tecnologias computacionais como recursos auxiliares no ... · • recomendações para construção...
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Tecnologias computacionais como recursos auxiliares no ensino de
Ciências e Matemática
Eliane A. VeitInstituto de Física
UFRGSSetembro de 2006
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
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.
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
Simulação e modelagem computacionais
Simulação:
Modelagem:
acesso aos primitivos do modelo matemático ou icônico subjacentes a implementação do modelo computacional
Ex: Modellus, Excel, Powersim
O aluno O aluno não não temtem
O aluno O aluno temtem
Tipos de atividades de simulação e modelagem computacionaisexploratórias
de simulacão:sem acesso
de modelagem:com acesso
O sujeito observa, analisa e interage com modelos computacionais já construídos
Aos primitivos matemáticos ou icônicos
O sujeito passa por todo o processo de construção do modelo; desde sua estrutura matemática ou icônica, até aa análise dos resultados
criacriaçção de um modeloão de um modelo
Possibilidades atuais do computador no ensino de Ciências e Matemática
aquisição de dados
comunicação
tutoriais. . .
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, 2004. http://www.fc.unesp.br/abrapec/revistas/v4n3a1.pdf
somente 150 artigos localizados e um total de >> 5000
Cuidado: para não confundir desenvolvimento de material com pesquisa em ensino
Principais modalidades de uso do computador no ensino de Física
Instrução e avaliação mediada pelo computadorModelagem e simulação computacionaisColeta e análise de dados em tempo realRecursos multimídiaComunicação à distânciaResolução algébrica/numérica e visualização de
soluções matemáticasEstudo de processos cognitivos
Número de artículos publicados por categoria e por área de Física
10114281695Total-6cognitivos
821-2-3numerico1211-523comunic
163--229multim.311-17422dados652718641sim&mod
252224213tutoriais
TotalN.A.*
Física Moderna
ÓticaEletromagne-tismo
Termodinâ-mica
Mecânica
* não adotam nenhuma área (N.A.) da Física en particular.
Ainda há:
• pouca investigação• poucas máquinas• pouca material instrucional• poucas estratégias• pouco conhecimento e prática
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
...levando em conta como os alunos aprendem
• Teorias: Comportamentalista (Skinner, anos 50)Construtivistas-cognitivistas: Piaget, Ausubel,
Vygostky, Vergnaud,...Humanistas: Roger
...levando em conta como o conhecimento científico evolui...
Epistemologias: Popper, Kuhn, Lakatos, Laudan, Toulmin,...
..levando em conta os conhecimentos prévios dos alunos...
Concepções prévias:http://ideasprevias.cinstrum.unam.mx:2048/
Testes: Projeto Galileohttp://galileo.harvard.edu/galileo/lgm/pi/topics.taf
...levando em conta a carga cognitiva
A C
B
D
http://penta2.ufrgs.br/edu/cargacognitiva/cargacognitiva.pdf
...levando em conta elementos de webdesign...
• elementos de webdesign
contraste
repetição alinhamentoproximidade
...e de alfabetização visual
• http://penta2.ufrgs.br/edu/cargacognitiva/alfabvisualres.pdf
• http://penta2.ufrgs.br/edu/alfabetizacaovisual/
Exemplos de materiais construídos
• interpretação de gráficos da cinemáticahttp://www.if.ufrgs.br/cref/ntef/cinematica/index.html
• circuitos elétricos simples: http://www.if.ufrgs.br/cref/ntef/circuitos/index.html
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 didático-
pedagógico• não basta o software, é preciso material
adicional e estratégias de uso
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
Novas tecnologias requerem novas metodologias
diversidade de estratdiversidade de estratéégias de ensinogias de ensino
Papel do professor?
- coordena- orienta- observa- estimula- propõe atividades, desafios, ...- põe em prática a avaliação formativa e
somativa
Palavras finais:
• Interação do aluno com os outros e com o material instrucional é indispensável
• Inovação
• Reflexão continuada
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