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We present the design of a relaxation calorimeter for specific heat measurements at room temperature directed to experimental physics teaching. We point out the characteristics of physical constitution and calorimeter operation and detail the computer programming involved. In the course of the experiment, monitoring the temperature and time of the specific heat measurements were made electronically in real time by a computer connected to an Arduino board. The data can be made available through tables and graphs through PLX-DAQ data acquisition tool and Excel spreadsheet. The results of the average specific heat obtained for iron, brass and lead samples, at room temperature, have small deviations in the order of about 3% when compared to literature values. The proposal uses low-cost and high-tech equipments aiming at innovation of teaching laboratories for science education or the development of experimental activities in instrumentation disciplines for teaching physics. Apresentamos o projeto de um calorímetro de relaxação para medidas de calor específico em temperatura ambiente direcionado ao ensino de física experimental. Apontamos as características de constituição física e de operação do calorímetro e detalhamos a programação computacional envolvida. No transcorrer da experiência, o monitoramento da temperatura e do tempo foi feito eletronicamente em tempo real por um computador conectado a uma placa Arduino. Os dados obtidos podem ser disponibilizados por de tabelas e gráficos através da ferramenta de aquisição de dados PLX-DAQ e a planilha Excel. Os resultados do calor específico médio obtidos para amostras de ferro, latão e chumbo, em temperatura ambiente, apresentam pequenos desvios da ordem de aproximadamente 3% quando comparados a valores da literatura. A proposta apresentada utiliza materiais de baixo custo e alta tecnologia objetivando a inovação dos laboratórios didáticos para ensino de ciências ou o desenvolvimento de atividades experimentais em componentes curriculares de instrumentação para ensino de Física.

Resumo Este trabalho apresenta o projeto de um medidor de luz para atividades didáticas experimentais utilizando o sensor de luz integrado BH1750. O medidor de luz é construído conectando o sensor BH1750 com a plataforma Arduino. Os dados são transferidos para um computador e são visualizados durante a execução de um experimento por meio de tabelas e gráficos em tempo real. São apresentadas as características físicas e operacionais do sensor BH1750, bem como o projeto eletrônico e a programação computacional. Os resultados de desempenho do medidor de luz proposto neste trabalho em comparação a um de referência indicam que não há diferença estatisticamente significante entre eles em relação às medidas de iluminância. Para ilustrar alguns usos didáticos do medidor de luz desenvolvido neste trabalho, é apresentada uma investigação da dependência da atenuação de luz com a distância, assim como um fotômetro de LED para estudos em espectroscopia de absorção molecular e uma investigação da variação de iluminância da lâmpada fluorescente. Ressalta-se, ainda, o potencial de uso de um medidor de luz como o apresentado aqui nas práticas de ensino de ciências que buscam a inovação e o engajamento dos alunos em projetos interdisciplinares. Abstract This work presents the design of a light meter for experimental didactic activities using the integrated light sensor BH1750. The light meter is built by connecting the BH1750 sensor with the Arduino platform. The data are transferred to a computer and they are viewed during the execution of an experiment by means of tables and graphs in real time. The physical and operational characteristics of the BH1750 sensor are presented, as well as the electronic design and computational programming. Results of performance of the light meter proposed in this work compared to a reference one indicates there is no statistically significant difference between them concerning the illuminance measurements. For illustrating didactic some uses of the light meter developed in this work, an investigation of the dependence of light attenuation with distance is presented, as well as a LED photometer for studies in molecular absorption spectroscopy and an investigation of the fluorescent lamp illuminance variation. It is also emphasized the potential use of a light meter like that presented here in science teaching practices seeking innovation and the engagement of students in interdisciplinary projects.

