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Novas Tecnologias no Ensino de Física ê Possibilidades de uso ê Vantagens e cuidados ê Reflexão continuada, especialmente quanto a novas práticas pedagógicas....a.

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Apresentação em tema: "Novas Tecnologias no Ensino de Física ê Possibilidades de uso ê Vantagens e cuidados ê Reflexão continuada, especialmente quanto a novas práticas pedagógicas....a."— Transcrição da apresentação:

1 Novas Tecnologias no Ensino de Física ê Possibilidades de uso ê Vantagens e cuidados ê Reflexão continuada, especialmente quanto a novas práticas pedagógicas....a tecnologia educacional deve adequar-se às necessidades de determinado projeto político-pedagógico, colocando-se a serviço de seus objetivos e nunca os determinando.(Rezende, 2000)

2 Aplicações de Novas Tecnologias no Ensino de Física ê Ensino programado => tutorial, livros eletrônicos, certos cursos de ensino a distância ê Simulação ê Modelagem ê Aquisição automática de de Dados ê Tratamento e análise de dados ê Hipertextos ê Internet ê Ambientes de aprendizagem (colaborativos e comunidades de aprendizagem) ê Educação a distância (engloba tudo, especialmente comunicação e trabalho colaborativo, no EAD ideal)

3 Tutorial ê Computador atua com instrutor, apresentando o conteúdo, perguntas e respostas ê Vantagens: ritmo individualizado, propício para pesquisa sobre dificuldades localizadas e ensino a distância ê Desvantagens: treinamento, usualmente não incorporam nada de novo em relação ao processo de ensino-aprendizagem....sua utilização acaba por resultar quase sempre em aulas em vídeo iguais às da escola de hoje, ou a textos em microcomputadores, interativos e auto- instrutivos, mais limitados que os existentes nas estantes escolares (Kawamura, 1998).

4 Simulação (animações interativas) ê representação visual de fenômeno ou processo ê se baseia: num modelo científico de um sistema físico da natureza modelo de um sistema artificial e hipotético ê alterando-se as variáveis de entrada, observam-se as mudanças nas variáveis de saída; ê saída: gráficos, animações ê simulação pura : não há manipulação do modelo formal (tem o mesmo efeito de um filme) ê aplicativos de maior potencial: Interactive Physics, XYZet simulação em JAVA são as únicas que permitem variação de parâmetros em qualquer sistema operacional ê Não substitui a observação do fenômeno físico!

5 Modelagem computacional ê representação formal de um processo ou fenômeno ê trabalha com o modelo matemático subjacente ao modelo físico ê usa diferentes formas de representação externas: gráficos, tabelas, animações ê há acesso e manipulação das expressões que traduzem as relações entre as variáveis ê pode permitir a manipulação de objetos concretos-abstratos ê há diferentes linguagens, metáforas e aplicativos computacionais para modelagem: linguagens computacionais: TRUEBASIC, VISUALBASIC, DELPHI, C, C++, JAVA (requer conhecimento de programação) metáforas: STELLA, BOXER,... linguagens com fins educacionais: LOGO, Python, Squeak,... aplicativos de autor: planilha eletrônica, Modellus, JDK, Maple, Mathematica, Mathcad

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7 Por que defendo que modelagem computacional é imprescindível na aprendizagem de Física nos dias atuais? ê Ciência é um processo de representação do mundo, sempre sujeito a reformulações (descrição x explicação) ê Fazer Física trabalhar com modelos físicos ê Modelos físicos: descrições simplificadas e idealizadas de sistemas ou fenômenos físicos aceitos pela comunidade de físicos envolvem elementos como: proposições semânticas modelos matemáticos subjacentes

8 possibilita a investigação de sistemas físicos em que o modelo matemático subjacente é mais complicado métodos numéricos são muitas vezes mais simples que métodos analíticos dá chances para experiências conceituais possibilita trabalhar com diferentes formas de representação: animações, tabelas, gráficos. mais tempo para discussão: dos aspectos físicos relevantes das hipóteses assumidas das aproximações empregadas das limitações dos modelos físicos e matemáticos das grandezas físicas relevantes e suas relações Modelagem computacional enriquece e amplia a investigação de sistemas físicos:

