Uso de recursos experimentais e computacionais para o desenvolvimento do pensamento metacognitivo no ensino de física
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Data
2021-04
Autores
Orientador
Quartieri, Marli Teresinha
Banca
Rosa, Cleci Teresinha Werner Da
Villagrá, Jesús Angel Meneses
Dullius, Maria Madalena
Gonzatti, Sônia Elisa Marchi
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ISSN
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Editor
Resumo
Motivado para um ensino e uma aprendizagem que preparam indivíduos críticos, autônomos e atuantes na sociedade, o presente estudo analisou indícios de pensamento metacognitivo de alunos de Engenharia, na disciplina de Física I, quando desafiados a solucionarem situações-problema em que podem fazer uso de material experimental ou de simulação computacional. O referencial teórico abarca três pilares, estudos sobre metacognição, origem do termo e aplicações na sala de aula, as atividades experimentais e as simulações computacionais para o ensino de Física. A pesquisa foi realizada com dezesseis estudantes de Física I, de diferentes Cursos de Engenharia, de uma Universidade do Sul do país, por meio de uma prática pedagógica, organizada em três intervenções didáticas, utilizando roteiros-guia. A pesquisa de cunho qualitativo, do tipo descritiva, usou, para a coleta de dados, questionários respondidos tanto de forma escrita como oralmente, sendo posteriormente transcritos, e por diários de campo. A análise dos dados ocorreu por meio da elaboração de categorias a priori, usando características de ATD e atendendo aos objetivos específicos desta Tese. Como resultado, destaca-se a importância de se trabalhar com roteiros-guia que contenham: a) questões metacognitivas; b) objetivo claro para cada atividade proposta; c) promoção do uso de diferentes recursos; d) situações-problema próximos da realidade e conhecimento do aluno; e) apresentação de questões específicas do tema que está sendo explorado. Quanto ao recurso utilizado, a escolha também é um processo metacognitivo, pois o sujeito precisa avaliar as vantagens de um procedimento em relação a outro para essa situação com base em seus conhecimentos. Assim, ele planeja, regula e avalia qual o melhor caminho para a resolução da situação-problema seja por meio de um experimento, simulação ou outro recurso. Com esta pesquisa, foi possível compreender a metacognição como aliada à promoção dos processos de ensino e de aprendizagem, por meio de evidências de indícios do pensamento metacognitivo dos alunos participantes desse processo. Percebeu-se que, para a evocação do pensamento metacognitivo, é essencial a promoção de espaços para que os estudantes se autoconheçam, reflitam e pensem sobre seus conhecimentos como forma de aprimorar seu aprendizado. Além disso, verificou-se que os elementos metacognitivos (pessoa, tarefa, estratégia, planificação, monitoração e avaliação) precisam atuar juntos, pois se influenciam mutuamente no sentido de auxiliar na ativação do pensamento metacognitivo. Levar o aluno a refletir ao longo do processo de aprendizagem, promovendo o pensamento metacognitivo, é ensiná-lo a ser estratégico, aumentar sua consciência sobre as operações e decisões diante de um desafio ou escolha a ser feita, sendo autônomo. Portanto, é significativa a função do professor de orientar e fomentar o pensamento metacognitivo dos estudantes, estimulando-os a aprender a pensar de forma autônoma e crítica, não só no âmbito da escola e universidade, mas em relação a atitudes e estratégias para a vida.
Motivated for teaching and learning that prepares critical individuals, autonomous and active in society, the present study analyzed evidence of metacognitive thinking of Engineering students, in the discipline of Physics I, when challenged to solve problem situations in which they can make use of experimental or computer simulation material. The theoretical framework encompasses three pillars, studies on metacognition, origin of the term and applications in the classroom, experimental activities and computer simulations for teaching Physics. The research was carried out with sixteen Physics I students, from different Engineering Courses, from a University in the South of the country, through a pedagogical practice, organized in three didactic interventions, using guide scripts. The qualitative research, of the descriptive type, used, for data collection, questionnaires answered both in writing and orally, being later transcribed, and by field diaries. Data analysis occurred through the elaboration of categories a priori, using ATD characteristics and meeting the specific objectives of this Thesis. As results, the importance of working with guide scripts that contain: a) metacognitive issues; b) clear objective for each proposed activity; c) promoting the use of different resources; d) problem situations close to the student's reality and knowledge; e) presentation of specific questions on the topic being explored. As for the resource used, the choice is also a metacognitive process, as the subject needs to evaluate the advantages of one procedure in relation to another for this situation based on his knowledge. Thus, he plans, regulates and evaluates what is the best way to solve the problem situation, whether through an experiment, simulation or other resource. With this research, it was possible to understand metacognition as an ally to the promotion of teaching and learning processes, through of evidence of the metacognitive thinking of students participating in this process. It was noticed that, in order to evoke metacognitive thinking, it is essential to promote spaces for students to know themselves, reflect and think about their knowledge as a way to improve their learning. In addition, it was found that the metacognitive elements (person, task, strategy, planning, monitoring and evaluation) need to work together, as they influence each other in order to assist in the activation of metacognitive thinking. Taking the student to reflect along the learning process, promoting metacognitive thinking, is to teach him to be strategic, to increase his awareness of operations and decisions in the face of a challenge or choice to be made, being autonomous. Therefore, the teacher's role in guiding and fostering students' metacognitive thinking is significant, encouraging them to learn to think autonomously and critically, not only in the context of school and university, but in relation to attitudes and strategies for life.
