Part of the Physics Education Research (PER) community has devoted its attention to the study of ... more Part of the Physics Education Research (PER) community has devoted its attention to the study of Active and Flipped Learning methods. Beyond learning, these methods seek to foster the development of collaborative work and argumentation skill, and also to decrease student's dropout rates. In experimental physics courses, some of those methods involve the scientific modeling learning (e.g., Modeling Instruction (MI) and Modeling Episodes (ME)). However, the success of such initiatives depends on how students judge themselves capable of carrying out the activities proposed by the teacher, that is, it depends on the student's self-efficacy in perform certain actions. Therefore, we propose a case-study with the purpose of analyze the impact of the ME on the students' self-efficacy beliefs about learning physics; conduct experimental activities; and work collaboratively. The results indicate positive changes in students' self-efficacy due to positive experiences, observati...
La literatura destaca la existencia de una significativa brecha entre la investigación educativa ... more La literatura destaca la existencia de una significativa brecha entre la investigación educativa y las prácticas docentes. Por otro lado, existen estudios sobre Comunidades de Práctica (CoP) conformadas por docentes en formación inicial y en inicios de carrera, investigadores y docentes de Educación Básica, que muestran buenos resultados para transformar las prácticas de enseñanza de las ciencias en la Escuela, aportando a su vez, a la reducción de esta brecha. ¿Cómo cultivar estas Comunidades de Práctica? En este trabajo se presentan los resultados de un estudio empírico de carácter exploratorio que se realizó durante el diseño e implementación de un curso virtual de extensión sobre Recursos Educativos Abiertos (REA), para la enseñanza de la Física, ofertado por una universidad brasileña. El curso se diseñó integrando los siete principios de Wenger y colaboradores para el cultivo de CoP, con el objetivo de generar un conjunto de acciones iniciales para favorecer el proceso de confo...
The judgments about one’s own capabilities in organize and execute courses of action/tasks (self–... more The judgments about one’s own capabilities in organize and execute courses of action/tasks (self–efficacy be-liefs) influences his/her performance, perseverance, resilience, and effort to accomplish them. For this reason, part of Physics Educational Research (PER) community has been working to promote, through active learning approaches, the development of students’ perceived self–efficacy related to learning physics. However, the PER literature indicates that there is no change, or even a small reduction, in the levels of students’ physics self–efficacy as a result of their experience with active teaching methods. In this explanatory case study, we argue that a new teaching experience may lead to a readjustment of students’ self–efficacy, unnoticed because of the way they are usually measured, with pre and post–test.
Lectures, with passive students, usually inhibited to any interactive action. This picture of tra... more Lectures, with passive students, usually inhibited to any interactive action. This picture of traditional teaching methods diverges from the current students’ profile, who are mostly connected to the internet, with easy access to information and accustomed to interactive environments, whether virtual or face-to-face. A possible correction to this dissonance lies in the inversion of the classroom, which means that the students make the first contact with the content at home and the time available in class, that is traditionally used for long expositions of the instructor, is occupied by students interacting actively with their peers and the instructor to solve problems. This paper presents the flipped classroom methodology and different methods that allow this inversion in physics education. We also discuss the reasons that may encourage the physics instructor to modify his/her practice, as well as the main barriers he/she may face-off in this process.
Revista Brasileira de Ensino de Ciência e Tecnologia, 2019
As crenças dos indivíduos acerca das próprias capacidades em realizar determinadas ações/tarefas ... more As crenças dos indivíduos acerca das próprias capacidades em realizar determinadas ações/tarefas (crenças de autoeficácia) influenciam no desempenho, na persistência e na quantidade de esforço dedicado a elas. É comum em disciplinas de Física Introdutória, foco do presente trabalho, que os alunos apresentem baixa autoeficácia em relação à aprendizagem de física e ao trabalho colaborativo. Neste estudo, buscamos investigar alterações na autoeficácia em aprender física e em trabalhar colaborativamente de alunos que cursaram uma disciplina de Física Introdutória ministrada com o método ativo Team-Based Learning (TBL). Foi realizado um estudo de caso exploratório, em uma disciplina de um curso de graduação em Física de uma universidade pública brasileira ao longo de um semestre letivo. Os resultados apontaram para mudanças positivas nas crenças de autoeficácia avaliadas devido às experiências individuais e de observações dos colegas vivenciadas com o TBL, o que pode sugerir caminhos par...
Este trabalho apresenta resultados de uma revisão da literatura acerca da implementação da metodo... more Este trabalho apresenta resultados de uma revisão da literatura acerca da implementação da metodologia interativa de ensino Peer Instruction (PI). Respondemos às seguintes questões de pesquisa: Em quais contextos de ensino (nível de ensino, país, área de ensino e disciplinas) pesquisadores têm investigado o PI? Que impactos o PI tem produzido na aprendizagem dos estudantes? Quais são os resultados instrucionais da implementação do PI em termos das atitudes dos professores em relação à metodologia e das modificações feitas na estrutura original da metodologia? Quais são os principais aspectos teóricos e metodológicos que pesquisadores utilizam para investigar implementações do PI? Os resultados da literatura apontam que grande parte das publicações foram conduzidas em universidades norte americanas, em disciplinas da área STEM, com destaque à disciplina de Física. A adoção do PI apresenta impactos positivos na aprendizagem conceitual dos estudantes, na habilidade de resolução de prob...
