Acompanha: Guia prático de programação de simulações PhET para o ensino de ciência e matemática: básico e avançado / Esta pesquisa teve como objetivo investigar os efeitos da aplicação de game design em uma simulação interativa do projeto PhET no processo de ensino e aprendizagem, e quanto ao interesse dos estudantes em acessarem, espontaneamente, as simulações. A metodologia envolveu 75 estudantes do Ensino Médio em um design experimental com grupo de controle (S) e grupo experimental (G). A análise dos dados apontou que a aplicação de game design não afeta (p = 0,16) a aquisição de conhecimento e a atitude dos alunos ao final da aula. Porém, uma diferença com significância (p < 0,01 e r = 0,34) foi observada para o teste de retenção, sendo maior para o grupo G. A diferença entre o teste de retenção e o pós-teste (p <0,001 e r = 0,38) foi favorável para o grupo G. As curvas de regressão para a retenção apresentaram-se inclinadas e com um gap positivo para o grupo G, quando comparado com o grupo S, utilizando o conhecimento prévio como covariante. O experimento foi replicado em um design quase-experimental com 64 participantes, a comparação com o teste de retenção, manteve-se favorável para o grupo G, reforçando a validade externa do experimento. O efeito positivo na retenção de conhecimento, proporcionado pela seção de jogo é discutido com referência na Teoria da Carga Cognitiva. A seção de jogo presente na simulação potencializa a sua função como material instrucional, facilitando a construção e automatização de esquemas cognitivos na memória de trabalho dos estudantes. Um maior interesse dos estudantes, em acessarem as simulações PhET, foi observado após a aplicação de elemento de game design sociointerativo, no caso, com um placar de pontuações. Esse resultado foi discutido com referência no conceito de Homo ludens. Tendo como referência o escopo teórico de Richard E. Mayer, é possível compreender as observações obtidas nesta pesquisa, o qual destaca que: métodos de aprendizagem por descoberta, sem orientação, geralmente, são ineficientes e ineficazes para promoverem a aprendizagem conceitual. A aplicação de game design permite que a simulação seja utilizada tanto em espaços formais de ensino, com foco na aprendizagem pela descoberta guiada, como em situações adversas, em uma aprendizagem baseada em jogos digitais. Como contribuição para a área de Design Instrucional no ensino de Ciência, conclui-se nesta tese: a presença de uma seção de jogo em uma simulação interativa de Física possui efeitos positivos na retenção de conhecimento (d = 0,81), na motivação dos estudantes em acessarem, espontaneamente, as simulações, e não há evidências de aumento de carga cognitiva na memória de trabalho dos aprendizes. / This research aimed to investigate the effects of applying game design to a PhET interactive simulation on the teaching and learning process, and on student interest in spontaneously accessing the simulation. The methodology involved 75 high school students in an experimental design with a control group (S) and an experimental group (G). Data analysis highlighted that applying game design did not affect the acquisition of knowledge and student attitudes at the end of the class (p = 0.16). However, a significant difference (p <0.01 and r = 0.34) was observed for the retention test, being greater for the G group. The difference between the retention test and the post-test (p <0.001 and r = 0.38) was favorable for the G group. The regression curves for retention were inclined with a positive gap for the G group when compared with the S group, using previous knowledge as a covariate. The experiment was replicated in a quasiexperimental design with 64 participants, and the retention test comparison remained favorable for the G group, reinforcing the external validity of the experiment. The positive effect on knowledge retention provided by the game section is discussed with reference to cognitive load theory. The game section present in the simulation enhances its function as instructional material, facilitating the construction and automation of cognitive schemes in students' working memory. Greater student interest in accessing the PhET simulation was observed after adding a sociointeractive game design element, in this case, a high score board. This result was discussed with reference to the concept of Homo ludens. With reference to the theoretical scope of Richard E. Mayer, it is possible to understand the results obtained: learning methods by discovery, without guidance, are generally inefficient and ineffective in promoting conceptual learning. Applying game design allows the simulation to be used in both formal teaching spaces focused on learning by guided discovery and in adverse situations with digital game-based learning. As a contribution to the area of instructional design in science teaching, this thesis concludes that the game section present in a physics interactive simulation positively affects the retention of knowledge (d = 0.81) and student motivation to spontaneously access the simulation, with no evidence of cognitive load increases in students’ working memory.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/2536 |
| Date | 25 August 2017 |
| Creators | Ribeiro, Rafael João |
| Contributors | Silva, Sani de Carvalho Rutz da, Yonezawa, Wilson Massashiro, Andrade, André Vitor Chaves de, Miquelin, Awdry Feisser, Pilatti , Luiz Alberto |
| Publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciência e Tecnologia, UTFPR, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UTFPR, instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná, instacron:UTFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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