Pesquisa em Ensino de Física

Eliane A. VeitInstituto de Física

UFRGSSetembro de 2005

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Idéias gerais

• aluno & professor em sala de aula• aluno (no futuro) & professor como profissionais• como melhorar o ensino & aprendizagem?• Pesquisa em Ensino de Física

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Objetivos do ensino e desempenho do estudantes. Por que tão diferentes?

Dra. Zulma Gangoso, Córdoba, Argentina

e como “complemento”

interesse pelo mundo natural

capacidade para enfrentar situações novas

alunos com espírito críticoDesempenhoObjetivos

buscam a resposta corretamajoritariamente sódecoram fórmulas e resolvem problemas padrãomarcante desinteresse pela ciênciaelevadas taxas de reprovação

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O que resulta disto?

• uma aprendizagem mecânica, normalmente• sem conexão com as situações nem do dia-a-

dia, nem da vida profissional• na mente do estudante, cada caso, é um caso• torna-se difícil vislumbrar as idéias gerais

subjacentes a vários problemas solúveis com um único modelo

• as informações são acumuladas na mente como elementos dispersos, dificilmente recuperados

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E como os professores ensinam?

Normalmente, do mesmo modo comoaprenderam!

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Redish

• Atividades dos estudantesResolver problemas limitados, pré-definidos, de nenhum interesse pessoal.

• Atividades profissionaisResolver problemas amplos, abertos e freqüentemente a serem descobertos.

Redish, Am. Journ. Phys., v.61, p.222-232, 1993.

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• Atividades dos estudantesTrabalhar com leis apresentadas por especialistas. Não vê-las como hipóteses a serem testadas.

• Atividades profissionaisUsar ferramentas numéricas e analíticas para obter respostas aproximadas de modelos inexatos.

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• Atividades dos estudantesRaramente usam o computador como uma ferramenta cognitiva.

• Atividades profissionaisUsam o computador sistematicamente no desenvolvimento de suas tarefas.

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Profissionais bem sucedidos

• são educados, e até mesmo treinados, para desempenhar sua função

• se preparam com afinco para exercer sua profissão

• tem orgulho do seu trabalho• vibram com suas conquistas e sofrem com seus

fracassos• procuram novas alternativas quando seus

métodos não apresentam bons resultados

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É possível aprender a ser professor

• dominando o conteúdo de estudo• conhecendo metodologias de ensino• 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

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Por onde começar?• Conhecendo os resultados de Pesquisa

em Ensino de Física.• Levando para a sala de aula alguns

destes resultados. Não os transferindo meramente, mas adaptando à sua realidade escolar e suas convicções metodológicas.

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Um pouco de história sobre congressos e revistas em Ensino de Física

• Simpósio Nacional de Ensino de Física (1970)• Primeiras dissertações e teses no Brasil (1972)• Revista de Ensino de Física (1979) > RBEF(1992)• Caderno Catarinense de ensino de Física (1984)

CBEF(2002)• Encontro de Pesquisa em Ensino de Física (1986)• Revista Ciência&Educação (1995)• Investigações em Ensino de Ciências IENCI(1996)

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Sobre congressos e revistas

• Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências (1997)

• Ensaio - Pesquisa em Educação em Ciências (1999)• Física na Escola (2000)• ABRAPEC (2001) (Associação Brasileira de Pesquisa

em Educação em Ciências)

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O que é Pesquisa em Ensino de Ciências?

• Quais suas questões de estudo?• Suas bases teóricas e epistemológicas?• Suas metodologias de pesquisa?• Exemplos

Moreira, Rev. Chil. Educ. Cient. v.3, n.1, p. 10, 2004.

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Questões de estudo:

• Ensino• Aprendizagem• Currículo• Contexto• Professorado

De Física

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Exemplos:

• Ensino: estratégias de ensino, uso de novas tecnologias, de modelagem computacional...

