APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA E O ENSINO DE CIÊNCIAS

Apresentação em tema: "APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA E O ENSINO DE CIÊNCIAS"— Transcrição da apresentação:

1 APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA E O ENSINO DE CIÊNCIAS
Romero Tavares Departamento de Física – UFPB Programa de Pós-Graduação em Educação - UFPB Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática – UFRN

2 Resumo Este trabalho descreve os princípios teóricos utilizados para a construção de OA - objetos digitais de aprendizagem fundamentados na teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel. Por outro lado, a teoria da codificação dual de Allan Paivio indica que a aprendizagem torna-se potencialmente mais efetiva quando a transmissão da informação acontece através dos canais verbal e visual. Esses OAs - objetos digitais de aprendizagem se propõe a facilitar a aprendizagem de significados dos conteúdos relacionados ao ensino de ciências, fazendo um uso integrado de mapas conceituais, animação interativa e textos Ainda compõe os OAs um guia do professor, um instrumento de avaliação, textos conceituais sobre a física utilizada, e textos sobre a conceituação pedagógica.

3 OA – Forças em ação OA que considera a ação e crescimento da força de atrito estático, que aparece como conseqüência de uma força externa aplicada. Quando essa última força supera o valor crítico do atrito estático, o corpo começa a se mover. OA que considera o ângulo de inclinação crítico, para o qual a bóia começa a se mover na rampa. Com o movimento, o atrito passa a ser do tipo cinético, que é menor que o estático, e daí o movimento acelerado da bóia.

4 OA - Cinemática Análise da trajetória de um projétil.
A curva utilizada pode ser modificada quando se mudar as condições iniciais, bem como se considerar a atuação do atrito do projétil com o ar. Utilização do conceito de vetores, de diferença entre vetores, de taxa de variação de um vetor em relação ao tempo. Definição de vetores posição, velocidade e aceleração

5 NOA – UFPB Núcleo de Desenvolvimento e Construção de Objetos Digitais de Aprendizagem
Equipe selecionada para compor a Fábrica Virtual – RIVED/SEED/MEC/2004. Prêmio PAPED/SEED/MEC – 2004 – Ondas: uma viagem conceitual. Prêmio PAPED/SEED/MEC – 2005 – Energia: uma propriedade dos sistemas. 2 Prêmios RIVED/SEED/MEC – 2005 O efeito fotoelétrico Lançamento de projéteis Convênio FNDE/SEED/MEC e NOA/UFPB para a construção de um curso de Física para o primeiro ano do Ensino Médio.

6 Ensino de Ciências O ensino de ciências deveria propiciar para os alunos a sensação de descoberta de alguns dos segredos da vida. Deveria trazer a sensação de um aprendizado lúdico tal como quando aprendemos as regras de um jogo, ou o raciocínio adequado para a melhor utilização dessas regras. Durante muito tempo se confundiu a Física relacionada a determinado fenômeno com a Matemática necessária para descrevê-lo. E essa visão equivocada marca ainda hoje com um forte estigma o ensino de Física, traduzindo a dificuldade do entendimento das equações como a dificuldade de compreensão do fenômeno. Com o advento da Informática Educativa ficou acessível representar visualmente o modelo de um dado fenômeno Físico. Nesse sentido, informamos ao computador quais as equações matemáticas descrevem formalmente o modelo considerado e ele constrói imagens relacionadas com esse modelo. Desse modo, podemos apresentar visualmente e de maneira qualitativa, todos os fenômenos Físicos dos quais tenhamos um modelo matemático.

7 Aprendizagem significativa
Aprendizagem mecânica Estrutura cognitiva com subsunçores (idéias âncora) adequados Não existem subsunçores adequados na estrutura cognitiva Disponibilidade de novas informações potencialmente significativas Disponibilidade de novas informações potencialmente significativas Adaptado de NOVAK (1981)

8 Aprendizagem de significados
Conceito pode ser entendido como uma regularidade observada em eventos (acontecimentos) ou objetos (coisas). Conhecer o significado de um conceito implica em saber como ele se organiza, como ele se estrutura. Conhecer os significados de uma teoria implica em saber como ela funciona, em quais circunstâncias ela se aplica. A compreensão de um texto é um processo resultante da construção de significados. Ela envolve o entendimento das palavras (vocabulário) assim como o raciocínio e a conexão entre a nova informação e o conhecimento prévio sobre o assunto. A compreensão não é um processo passivo. O aprendiz tem de se engajar com a construção de seus próprios significados. Esse engajamento se reflete na utilização do conhecimento prévio, na elaboração de inferências a partir das palavras e expressões que o escritor usou para comunicar informações, idéias e pontos de vista.