Apresentamos neste trabalho o processo de medição da aceleração de um elevador utilizando recursos eletrônicos e computacionais disponíveis em umtablet através de um aplicativo chamado Physics Toolbox Accelerometer desenvolvido para o sistema operacional Android. Os dados coletados com o uso dos sensores eletrônicos embarcados notablet foram convenientemente tratados através do programa computacional SciDAVis . A metodologia utilizada se mostra potencialmente promissora para práticas de ensino de física que busquem a inovação no laboratório didático através do uso de tecnologias emergentes e de baixo custo. We present the process of measuring the acceleration of an elevator developed with the use of electronic and computing resources available on a tablet and the use of an application called Physics Toolbox Accelerometer developed for the Android operating system. The data collected with the use of electronic sensors embedded in the tablet were conveniently treated by the computer program SciDAVis. The methodology has shown to be potentially promising for practices of teaching physics that seek innovation in the teaching laboratory through the use of emerging technologies with low costs.

We present the design of a gauge pressure sensor aimed at teaching experimental Physics. This device enables reading the pressure of a gaseous system in comparison to local atmospheric pressure. The sensor consists of a piezoresistive pressure transducer and Arduino development board for digitizing analog readings from the transducer, data processing and digital communication via the USB interface. The pressure sensor provides real time numerical data (Real Time Physics – RTP) for measuring pressure through tables and graphs using the PLX-DAQ data acquisition tool and the Excel spreadsheet. We show the physical and operational characteristics of the MPX4250GP transducer, the general aspects of the Arduino board and we detail the computer programming involved in the entire project. We discuss the performance and limitations of this sensor when compared to a commercial sensor GPS-BTA Vernier brand. The reader can use this device in a practice with illustrative latex balloons arranged in a physical system that can be easily reproduced in an experimental Physics laboratory or even in an ordinary classroom situation. The pressure sensor performance was similar to the commercial sensor GPS-BTA, and it shows promise for the use in Physics teaching practices that seek innovation in the teaching laboratory, the possibility of using the RTP resource with class demonstrations, or the involvement of students in interdisciplinary projects. Apresentamos o projeto de um sensor de pressão manométrica voltado ao ensino de física experimental. Este dispositivo permite a medida da pressão de um sistema gasoso em comparação com a pressão atmosférica local. O sensor é composto de um transdutor de pressão piezoresistivo e uma placa de desenvolvimento Arduíno para digitalização de leituras analógicas do transdutor, tratamento dos dados e comunicação digital através da interface USB. O sensor de pressão permite que os dados de pressão possam ser transferidos a um computador e acompanhados ao longo da execução de um experimento, com a apresentação de tabelas e gráficos em tempo real (Física em Tempo Real – FTR), utilizando a ferramenta de aquisição de dados PLX-DAQ e a planilha eletrônica Excel. Apresentamos, inicialmente, as características físicas e operacionais do transdutor MPX4250GP, aspectos gerais da placa Arduíno e detalhamos a programação computacional envolvida em todo o projeto. Discutimos o desempenho e limitações deste sensor quando comparado a um sensor comercial GPS-BTA da marca Vernier. Apresentamos a possibilidade de uso deste dispositivo em uma prática ilustrativa com balões de látex dispostos num sistema físico que pode ser facilmente reproduzido em um laboratório didático de física experimental ou mesmo numa sala de aula comum. O sensor de pressão apresentou desempenho similar ao sensor comercial GPS-BTA, e seu uso se mostra promissor em práticas de ensino de física que busquem a inovação no laboratório didático, a possibilidade de utilizar o recurso da FTR com uma classe demonstrativa, ou pelo envolvimento de estudantes em projetos interdisciplinares.

