Tecnologias computacionais como recursos auxiliares no ensino de Ciências e Matemática. Eliane A. Veit Instituto de Física UFRGS Setembro de 2006

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1 Tecnologias computacionais como recursos auxiliares no ensino de Ciências e Matemática Eliane A. Veit Instituto de Física UFRGS Setembro de 2006

2 Parte II simulação e modelagem computacionais como auxiliares à aprendizagem de modelos outras possibilidades do uso de tecnologias recomendações para construção de material instrucional exemplos de materiais construídos interpretação de gráficos da cinemática dificuldades em circuitos elétricos palavras finais

3 Por que simulações e modelagem no ensino de Ciências? facilitar a compreensão de modelos físicos, químicos, biológicos facilitar a construção e investigação de situações-problema desenvolver a capacidade de predizer, avaliar e analisar predições possibilitar o tratamento de problemas mais gerais e atuais.

4 Não se trata de substituir os experimentos por simulações! - aulas teóricas, com ênfase no aspecto conceitual - aulas experimentais - aulas com recursos computacionais, com ênfase em modelagem e simulação

5 Simulação e modelagem computacionais Simulação: O aluno não tem Modelagem: O aluno tem acesso aos primitivos do modelo matemático ou icônico subjacentes a implementação do modelo computacional Ex: Modellus, Excel, Powersim

6 Tipos de atividades de simulação e modelagem computacionais exploratórias O sujeito observa, analisa e interage com modelos computacionais já construídos de simulacão: Aos primitivos sem acesso matemáticos de modelagem: com acesso ou icônicos criação de um modelo O sujeito passa por todo o processo de construção do modelo; desde sua estrutura matemática ou icônica, até a a análise dos resultados

7 Exemplos

8 Possibilidades atuais do computador no ensino de Ciências e Matemática aquisição de dados comunicação... tutoriais

9 Alguns resultados para reflexão: Um revisão da literatura sobre estudos relativos a tecnologias educacionais no ensino de Física, Araujo&Veit, Rev. da ABRAPEC,v. 4,n.3,5-18, somente 150 artigos localizados e um total de >> 5000 Cuidado: para não confundir desenvolvimento de com pesquisa em ensino material

10 Principais modalidades de uso do computador no ensino de Física Instrução e avaliação mediada pelo computador Modelagem e simulação computacionais Coleta e análise de dados em tempo real Recursos multimídia Comunicação à distância Resolução algébrica/numérica e visualização de soluções matemáticas Estudo de processos cognitivos

11 Número de artículos publicados por categoria e por área de Física Mecâ nica Eletromagnetismo Termodinâmica Ótica Física Moderna N. A. * Total tutoriais sim&mod dados multim comunic numerico cognitivos 6 - Total * não adotam nenhuma área (N.A.) da Física en particular.

12 Ainda há pouca investigação! cerca de 150 artigo em um total de > 5000

13 Ainda há: pouca investigação poucas máquinas pouca material instrucional poucas estratégias pouco conhecimento e prática

14 Como contribuir para reverter este quadro? dominando o conteúdo de estudo levando em conta como os alunos aprendem e seus conhecimentos prévios conhecendo os obstáculos de aprendizagem (dificuldades, concepções alternativas, raciocínios e convicções errôneas) por parte dos alunos conhecendo elementos sobre a construção de material instrucional conhecendo estratégias de ensino

15 ...levando em conta como os alunos aprendem Teorias: Comportamentalista (Skinner, anos 50) Construtivistas-cognitivistas: Piaget, Ausubel, Vygostky, Vergnaud,... Humanistas: Roger

16 ...levando em conta como o conhecimento científico evolui... Epistemologias: Popper, Kuhn, Lakatos, Laudan, Toulmin,...

17 ..levando em conta os conhecimentos prévios dos alunos... Concepções prévias: Testes: Projeto Galileo

18 ...levando em conta a carga cognitiva B A D C

19 ...levando em conta elementos de web design... elementos de webdesign contraste repetição alinhamento proximidade

20 ...e de alfabetização visual isualres.pdf

21 Exemplos de materiais construídos interpretação de gráficos da cinemática circuitos elétricos simples:

22 As tecnologias são um veículo! tecnologias não são um fim são um meio para se levar o aluno a se apropriar do conteúdo devem estar a serviço do projeto didáticopedagógico não basta o software, é preciso material adicional e estratégias de uso

23 Método Predizer Observar Explicar (P. O. E.) Predizer como evoluirá uma determinada situação-problema Observar o que de fato ocorre em uma simulação do evento Explicar eventuais divergência entre o predito e o observado

24 Novas tecnologias requerem novas metodologias diversidade de estratégias de ensino

25 Papel do professor? - coordena - orienta - observa - estimula - propõe atividades, desafios,... - põe em prática a avaliação formativa e somativa

26 Palavras finais: Interação do aluno com os outros e com o material instrucional é indispensável Inovação Reflexão continuada

27 Reflexão continuada sobre a adequação da tecnologia educacional aos objetivos do processo de ensino-aprendizagem as tecnologias como meio para facilitar o processo de ensino-aprendizagem (e não como um fim em si) as tecnologias como ferramenta cognitiva, possibilitando ampliação das capacidades humanas cuidados a serem tomados