Departamento de Química CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA Departamento de Química Dissertação de Mestrado em Química para o Ensino Orientadores: Prof. Doutor João Carlos de Matos Paiva Prof. Doutor Manuel João dos Santos Monte Mónica Libânia Segadães Moreira Meireles Porto, 3 de Maio de 2006

Tópicos abordados: Introdução Revisão Bibliográfica CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA Tópicos abordados: Introdução Revisão Bibliográfica Enquadramento do Tema à Luz da Nova Revisão Curricular Os Recursos Digitais no Domínio da Astroquímica “A Origem dos Elementos Químicos” – Um Novo Instrumento de Trabalho Estudo do Impacto da Utilização de Recursos Digitais na Aprendizagem da Astroquímica Conclusões e Projectos Futuros

Relevância do tema escolhido; CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 1 - INTRODUÇÃO Relevância do tema escolhido; Dificuldades dos intervenientes no processo ensino / aprendizagem. Escassez de recursos auxiliares disponíveis. Tema sempre actual perspectiva mais dinâmica da Ciência Objectivos do trabalho desenvolvido; Desenvolvimento de um conjunto de recursos didácticos. Avaliação do impacto da sua utilização. Descrição do conteúdo do trabalho produzido.

2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Algumas noções prévias de Física Nuclear Os computadores e o ensino Obstáculos à aprendizagem dos alunos sobre a origem do Universo

Partículas elementares: CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 - Algumas noções prévias de Física Nuclear Partículas elementares: Leptões Quarks Geração Tipo Carga eléctrica Massa (MeV) 1 Electrão -1 0.51 Neutrino de electrão 0.03x10-6 2 Muão 106 Neutrino de muão 0.1x10-6 3 Tau 1780 Neutrino de tau ? Geração Sabor Carga eléctrica Massa (MeV) 1 Up +2/3 1.5 a 4.0 Down -1/3 4 a 8 2 Charme 80 a 130 Estranho 1150 a 1350 3 Top 4100 a 4400 Bottom 172700±2900 Os quarks Os leptões Partículas de interacção Gluões Fotões Bosões fracos Gravitões???

As interacções nucleares: CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 - Algumas noções prévias de Física Nuclear As interacções nucleares: A interacção nuclear forte Gluões A interacção electromagnética Fotões A interacção nuclear fraca Bosões fracos A interacção gravitacional Gravitões

CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 - Algumas noções prévias de Física Nuclear Formação do Universo: Há, aproximadamente, 14 milhares de milhões de anos atrás ocorreu o momento designado por BIG-BANG. DESIGNAÇÃO ASPECTOS IMPORTANTES TEMPO DECORRIDO < 10 -43 s Era de Planck A energia dominava sobre a matéria 10-43s<t<10-35 s Era da Grande Unificação Força nuclear forte separa-se da interacção electrofraca 10-10 s 10-35 s Era Electrofraca Época da Inflação A força nuclear fraca separa-se da electromagnética. O Universo aumenta cerca de 1035 vezes

CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 - Algumas noções prévias de Física Nuclear Formação do Universo: DESIGNAÇÃO ASPECTOS IMPORTANTES TEMPO DECORRIDO 10-43s<t<10-35 s Era da Grande Unificação Força nuclear forte separa-se da interacção electrofraca O Universo aumenta cerca de 1035 vezes 10-35 s Época da Inflação 10-10 s<t< 1s 10-10 s Era das Partículas Era Electrofraca Inicia-se a bariossíntese. A força nuclear fraca separa-se da electromagnética.

CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 - Algumas noções prévias de Física Nuclear Formação do Universo: DESIGNAÇÃO ASPECTOS IMPORTANTES TEMPO DECORRIDO 10-35 s Época da Inflação O Universo aumenta cerca de 1035 vezes 10-10 s Era Electrofraca A força nuclear fraca separa-se da electromagnética. 1 s<t< 100 s 10-10 s<t< 1s Era das Partículas Inicia-se a bariossíntese. A razão entre protões e neutrões é de 7:1

CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 - Algumas noções prévias de Física Nuclear Formação do Universo: DESIGNAÇÃO ASPECTOS IMPORTANTES TEMPO DECORRIDO 10-10 s Era Electrofraca A força nuclear fraca separa-se da electromagnética. 10-10 s<t< 1s Era das Partículas Inicia-se a bariossíntese. 3min<t< 34min 1 s<t< 100 s Era das Reacções Nucleares A nucleossíntese primordial tem início. A razão entre protões e neutrões é de 7:1

CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 - Algumas noções prévias de Física Nuclear Formação do Universo: Há, aproximadamente, 14x10 9 anos atrás ocorreu o momento designado por BIG-BANG. DESIGNAÇÃO ASPECTOS IMPORTANTES TEMPO DECORRIDO 10-10 s<t< 1s Era das Partículas Inicia-se a bariossíntese. A razão entre protões e neutrões é de 7:1 1 s<t< 100 s 300 000 anos 3min<t< 34min Era das Reacções Nucleares Era da Recombinação Origem dos primeiros átomos. A nucleossíntese primordial tem início.

CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.2 - Obstáculos à aprendizagem dos alunos sobre a origem do Universo BIG-BANG (*) intuído pelo autor Os elementos químicos não podem ter origem noutros elementos químicos(*). Protões e neutrões são indivisíveis(*). Os elementos químicos são anteriores ao Big-Bang. O Universo é constituído pelos Sistema Solar. O Universo é uma imensidão de vazio. Origem de planetas, estrelas e galáxias. Deriva dos Continentes / Extinções em massa. Explosão / Organização da matéria pré-existente. Origem do Sistema Solar. Origem do planeta Terra.