Propõe-se um roteiro para a demonstração do fenômeno da supercondutividade através da experiência de levitação de um ímã repelido por uma amostra de YBa2Cu3O7. A experiência é baseada na manifestação do efeito Meissner, característico de um material no estado supercondutor sob a ação de um campo magnético. A demonstração não requer grande investimento contribuindo com a introdução de tópicos de Física contemporânea na atualização dos currículos. Discute-se a base dos conceitos físicos da supercondutividade envolvidos na levitação do magneto. Ao final é apresentado no apêndice a descrição dos processos envolvidos na fabricação e tratamento térmico de uma amostra do material cerâmico supercondutor de alta temperatura crítica YBa2Cu3O7 (Tc ~ 92 K). The aim of this paper is to propose an outline to demonstrate the phenomenon of superconductivity by means of a levitation experiment of a magnet, repelled by a sample of YBa2Cu3O7. The experiment is based on the evidence of the Meissner effect, a characteristic property of a superconducting material under the action of magnetic fields. This demonstration of the levitation phenomenon does not imply large expenditures. It helps to introduce contents of the contemporary physics that leads to update curriculum. The main physical concepts involved in the levitation of a magnet and the phenomenon of superconductivity are both discussed here. Finally, the appendix describes the procedures involved in the preparation and thermal treatment of a sample of the ceramic high critical temperature superconducting material YBa2Cu3O7 (Tc ~ 92 K).

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2020-06-18T14:44:18Z No. of bitstreams: 2 Tese_MarcosCassal.pdf: 13808307 bytes, checksum: 99af9e36366acb2ab599a251dcb617ef (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2020-06-18T14:44:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese_MarcosCassal.pdf: 13808307 bytes, checksum: 99af9e36366acb2ab599a251dcb617ef (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2020-03-26 CAPES This research was directed to the process of teaching and learning computer programming. It was intended to teach high school students computer programming, connecting this learning to practical activities that involved the implementation of physical experiment simulations, as a complementary mechanism for teaching and learning the Physics curriculum component. Depending on the teacher’s didactic proposal, experimental practical classes require appropriate laboratories, which are exclusive to a few schools. This work had the purpose of carrying out an investigation that presents an innovative alternative for the experimental classes, with the accomplishment of practical computational activities, in which the students acted as builders, by the development of simulations of physical experiments through implementations of computer programs, to complement the teaching and learning process. The experimental activities sought to develop simulations of physical experiments, not replacing genuine practical activities, but as a complementary instrument in the teaching process. This research also demanded the answer to the question: How is it possible to promote teaching activities that link Physics concepts and experimental practice, through the implementation of computer programs developed by the students themselves, that can help in the teaching-learning process of the studied contents? In the search to find the answer, the general objective was defined: to investigate the contributions of computer program implementation activities for the learning of the curricular component of Physics in High School, in the light of the Theory of Conceptual Fields. The learning theory on which this research was based was the Theory of Conceptual Fields, therefore, a proposal for applying Vergnaud’s theory in the teaching and learning process of computer programming is presented. The research was qualitative and the data collection was based on the results obtained by the implementation of virtual experiments, in the form of computer programs written in the Python language, developed by the students. The study environment was in the form of a face-to-face computer programmer course, exclusively offered to high school students, lasting a hundred and sixty hours and executed in three semesters. Data collection made use of the following instruments: questionnaires, observations, interviews and source codes, written to solve the practical activities proposed in the course. The learning theory already referenced was used in the analysis of the data obtained. The results achieved were satisfactory because of the presented proposal, the Theory of Conceptual Fields fulfilled its functionality, showing itself to be adequate as a learning theory for computer programming and the skills developed with programming practices collaborated with the learning of the Physics curriculum component. A presente pesquisa foi direcionada para o processo de ensino e aprendizagem de programação de computadores. Teve-se por intenção ensinar, aos estudantes do Ensino Médio,a programação de computadores, conectando esse aprendizado a atividades práticas que envolveram a implementação