Este artículo presenta una revisión de la literatura que aborda los principales referentes episte... more Este artículo presenta una revisión de la literatura que aborda los principales referentes epistemológicos, psico-pedagógicos y didácticos en las investigaciones sobre actividades de Modelación y Simulación Computacional (MSC) en la enseñanza de la física (en los niveles de educación básica y media). La búsqueda principal se llevó a cabo en las siguientes bases de datos: Science Direct, Scopus, Web of Science y Google Scholar considerando artículos publicados entre 2003-2013 y en busca de las siguientes palabras clave: “computational modeling”; “computational simulation”; physics teaching”; “research in physics teaching” (también las correspondientes palabras clave en español y portugués fueron usadas en la búsqueda). Después de la lectura de los artículos seleccionados, consideramos sólo las implementaciones de MSC que tenían como propósito contribuir al aprendizaje de conceptos físicos. Los resultados muestran que: i) las investigaciones se basan en las ideas epistemológicas conte...
A dinâmica não-linear e sua subdisciplina a "teoria do caos" assume na atualidade uma grande impo... more A dinâmica não-linear e sua subdisciplina a "teoria do caos" assume na atualidade uma grande importância em quase todos os segmentos da Física e de várias ciências como a matemática, engenharias, biologia entre outras. Por este motivo é necessário introduzir alguns conhecimentos sobre a dinâmica não-linear aos alunos destas áreas. A teoria de sistemas não lineares simples pode ser explorada apenas com o conhecimento rudimentar de matemática. Da mesma forma um grande número de experimentos podem ser construídos e utilizados na demonstração do assunto. Também podemos abordar a dinâmica não-linear discutindo sistemas aparentemente irregulares existentes na natureza, como o clima, as variações das populações animais, as oscilações do coração e do cérebro, etc. Mostramos neste trabalho uma breve introdução à dinâmica nãolinear através do estudo do movimento do pêndulo físico forçado e da análise do comportamento de circuitos eletrônicos que apresentam efeitos não lineares. Utilizamos um microcomputador para coleta e análise dos dados obtidos experimentalmente. Discutimos vários conceitos de Física não-linear envolvidos nos experimentos: espaço de fase, atratores, bifurcação, duplicação de período, regime de estabilidade e caótico, entre outros. Todos os experimentos, hardware e softwares foram desenvolvidos e construídos no próprio Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. (FAPERGS/UFRGS).
Revista Electronica De Investigacion En Educacion En Ciencias, Jul 1, 2012
Muitas das investigações em ensino de Ciências que envolvem a aferição de atitudes têm apresentad... more Muitas das investigações em ensino de Ciências que envolvem a aferição de atitudes têm apresentado resultados pobres e/ou confusos em metodológico consistente e sem ambiguidades. A divergência no significado atribuído pelos pesquisadores ao construto "atitude" tem dificultado a interpretação dos resultados de suas pesquisas e o estabeleciment defendemos a Teoria do Comportamento Planejado (TCP), de Icek Ajzen, como um referencial teórico-metodológico potencialmente útil para pesquisas em ensino de Ciências que envolvam aferição de atitudes. Segundo a TCP, as atitudes, somadas a aspectos relacionados à pressão social percebida, à infraestrutura disponíve comportamentais em relação a um comportamento específico. A TCP tem pote pesquisadores na confecção de instrumentos para mensuração de atitudes, na interpretação de seus resultados e no planejamento de programas de intervenção que aumentem as chances de consecução de seus objetivos. Palavras chave: crenças, atitudes, metodologia de pesquisa. A theoretical and methodological framework Theory of Planned Behavior A variety of research on Science Teaching that involve attitudes assessment have shown poor and/or confused results due to the lack of a consistent theoretical and methodological framework. The discrepancy in the signification given by researchers to the c the interpretation of the results and the establishment of relationships between the obtained conclusions. In this work, we defend the Theory of Planned Behavior (TPB), by Icek Ajzen, as an useful framework for researches t According to TPB, attitudes, jointly with aspects related to the social pressure perceived, available infrastructure and individuals skills are predictors of their behavioral intentions related to behavior. This theory is potentially useful to support researches to create instruments for the measurement of attitudes, and to help them to interpret the results and plan interventions programs that improve their chances to reach the respectiv
Um sítio de perguntas e respostas, exclusivamente em português, foi criado em 2010 junto ao Centr... more Um sítio de perguntas e respostas, exclusivamente em português, foi criado em 2010 junto ao Centro de Referência para o Ensino da Física, mas somente em final de maio de 2013 passou a ser monitorado pelo Google Analytics. O sítio possui atualmente 685questões respondidas por professores do IF-UFRGS ou convidados. Este trabalho apresenta uma descrição de cerca de 1,13 milhões de acessos em dois anos de monitoramento. Neste período de tempo observa-se um crescimento no número de acessos por semana de cerca de 3,5 mil para 18 mil, distribuídos em sua maior parte no Brasil (91,8%), entretanto, atingindo mais de uma centena de países. Entre os países destacam
Apresentamos neste trabalho uma proposta de uso da planilha Excel como instrumento na aquisição e... more Apresentamos neste trabalho uma proposta de uso da planilha Excel como instrumento na aquisição e análise de dados em experimentos didáticos de Física, em particular, em medidas de intervalo de tempo. A aquisição de dados é feita através da entrada digital da porta de jogos da placa de som do microcomputador, utilizando sensores de infravermelho e uma macro do Excel para leitura desta entrada (com um arquivo DLL específico). Duas experiências didáticas são ilustradas: um pêndulo amortecido e um pião rotante. As planilhas que construímos para a coleta e análise de dados estão disponíveis livremente na rede.
