tópicos em ensino de física

Tópicos em Ensino de Física


AULA 3: Teorias de aprendizagem

Prof. Dr. Hércules Alves de Oliveira JuniorUniversidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Ponta Grossa

Departamento Acadêmico de Matemática (DAMAT)Mestrado Profissional em Ensino de Ciência e Tecnologia (PPGECT)

Revista Brasileira de Ensino de Ciência e Tecnologia (RBECT)

Ponta Grossa 2020

Prof. Dr. Hércules A. de Oliveira Jr. - UTFPR Tópicos em Ensino de Física


Sumário

Sumário

1 Behaviorismo (comportamentalismo)2 Connexionismo3 Cognitivismo4 Humanismo



Sumário

Perguntas:1 Como aprendemos?2 Como aprendemos Física e Matemática?3 A memória é essencial?4 Por que não entendemos certas equações?5 Existe um tempo para aprender?



Pavlov

Behaviorismo: Pavlov, Watson e Guthrie

Ivan Petrovich Pavlov (1849-1936)1 Behaviorismo (Behavior - Comportamento)2 Estudou comportamentos naturais (involuntário)



Pavlov

Ivan Petrovich Pavlov (1849-1936)

Experimento do Cão



Pavlov

Definição

ComidaEstímulo Incondicional (US)

US - Unconditional Stimulus

SalivaResposta Incondicional (UR)

UR - Unconditional Response



Pavlov

Definição

Campainha

Estímulo Condicionado (CS)

CS - Conditioned Stimulus

SalivaResposta Condicionado (CR)

CR - Unconditioned Response



Pavlov

Ivan Petrovich Pavlov (1849-1936)

Experimento do Cão

https://www.youtube.com/watch?v=ThrSiJNVggwProf. Dr. Hércules A. de Oliveira Jr. - UTFPR Tópicos em Ensino de Física

https://www.youtube.com/watch?v=ThrSiJNVggw


Pavlov

https://www.youtube.com/watch?v=ThrSiJNVggw



Pavlov

Associações Estímulo-resposta

Reflexos HumanosReflexos são definidos como comportamentos simples, nãointencionais e não aprendidos.Estímulos pré-programados:

1 Reflexos de sucção2 Engolir3 Espirrar4 Caminhar



Pavlov

Reflexos Educacionais

1900 - 1950Os Professores precisam aumentar a frequência

1 Os Professores precisam aumentar (maximizar) a frequência(f = 1/T)

2 Minimizar aspectos desagradáveis3 Perceber quais associações usar



Watson

Behaviorismo: Pavlov e Watson

John Broadus Watson (1878-1958)1 Seguidor de Pavlov2 Experimento do Bebe (o pequeno Albert), Rato e Martelo

Psychology as the behaviorist views it., Watson, John B.,Psychological Review, Vol 20(2), Mar 1913, 158-177



Watson


John Broadus Watson (1878-1958)Experimento do Bebe, Rato e Martelo



Watson


John Broadus Watson (1878-1958)Experimento do Bebe, Rato e Martelohttps://www.youtube.com/watch?v=g4gmwQ0vw0A



Guthrie

Edwin Ray Guthrie (1886-1959)

Behaviorismo-Comportamentalismo



Guthrie

Edwin Ray Guthrie (1886-1959)

Aprendizagem em uma única tentativa1 Não é uma conexão entre dois estímulos (comida, campainha),

mas uma única conexão entre um estímulo e uma resposta.2 Se você fizer X na situação Y, você fará X na próxima vez de Y.3 Não precisa repetir varias vezes!4 Ligação forte entre X e Y.



Conexionismo

Conexionismo: Thorndike, Watson e Guthrie

Edward Lee Thorndike (1874-1949)1 Conexionismo2 Estudou - Caixas problema: Caixa do gato



Conexionismo

Caixa do Gato



Conexionismo

Definição

Aprendizagem do GatoSair da caixa: 1 - puxar o cordão. 2 - pisar na alavanca. 3 - empurrar atranca para cima. Tentativa e erro

O gato não tem uma ideia genial para sair da caixa, só repetição!Não conseguem

Sentar, avaliar, pensar nas possibilidades e descobrir o que ser feito

Não é fácil demonstrar que animais tenham níveis superiores deraciocínio.