de simulações de experimentos físicos, como um mecanismo de complementação para o ensino e a aprendizagem do componente curricular de Física. Dependendo da proposta didática do professor, as aulas práticas experimentais exigem laboratórios apropriados, exclusividade de poucas escolas. Este trabalho apresenta uma alternativa inovadora para as aulas experimentais, com a realização de atividades práticas computacionais, nas quais os estudantes atuaram como construtores, por meio do desenvolvimento de simulações de experimentos físicos mediante implementações de programas de computador, na intenção de complementar o processo de ensino e aprendizagem. As atividades experimentais buscaram o desenvolvimento de simulações de experimentos físicos, não substituindo as atividades práticas genuínas, mas sim como instrumento complementar no processo de ensino. Esta pesquisa também demandou a resposta para a pergunta: Como é possível promover atividades de ensino que vinculem conceitos da Física e a prática experimental, por meio da implementação de programas computacionais desenvolvidos pelos próprios estudantes, que possam ajudar no processo de ensino aprendizagem dos conteúdos estudados? Na busca de encontrar a resposta, definiu-se como objetivo geral: investigar as contribuições de atividades de implementações de programas computacionais para a aprendizagem do componente curricular de Física no Ensino Médio, à luz da Teoria dos Campos Conceituais. A teoria de aprendizagem que embasou esta pesquisa foi a Teoria dos Campos Conceituais, portanto, apresenta-se uma proposta de aplicação da teoria de Vergnaud no processo de ensino e aprendizagem da programação de computadores. A pesquisa foi de cunho qualitativo e o levantamento de dados baseou-se nos resultados obtidos pela implementação de experimentos virtuais, na forma de programas computacionais escritos na linguagem Python, desenvolvidos pelos estudantes. O ambiente de estudo foi no formato de um curso presencial de programador de computadores, exclusivamente ofertado a alunos do Ensino Médio, com duração de cento e sessenta horas e executado em três semestres. A coleta de dados fez uso dos seguintes instrumentos: questionários, observações, entrevistas e códigos fonte, escritos para solucionar as atividades práticas propostas no curso. A teoria de aprendizagem já referenciada foi utilizada na análise dos dados obtidos. Os resultados alcançados foram satisfatórios frente à proposta apresentada, a Teoria dos Campos Conceituais cumpriu sua funcionalidade se mostrando adequada como teoria de aprendizagem para a programação de computadores e as habilidades desenvolvidas com as práticas de programação colaboraram com o aprendizado do componente curricular de Física.

Este trabalho descreve e avalia a aplicação de uma intervenção pedagógica que contempla atividades voltadas para a aprendizagem de conceitos relacionados ao estudo de circuitos elétricos, especialmente os de potência e energia elétrica, utilizando textos de introdução teórica, simulações computacionais, atividades experimentais e contextualizadas. A proposta foi desenvolvida em aulas da componente curricular de Física em uma turma de 3º ano do Ensino Médio Politécnico da E.E.E.M. Luiz Maria Ferraz – Ciep – na cidade de Bagé/RS, com o objetivo de promover a aprendizagem relacionada à associação de resistores em série de modo que o aluno compreenda que: i) a intensidade da corrente que circula pelos componentes do circuito é a mesma; ii) a resistência equivalente do circuito aumenta quando mais um resistor é associado em série; iii) a soma das diferenças de potencial entre as extre-midades dos resistores é igual à diferença de potencial aplicada entre os extremos da fonte; iv) a diferença de potencial em um resistor é proporcional à intensidade da corrente elétrica e a resistência elétrica; iv) é necessário tratar o circuito como um sistema; vi) a potência elétrica é diretamente proporcional ao produto da diferença de potencial pela intensidade da corrente elétrica; vii) o consumo de energia elétrica é diretamente proporcional à potência elétrica do aparelho pelo tempo de uso. O presente trabalho é fundamentado teoricamente na Teoria da Aprendizagem Significativa, de David Ausubel. As atividades foram desenvolvidas a partir dos conhecimentos prévios dos estudantes envolvidos na pesquisa acerca da temática em questão e durante a intervenção pedagógica foram oportunizados momentos de diferenciação progressiva e reconciliação integrativa. A produção educacional foi elaborada na forma de uma Sequência Didática, divida em quatro módulos de ensino. No primeiro módulo, propõe-se uma avaliação e um exemplo de atividade prática experimental para identificar os conhe-cimentos prévios dos estudantes acerca do tema Circuitos Elétricos e Eletricidade. No segun-do módulo, utilizamos textos de introdução teórica com exercícios de fixação, exemplos de atividades de simulação computacional e experimentais para explorar as características de uma associação em série de resistores. No terceiro módulo, foram utilizados textos de intro-dução teórica e atividades experimentais para explorar os conceitos de potência elétrica e con-sumo de energia elétrica. No