9 tende a desmitificar a imagem da Física como uma disciplina difícil, em que é preciso decorar fórmula ê Modelagem favorece a aprendizagem construtivista pois pode(Webb&Hassen ), : elevar o nível do processo cognitivo, exigindo que os estudantes pensem num nível mais elevado, generalizando conceitos e relações; exigir que os estudantes definam suas idéias mais precisamente; propiciar oportunidades para que os estudantes testem seus próprios conhecimentos, detectem e corrijam inconsistências. Modelagem computacional no ensino/aprendizagem de Fïsica:

10 Princípios de Nickerson(1995) : í começar onde o aluno se encontra í promover atividades de processamento e descoberta í usar representações apropriadas e modelos í usar simulações í proporcionar ambiente de suporte

11 Hipertextos í a informação é apresentada em forma não-linear; í recursos de multimídia: textos, figuras, animações, simulações, som, conectados por links pré-definidos (nós); í o estudante pode escolher o caminho que tomará no texto; í dá margens a diferentes níveis de aprofundamento Cuidado com o excesso de ramificações !

12 Internet (especialmente www - world wide wibe ) í Sistema de informação em: hipertexto, gráfico, distribuído, independente de plataforma, dinâmico, interativo e global utilizado na Internet. í potencialidade de pesquisa e comunicação í é preciso estabelecer metas e/ou desafios í é aconselhável dispor de uma boa agenda de endereços í se possível dar um download em programas e textos interessantes Cuidado, o material disponível na Internet não passa por qualquer crivo !

13 Aquisição de Dados ê Para medida em tempo real: transdutor (ou sensor) interface (placa de som, porta de jogos, mouse) aplicativo computacional (software) ê Sensores analógicos: som, luz, campo magnético, voltagem, força, temperatura, pressão, cor ê Sensores digitais: digital: movimento, movimento de rotação, nuclear, detector de radiação, photogate ê Outro modo de aquisição: registro em vídeo aplicativo de análise

14 Exemplos em que a aquisição automática é imprescindível ê força em função do tempo em colisões ê posição de um pêndulo em função do tempo ê espectro sonoro

15 Tratamento e análise de dados ê Tratamento estatístico requer cálculo de: médias, desvio padrão, erros ê Análise: gráficos (que pode envolver ajuste de curvas) tabelas ê Aplicativos: planilha eletrônica e programas gráficos

16 Educação a distância (EAD): ê Maior mérito do EAD ideal: procura renovar as práticas pedagógicas desenvolve ferramentas úteis também para o ensino presencial. Ex: ambientes de aprendizagem. ê Este é um dos objetivos do nosso curso: uma visão crítica das práticas pedagógicas em sala de aula!

17 Idéias de Ogborn Universidade de Londres ê Até agora tem sido: aprender um pouco de aritmética aprender um pouco de álgebra aprender um pouco cálculo aprender algo sobre diferenças finitas como aproximação do cálculo usar modelos computacionais ê Ogborn: fazer modelos auxilia o processo de aprendizagem da matemática e de ciências, em geral fazer alguns modelos computacionais -> aprender aritmética fazer mais modelos computacionais -> aprender álgebra analisar modelos computacionais -> aprender cálculo

18 Idéias de Redisch (Maryland) ê Atividades dos estudantes Resolver problemas limitados, pré-definidos, de nenhum interesse pessoal. Trabalhar com leis apresentadas por especialistas. Não vê-las como hipóteses a serem testadas. Usar ferramentas analíticas para obter respostas "exatas de modelos inexatos. Raramente usam o computador. ê Atividades profissionais Resolver problemas amplos, abertos e freqüentemente a serem descobertos. Trabalhar com modelos a serem testados e modificados. Saber que as "leis" são construídas. Usar ferramentas numéricas e analíticas para obter respostas aproximadas de modelos inexatos. Usam o computador freqüentemente.

19 Hoyles, Healy e Pozzi, 1994 ê Programas são como ferramentas de artistas: ferramentas podem ajudar artistas, mas elas não produzem arte. Somente artista a produzem. Mas software exploratórios tem uma característica única: quando bem desenvolvidos, podem produzir interações entre aprendizes, em particular se os estudantes trabalham em par ou em pequenos grupos.

20 ... mas inteligência, emoção, cultura, poesia e arte residem no usuário, não no software. Vitor Duarte Teodoro


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