Desenvolvimento e aplicação de uma Sequência Didática para a compreensão das tecnologias e potencialidades da utilização do hidrogênio como fonte de energia

Abstract

Esta pesquisa teve como objetivo desenvolver, implementar e analisar uma sequência didática interdisciplinar voltada ao ensino de Ciências da Natureza, com ênfase nos conceitos de energia e na produção de hidrogênio por eletrólise da água, articulando dimensões científicas, tecnológicas, sociais e ambientais. O estudo integrou práticas de Aprendizagem Baseada em Projetos, Ensino por Investigação e uso de tecnologias digitais, incluindo microcontroladores e ferramentas de Inteligência Artificial, em contexto real de ensino médio. A proposta envolveu atividades experimentais, coleta e análise de dados, elaboração de protótipos e desenvolvimento de projetos tecnológicos, realizadas por estudantes organizados em grupos de trabalho. A produção dos dados ocorreu por meio da articulação de diferentes instrumentos e fontes, incluindo pré e pós-testes conceituais, questionários, registros em diário de laboratório, observações em sala e análise das produções discentes. Os dados quantitativos foram tratados por meio de estatísticas descritivas, enquanto os dados qualitativos foram analisados a partir de seus significados no contexto investigado. Os resultados indicaram avanços na compreensão dos processos eletroquímicos, maior apropriação de conceitos de eletrônica e automação, fortalecimento de habilidades investigativas e aumento da autoconfiança no uso de tecnologias digitais. Observou-se ainda maior engajamento nas atividades práticas e ampliação da capacidade de articular conhecimentos científicos a problemáticas sociais relacionadas à energia. Conclui-se que a sequência didática contribuiu para o desenvolvimento da alfabetização científica e tecnológica, para a ampliação do protagonismo estudantil e para a compreensão crítica das implicações socioambientais das escolhas energéticas, evidenciando potencial de aplicação em outros contextos educacionais.

This study aimed to develop, implement, and analyze an interdisciplinary didactic sequence focused on Natural Sciences education, with emphasis on energy concepts and hydrogen production through water electrolysis, integrating scientific, technological, social, and environmental dimensions. The study incorporated Project-Based Learning, Inquiry-Based Science Education, and the use of digital technologies, including microcontrollers and Artificial Intelligence tools, in a real high school context. The proposal involved experimental activities, data collection and analysis, prototype development, and technological project design, carried out by students organized in working groups. Data were collected through the articulation of multiple instruments and sources, including conceptual pre- and post-tests, questionnaires, laboratory journals, classroom observations, and analysis of students’ productions. Quantitative data were treated using descriptive statistics, while qualitative data were analyzed based on their meanings within the investigated context. The results indicated improvements in the understanding of electrochemical processes, greater appropriation of electronics and automation concepts, strengthening of investigative skills, and increased confidence in the use of digital technologies. Higher levels of engagement in practical activities were also observed, along with an enhanced ability to relate scientific knowledge to social issues related to energy. It is concluded that the didactic sequence contributed to the development of scientific and technological literacy, the strengthening of student protagonism, and the critical understanding of the socio-environmental implications of energy choices, demonstrating potential for application in other educational contexts.