Uso de softwares de simulao na disciplina de Circuitos Eltricos no curso de Engenharia de Biossistemas

Lisiane Brichi1, Fernando de Lima Caneppele1, Lus Roberto Almeida Gabriel Filho2, Antonio Savi Filho3

1 USP, Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos - Pirassununga

lisiane.brichi@usp.br, caneppele@usp.br 2 UNESP, Campus Experimental de Tup

gabrielfilho@tupa.unesp.br 3 UNESP, Campus Experimental de Itapeva

savi@itapeva.unesp.br

Objetivos O projeto em questo tem por objetivo discutir diagnsticos realizados junto disciplina de

Circuitos Eltricos ministrada ao curso de Engenharia de Biossistemas na USP de Pirassununga, em relao utilizao de simulaes por meio de softwares no aprendizado da eletricidade e reas afins.

De acordo com Dorneles et al. (2006), a eletricidade uma das reas da fsica que possuem mais estudos referentes a dificuldades de aprendizagem. Estes estudos incluem dificuldades conceituais, concepes alternativas, uso indiscriminado da linguagem e raciocnios errneos que os alunos costumam apresentar no estudo de circuitos eltricos simples.

Mtodos/Procedimentos

O trabalho foi desenvolvido na Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos FZEA/USP, localizada em Pirassununga, So Paulo. Inicialmente dados foram coletados a partir dos semestres letivos da disciplina Circuitos Eltricos nos anos de 2012 e 2013, onde no ano de 2012 estavam matriculados 50 alunos e no ano de 2013, 55 alunos. Sendo assim, para as citaes de softwares mais utilizados em simulaes de circuitos eltricos foram utilizados estes dois anos.

O PEEG Programa de Estmulo ao Ensino de Graduao foi utilizado no primeiro semestre de 2013, com o uso da monitoria e das simulaes e modelagens. Durante a execuo deste programa, alm do apoio das atividades de monitoria, foram realizados diagnsticos no incio do perodo letivo da disciplina e aps algumas aulas, j com a adoo de um software para simulao, como forma de apoiar a atividade de ensino.

Quanto ao software utilizado nas simulaes dos circuitos eltrico, o escolhido foi o Solve Elec na verso 2.5 em ingls, por tratar-se de um software livre com tamanho aproximado de 3,2MB e com interface relativamente amigvel. Em paralelo a ao de utilizao do software apresentado, foi realizado um diagnstico relacionado aos conhecimentos em eletricidade bsica e de softwares de simulao, junto aos alunos matriculados na mesma disciplina e no mesmo perodo.

Resultados

No que se refere aos softwares utilizados em simulaes de circuitos eltricos, no ano de 2012, 34 alunos responderam pesquisa e em 2013, 47 alunos, sendo que nos dois perodos letivos explicitados, foram citados ao todo 486 softwares livres e proprietrios.

Dentre estes, 79 eram diferentes softwares e os mais citados foram SolveElec, PSpice, NI MULTISIM, AimSpice, Ngspice, como ilustrado na Figura 1. Nenhum dos outros softwares citados atingiu um nvel maior que 5%.

Figura 1: Softwares mais citados em 2012 e 2013.

Quanto aos resultados referentes ao diagnstico do conhecimento de eletricidade bsica, observou-se nas repostas que a maioria dos alunos teve conhecimentos relacionados eletricidade passada no ensino mdio, levando essa base ento para a graduao. Apenas 6% dos alunos no receberam esse conhecimento no ensino mdio. Referente ao contato com softwares de simulao, poucos alunos relataram j terem tido essa experincia, como representado na Figura 2.

De maneira geral, foram relatados como contedos de fcil compreenso, Lei de OHM, diferena de tenso e corrente, enquanto que de difcil entendimento foram elencados sentidos de corrente, circuitos RL, RC e RLC, polaridades e tcnicas de simplificao.

Aps o uso do software em questo, Solve Elec, 83% dos alunos responderam que de forma geral o software apresenta fcil montagem dos circuitos, enquanto 17% afirmou o contrrio, porm

tambm foi afirmado por 62% que de maneira especfica houve dificuldade nesta mesma montagem, criando assim uma situao contraditria.

Figura 2: Experincia anterior com softwares de simulao.

Aps questionamentos, a maioria absoluta dos alunos concordou que o uso deste software poderia auxiliar nos estudos relacionados eletricidade. Muitos citaram que o mesmo pode ajudar no entendimento das teorias, na melhor visualizao dos circuitos, estimulando e facilitando a aprendizagem e os estudos da disciplina. A maior parte dos alunos tambm acredita que o uso de softwares de simulao so ferramentas essenciais em cursos de engenharia. Muitos citaram a importncia das simulaes e modelagens em qualquer rea do conhecimento

Concluses

A maioria absoluta dos alunos concordou que o uso deste software poderia auxiliar nos estudos relacionados eletricidade. Muitos citaram que o mesmo pode ajudar no entendimento das teorias, na melhor visualizao dos circuitos, estimulando e facilitando a aprendizagem e os estudos da disciplina. A maior parte dos alunos tambm acredita que o uso de softwares de simulao so ferramentas essenciais em cursos de engenharia. Muitos citaram a importncia das simulaes e modelagens em qualquer rea do conhecimento.

Referncias Bibliogrficas

DORNELES, P. F. T.; ARAUJO, I. S.; VEIT, E. A.. Computational model ling and simulation activities to help the meaningful learning of electricity basic concepts: Part I simple electric circuits. Revista Brasileira de Ensino de Fsica, Porto Alegre, v. 28, n. 4, p.487-496, 25 set. 2006.