Neste artigo analisamos diferentes concepções e raciocínios dos alunos sobre conceitos básicos en... more Neste artigo analisamos diferentes concepções e raciocínios dos alunos sobre conceitos básicos envolvidos em circuitos elétricos simples, que se tornam obstáculos para a aprendizagem, e apresentamos um produto de um trabalho de pesquisa, que consiste em um conjunto de atividades de simulação e modelagem computacionais, desenvolvidas com o software Modellus, levando em conta tais dificuldades, com o objetivo de auxiliar o aluno a superá-las. Palavras-chave: simulação computacional, modelagem computacional, concepções alternativas, circuitos elétricos, ensino de Física. In this paper we analyze different student's conceptions and reasonings regarding basic concepts involved in simple electric circuits, that become obstacles for the learning, and present a product of a research work, that consists in a set of computational modeling and simulation activities, developed with the software Modellus, taking into account such difficulties to help students to surpass them.
Este trabalho relata uma experiência de ensino a distância voltada para professores de Física do ... more Este trabalho relata uma experiência de ensino a distância voltada para professores de Física do ensino médio, cujo objetivo foi introduzir noções epistemológicas contemporâneas, imbricadas com conteúdos de Física, de modo a favorecer a aprendizagem de conceitos-chave associados ao processo de modelagem científica aplicada ao ensino de Física. Implementada na forma de um curso EAD de 40 h, intitulado Fenômenos Físicos e Modelos Científicos, a proposta de ensino oportunizou aos professores de Física a discussão de questões relacionadas à descrição de fenômenos físicos através de modelos científicos, tais como: o papel mediador dos modelos entre teoria e realidade; as idealizações e as aproximações assumidas na construção de modelos; e o processo de validação de modelos científicos. O ambiente virtual de aprendizagem foi suportado pelos softwares TelEduc e Macromedia Breeze Meeting Server. Os resultados demonstram que os participantes sentiram-se desafiados e estimulados a refletiram sobre aspectos conceituais que, na maioria das vezes, permanecem implícitos nas discussões em sala de aula, tendo em vista o modo como foram utilizados os recursos disponibilizados por esses softwares.
Diversos sao os trabalhos que tem apontado potencialidades relacionadas ao uso de Atividades Expe... more Diversos sao os trabalhos que tem apontado potencialidades relacionadas ao uso de Atividades Experimentais (AE) e Atividades baseadas em Simulacoes Computacionais (ASC) no ensino de Fisica. No entanto, a realidade das escolas tem mostrado que poucos sao os professores que implementam tais recursos didaticos de forma sistematica em suas aulas. Neste trabalho, buscamos analisar os principais fatores que influenciam na decisao de professores de Fisica de usar ou nao AE e ASC como estrategias de ensino. Amparados na Teoria do Comportamento Planejado de Icek Ajzen, nossos dados indicam que, alem de aspectos relacionados com a infraestrutura disponivel e com a capacidade que os professores acreditam possuir para a conducao dessas atividades, fatores relacionados aos seus conhecimentos teoricos sobre as potencialidades e limitacoes das AE e ASC no ensino de Fisica tambem influenciam nas suas intencoes de utilizarem-nas. Os resultados sugerem que os cursos de formacao de professores devem direcionar seus esforcos nao somente no sentido de familiarizar os futuros docentes com um grande leque de experimentos e simulacoes que os capacitem para utilizarem AE e ASC como estrategias didaticas, mas tambem para torna-los cientes das potencialidades e limitacoes teoricas dessas estrategias.