quarto módulo, encontra-se a avaliação, respondida pelos alu-nos, para coletar indícios de ocorrência de uma aprendizagem significativa do conteúdo. Ao final do módulo, propõe-se uma atividade para contextualizar a Física presente no cotidiano, em que aprofundamos os entendimentos acerca dos conceitos físicos de potência elétrica e consumo de energia elétrica. Com esta atividade, sugerimos uma reflexão a respeito dos equi-pamentos que utilizam energia elétrica, oportunizando aos alunos refletir se realmente preci-sam de todos eles ou se é possível diminuir o tempo de uso dos mesmos. Os resultados evi-denciam que os objetivos de aprendizagem propostos foram atingidos com a aplicação da Se-quência Didática. Os alunos demonstraram reconhecer as grandezas físicas em um circuito elétrico, assim como as relações entre as mesmas, foram capazes de entender o conceito de potência elétrica e demonstrar habilidades para efetuar o cálculo do consumo de energia elé-trica, os quais viabilizaram reflexões a respeito da utilização dos equipamentos elétricos. O trabalho desenvolvido está sintetizado na produção educacional anexa a esta dissertação e que se constitui de um material de apoio (introdução teórica, simulação computacional, atividades práti-cas e experimentais) para docentes da componente curricular de Física do Ensino Médio ao ministrarem aulas sobre circuitos elétricos. This paper describes and evaluates the application of a pedagogical intervention that includes activities focused on learning concepts related to the study of electrical circuits, especially those of power and electric power, using theoretical introduction texts, computer simulations, experimental and contextualized activities. The proposition was developed in Physics component curricular classes in a 3rd grade Polytechnic High School class from E.E.E.M. Luiz Maria Ferraz – Ciep – in Bagé/RS. The aim is to promote learning related to the association of resistors in series, in order to make the student comprehend that: i) the intensity of the current circulating through the circuit components is the same; ii) the equivalent resistance of the circuit increases when one more resistor is associated in series; iii) the sum of the potential differences between the ends of the resistors is equal to the potential difference applied between the ends of the source; iv) the difference in potential in a resistor is proportional to the intensity of the electric current and the electric resistance; v) it is necessary to treat the circuit as a system; vi) the electric power is directly proportional to the product of the potential difference by the intensity of the electric current; vii) the electricity consumption is directly proportional to the electric power of the device by the time of use. The present study is theoretically well-founded in the Significant Learning Theory, of David Ausubel. The activities has been developed from the previous knowledge of the students involved on a research about the matter in question and during the pedagogical intervention, has been presented moments of progressive differentiation and integrative reconciliation. The educational production has made in a Didactics Sequence form, divided into four teaching modules. On the first module, it has proposed an evaluation and an example of a practical and experimental activity to identify the previous knowledge of the students about Electricity and Electrical Circuits thematic. On the second module, we used theoretical introduction texts with fixation exercises, examples of computer simulation and experimental activities in order to exploit the characteristics of an association of resistors in series. On the third module, it has been used theoretical introduction texts and experimental activities in order to exploit the concepts of electric power and electric energy consumption. On the fourth module, was found the assessment, answered by the students, to collect evidences if has occurred a significant learning of the content. At the end of the module, was proposed an activity to contextualize Physics present in daily life, in which we deepen the understandings about physical concepts of electrical power and electric energy consumption. Through this activity, we suggest a reflection regarding the equipments that use electric energy, providing opportunities to the students to think if they really need all of the equipments or if it is possible to decrease its time use. The results highlighted that the learning aims proposed were achieved through the application of the Didactics Sequence. The students recognized the physical quantities in an electrical circuit, as well as the relation between them, being capable of understanding the electric power concept and demonstrating abilities in calculate the electric energy consumption, which made possible reflections regarding the use of electric equipments. The developed work are synthesized on the educational production, attached to this essay, and it is constituted as a support material (theoretical introduction, computer simulation, experimental and practical activities) to teachers of the Curricular component of Physics in High School, in teaching of electrical circuits.