9 Requisitos para a aprendizagem significativa
a oferta de uma informação estruturada de maneira lógica (potencialmente significativa), a existência de conhecimentos relevantes na estrutura cognitiva (subsunçores) que possibilitem a sua conexão com a nova informação, a atitude explícita de apreender e conectar o seu conhecimento atual com a informação que pretende absorver (AUSUBEL -2003). A aprendizagem significativa requer um esforço deliberado do aprendiz em conectar de maneira substantiva, não arbitrária e não literal a nova informação com a estrutura cognitiva preexistente (AUSUBEL, NOVAK, HANESIAN – 1980).

10 Animação e Organizador prévio
De forma a funcionar eficazmente para uma variedade de aprendizes, cada um com sua estrutura cognitiva idiossincrática, e a fornecer idéias âncoras, apresentam-se os organizadores prévios a um nível mais elevado de generalidade e inclusão do que os novos materiais a serem apreendidos. Por outro lado, os resumos e as visões gerais apresentam-se, geralmente, ao mesmo nível de generalidade e inclusão do próprio material de aprendizagem. Apenas salientam os pontos mais evidentes do material, omitindo informações menos importantes (AUSUBEL; NOVAK; HANESIAN ). Uma animação interativa com uma estrutura do tipo descrita anteriormente se configura como um organizador prévio e possibilita a representação de conceitos abstratos através de objetos concretos, perceptíveis visualmente (TAVARES e SANTOS ). Se considerarmos um pêndulo, uma entidade abstrata como um vetor que simboliza a força exercida pela haste na massa, é representada por uma seta que se move colada no ponto de atuação desta força, modificando assim o seu módulo direção e sentido a medida que se altera a força que ela representa (TAVARES – 2005a; TAVARES – 2005b).

11 Física para crianças Não existe nada mais relevante em uma disciplina que a sua maneira específica de pensar. Nesse primeiro contato, ao jovem aprendiz deveria ser dada a oportunidade de resolver problemas, de conjecturar; da mesma forma que se faz quando se encontra no coração dessa disciplina (BRUNER – 1966; p155). As características evolutivas do funcionamento mental da criança na escola elementar não exigem que restrinjamos o uso pedagógico desses anos ao ensino de habilidades intelectuais fundamentais. O seu equipamento cognitivo é certamente suficientemente adequado para adquirir uma compreensão intuitiva de muitos conceitos das disciplinas básicas. Em primeiro lugar, é bem sabido que as crianças pequenas adquirem espontaneamente muitas concepções animistas acerca do universo físico e biológico. Essas noções também tendem a persistir e muitas vezes competem com concepções mais amadurecidas, especialmente se não forem contrabalançadas por um treino científico precoce. Em segundo lugar, sem uma instrução precoce e satisfatória na ciência, torna-se difícil para as crianças tanto assimilar interesses positivos e atitudes em relação ao empreendimento científico, como evitar serem condicionadas negativamente a assuntos científicos. Em terceiro lugar, como os alunos das escolas elementares podem facilmente adquirir uma compreensão intuitiva de muitos conceitos científicos, o fracasso em fornecer oportunidades adequadas para fazê-lo desperdiça uma prontidão disponível para tal aprendizagem (AUSUBEL; NOVAK e HANESIAN – 1980, p202).

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13 Objeto de aprendizagem
Objeto de aprendizagem é um artefato cognitivo que se encaixa em uma necessidade educacional claramente identificável, e tem o potencial de poder ser reutilizado em diferentes contextos (Weller, Pegler e Mason ). Esse material deve compor um instrumento auto-consistente! Ele se inicia com a suposição de determinado conhecimento prévio do aluno, claramente explicitada, e desenvolve um conteúdo sem fazer uso de referências a outros tópicos correlatos. Podemos construir um OA sobre conservação da energia onde estudamos as diversas formas de energia de um sistema (cinética, potencial gravitacional e etc). Assim definido, um OA sobre conservação da energia pode ser usado tanto em um curso de engenharia (sistemas mecânicos) quanto em um curso de biologia (sistemas biológicos). (WELLER; PEGLER; MASON -2003)