La formacion integral de un profesor de ciencias implica, mas alla del dominio de su campo discip... more La formacion integral de un profesor de ciencias implica, mas alla del dominio de su campo disciplinar, una concepcion critica sobre la ciencia y su ensenanza. A partir de esta reflexion elaboramos una propuesta didactica cuyo principal objetivo fue valorar aspectos disciplinares, epistemologicos y didacticos, que propiciasen al estudiante una mejor comprension del proceso de construccion del conocimiento cientifico. Tal propuesta se fundamenta en la implementacion de los principios de la Teoria del Aprendizaje Significativo Critico de Moreira (TASC) y en el proceso de modelacion cientifica con fines didacticos, haciendo uso del diagrama AVM (Adaptacion de la V de Gowin a la Modelacion Computacional). En este articulo son presentados resultados de investigacion en la ensenanza de la mecanica con alumnos que ya cursaron asignaturas de Fisica General (siete estudiantes del programa de Fisica de la Universidad de Antioquia, Colombia, en un total de 36 horas de clase). Cada estudiante se constituye en un caso de estudio, investigado por medio de entrevistas, respuestas a test (sobre la concepcion de ciencia y de modelacion, y el FCI –Force Concept Inventory–) y el desarrollo de actividades de modelacion computacional. Se encontro que era posible aplicar los principios de la TASC por medio de la modelacion didactica cientifica, lo que lleva a los estudiantes a enriquecer sus concepciones sobre ciencia, ademas de profundizar en su conocimiento disciplinar
Resumen Aunque los términos 'naturaleza de la ciencia' y 'modelo científico' sean polisémicos en ... more Resumen Aunque los términos 'naturaleza de la ciencia' y 'modelo científico' sean polisémicos en la Enseñanza de Ciencias, hay una especie de consenso en el área en cuanto a la importancia de la epistemología y del modelado científico en la formación de estudiantes y profesores. Por eso, diversos investigadores han dedicado esfuerzos a la enseñanza y a la investigación de esos temas. Parte de esos investigadores, así como nosotros, creen que la estrategia del modelado científico aplicada a la Enseñanza de Ciencias, además de ser una herramienta útil para la resolución de problemas, puede favorecer la construcción de una visión de ciencia adecuada a la práctica científica contemporánea. Pero una de las preguntas de investigación que sigue pendiente se refiere a los instrumentos de evaluación de las concepciones de estudiantes y profesores sobre esos temas. Dentro de ese contexto, este estudio tuvo el objetivo de validar un cuestionario para investigar en qué medida las concepciones de profesores sobre ciencia se correlacionan con las de modelado científico en el contexto de la Física. Compuesto inicialmente por 48 afirmaciones, el cuestionario fue aplicado a 218 personas. El análisis de las respuestas llevó a: a) la identificación de cuatro factores subyacentes al contenido de las afirmaciones; b) una fuerte correlación entre las concepciones sobre ciencia en general y modelado científico en Física; y c) la construcción de dos formas alternativas y equivalentes del cuestionario, cada una con 23 afirmaciones, que pueden ser útiles cuando se pretende reducir posibles efectos de test en delineamientos experimentales. Enfatizamos que un instrumento de ese tipo puede ser útil como herramienta auxiliar para la evaluación de estrategias didácticas fundamentadas en elementos teórico-metodológicos pertinentes al proceso de modelado científico que pretendan integrar contenidos de naturaleza epistemológica en la discusión sobre contenidos científicos específicos. Palabras clave: concepciones de profesores, naturaleza de la ciencia, modelado científico. Validating a questionnaire to investigate teachers' conceptions about science and scientific modeling in the physics context Abstract Although the terms of the 'nature of science' and 'scientific model' are polysemic in Science Teaching, there is a kind of consensus in the area about the importance of epistemology and scientific modeling in training students and teachers. So many researchers have devoted efforts to teaching and researching these issues. Part of these researchers, like us, believe that the strategy of scientific modeling applied to science education, more than a useful tool for solving problems, can help build a proper view of science to contemporary scientific practice. However, one of the research questions that remains open concerns the tools for assessing the conceptions of students and teachers on these topics. Within that context, this study aimed to validate a questionnaire to investigate teachers' conceptions about science and scientific modeling in physics. Initially composed of 48 statements, the questionnaire was applied to 218 subjects. An analysis of the answers resulted in: a) the identification of four factors underlying the content of statements; b) the strong correlation between teachers' conceptions about science in general and scientific modeling in physics; and c) the construction of two alternative and equivalent forms of the questionnaire, each with 23 statements, which can be useful to reduce possible effects of testing in experimental designs. We emphasize that such an instrument is an auxiliary tool for the evaluation of
Modelos e modelagem científica são indispensáveis à construção do conhecimento científico e, port... more Modelos e modelagem científica são indispensáveis à construção do conhecimento científico e, portanto, devem ocupar um lugar de destaque no Ensino de Ciências. Neste estudo propomos uma estrutura conceitual de referência para a modelagem científica em Física, com fins didáticos, que resulta da aproximação entre a teoria dos campos conceituais de Vergnaud e a epistemologia de Mario Bunge. Adotando o estudo de caso como estratégia de pesquisa no contexto de um curso de extensão a distância (40 horas), buscamos identificar concepções e dificuldades apresentadas por oito professores do ensino médio no enfrentamento de situações apresentadas na forma de tarefas enfocando aspectos conceituais da ECR proposta. Os resultados indicam que os professores confundem modelos científicos com teorias, enunciados de lei, equações, analogias e situações. Além disso, apresentam dificuldades em relação a diversos conceitos envolvidos nos processos de construção e análise da razoabilidade dos resultados obtidos pelos modelos científicos, tais como: idealização, aproximação, referente, variável, parâmetro, domínio de validade e grau de precisão. Esses resultados serão considerados no delineamento de futuras situações que permitam investigar procedimentos e modos de raciocínio utilizados pelos professores quando estão envolvidos em atividades de modelagem científica em Física. Palavras-chave: modelagem científica, campos conceituais, formação de professores. Title: High school physics teachers' conceptions and difficulties in the conceptual field of scientific modeling.
