Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/87093| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Modelagem física da condução elétrica cardíaca: uma abordagem estrutural via circuitos RC |
| Autor(es): | Padre, Pedro Henrique Rodrigues Barbosa |
| Orientador: | Carmona, Humberto de Andrade |
| Palavras-chave em português: | circuito RC;eletrofisiologia;interdisciplinaridade;aprendizagem significativa;TWA;ensino de física |
| Palavras-chave em inglês: | RC circuit;electrophysiology;interdisciplinarity;meaningful learning;TWA;physics teaching |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
| Data do documento: | 2026 |
| Citação: | PADRE, Pedro Henrique Rodrigues Barbosa. Modelagem elétrica cardíaca: uma abordagem estrutural via circuitos RC. 2026. Dissertação (Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026. |
| Resumo: | Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a aplicação de uma sequência didática fundamentada no uso estruturado de analogias entre circuitos elétricos e o sistema de condução elétrica cardíaca, com vistas à promoção da aprendizagem conceitual e significativa de eletricidade no Ensino Médio técnico. A proposta foi desenvolvida como produto educacional do Mestrado Profissional em Ensino de Física (MNPEF) e aplicada em duas turmas do terceiro ano da Escola Estadual de Educação Profissional Maria José Medeiros, em Fortaleza, Ceará, uma do curso técnico em Enfermagem (n = 35) e outra em Redes de Computadores (n = 39). O referencial teórico articula a aprendizagem significativa de Ausubel, a interdisciplinaridade entre Física e Biologia, a natureza dos modelos científicos e o modelo TWA (Teaching With Analogies) de Glynn, adotado como fundamento metodológico da sequência. O produto educacional é estruturado em seis módulos que estabelecem correspondências entre os elementos do circuito elétrico, força eletromotriz, capacitor, resistência, circuito RC e as estruturas do sistema de condução cardíaca, nó sinoatrial, membrana celular, nó atrioventricular e fibras de Purkinje, com cada módulo incluindo situação-problema, desenvolvimento conceitual, analogia biológica, limites do modelo e proposta de uso de simuladores computacionais. A pesquisa adota abordagem mista, com coleta de dados por pré-teste, pós-teste e atividades formativas avaliadas por rubrica analítica de três níveis baseada no modelo TWA. Os resultados indicam ganho de aprendizagem de +31,8% em Enfermagem e +29,1% em Redes de Computadores, com maior impacto nas questões analógicas, em especial a correspondência entre o nó sinoatrial e a fonte de FEM, com ganho de +74,3% e +58,5%, respectivamente. A análise das atividades formativas revela nível relacional predominante nas duas turmas ao longo das quatro primeiras atividades, com progressão para o nível adequado na síntese pelo eletrocardiograma na turma de Enfermagem. Os resultados confirmam que a abordagem por analogias estruturadas segundo o modelo TWA, com mediação intencional e discussão sistemática dos limites dos modelos, é capaz de promover aprendizagem conceitual significativa em eletricidade independentemente do perfil de formação técnica prévia da turma. |
| Abstract: | This work presents the development and application of a didactic sequence based on the structured use of analogies between electrical circuits and the cardiac electrical conduction system, aimed at promoting conceptual and meaningful learning of electricity in technical secondary education. The proposal was developed as an educational product of the Professional Master's Program in Physics Teaching (MNPEF) and applied to two third-year classes at the Escola Estadual de Educação Profissional Maria José Medeiros, in Fortaleza, Ceará — one from the Nursing technical program (n = 35) and one from the Computer Networks program (n = 39). The theoretical framework articulates Ausubel's meaningful learning theory, interdisciplinarity between Physics and Biology, the nature of scientific models, and Glynn's Teaching With Analogies (TWA) model, adopted as the methodological foundation of the sequence. The educational product is structured in six modules that establish correspondences between electrical circuit elements, electromotive force, capacitor, resistance, RC circuit and cardiac conduction structures, sinoatrial node, cell membrane, atrioventricular node, and Purkinje fibers, with each module including a problem situation, conceptual development, biological analogy, model limitations, and a proposal for computational simulator use. The research adopts a mixed-methods approach, with data collected through pre-test, post-test, and formative activities evaluated by a three-level analytical rubric based on the TWA model. Results indicate a learning gain of +31.8% in the Nursing group and +29.1% in Computer Networks, with the greatest impact on analogical questions, particularly the correspondence between the sinoatrial node and the electromotive force source, with gains of +74.3% and +58.5%, respectively. Analysis of the formative activities reveals a predominantly relational level in both groups across the first four activities, with progression to the adequate level in the ECG synthesis activity in the Nursing group. The results confirm that the structured analogies approach, based on the TWA model with intentional mediation and systematic discussion of model limitations, is capable of promoting meaningful conceptual learning in electricity regardless of students' prior technical background. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/87093 |
| ORCID do(s) Autor(es): | https://orcid.org/0009-0003-5651-5564 |
| Currículo Lattes do(s) Autor(es): | https://lattes.cnpq.br/7363012742018057 |
| Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/7131786373023294 |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| Aparece nas coleções: | MNPEF - Dissertações defendidas na UFC |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| 2026_dis_phrbpadre.pdf | 3,98 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.