Sincronização de osciladores no Ensino Médio: uma proposta didática baseada na simulação computacional do modelo de Kuramoto

Abstract

Neste trabalho, apresentamos uma simulação do modelo de Kuramoto e uma proposta didática para sua utilização no Ensino Médio no estudo de sistemas complexos. Utilizando a metodologia POE (Predizer-Observar-Explicar), os estudantes exploram, de forma sistemática, como o parâmetro de acoplamento K influencia a emergência da sincronização em osciladores acoplados. O roteiro investigativo conduz os alunos por sete etapas progressivas, desde sistemas sem acoplamento até estados de sincronização robusta, permitindo a observação direta da transição de fase e a compreensão do papel do parâmetro de ordem como medida quantitativa da coerência do sistema. A versatilidade da simulação permite extensões a contextos biológicos, como a neurociência e a ecologia, e adaptações para o ensino superior, incluindo aspectos mais sofisticados do modelo.