Part of the Physics Education Research (PER) community has devoted its attention to the study of ... more Part of the Physics Education Research (PER) community has devoted its attention to the study of Active and Flipped Learning methods. Beyond learning, these methods seek to foster the development of collaborative work and argumentation skill, and also to decrease student's dropout rates. In experimental physics courses, some of those methods involve the scientific modeling learning (e.g., Modeling Instruction (MI) and Modeling Episodes (ME)). However, the success of such initiatives depends on how students judge themselves capable of carrying out the activities proposed by the teacher, that is, it depends on the student's self-efficacy in perform certain actions. Therefore, we propose a case-study with the purpose of analyze the impact of the ME on the students' self-efficacy beliefs about learning physics; conduct experimental activities; and work collaboratively. The results indicate positive changes in students' self-efficacy due to positive experiences, observati...
La literatura destaca la existencia de una significativa brecha entre la investigación educativa ... more La literatura destaca la existencia de una significativa brecha entre la investigación educativa y las prácticas docentes. Por otro lado, existen estudios sobre Comunidades de Práctica (CoP) conformadas por docentes en formación inicial y en inicios de carrera, investigadores y docentes de Educación Básica, que muestran buenos resultados para transformar las prácticas de enseñanza de las ciencias en la Escuela, aportando a su vez, a la reducción de esta brecha. ¿Cómo cultivar estas Comunidades de Práctica? En este trabajo se presentan los resultados de un estudio empírico de carácter exploratorio que se realizó durante el diseño e implementación de un curso virtual de extensión sobre Recursos Educativos Abiertos (REA), para la enseñanza de la Física, ofertado por una universidad brasileña. El curso se diseñó integrando los siete principios de Wenger y colaboradores para el cultivo de CoP, con el objetivo de generar un conjunto de acciones iniciales para favorecer el proceso de confo...
The judgments about one’s own capabilities in organize and execute courses of action/tasks (self–... more The judgments about one’s own capabilities in organize and execute courses of action/tasks (self–efficacy be-liefs) influences his/her performance, perseverance, resilience, and effort to accomplish them. For this reason, part of Physics Educational Research (PER) community has been working to promote, through active learning approaches, the development of students’ perceived self–efficacy related to learning physics. However, the PER literature indicates that there is no change, or even a small reduction, in the levels of students’ physics self–efficacy as a result of their experience with active teaching methods. In this explanatory case study, we argue that a new teaching experience may lead to a readjustment of students’ self–efficacy, unnoticed because of the way they are usually measured, with pre and post–test.
Lectures, with passive students, usually inhibited to any interactive action. This picture of tra... more Lectures, with passive students, usually inhibited to any interactive action. This picture of traditional teaching methods diverges from the current students’ profile, who are mostly connected to the internet, with easy access to information and accustomed to interactive environments, whether virtual or face-to-face. A possible correction to this dissonance lies in the inversion of the classroom, which means that the students make the first contact with the content at home and the time available in class, that is traditionally used for long expositions of the instructor, is occupied by students interacting actively with their peers and the instructor to solve problems. This paper presents the flipped classroom methodology and different methods that allow this inversion in physics education. We also discuss the reasons that may encourage the physics instructor to modify his/her practice, as well as the main barriers he/she may face-off in this process.
Revista Brasileira de Ensino de Ciência e Tecnologia, 2019
As crenças dos indivíduos acerca das próprias capacidades em realizar determinadas ações/tarefas ... more As crenças dos indivíduos acerca das próprias capacidades em realizar determinadas ações/tarefas (crenças de autoeficácia) influenciam no desempenho, na persistência e na quantidade de esforço dedicado a elas. É comum em disciplinas de Física Introdutória, foco do presente trabalho, que os alunos apresentem baixa autoeficácia em relação à aprendizagem de física e ao trabalho colaborativo. Neste estudo, buscamos investigar alterações na autoeficácia em aprender física e em trabalhar colaborativamente de alunos que cursaram uma disciplina de Física Introdutória ministrada com o método ativo Team-Based Learning (TBL). Foi realizado um estudo de caso exploratório, em uma disciplina de um curso de graduação em Física de uma universidade pública brasileira ao longo de um semestre letivo. Os resultados apontaram para mudanças positivas nas crenças de autoeficácia avaliadas devido às experiências individuais e de observações dos colegas vivenciadas com o TBL, o que pode sugerir caminhos par...
Este trabalho apresenta resultados de uma revisão da literatura acerca da implementação da metodo... more Este trabalho apresenta resultados de uma revisão da literatura acerca da implementação da metodologia interativa de ensino Peer Instruction (PI). Respondemos às seguintes questões de pesquisa: Em quais contextos de ensino (nível de ensino, país, área de ensino e disciplinas) pesquisadores têm investigado o PI? Que impactos o PI tem produzido na aprendizagem dos estudantes? Quais são os resultados instrucionais da implementação do PI em termos das atitudes dos professores em relação à metodologia e das modificações feitas na estrutura original da metodologia? Quais são os principais aspectos teóricos e metodológicos que pesquisadores utilizam para investigar implementações do PI? Os resultados da literatura apontam que grande parte das publicações foram conduzidas em universidades norte americanas, em disciplinas da área STEM, com destaque à disciplina de Física. A adoção do PI apresenta impactos positivos na aprendizagem conceitual dos estudantes, na habilidade de resolução de prob...