Conexionismo

Definição

Tentativa e erro

Tempo de fulga X Tentativas

E. L. Thorndike, Phychologycal Review Monograph Suplement, 2(8), 1898.



Conexionismo

Como ocorre a aprendizagem?1 Formação de conexões: teoria do condicionamento.2 Contiguidade: conexão entre estímulos-Respostas (conexões

neurais).3 Reforçamento: Consequência do comportamento - agradável.4 Até 1930 - ênfase na prática:

∫xdx

∫x2dx · · · (1)



Conexionismo

Lei do Exercício

Os vínculos entre E-R são reforçados por serem exercitados1 Frequentemente2 Recentemente3 Vigorosamente a

Lei do EfeitoGravar uma conexão dependia da consequência - efeito.

1 As respostas que ocorrem antes de um estado satisfatório temmaior chance de ser repetidas.

[a] E. L. Thorndike, Educational psychology: v. 1, The psychology oflearning, New York, 1913.



Conexionismo

Lei da prontidão

1 Motivação do aprendiz2 Quando está pronto para aprender.

Pós 1930:Revogação da Lei do exercício: O ser humano não aprende apenas pormera repetição!

Olhos fechados, desenhar 3000 linhas.

Pós 1931:aprendizagem ideiacionalAnálise, abstração, significação.



Skinner

Behaviorismo Radical

Burrhus Frederic Skinner (1904-1990)



Skinner

Behaviorismo Radical

Skinner1 Se opunha às teorias da aprendizagem2 Artigo (1950): As teorias da aprendizagem são necessárias: Não!3 As teorias são agradáveis para seus criadores, mas não tem valor

prático.4 As teorias deveriam apenas descrever o experimento (os fatos).5 Se opunha à especulação sobre eventos e processos não

observáveis.



Skinner

Caixa de Skinner: Espaço experimentalRato condicionado de modo operante



Skinner

Aprendizagem OperanteQuando um reforçador ocore depois de uma resposta, independentedas condições que possam ter levado à emissão da resposta, oresultado será um aumento!

Exemplos1 Rato aperta a bandeija de comida.2 Superstições: Escada, gato preto, colar na prova, estudar na

biblioteca, etc.



Cognitivismo

Cognitivismo: Bruner, Piaget e Vygotski

Jerome Seymour Bruner (1905-2016)1 Estudos: evolução do ser humano.2 Aprendizagem através de processos mentais superiores



Cognitivismo

Metáfora: Processamento da informaçãoComparação com o computador: Imput e Output.

Evolução na criança1 Representação Enativa (motora): Sensações musculares.2 Icônica: Imagens (objetos ou eventos).3 Simbólica: Número 2.



Cognitivismo

Definição

CategorizaçãoAprendizagem por categorias (organização):

Alimento1 Fruta - Maçã, Pêra, Laranja.2 Carne - Porco, Peru, Gado.

Carne com outro formato???



Cognitivismo

Aquisição de conceitos

Gerando e testando Hipóteses

Hipóteses sobre os atributos: com as categorias (conceito que jápossui).

Conceitos1 Conjuntivo (somam): 2 ou mais valores de atributos [caneta].2 Disjuntivo: Ou muitos atributos ou apenas um. Ex: Problemas

mentais:3 Relacional: Relação entre dois atributos (Retângulo).

f (x) = x g(x) = 2x3 + x2 + 3 · · · (2)

Mecânica: Força, velocidade, aceleração, energia.



Cognitivismo

Estratégias Cognitivas

Padrões1 Experimento das cartas: Quadrado, círculo, triângulo.2 Bordas3 Cores



Cognitivismo

Neurobiologia

Áreas do cérebro1 Lobo Parietal - Categorias sensoriais.2 Lobos Frontais - Conceitos mais abstratos.3



Cognitivismo

Construtivismo!



Jean Piaget

Jean Piaget (1896 - 1980)

1 Desenvolvimento da criança!2 Método Clínico.

3Prof. Dr. Hércules A. de Oliveira Jr. - UTFPR Tópicos em Ensino de Física


Jean Piaget


Duas perguntas básicas1 Quais propriedades dos organismos permite-lhes sobreviver?