• Aprendizagem: concepções alternativas, câmbio conceitual, modelos mentais, obstáculos de aprendizagem, ...

• Professorado: representações e concepções dos professores

• Currículo: inserção de tópicos contemporâneos, de epistemologia, ...

• Contexto: influência do meio social na prática de ensino, ...

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Evolução do foco das pesquisas:

• Grandes projetos curriculares, nos anos 50/60• Estudos sobre concepções alternativas, anos 70• Estudos sobre câmbio conceituais, anos 80• Estudos sobre representações mentais, nos anos 90• Estudos relacionados com o professor, nos últimos

anos• Não basta mais detectar problemas, é preciso

apresentar alternativas!

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Fundamentação teórica e epistemológica

• Teorias: Comportamentalista (Skinner, anos 50)Construtivistas-cognitivistas: Piaget, Ausubel,

Vygostky, Vergnaud,...Humanistas: Roger,

Epistemologias: Popper, Kuhn, Lakatos, Laudan, Toulmin,...

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Teoria de Ausubel: Aprendizagem significativa

“O fator isolado mais importante que influencia aprendizagem é aquilo que o aprendiz jáconhece”.

Motivação: Ninguém aprende se não quiser.

Material deve ser potencialmente significativo.

mecânica significativa

Aprendizagem

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Metodologia

• Qualitativa

• Quantitativa

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Exemplo de dificuldades de aprendizagem

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Exemplo de dificuldades de aprendizagem

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Às vezes a convicção superar a realidade

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Revisão bibliográfica:• American Journal of Physics• Caderno Brasileiro de Ensino de Física• Cognition and Instruction (de 1993-2005)• Computers&Education, Enseñanza de las Ciencias• International Journal of Science Education• Investigações em Ensino de Ciências, Journal of Research in

Science Teaching, Science Education• Journal of Computer Assisted Learning• Journal of Interactive Learning Research,Research in Science

& Technological Education• Research in Science Education• Revista Brasileira de Ensino de Física, • Revista Enseñanza de la Física. • ERIC (Education Resources Information Center) e as bases de

dados disponíveis na Internet • WEBOFSCIENCE.

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Concepções prévias:http://ideasprevias.cinstrum.unam.mx:2048/

Testes: Projeto Galileo

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Alguns resultados para reflexão:

Hake, Am. J. Phys. 66(1), 64-72, 1998.

Pesquisa quantitativa: 6542 estudantes

Ensino tradicional (2084): ganho 0,23 0,04

Interactive Engagement (4458): ganho 0,48 0,14

+_

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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.

somente 150 artigos localizados e um total de >> 5000

Cuidado: para não confundir desenvolvimento de material com pesquisa em ensino

Número de artículos publicados por categoria e por área de Física

10114281695Total-6cognitivos

821-2-3numerico1211-523comunic

163--229multim.311-17422datos652718641sim&mod

252224213tutoriais

TotalN.A.*

Física Moderna

ÓticaEletromagne-tismo

Termodinâ-mica

Mecânica

* não adotam nenhuma área (N.A.) da Física en particular.

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Por que tanta Mecânica?

• 95 artigos em um total de 150

• grande parte da pesquisa em Ensino de Física no passado e atualmente, em se dedicado àMecânica. Até quando a tecnologia é de última geração os conteúdos são os mesmos.

• Não há dúvida que a Mecânica é importante, mas e o Eletromagnetismo, a Óptica, a Termodinâmica, a Física Contemporânea, ...?

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Idéias consensuais

• considerar os conhecimentos prévios

• promover a interação social

• heads-on always e hands-on usually

• motivação dos alunos

• aprender a aprender

Novas tecnologias requerem novas metodologias

diversidadedediversidadede estratestratéégias de ensinogias de ensino

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Onde fazer pesquisa em Ensino de Física?

• Pesquisa em Ensino de Física deve ser feita junto aos Departamentos de Física, onde também se faz pesquisa em Física.

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