Este artículo presenta una revisión de la literatura que aborda los principales referentes episte... more Este artículo presenta una revisión de la literatura que aborda los principales referentes epistemológicos, psico-pedagógicos y didácticos en las investigaciones sobre actividades de Modelación y Simulación Computacional (MSC) en la enseñanza de la física (en los niveles de educación básica y media). La búsqueda principal se llevó a cabo en las siguientes bases de datos: Science Direct, Scopus, Web of Science y Google Scholar considerando artículos publicados entre 2003-2013 y en busca de las siguientes palabras clave: “computational modeling”; “computational simulation”; physics teaching”; “research in physics teaching” (también las correspondientes palabras clave en español y portugués fueron usadas en la búsqueda). Después de la lectura de los artículos seleccionados, consideramos sólo las implementaciones de MSC que tenían como propósito contribuir al aprendizaje de conceptos físicos. Los resultados muestran que: i) las investigaciones se basan en las ideas epistemológicas conte...
A dinâmica não-linear e sua subdisciplina a "teoria do caos" assume na atualidade uma grande impo... more A dinâmica não-linear e sua subdisciplina a "teoria do caos" assume na atualidade uma grande importância em quase todos os segmentos da Física e de várias ciências como a matemática, engenharias, biologia entre outras. Por este motivo é necessário introduzir alguns conhecimentos sobre a dinâmica não-linear aos alunos destas áreas. A teoria de sistemas não lineares simples pode ser explorada apenas com o conhecimento rudimentar de matemática. Da mesma forma um grande número de experimentos podem ser construídos e utilizados na demonstração do assunto. Também podemos abordar a dinâmica não-linear discutindo sistemas aparentemente irregulares existentes na natureza, como o clima, as variações das populações animais, as oscilações do coração e do cérebro, etc. Mostramos neste trabalho uma breve introdução à dinâmica nãolinear através do estudo do movimento do pêndulo físico forçado e da análise do comportamento de circuitos eletrônicos que apresentam efeitos não lineares. Utilizamos um microcomputador para coleta e análise dos dados obtidos experimentalmente. Discutimos vários conceitos de Física não-linear envolvidos nos experimentos: espaço de fase, atratores, bifurcação, duplicação de período, regime de estabilidade e caótico, entre outros. Todos os experimentos, hardware e softwares foram desenvolvidos e construídos no próprio Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. (FAPERGS/UFRGS).
Revista Electronica De Investigacion En Educacion En Ciencias, Jul 1, 2012
Muitas das investigações em ensino de Ciências que envolvem a aferição de atitudes têm apresentad... more Muitas das investigações em ensino de Ciências que envolvem a aferição de atitudes têm apresentado resultados pobres e/ou confusos em metodológico consistente e sem ambiguidades. A divergência no significado atribuído pelos pesquisadores ao construto "atitude" tem dificultado a interpretação dos resultados de suas pesquisas e o estabeleciment defendemos a Teoria do Comportamento Planejado (TCP), de Icek Ajzen, como um referencial teórico-metodológico potencialmente útil para pesquisas em ensino de Ciências que envolvam aferição de atitudes. Segundo a TCP, as atitudes, somadas a aspectos relacionados à pressão social percebida, à infraestrutura disponíve comportamentais em relação a um comportamento específico. A TCP tem pote pesquisadores na confecção de instrumentos para mensuração de atitudes, na interpretação de seus resultados e no planejamento de programas de intervenção que aumentem as chances de consecução de seus objetivos. Palavras chave: crenças, atitudes, metodologia de pesquisa. A theoretical and methodological framework Theory of Planned Behavior A variety of research on Science Teaching that involve attitudes assessment have shown poor and/or confused results due to the lack of a consistent theoretical and methodological framework. The discrepancy in the signification given by researchers to the c the interpretation of the results and the establishment of relationships between the obtained conclusions. In this work, we defend the Theory of Planned Behavior (TPB), by Icek Ajzen, as an useful framework for researches t According to TPB, attitudes, jointly with aspects related to the social pressure perceived, available infrastructure and individuals skills are predictors of their behavioral intentions related to behavior. This theory is potentially useful to support researches to create instruments for the measurement of attitudes, and to help them to interpret the results and plan interventions programs that improve their chances to reach the respectiv
Um sítio de perguntas e respostas, exclusivamente em português, foi criado em 2010 junto ao Centr... more Um sítio de perguntas e respostas, exclusivamente em português, foi criado em 2010 junto ao Centro de Referência para o Ensino da Física, mas somente em final de maio de 2013 passou a ser monitorado pelo Google Analytics. O sítio possui atualmente 685questões respondidas por professores do IF-UFRGS ou convidados. Este trabalho apresenta uma descrição de cerca de 1,13 milhões de acessos em dois anos de monitoramento. Neste período de tempo observa-se um crescimento no número de acessos por semana de cerca de 3,5 mil para 18 mil, distribuídos em sua maior parte no Brasil (91,8%), entretanto, atingindo mais de uma centena de países. Entre os países destacam
Apresentamos neste trabalho uma proposta de uso da planilha Excel como instrumento na aquisição e... more Apresentamos neste trabalho uma proposta de uso da planilha Excel como instrumento na aquisição e análise de dados em experimentos didáticos de Física, em particular, em medidas de intervalo de tempo. A aquisição de dados é feita através da entrada digital da porta de jogos da placa de som do microcomputador, utilizando sensores de infravermelho e uma macro do Excel para leitura desta entrada (com um arquivo DLL específico). Duas experiências didáticas são ilustradas: um pêndulo amortecido e um pião rotante. As planilhas que construímos para a coleta e análise de dados estão disponíveis livremente na rede.