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-11-01T19:10:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_FaustoVieiraNachtigall.pdf: 955493 bytes, checksum: b9a13e7092125bb2a6ecbc6426a7cb9e (MD5) Made available in DSpace on 2018-11-01T19:10:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_FaustoVieiraNachtigall.pdf: 955493 bytes, checksum: b9a13e7092125bb2a6ecbc6426a7cb9e (MD5) Previous issue date: 2016-04-29 This work describes the development of an interdisciplinary activity performed at a state school in the city of Chapecó, Santa Catarina State, with the grades 11 and 12 (senior year). To be able to do the activity, we had the collaboration of other teachers, who allowed us to use their classes for a week and also helped us through the development of the activities. As for the method, we used the Three Pedagogical Moments (TPM) by Delizoicov and Angotti (1991). To idealize the integration among subjects, the Astronomy was used as a central theme for the connection, since it can be studied by each subject within its area of performance, stimulating the interest of the students about the theme. O presente trabalho relata o desenvolvimento de uma atividade interdisciplinar realizada em uma escola estadual da cidade de Chapecó, no estado de Santa Catarina, com turmas dos 2º e 3º anos de Ensino Médio. Para a realização da atividade, além da colaboração dos demais professores ao ceder as suas aulas durante o período de uma semana e no auxílio do desenvolvimento das atividades, foi utilizado o método dos três momentos pedagógicos (TMP) de Delizoicov e Angotti (1991). Para idealizar a integração entre as disciplinas, foi usado a Astronomia como tema central para as conexão, pois a mesma propicia que seja estudada por cada matéria dentro de sua área de atuação, o que despertou nos alunos um interesse maior sobre o tema.

Este estudo diz respeito a problemática do ensino de ciências relativa à representação pelo aprendiz do conhecimento científico, especificamente as formas declarativas e gráficas da representação do conhecimento físico escolar. O objeto deste estudo é a evolução na construção de conceitos, modelos e gráficos de cinemática escalar pelo estudante do ensino fundamental, em especial, os conceitos de velocidade e aceleração e suas formas gráficas, a partir de situações de ensino concebidas para proporcionar uma participação ativa do estudante em sua interação com um sistema de aquisição automática de dados construído com base em um sensor sonar ultrassônico de movimento, uma plataforma Arduino e o software Excel. Com o objetivo de estudar alguns aspectos da aprendizagem de cinemática em duas dimensões da aprendizagem, a cognitiva e a do incentivo, por estudantes do ensino fundamental no componente do currículo Ciências, em sua interação com tais situações didáticas no ambiente real de sala de aula, este trabalho utiliza a metodologia de pesquisa da Engenharia Didática de Michéle Artigue que tem por base a Teoria das Situações Didáticas de Guy Brousseau. As situações didáticas são articuladas sequencialmente sob a forma de uma sequência de ensino, com objetos de ensino organizados na perspectiva da aprendizagem por superordenação como propõe a Teoria da Assimilação de David Ausubel, e com uma concepção de objetivos de aprendizagem organizados em níveis de cognição de acordo com a Taxonomia de Bloom revisada de Objetivos Educacionais. A fase da experimentação da Engenharia Didática foi conduzida com uma turma de estudantes do 9o ano do ensino fundamental de uma escola pública do Estado do Rio Grande do Sul, de março a abril de 2015. Para a coleta de dados, o trabalho usa um teste de conhecimento de múltipla escolha e um teste padrão de motivação para aprender, que foram ambos administrados antes e após a fase de experimentação, bem como guias de atividades que foram administrados aos participantes durante a experimentação, observações do professor pesquisador, e um questionário aberto administrado aos participantes após a experimentação. A confiabilidade do teste de conhecimento é avaliada com a estatística de Kuder-Richardson Fórmula 20 (KR-20), e a eficácia dos itens do teste é avaliada através do cálculo dos índices de dificuldade do item e discriminação do item. Para compor o processo de validação interna da experiência, testes de hipóteses são realizados com o teste de Wilcoxon pareado para comparar as medidas obtidas de desempenho e motivação para aprender da amostra dos estudantes participantes, antes e depois da fase de experimentação. Os resultados estatísticos indicam uma melhoria significativa no desempenho dos estudantes participantes que experimentaram as situações