Impact of activities using computer simulations on non-newtonian conceptions of Force and Motion

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7941.2026.e110247

Keywords:

Computer Simulations, Force and Motion, Physics Education

Abstract

The progressive integration of Digital Information and Communication Technologies (DICTs) into educational environments throughout the 21st century has driven innovations in the teaching-learning process. Within this context, the present study investigated the impacts of instructional activities based on computer simulations on conceptual learning and the overcoming of non-Newtonian conceptions among first-year high school students, specifically regarding the concepts of Force and Motion. The research adopted a quantitative approach with a quasi-experimental design, employing a control group (CG) and an experimental group (EG). The sample consisted of 445 students from two public schools in the state of Sergipe, Brazil. Data collection was carried out using an assessment instrument comprising 18 items from the Force Concept Inventory (FCI), administered as both pre-test and post-test. Data analysis involved the application of inferential statistics, including the Shapiro–Wilk normality test, parametric and non-parametric tests, as well as the calculation of normalized learning gain (g) and effect size (Cohen’s d). The results revealed a statistically significant difference in conceptual learning gains for the experimental group (g = 0.12) compared to the control group (g = 0.08). Furthermore, the experimental group demonstrated the overcoming of seven non-Newtonian conceptions, reinforcing the potential of computer simulations as an effective tool for mediating learning in Physics.

Author Biographies

José Uibson, Instituto Federal de Sergipe, campus Lagarto

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Fernando Frei, Universidade Estadual Paulista, campus Assis

Possui graduação em Estatística pela Universidade Federal de São Carlos (1990), mestrado e doutorado em Saúde Pública pela Universidade de São Paulo (1998/2002), Livre-Docente em Estatítica Aplicada pela Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita FIlho", Campus de Assis (2023). Atualmente, é Professor Associado (Livre-Docente) da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho - UNESP. Participa, como docente e orientador, do programa de Pós-Graduação - Doutorado em Ensino - Rede Nordeste de Ensino (RENOEN). Atuou como membro credenciado do Programa de Pós-Graduação em Biociências da FCL - Assis - UNESP entre o ano de 2012 e 2025. Durante esse período, orientou trabalhos de mestrado/doutorado e participou de atividades acadêmicas e científicas vinculadas ao programa. Tem experiência na área de Estatística Aplicada atuando principalmente nos seguintes temas: Tecnologias Digitais Aplicadas ao Ensino e Modelos de Previsão.

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Published

2026-08-26

How to Cite

Uibson, J., & Frei, F. (2026). Impact of activities using computer simulations on non-newtonian conceptions of Force and Motion. Caderno Brasileiro De Ensino De Física, 43(2), 239–270. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2026.e110247

Issue

Vol. 43 No. 2 (2026): Caderno Brasileiro de Ensino de Física

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Ensino e aprendizagem de Ciências/Física

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