Neste artigo analisamos diferentes concepções e raciocínios dos alunos sobre conceitos básicos en... more Neste artigo analisamos diferentes concepções e raciocínios dos alunos sobre conceitos básicos envolvidos em circuitos elétricos simples, que se tornam obstáculos para a aprendizagem, e apresentamos um produto de um trabalho de pesquisa, que consiste em um conjunto de atividades de simulação e modelagem computacionais, desenvolvidas com o software Modellus, levando em conta tais dificuldades, com o objetivo de auxiliar o aluno a superá-las. Palavras-chave: simulação computacional, modelagem computacional, concepções alternativas, circuitos elétricos, ensino de Física. In this paper we analyze different student's conceptions and reasonings regarding basic concepts involved in simple electric circuits, that become obstacles for the learning, and present a product of a research work, that consists in a set of computational modeling and simulation activities, developed with the software Modellus, taking into account such difficulties to help students to surpass them.
Este trabalho relata uma experiência de ensino a distância voltada para professores de Física do ... more Este trabalho relata uma experiência de ensino a distância voltada para professores de Física do ensino médio, cujo objetivo foi introduzir noções epistemológicas contemporâneas, imbricadas com conteúdos de Física, de modo a favorecer a aprendizagem de conceitos-chave associados ao processo de modelagem científica aplicada ao ensino de Física. Implementada na forma de um curso EAD de 40 h, intitulado Fenômenos Físicos e Modelos Científicos, a proposta de ensino oportunizou aos professores de Física a discussão de questões relacionadas à descrição de fenômenos físicos através de modelos científicos, tais como: o papel mediador dos modelos entre teoria e realidade; as idealizações e as aproximações assumidas na construção de modelos; e o processo de validação de modelos científicos. O ambiente virtual de aprendizagem foi suportado pelos softwares TelEduc e Macromedia Breeze Meeting Server. Os resultados demonstram que os participantes sentiram-se desafiados e estimulados a refletiram sobre aspectos conceituais que, na maioria das vezes, permanecem implícitos nas discussões em sala de aula, tendo em vista o modo como foram utilizados os recursos disponibilizados por esses softwares.
Diversos sao os trabalhos que tem apontado potencialidades relacionadas ao uso de Atividades Expe... more Diversos sao os trabalhos que tem apontado potencialidades relacionadas ao uso de Atividades Experimentais (AE) e Atividades baseadas em Simulacoes Computacionais (ASC) no ensino de Fisica. No entanto, a realidade das escolas tem mostrado que poucos sao os professores que implementam tais recursos didaticos de forma sistematica em suas aulas. Neste trabalho, buscamos analisar os principais fatores que influenciam na decisao de professores de Fisica de usar ou nao AE e ASC como estrategias de ensino. Amparados na Teoria do Comportamento Planejado de Icek Ajzen, nossos dados indicam que, alem de aspectos relacionados com a infraestrutura disponivel e com a capacidade que os professores acreditam possuir para a conducao dessas atividades, fatores relacionados aos seus conhecimentos teoricos sobre as potencialidades e limitacoes das AE e ASC no ensino de Fisica tambem influenciam nas suas intencoes de utilizarem-nas. Os resultados sugerem que os cursos de formacao de professores devem direcionar seus esforcos nao somente no sentido de familiarizar os futuros docentes com um grande leque de experimentos e simulacoes que os capacitem para utilizarem AE e ASC como estrategias didaticas, mas tambem para torna-los cientes das potencialidades e limitacoes teoricas dessas estrategias.
