BIA - IFPI Campus Teresina Central Licenciatura Licenciatura em Física - Teresina Central
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Inteligência artificial generativa no ensino de física: modelagem da lei do resfriamento de Newton com Gemini e ChatGPT
Autor: Santos Neto, Pedro Dias dos
Orientador(a): Vasconcelos, Francisco Nailson Farias de
metadata.dc.contributor.referee1: Macêdo, Haroldo Reis Alves de
metadata.dc.contributor.referee2: Duarte, José Ricardo Rodrigues
Resumo: A presente pesquisa investiga as potencialidades de ferramentas de Inteligência Artificial Generativa, especificamente Gemini e ChatGPT, como recurso didático para a modelagem matemática e representação gráfica da Lei do Resfriamento de Newton no Ensino Médio. O trabalho estabeleceu como finalidade subsidiar o desenvolvimento de uma Sequência Didática fundamentada no Ensino por Investigação. A metodologia adotada consistiu em uma Simulação Comparativa, onde se utilizou um prompt único e padronizado nas duas Inteligências Artificiais Generativas, fornecendo condições de contorno fixas (temperatura inicial e ambiente) e os coeficientes de resfriamento (k) para os materiais Aço, Cobre e Alumínio. A execução comparou a precisão das equações geradas e a fidelidade dos gráficos individuais e de sobreposição, além de avaliar a usabilidade e a funcionalidade de manipulação interativa de parâmetros. Os resultados demonstraram que ambas as ferramentas alcançaram precisão matemática na geração da fórmula da Lei do Resfriamento de Newton. Entretanto, o Gemini exibiu superioridade na fidelidade gráfica e na estabilidade de uso. Além disso, os gráficos gerados pelo Gemini foram mais adequados, apresentando cores diferentes para cada material e incluindo uma linha clara que representa a temperatura ambiente, tudo isso sem as restrições operacionais observadas no ChatGPT. Conclui-se que a Inteligência Artificial Generativa é um poderoso laboratório virtual, cujo uso é potencializado por metodologias ativas, garantindo o protagonismo do aluno. A Sequência Didática resultante integra o Gemini como ferramenta prioritária para a simulação, sendo esta Sequência Didática de fundamental importância para a orientação da prática pedagógica, e o professor poderá aplicá-la em sala de aula para alunos do Ensino Médio, promovendo a aprendizagem investigativa e a cultura digital, que está diretamente alinhada às Competências Gerais da Base Nacional Comum Curricular.
Abstract: This research investigates the potential of Generative Artificial Intelligence tools, specifically Gemini and ChatGPT, as a didactic resource for the mathematical modeling and graphical representation of Newton's Law of Cooling in high school. The work aimed to support the development of a didactic sequence based on Inquiry-Based Learning. The methodology adopted consisted of a comparative simulation, using a single, standardized prompt in both Generative Artificial Intelligences, providing fixed boundary conditions (initial and ambient temperature) and cooling coefficients (k) for the materials steel, copper, and aluminum. The execution compared the accuracy of the generated equations and the fidelity of the individual and overlay graphs, in addition to evaluating the usability and functionality of interactive parameter manipulation. The results demonstrated that both tools achieved mathematical accuracy in generating the formula for Newton's Law of Cooling. However, Gemini exhibited superiority in graphical fidelity and stability of use. Furthermore, the graphs generated by Gemini were more suitable, presenting different colors for each material and including a clear line representing ambient temperature, all without the operational restrictions observed in ChatGPT. It is concluded that Generative Artificial Intelligence is a powerful virtual laboratory, whose use is enhanced by active methodologies, guaranteeing student protagonism. The resulting Didactic Sequence integrates Gemini as a priority tool for simulation, this Didactic Sequence being of fundamental importance for guiding pedagogical practice, and the teacher can apply it in the classroom for high school students, promoting investigative learning and digital culture, which is directly aligned with the General Competencies of the National Common Curricular Base.
Palavras-chave: Inteligência artificial
Simulação
Termologia
Lei do resfriamento de Newton
Cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
metadata.dc.language: por
País: Brasil
Editor: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí
Sigla: IFPI
Unidade: Campus Teresina Central
Citação: SANTOS NETO, Pedro Dias dos. Inteligência artificial generativa no ensino de física: modelagem da lei do resfriamento de Newton com Gemini e ChatGPT. Orientador: Francisco Nailson Farias de Vasconcelos. 2025. 76 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Licenciatura em Física) - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí - Campus Teresina Central, Teresina, 2025.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://bia.ifpi.edu.br/jspui/handle/123456789/5378
Data do documento: 2025
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