Motivado por una enseñanza y un aprendizaje que prepara individuos críticos, autónomos y activos en la sociedad, este estudio analizó indicios de pensamiento metacognitivo de estudiantes de Ingeniería, en la disciplina de Física I, cuando se les desafió a resolver situaciones problema en las que pueden utilizar material experimental o de simulación por computadora. El marco teórico engloba tres pilares, estudios sobre metacognición, origen del término y aplicaciones en el aula, las actividades experimentales y las simulaciones por computadora para la enseñanza de la Física. La investigación se realizó con dieciséis estudiantes de Física I, de diferentes Cursos de Ingeniería, de una Universidad del Sur del país, a través de una práctica pedagógica, organizada en tres intervenciones didácticas, utilizando guiones guía. La investigación de naturaleza cualitativa, de tipo descriptivo, utilizó, para la recolección de datos, cuestionarios contestados tanto por escrito como oralmente, siendo posteriormente transcritos, y diarios de campo. El análisis de los datos se produjo mediante la elaboración de categorías a priori, utilizando características de la ATD y cumpliendo los objetivos específicos de esta Tesis. Como resultado, se destaca la importancia de trabajar con guiones guía que contengan: a) cuestiones metacognitivas; b) objetivo claro para cada actividad propuesta; c) promoción del uso de diferentes recursos; d) situaciones problema cercanas a la realidad y al conocimiento del alumno; e) presentación de cuestiones específicas sobre el tema que se explora. En cuanto al recurso utilizado, la elección es también un proceso metacognitivo, ya que el sujeto necesita evaluar las ventajas de un procedimiento en relación a otro para esa situación en base a sus conocimientos. Así, él planifica, regula y evalúa cuál es la mejor forma para resolver la situación problema, ya sea por medio de un experimento, una simulación u otro recurso. Con esta investigación, fue posible entender la metacognición como un aliado para la promoción de los procesos de enseñanza y de aprendizaje, a través de evidencias de indicios del pensamiento metacognitivo de los alumnos participantes de este proceso. Se notó que, para evocar el pensamiento metacognitivo, es fundamental promover espacios para que los estudiantes se autoconozcan, reflexionen y piensen sobre sus conocimientos, como forma de perfeccionar su aprendizaje. Además, se verificó que los elementos metacognitivos (persona, tarea, estrategia, planificación, seguimiento y evaluación) deben trabajar juntos, ya que se influyen entre sí para ayudar en la activación del pensamiento metacognitivo. Llevar al alumno a reflexionar a lo largo del proceso de aprendizaje, impulsando el pensamiento metacognitivo, es enseñarle a ser estratégico, a aumentar su conciencia sobre las operaciones y decisiones ante un desafío o elección a realizar, siendo autónomo. Por lo tanto, es significativa la función del profesor de orientar y fomentar el pensamiento metacognitivo de los estudiantes, estimulándolos a aprender a pensar de forma autónoma y crítica, no solo en el contexto escolar y universitario, sino también en relación a actitudes y estrategias para la vida.