Quais características das crianças permite-lhes que se adaptem aoambiente?Qual a maneira mais simples, precisa e útil de classificar odesenvolvimento infantil?

2 Como as espécies podem ser classificadas?



Jean Piaget


1 Desenvolvimento por processos: Adaptação2 Assimilação e Acomodação3

http://filosofiasouza.blogspot.com.br/2015/02/fundamentos-socioantropologicos-da.html



Jean Piaget

1 Desenvolvimento por processos: Adaptação2 Assimilação e Acomodação3

http://filosofiasouza.blogspot.com.br/2015/02/fundamentos-socioantropologicos-da.html



Jean Piaget


http://cmapspublic.ihmc.us/rid=1KRNCRY2L-11T817-1MRZ/Piaget.cmapProf. Dr. Hércules A. de Oliveira Jr. - UTFPR Tópicos em Ensino de Física


Jean Piaget

Brincar

Assimilação

Imitação�� Acomodação - O conhecimento está interiorizado.



Jean Piaget

Estágios

�� Sensório - motor - (0 aos 2 anos)

Pré-operacional- (2 aos 7 anos)

Operatório - (7 aos 11 anos)



Jean Piaget

Sensório - motor - (0 aos 2 anos)Estágio do Aqui e Agora!

Objetos!

Pré-operacional - (2 aos 7 anos)1 Preconceitual (2 - 4)2 Intuitivo (4 - 7)

1 Classes (Papai noel, AuAu), PensamentoTransdutivo: cachorro -pelo - gambá.

2 vai do específico para ogeral.

3 Egocentrismo -Experimento da boneca.



Jean Piaget

Operatório (7 - 12 anos)

Operações LógicasSeguem Regras

(7 anos) Conservação de substâncias

(9 anos) Conservação de Área

(11 anos) Conservação de substâncias

(7 anos) Conseguem classificar: Pequeno, Grande, Números,Séries.



Jean Piaget

Operações Formais

Antes de 11 anos1 Lógica de objetos Reais -

Fácil2 Não hipotético

Após os 111 Adolescente - Hipotético,

ideal (não concreto)2 Pensamento Proposicional



Jean Piaget

Piaget

Gênese - DesenvolvimentoEpistemologia GenéticaForças que moldam o desenvolvimento:

a Equilibração

b Maturação

c Experiência Ativa

d Interação Social



Cognitivismo

Cognitivismo: Bruner, Piaget e Vygotsky

Lev Semenovich Vygotsky (1896-1934)1 Estudos: Desenvolvimento cognitivo

2 Teoria Cultural CognitivaProf. Dr. Hércules A. de Oliveira Jr. - UTFPR Tópicos em Ensino de Física


Cognitivismo

Teoria CulturalInteração da criança com o meio - Cultura

Construtivismo1 Interação Social - Pais-Criança, Prof-Aluno.2 Funções mentais elementares - sugar, chorar.3 Funções mentais superiores - pensamento.



Cognitivismo

Linguagem

F. SuperioresNos distingue dos outros animais.

Estágios1 Fala Social - (até 3 anos) comportamento dos outros - Quero

leite!2 Fala Egocêntrica - (3 - 7anos) fala pública (externa)3 Fala Interior - (7 em diante) pensamento!



Cognitivismo

Aquisição de conceitos

PotencialZona de Desenvolvimento Proximal.

João e Pedro (7 anos)1 João tem ajuda de pessoas mais velhas - consegue responder (9

anos).2 Pedro não!3 João tem maior Potencial!

Metáfora do Andaime!



Cognitivismo

Mapas conceituais

Joseph Donald Novak (1932)



Cognitivismo

Mapas conceituais

Joseph Donald Novak (1932)

https://www.ihmc.us/groups/jnovak/Novak J.D., Gowin, D.B (1996). Aprender a Aprender. Lisboa.



Cognitivismo

Aprendizagem Significativa

David Paul Ausubel (1918 - 2008)



Cognitivismo

Aprendizagem Significativa

David Paul Ausubel (1918 - 2008)1 Subçunsor - Conhecimento Prévio2 Associação - Velho e o novo.


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