didáticas (p = 0,0001), não havendo aumento estatisticamente significativo na motivação para aprender destes participantes (p = 0,3452). Os processos de aprendizagem dos participantes são uma parte importante da validação interna da experiência e são analisados por meio de um conjunto de critérios baseados em objetivos de aprendizagem, bem como na tipologia das situações didáticas, ambos concebidos na análise à priori à experimentação, confrontando o conteúdo das respostas às perguntas dos guias de atividades com as expectativas de aprendizagem das situações de ensino. Os resultados dessa análise fornecem indícios de que os objetivos de aprendizagem foram alcançados. A opinião dos estudantes participantes que realizaram o estudo revela que as atividades propostas apresentam caráter inovador. Como um dos produtos de pesquisa gerados por este estudo, a sequência de ensino que mostrou ser válida para as condições desta pesquisa poderá ser adaptada para atender às necessidades do projeto educacional do professor. This study concerns the problem of science teaching relating to the representation by the learner of scientific knowledge, specifically the declaration and graphic forms of representation of school physical knowledge. The object of this study is the evolution in the construction of concepts, models and graphics of scalar kinematics by the student of elementary school, in particular the concepts of velocity and acceleration and their graphic forms, from teaching situations designed to providing active student participation in their interaction with an automatic data acquisition system built based on an ultrasonic motion sensor, an Arduino platform and Excel software. With the aim to study some aspects of the learning of kinematics in two dimensions, cognitive and encouragement, by elementary school students in science curriculum component in their interaction with such didactic situations in the real environment of the classroom, this work uses the Didactic Engineering research methodology of Michéle Artigue that is based on the Theory of Didactical Situations of Guy Brousseau. The didactic situations are articulated sequentially in the form of a teaching sequence, with educational objects organized in the context of learning by superordination as proposed by the Theory of Assimilation of David Ausubel, and with a design of learning objectives by cognitive levels according with revised Bloom's Taxonomy of Educational Objectives. The experimentation phase of the Didactic Engineering was carried out with a class of students from the ninth grade of elementary school at a public school of the state of Rio Grande do Sul, from March to April 2015. For data collection, the work uses a multiple choice knowledge test and a pattern test of motivation to learn, which were both administrated before and after the experimentation, as well as activity guides that were administered to participants during the experimentation, observations of teacher researcher, and an open questionnaire administered to participants after the experimentation. The reliability of the knowledge test is evaluated with the statistical of Kuder-Richardon Formula 20 (KR-20), and the effectiveness of test items is evaluated by calculating the indexes of item difficulty and item discrimination. To compose the internal validation process of experience, statistical hypothesis testing are performed with Wilcoxon Signed-Rank Test for comparing obtained measures of performance and motivation to learn of the sample of students participants, before and after experimentation phase. Statistical results indicate a significant improvement in the performance of participants who have experienced the didactic situations (p = 0.0001), with no statistically significant increase in motivation to learn these participants (p = 0.3452). The learning processes of the participants are an important part of the internal validation of the experience and they are analyzed using a set of criteria based in learning objectives as well in the typology of the didactic situations, both designed in the à priori analysis to the experimentation, by confronting the content of the answers to questions of the guides of activities with the learning expectations of the teaching situations. The results of this analysis provide evidence that learning objectives have achieved. The opinion of the participants reveals that proposed activities have innovative character. As one of the research products generated by this study, the teaching sequence which showed being valid for the conditions of this research could be adapted to meet the needs of the educational designing of the teacher.