Engenharia didática no contexto da aprendizagem de conteúdos de eletricidade com uso das TDIC e RED.

Abstract

This research investigates how Didactic Engineering (DE) is applied in the context of learning about electricity, using Digital Information and Communication Technologies (DICT) and Digital Educational Resources (DER). In this relationship between DE and learning, however, the systematic literature review (SLR) conducted in this thesis highlighted the absence of studies addressing the integration between DE, mediated by technological artifacts, in the learning of the Electricity Laboratory Curriculum Component (CCLE). Given this gap, we set out to develop it in the context of the Integrated Technical Course in Electrical Technology, with the aim of contributing to pedagogical practices and improving the learning process. Thus, the question that guided this study was: how does DE, mediated by DICT and DER, contribute to improving the learning of CCLE content? In this sense, the general objective of this study is to investigate the application of DICT and DER in the learning process of CCLE content, in the context of DE as a research methodology and technique. To guide the work, the following specific objectives were established: to understand how DICT and DER contribute to the learning of CCLE content; to analyze the pedagogical implications of applying DE as a research methodology and technique in the learning process mediated by DICT and DER, in the context of digital culture; and to evaluate the involvement of students from both classes in the development of didactic sequences (DS) within the scope of DE, addressing electricity content. For this study, we used a mixed research methodology approach, which integrates qualitative and quantitative methods. The data collection instruments comprised the phases of DE, and in the experimentation stage, the Theory of Didactical Situations (TDS) was used, in addition to the application of pre-tests, post-tests, laboratory activities, formative tests, logbooks, observations, and hybrid e-activities developed with the use of DICT and DER. Thus, the DE analysis technique was used, articulated with the assumptions of TDS in the DE experimentation phase, in the first-year classes of the Integrated Technical Course in Electrical Technology, with an emphasis on its investigative and experimental character, both in the classroom and online. Of the 81 students enrolled in the course, 39 were from class A and 42 from class B. In class A, 27 submitted the Free and Informed Consent Form (FICF) and the Free and Informed Assent Form (FIAF), and 12 did not; in class B, 33 submitted and 9 did not, totaling 60 valid participants in the study. The research showed that the combination of hands on experiments conducted in the Electricity Laboratory and activities mediated by the virtual learning environment developed in the institution's Computer Laboratory was an innovative approach. This integration enabled students to learn CCLE content through structured teaching, promoting greater conceptual understanding and the practical application of knowledge in real situations. The hypotheses were validated using statistical procedures, which involved calculating the mean and standard deviation and applying Student's t-test. The results showed that the methodology adopted, based on DE and TDS, contributed significantly to the learning of CCLE content. In addition, a high level of integration and active participation of the classes was observed in the phases of action, formulation, validation, and institutionalization of the content, which consolidated the understanding and appropriation of the topics worked on throughout the pedagogical intervention.

RESUMEN Esta investigación analiza cómo se caracteriza la aplicación de la Ingeniería Didáctica (ED) en el contexto del aprendizaje de contenidos de Electricidad, utilizando Tecnologías Digitales de Información y Comunicación (TDIC) y Recursos Educativos Digitales (RED). Sin embargo, en esta relación entre la ED y el aprendizaje, la revisión sistemática de la literatura (RSL) realizada en esta tesis puso de manifiesto la ausencia de estudios que aborden la integración entre la ED, mediada por artefactos tecnológicos, en el aprendizaje del Componente Curricular Laboratorio de Electricidad (CCLE). Ante esta laguna, nos propusimos desarrollarla en el contexto del Curso Técnico Integrado en Electrotecnia, con el propósito de contribuir a las prácticas pedagógicas y a la mejora del proceso de aprendizaje. Por lo tanto, la pregunta que guió este estudio fue: ¿cómo contribuye la ED, mediada por las TDIC y las RED, a la mejora del aprendizaje de los contenidos del CCLE? En este sentido, el objetivo general de este estudio es investigar la aplicación de las TDIC y las RED en el proceso de aprendizaje de los contenidos del CCLE, en el contexto de la ED como metodología y técnica de investigación. Para orientar el trabajo, se establecieron los siguientes objetivos específicos: comprender cómo las TDIC y las RED contribuyen al aprendizaje de los contenidos del CCLE; analizar las implicaciones pedagógicas de la aplicación de la ED como metodología y técnica de investigación en el proceso de aprendizaje mediado por las TDIC y las RED, en el contexto de la cultura digital, y evaluar la participación de los estudiantes de las dos clases en el desarrollo de las secuencias didácticas (SD) en el ámbito de la ED, abordando contenidos de electricidad. Para este estudio, utilizamos el enfoque metodológico de la investigación mixta, que integra métodos cualitativos y cuantitativos. Los instrumentos de recopilación de datos abarcaron las fases de la ED y, en la etapa de experimentación, se utilizó la Teoría de las Situaciones Didácticas (TSD), además de la aplicación de pretest, postest, actividades de laboratorio, pruebas formativas, diario de a bordo, observaciones y actividades híbridas desarrolladas con el uso de las TDIC y las RED. De este modo, se utilizó la técnica de análisis de la ED, articulada con los supuestos de la TSD en la fase de experimentación de la ED, en las clases del primer año del Curso Técnico Integrado en Electrotecnia, con énfasis en su carácter investigativo y experimental, tanto en el entorno del aula como en línea. De los 81 estudiantes matriculados en el curso, 39 pertenecían al grupo A y 42 al grupo B. En el grupo A, 27 entregaron el Término de Consentimiento Libre y Esclarecido (TCLE) y el Término de Asentimiento Libre y Esclarecido (TALE), y 12 no lo hicieron; en el grupo B, 33 lo entregaron y 9 no, lo que suma un total de 60 participantes válidos en la investigación. La investigación puso de manifiesto que la articulación entre las prácticas experimentales presenciales, realizadas en el Laboratorio de Electricidad, y las actividades mediadas por el entorno virtual de aprendizaje, desarrolladas en el Laboratorio de Informática de la institución, se configuró como un enfoque innovador. Esta integración permitió a los estudiantes aprender los contenidos del CCLE mediante una didáctica estructurada, promoviendo la ampliación de la comprensión conceptual y la aplicación práctica de los conocimientos en situaciones reales. La validación de las hipótesis se llevó a cabo mediante procedimientos estadísticos, que implicaron el cálculo de la media, la desviación estándar y la aplicación de la prueba t de Student. Los resultados demostraron que la metodología adoptada, basada en la ED y la TSD, contribuyó significativamente al aprendizaje de los contenidos del CCLE. Además, se observó un alto nivel de integración y participación activa de las clases en las fases de acción, formulación, validación e institucionalización de los contenidos, lo que consolidó la comprensión y la apropiación de los temas trabajados a lo largo de la intervención pedagógica.