Motivated for teaching and learning that prepares critical individuals, autonomous and active in society, the present study analyzed evidence of metacognitive thinking of Engineering students, in the discipline of Physics I, when challenged to solve problem situations in which they can make use of experimental or computer simulation material. The theoretical framework encompasses three pillars, studies on metacognition, origin of the term and applications in the classroom, experimental activities and computer simulations for teaching Physics. The research was carried out with sixteen Physics I students, from different Engineering Courses, from a University in the South of the country, through a pedagogical practice, organized in three didactic interventions, using guide scripts. The qualitative research, of the descriptive type, used, for data collection, questionnaires answered both in writing and orally, being later transcribed, and by field diaries. Data analysis occurred through the elaboration of categories a priori, using ATD characteristics and meeting the specific objectives of this Thesis. As results, the importance of working with guide scripts that contain: a) metacognitive issues; b) clear objective for each proposed activity; c) promoting the use of different resources; d) problem situations close to the student's reality and knowledge; e) presentation of specific questions on the topic being explored. As for the resource used, the choice is also a metacognitive process, as the subject needs to evaluate the advantages of one procedure in relation to another for this situation based on his knowledge. Thus, he plans, regulates and evaluates what is the best way to solve the problem situation, whether through an experiment, simulation or other resource. With this research, it was possible to understand metacognition as an ally to the promotion of teaching and learning processes, through of evidence of the metacognitive thinking of students participating in this process. It was noticed that, in order to evoke metacognitive thinking, it is essential to promote spaces for students to know themselves, reflect and think about their knowledge as a way to improve their learning. In addition, it was found that the metacognitive elements (person, task, strategy, planning, monitoring and evaluation) need to work together, as they influence each other in order to assist in the activation of metacognitive thinking. Taking the student to reflect along the learning process, promoting metacognitive thinking, is to teach him to be strategic, to increase his awareness of operations and decisions in the face of a challenge or choice to be made, being autonomous. Therefore, the teacher's role in guiding and fostering students' metacognitive thinking is significant, encouraging them to learn to think autonomously and critically, not only in the context of school and university, but in relation to attitudes and strategies for life.
Motivado por una enseñanza y un aprendizaje que prepara individuos críticos, autónomos y activos en la sociedad, este estudio analizó indicios de pensamiento metacognitivo de estudiantes de Ingeniería, en la disciplina de Física I, cuando se les desafió a resolver situaciones problema en las que pueden utilizar material experimental o de simulación por computadora. El marco teórico engloba tres pilares, estudios sobre metacognición, origen del término y aplicaciones en el aula, las actividades experimentales y las simulaciones por computadora para la enseñanza de la Física. La investigación se realizó con dieciséis estudiantes de Física I, de diferentes Cursos de Ingeniería, de una Universidad del Sur del país, a través de una práctica pedagógica, organizada en tres intervenciones didácticas, utilizando guiones guía. La investigación de naturaleza cualitativa, de tipo descriptivo, utilizó, para la recolección de datos, cuestionarios contestados tanto por escrito como oralmente, siendo posteriormente transcritos, y diarios de campo. El análisis de los datos se produjo mediante la elaboración de categorías a priori, utilizando características de la ATD y cumpliendo los objetivos específicos de esta Tesis. Como resultado, se destaca la importancia de trabajar con guiones guía que contengan: a) cuestiones metacognitivas; b) objetivo claro para cada actividad propuesta; c) promoción del uso de diferentes recursos; d) situaciones problema cercanas a la realidad y al conocimiento del alumno; e) presentación de cuestiones específicas sobre el tema que se explora. En cuanto al recurso utilizado, la elección es también un proceso metacognitivo, ya que el sujeto necesita evaluar las ventajas de un procedimiento en relación a otro para esa situación en base a sus conocimientos. Así, él planifica, regula y evalúa cuál es la mejor forma para resolver la situación problema, ya sea por medio de un experimento, una simulación u otro recurso. Con esta investigación, fue posible entender la metacognición como un aliado para la promoción de los procesos de enseñanza y de aprendizaje, a través de evidencias de indicios del pensamiento metacognitivo de los alumnos participantes de este proceso. Se notó que, para evocar el pensamiento metacognitivo, es fundamental promover espacios para que los estudiantes se autoconozcan, reflexionen y piensen sobre sus conocimientos, como forma de perfeccionar su aprendizaje. Además, se verificó que los elementos metacognitivos (persona, tarea, estrategia, planificación, seguimiento y evaluación) deben trabajar juntos, ya que se influyen entre sí para ayudar en la activación del pensamiento metacognitivo. Llevar al alumno a reflexionar a lo largo del proceso de aprendizaje, impulsando el pensamiento metacognitivo, es enseñarle a ser estratégico, a aumentar su conciencia sobre las operaciones y decisiones ante un desafío o elección a realizar, siendo autónomo. Por lo tanto, es significativa la función del profesor de orientar y fomentar el pensamiento metacognitivo de los estudiantes, estimulándolos a aprender a pensar de forma autónoma y crítica, no solo en el contexto escolar y universitario, sino también en relación a actitudes y estrategias para la vida.
Descrição
Palavras-chave
Metacognição; Simulações computacionais; Atividades experimentais; Ensino de Física; Metacognition; computer simulations; experimental activities; Physics Teaching; Metacognición; simulaciones por computadora; actividades experimentales; enseñanza de la Física
Citação
MAMAN, Andréia Spessatto De. Uso de recursos experimentais e computacionais para o desenvolvimento do pensamento metacognitivo no ensino de física. 2021. Tese (Doutorado) – Curso de Ensino, Universidade do Vale do Taquari - Univates, Lajeado, 30 abr. 2021. Disponível em: http://hdl.handle.net/10737/3160.