Ensino de Ciências Exatas

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http://hdl.handle.net/10737/3507

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    Open Access
    Práticas experimentais integradas às simulações computacionais para a mobilização de significados em Óptica Geométrica
    (2023-06) Alves, Nayara França; Neide, Italo Gabriel; http://lattes.cnpq.br/2243834010086351; Rizzatti, Ivanise Maria; Bogdan, Radu; Dullius, Maria Madalena; Rehfeldt, Márcia Jussara Hepp
    O ser humano possui em sua essência a necessidade de compreender o mundo ao seu redor, e esse mesmo comportamento pode ser implementado no ensino de Física a partir de metodologias diferenciadas com a perspectiva de facilitar a compreensão dos fenômenos físicos e suas aplicabilidades no dia a dia. Nesta direção, escolheu-se implementar em sala de aula as atividades experimentais integradas às atividades computacionais como recursos para avaliar indícios de aprendizagem significativa e significativa crítica no ensino de Óptica Geométrica. Para embasar a construção dessas atividades e análise dos dados coletados utilizou-se as teorias da Aprendizagem Significativa e Significativa Crítica. A problemática respondida nesta pesquisa foi como uma sequência didática, fundamentada no método POE, que utiliza de maneira integrada atividades experimentais e simulações computacionais pode contribuir de maneira significativa na aprendizagem e significativa crítica para o ensino de Óptica Geométrica? Realizada no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amapá - Câmpus Macapá, contou com a colaboração de 91 alunos do segundo ano do ensino médio. O objetivo geral foi averiguar a mobilização de significados a partir de indícios de aprendizagem significativa e significativa crítica que surgiram durante a introdução de uma sequência didática, fundamentada no método POE, que integrou atividades experimentais com as simulações computacionais direcionadas para o ensino de Óptica Geométrica. A partir de inquietações sobre o termo integração, foi realizado um estudo bibliográfico minucioso entre os anos de 2009 a 2019 sobre as possíveis formas de integração, e consoante análise de dados originou-se uma nova concepção para o significado de integração no ensino de Física, onde a inserção de diferentes recursos didáticos não deveria considerar de forma literal o conceito do verbo integrar, argumentando-se que as atividades que façam uso de diferentes recursos didáticos devem possuir sinergia desde a fase de escolha desses materiais à sua elaboração, a considerar o uso de perguntas investigativas, oportunizando ao aluno diferentes formas de estudar o mesmo conteúdo. De natureza qualitativa, descritiva e cronológica, os instrumentos de coleta de dados foram: questionário estruturado inicial; atividades experimentais integradas às simulações computacionais fundamentadas no método POE; questionário de satisfação e percepções; anotações realizadas no diário de campo; fotos; videogravações e audiogravações. O Produto Educacional (PE) desta tese denominado Experimentos e Simulações Computacionais no ensino de Óptica Geométrica foi fundamentado na metodologia intervencionista Design Based Research, e passou por refinamentos durante cinco intervenções com públicos distintos em diferentes períodos de tempo. Após a inserção deste PE, foram identificados indícios de aprendizagem significativa e significativa crítica a partir da mobilização dos significados após o uso de diferentes atividades investigativas com diferentes recursos didáticos. Os alunos utilizaram-se dos organizadores prévios apresentados pela pesquisadora e seus conhecimentos prévios para solucionar as atividades propostas, em que foram identificados indícios de aprendizagens por recepção; por descoberta; subordinação; superordenação; combinatória; representacional; conceitual; proposicional; os dois processos dinâmicos da diferenciação progressiva e reconciliação integradora; bem como os onze princípios da aprendizagem significativa. Os alunos aprovaram o uso integrado das atividades propostas, vez que proporcionaram momentos de dinamismo, ludicidade, predisposição para aprender o conteúdo de maneira investigativa, interação entre os pares e com a pesquisadora.
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    Open Access
    Situação-problema investigativa aplicada em aulas da disciplina de Física Experimental I: uma estratégica metodológica que associa atividades experimentais e modelagem computacional no ensino de física
    (2023-12-25) Mendes, Élys Da Silva; Rehfeldt, Marcia Jussara Hepp; Neide, Italo Gabriel; http://lattes.cnpq.br/2243834010086351; Gonzatti, Sônia Elisa Marchi; Schorr, Maria Claudete; Darroz, Luiz Marcelo; Pastana, Claudionor De Oliveira
    A presente pesquisa descreve uma experiência de ensino que visou investigar uma estratégia metodológica de ensino por investigação para tornar as práticas experimentais mais significativas aos alunos nas aulas de Laboratório Didático de Física Experimental (LDEF). Para tal, o estudo buscou desenvolver, implementar e avaliar uma metodologia de ensino para a disciplina de Física Experimental I que combinou práticas experimentais orientadas por Situação-Problema Investigativa (SPI) e Episódios de Modelagem Computacional. A Sequência Didática (SD) da pesquisa foi composta por atividades que resultaram no Produto Educacional (PE), intitulado "ENSINO DE FÍSICA POR MEIO DE SITUAÇÃO-PROBLEMA INVESTIGATIVA (SPI): Uma proposta para as aulas da disciplina de Física Experimental I". As atividades do PE seguiram os elementos de uma Sequência de Ensino Investigativo (SEI), conforme proposto por Carvalho (2013). O estudo contou com a participação de alunos matriculados na disciplina de Física Experimental I, do curso de Licenciatura em Física, no Instituto Federal de Educação do Amapá (IFAP), os quais exploraram a Sequência Didática (SD). A SD foi composta por oito atividades, sendo as quatro primeiras focadas na exploração e desenvolvimento de modelagem computacional usando o software Modellus como ferramenta de ensino complementar às atividades da SD. Os problemas propostos pela SPI foram organizados para que os alunos pudessem explorar atividades experimentais e modelagens computacionais utilizando o software Modellus, aplicados em tópicos relacionados à mecânica. Além da SD, que foi o principal instrumento utilizado para coletar dados, dois questionários semiestruturados também fizeram parte desta pesquisa: um de diagnóstico e outro sobre a concepção dos alunos em relação à metodologia desenvolvida. O estudo foi conduzido por meio de uma pesquisa de natureza qualitativa, em que os resultados foram analisados e apresentados em uma narrativa interpretativa e descritiva. Além disso, aspectos da Design-Based Research (DBR) foram utilizados para examinar o progresso metodológico da SD, bem como foi utilizado a TUDITEC para embasar os aspectos teóricos do uso das tecnologias digitais no ensino. Os resultados apresentados evidenciaram perspectivas positivas em relação ao uso das tecnologias digitais como recurso complementar para o ensino dos alunos nas aulas de laboratório, uma vez que se observou que elas estimularam a reflexão, o debate e a colaboração, o que contribuiu para uma aprendizagem mais significativa dos conceitos abordados nas atividades experimentais. Além disso, as SPI contribuíram para o desenvolvimento da argumentação e das habilidades de resolução de problemas dos alunos, aspectos altamente desejáveis no ensino científico e na pesquisa. Esses aspectos não são comumente observados nas práticas pedagógicas que exploram materiais estruturados, como os roteiros de experimentos, no ensino em LDEF. Ao conceder mais autonomia aos alunos em seu processo de ensino, a metodologia mostrou potencial para aperfeiçoar as aulas em laboratório didático, sendo uma alternativa para os docentes evitarem desenvolver práticas pedagógicas laboratoriais em disciplinas de Física experimentais de modo sistemáticas.