La formacion integral de un profesor de ciencias implica, mas alla del dominio de su campo discip... more La formacion integral de un profesor de ciencias implica, mas alla del dominio de su campo disciplinar, una concepcion critica sobre la ciencia y su ensenanza. A partir de esta reflexion elaboramos una propuesta didactica cuyo principal objetivo fue valorar aspectos disciplinares, epistemologicos y didacticos, que propiciasen al estudiante una mejor comprension del proceso de construccion del conocimiento cientifico. Tal propuesta se fundamenta en la implementacion de los principios de la Teoria del Aprendizaje Significativo Critico de Moreira (TASC) y en el proceso de modelacion cientifica con fines didacticos, haciendo uso del diagrama AVM (Adaptacion de la V de Gowin a la Modelacion Computacional). En este articulo son presentados resultados de investigacion en la ensenanza de la mecanica con alumnos que ya cursaron asignaturas de Fisica General (siete estudiantes del programa de Fisica de la Universidad de Antioquia, Colombia, en un total de 36 horas de clase). Cada estudiante se constituye en un caso de estudio, investigado por medio de entrevistas, respuestas a test (sobre la concepcion de ciencia y de modelacion, y el FCI –Force Concept Inventory–) y el desarrollo de actividades de modelacion computacional. Se encontro que era posible aplicar los principios de la TASC por medio de la modelacion didactica cientifica, lo que lleva a los estudiantes a enriquecer sus concepciones sobre ciencia, ademas de profundizar en su conocimiento disciplinar
Resumen Aunque los términos 'naturaleza de la ciencia' y 'modelo científico' sean polisémicos en ... more Resumen Aunque los términos 'naturaleza de la ciencia' y 'modelo científico' sean polisémicos en la Enseñanza de Ciencias, hay una especie de consenso en el área en cuanto a la importancia de la epistemología y del modelado científico en la formación de estudiantes y profesores. Por eso, diversos investigadores han dedicado esfuerzos a la enseñanza y a la investigación de esos temas. Parte de esos investigadores, así como nosotros, creen que la estrategia del modelado científico aplicada a la Enseñanza de Ciencias, además de ser una herramienta útil para la resolución de problemas, puede favorecer la construcción de una visión de ciencia adecuada a la práctica científica contemporánea. Pero una de las preguntas de investigación que sigue pendiente se refiere a los instrumentos de evaluación de las concepciones de estudiantes y profesores sobre esos temas. Dentro de ese contexto, este estudio tuvo el objetivo de validar un cuestionario para investigar en qué medida las concepciones de profesores sobre ciencia se correlacionan con las de modelado científico en el contexto de la Física. Compuesto inicialmente por 48 afirmaciones, el cuestionario fue aplicado a 218 personas. El análisis de las respuestas llevó a: a) la identificación de cuatro factores subyacentes al contenido de las afirmaciones; b) una fuerte correlación entre las concepciones sobre ciencia en general y modelado científico en Física; y c) la construcción de dos formas alternativas y equivalentes del cuestionario, cada una con 23 afirmaciones, que pueden ser útiles cuando se pretende reducir posibles efectos de test en delineamientos experimentales. Enfatizamos que un instrumento de ese tipo puede ser útil como herramienta auxiliar para la evaluación de estrategias didácticas fundamentadas en elementos teórico-metodológicos pertinentes al proceso de modelado científico que pretendan integrar contenidos de naturaleza epistemológica en la discusión sobre contenidos científicos específicos. Palabras clave: concepciones de profesores, naturaleza de la ciencia, modelado científico. Validating a questionnaire to investigate teachers' conceptions about science and scientific modeling in the physics context Abstract Although the terms of the 'nature of science' and 'scientific model' are polysemic in Science Teaching, there is a kind of consensus in the area about the importance of epistemology and scientific modeling in training students and teachers. So many researchers have devoted efforts to teaching and researching these issues. Part of these researchers, like us, believe that the strategy of scientific modeling applied to science education, more than a useful tool for solving problems, can help build a proper view of science to contemporary scientific practice. However, one of the research questions that remains open concerns the tools for assessing the conceptions of students and teachers on these topics. Within that context, this study aimed to validate a questionnaire to investigate teachers' conceptions about science and scientific modeling in physics. Initially composed of 48 statements, the questionnaire was applied to 218 subjects. An analysis of the answers resulted in: a) the identification of four factors underlying the content of statements; b) the strong correlation between teachers' conceptions about science in general and scientific modeling in physics; and c) the construction of two alternative and equivalent forms of the questionnaire, each with 23 statements, which can be useful to reduce possible effects of testing in experimental designs. We emphasize that such an instrument is an auxiliary tool for the evaluation of
Modelos e modelagem científica são indispensáveis à construção do conhecimento científico e, port... more Modelos e modelagem científica são indispensáveis à construção do conhecimento científico e, portanto, devem ocupar um lugar de destaque no Ensino de Ciências. Neste estudo propomos uma estrutura conceitual de referência para a modelagem científica em Física, com fins didáticos, que resulta da aproximação entre a teoria dos campos conceituais de Vergnaud e a epistemologia de Mario Bunge. Adotando o estudo de caso como estratégia de pesquisa no contexto de um curso de extensão a distância (40 horas), buscamos identificar concepções e dificuldades apresentadas por oito professores do ensino médio no enfrentamento de situações apresentadas na forma de tarefas enfocando aspectos conceituais da ECR proposta. Os resultados indicam que os professores confundem modelos científicos com teorias, enunciados de lei, equações, analogias e situações. Além disso, apresentam dificuldades em relação a diversos conceitos envolvidos nos processos de construção e análise da razoabilidade dos resultados obtidos pelos modelos científicos, tais como: idealização, aproximação, referente, variável, parâmetro, domínio de validade e grau de precisão. Esses resultados serão considerados no delineamento de futuras situações que permitam investigar procedimentos e modos de raciocínio utilizados pelos professores quando estão envolvidos em atividades de modelagem científica em Física. Palavras-chave: modelagem científica, campos conceituais, formação de professores. Title: High school physics teachers' conceptions and difficulties in the conceptual field of scientific modeling.
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