensino dos conceitos de temperatura, calor e propagação de calor, com alunos da segunda série do ensino médio na Escola Estadual de Ensino Profissionalizante Poeta Sinó Pinheiro, localizada em Jaguaribe/Ce. Com o uso do software será possível demostrar a propagação do calor em vários ângulos e formatos de objetos que estão no cotidiano dos alunos, assim como apresentar a evolução temporal e espacial em tempo real de grandezas térmicas, como sua dependência em função do tipo de material e suas propriedades termofisicas como calor específico e condutividade térmica. Além disso, é possível também apresentar a influência das condições de contorno submetida ao objeto em estudo, a fim de proporcionar ganhos pedagógicos e auxiliar no entendimento dos fenômenos físicos, outro propósito deste trabalho é avaliar na perspectiva dos discentes, se o uso de novas tecnologias facilita a aprendizagem, para tanto será realizada uma pesquisa com natureza qualitativa que compreenderá em um conjunto de aulas expositivas e práticas, aplicação de questionários, registros, buscando tornar os dados representativos e permitir o entendimento do fenômeno em seu contexto natural. Portanto, o resultado esperado após a aplicação do presente projeto é de que os participantes percebam que a práxis em torno de um tema pré-definido facilita a abordagem dos fenômenos naturais, bem como um entendimento significativo por parte dos envolvidos.
Abstract:
The teaching of Experimental Physics in basic education in Brazil suffers from a lack of infrastructure in school laboratories. As a result, the content of the subjects is reduced to traditional methodology, such as abstract learning of fundamental concepts for this phase. Regarding the teaching of Thermology, where the quantities of temperature and heat are presented for the first time in elementary school and still in a superficial and disconnected way from the reality of students. Thus, the use of alternative experiments and simulators is the way to dynamize this teaching. The use of computer software employed in education has been showing a significant contribution, where demonstrations of natural phenomena can be presented through colorful graphic illustrations and three-dimensional films. Among these softwares, ANSYS stands out, which is widely used in the engineering field for simulations of fluid dynamics, electromagnetic, mechanical and thermal analysis. In this work, ANSYS Discovery will be used to teach the concepts of temperature, heat, and heat propagation, with high school freshmen students at the State School of Professional Education Poeta Sinó Pinheiro, located in Jaguaribe/Ce. With the use of software, it will be possible to demonstrate heat propagation in various angles and formats of objects that are part of the students' daily lives, as well as to present the temporal and spatial evolution in real-time of thermal quantities, such as their dependence on the type of material and its thermophysical properties such as specific heat and thermal conductivity. Additionally, it is also possible to present the influence of boundary conditions submitted to the object under study. In order to provide pedagogical gains and assist in the understanding of physical phenomena, another purpose of this project is to evaluate, from the perspective of the students, whether the use of new technologies facilitates learning. For this, a qualitative research will be conducted that will comprise a set of expository and practical classes, application of questionnaires, records, seeking to make the data representative and allow the understanding of the phenomenon in its natural context. Therefore, the expected result after the application of this project is that the participants realize that praxis around a pre-defined topic makes it easier to approach natural phenomena, as well as a significant understanding on the part of those involved.
Tipo do Trabalho:
Dissertação
Referência:
Vitor, Francisco Fabio De Lima. O uso do software ANSYS como ferramenta didática para o ensino de termologia no ensino médio. 2024. 181 f. Dissertação (Mestrado Acadêmico ou Profissional em 2024) - Universidade Estadual do Ceará, Iguatu, 2024. Disponível em: Acesso em: 19 de março de 2025
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