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15 NOA – UFPB Núcleo de Desenvolvimento e Construção de Objetos Digitais de Aprendizagem
Equipe selecionada para compor a Fábrica Virtual – RIVED/MEC/2004 Prêmio PAPED – 2004 – Ondas: uma viagem conceitual. Prêmio PAPED – 2005 – Energia: uma propriedade dos sistemas 2 Prêmios RIVED – 2005 O efeito fotoelétrico Lançamento de projéteis Convênio FNDE/SEED/MEC e NOA/UFPB para a construção de um curso de Física para o primeiro ano do Ensino Médio

16 Fábrica virtual – RIVED/MEC/2004

17 Fábrica virtual – RIVED/MEC/2004

18 Prêmio PAPED – 2004 Ondas: uma viagem conceitual

19 Prêmio PAPED – 2004 Ondas: uma viagem conceitual
Apresentação simultânea de onda longitudinal e transversal, para possibilitar a a percepção das nuances comuns Sistema periódico Sistema massa-mola com atrito, que possibilita a inserção e discussão de conceitos como sistemas abertos e degradação da energia.

20 Prêmio PAPED – 2005 Energia: uma propriedade dos sistemas

21 Prêmio PAPED – 2005 Energia: uma propriedade dos sistemas
Sistema bidimensional onde se explicita a transformação reversível de energia cinética em energia potencial, e a transformação irreversível dessa última em energia térmica, através do atrito Conceitos relacionados com uma descrição matemática mais sofisticada, podem agora ser apresentados numa forma qualitativa, que torna acessível a compreensão de fenômenos antes restritos aos inciados, com uma sólida formação matemática. O conceito de desordem e degradação da energia passam a ser inteligíveis, e em decorrência já podemos falar qualitativamente de entropia de um sistema.

22 Prêmios RIVED/MEC – 2005 1. O efeito fotoelétrico 2
Prêmios RIVED/MEC – O efeito fotoelétrico 2. Lançamento de projéteis

23 Prêmios RIVED/MEC – 2005 1. O efeito fotoelétrico 2
Prêmios RIVED/MEC – O efeito fotoelétrico 2. Lançamento de projéteis A compreensão do efeito fotoelétrico permite uma iniciação ao entendimento da Física Quântica. Numa experiência simples de se manipular, os estudantes terão disponíveis as características marcantes desse fenômeno. A análise de trajetórias de corpos quando se considera o atrito, exige a solução de equações diferenciais. No entanto, podemos apresentar a física aristotélica (de cunho marcadamente intuitivo), e facilitar a compreensão da física de Newton.

24 Bibliografia AUSUBEL, D P (2003) Aquisição e Retenção de Conhecimentos: Uma perspectiva cognitiva Editora Plátano Lisboa AUSUBEL, D P ; NOVAK, J D ; HANESIAN, H (1980) Psicologia Educacional. Editora Interamericana Rio de Janeiro – RJ BRUNER, JEROME (1966) Toward a theory of instruction W. W. Norton and Company – New York CHANDLER, P; SWELLER, J (1991) Cognitive load theory and the format of instruction Cognition and Instruction Vol08 P293 MOREIRA, M A (1983) Uma abordagem cognitivista ao Ensino de Física. Editora da Universidade – UFRGS Porto Alegre - RS NOVAK, J D (1981) Uma teoria de educação Livraria Pioneira Editora São Paulo SANTOS, JOSÉ NAZARENO e TAVARES, ROMERO (2003) Animação interativa como organizador prévio XV Simpósio Nacional de Ensino de Física – Curitiba/PR SWELLER, JOHN Cognitive load theory, learning difficulty and instructional design Learning and Instruction Vol04 p293 TAVARES, ROMERO (2005a ) Animações interativas e mapas conceituais XVI Simpósio Nacional de Ensino de Física – Rio de Janeiro/RJ TAVARES, ROMERO (2005b) Aprendizagem significativa e o ensino de ciências 28ª Reunião Anual da ANPEd - Associação Nacional de Pós-graduação e Pesquisa em Educação – Caxambu/MG TAVARES, R and SANTOS, J N (2003) Advance organizer and interactive animation IV International Meeting On Meaningful Learning Maragogi - Brasil WELLER, MARTIN; PEGLER, CHRIS and MASON, ROBIN (2003) eLearn International Conference in Edinburgh KRISCHNER, PAUL A (2002) Cognitive load theory Learning and Instruction VOL12 P001

25 Obrigado pela atenção! Romero Tavares romero@fisica.ufpb.br
Departamento de Física – UFPB Programa de Pós-Graduação em Educação - UFPB Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática – UFRN