2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.3 – Os computadores e o ensino “A Escola desempenha um papel fundamental em todo o processo de formação de cidadãos aptos para a sociedade de informação....” Reforma TIC Professor Alunos Livro Verde para a Sociedade da Informação em Portugal, 1997, Brás, 2003 Educativa

2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.3 – Os computadores e o ensino Os Prós e os Contras das TIC PRÓS CONTRAS Software pedagógico pouco variado; Falta de gosto por tudo o que é informático; Preparação prévia muito cuidadosa. Escolas resistentes à inovação tecnológica; Falta de formação dos professores; Enfatiza desigualdades entre alunos; Desenvolvimento de autonomia; Potenciação do ensino construtivista; Promoção do pensamento metacognitivo; Possibilidade de diversificação de estratégias; Disponibilização facilitada da informação; Geração de índices motivacionais elevados.

3 – ENQUADRAMENTO DO TEMA À LUZ DA NOVA REVISÃO BIBLIOGRÁFICA CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 3 – ENQUADRAMENTO DO TEMA À LUZ DA NOVA REVISÃO BIBLIOGRÁFICA CIDADÃOS LITERADOS Perspectiva CTS ... em particular NOVOS CURRICULA LITERACIA QUÍMICA actualidade do tema; interpretação do mundo real; reconhecimento dos limites da Ciência; conhecimento científico como fonte de prazer, beleza e inspiração. Valor científico-pedagógico 1º Ciclo 3º e 4º anos 3º Ciclo 7º ano Ensino secundário 10º e 12º anos 10º Ano de Escolaridade Das Estrelas ao Átomo “A Arquitectura do Universo” ASTRONOMIA / ASTROFÍSICA/ ASTROQUÍMICA

4 – OS RECURSOS DIGITAIS NO DOMÍNIO DA ASTROQUÍMICA CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 4 – OS RECURSOS DIGITAIS NO DOMÍNIO DA ASTROQUÍMICA A UTILIZAÇÃO DAS NOVAS TECNOLOGIAS: Espírito de colaboração; Espírito de partilha; Solidariedade; Conhecimento de “mundos no nosso mundo”; Acesso a mais, melhor e mais bem organizada informação; Ganho de tempo. SELECÇÃO DE LOCAIS DE INTERESSE, NA NET: Astroquímica: 7 sites recenseados. Química nuclear: 3 sites recenseados.

CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 5 - “A ORIGEM DOS ELEMENTOS QUÍMICOS” - UM NOVO INSTRUMENTO DE TRABALHO Simulação computacional; Webquest (em construção). Jogos pedagógicos; geração de ambientes impossíveis; aprendizagens mais interactivas; construtivismo; 8 objectivos de ensino (ME10, 2001).

CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 5 - “A ORIGEM DOS ELEMENTOS QUÍMICOS” - UM NOVO INSTRUMENTO DE TRABALHO Simulação computacional; Webquest (em construção). Jogos pedagógicos; apetência dos alunos; auto-regulação das aprendizagens; cariz competitivo; 7 objectivos de ensino (ME10, 2001). http://nautilus.fis.uc.pt/cec/origem/

IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DO CONJUNTO DE RECURSOS DIGITAIS PRODUZIDOS CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 6 – ESTUDO DO IMPACTO DA UTILIZAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS NA APRENDIZAGEM DA ASTROQUÍMICA IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DO CONJUNTO DE RECURSOS DIGITAIS PRODUZIDOS Questão de investigação Validade do estudo Análise de dados Descrição do estudo Caracterização da amostra Recolha de dados

Questão de investigação: CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 6 – ESTUDO DO IMPACTO DA UTILIZAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS NA APRENDIZAGEM DA ASTROQUÍMICA Questão de investigação: “A utilização de recursos digitais, como estratégia complementar, na leccionação de conceitos relacionados com a Astroquímica, junto dos alunos de 10º ano de escolaridade, revela-se eficaz no processo ensino / aprendizagem?” Caracterização da amostra: N.º total de alunos: 28 Turma do 10º ano de escolaridade, do Curso de Ciências e Tecnologias, da Escola Secundária de Ermesinde. Idade dos alunos, compreendida entre: 14 e 17 anos N.º de alunos do sexo feminino vs. sexo masculino: 18 vs. 10 N.º de alunos com acesso à Internet, em casa: 21 em 28

CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 6 – ESTUDO DO IMPACTO DA UTILIZAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS NA APRENDIZAGEM DA ASTROQUÍMICA Descrição do estudo, da metodologia de recolha de dados e sua selecção: “A Origem dos Elementos Químicos” Turma Roteiro de Exploração 13 grupos de alunos Folha de Respostas 7 alunos Entrevista semi-estruturada Investigação qualitativa

Página Web ANÁLISE DE DADOS: CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 6 – ESTUDO DO IMPACTO DA UTILIZAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS NA APRENDIZAGEM DA ASTROQUÍMICA Descrição e selecção da metodologia de análise de dados: V A L I D E X T R N V A L I D E N T R Página Web ANÁLISE DE DADOS: Factores de envolvimento gerados Aprendizagem dos conteúdos alvo Desmontagem de obstáculos à aprendizagem

7 – CONCLUSÕES E PROJECTOS FUTUROS CRIAÇÃO, IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE RECURSOS DIGITAIS PARA O ENSINO DA ASTROQUÍMICA 7 – CONCLUSÕES E PROJECTOS FUTUROS Questão de investigação: A utilização de recursos digitais, como estratégia complementar na leccionação de conceitos relacionados com a Astroquímica, junto de alunos do 10º ano de escolaridade, revela-se eficaz no processo ensino/aprendizagem? Análise reflexiva: Vantagens de utilização das TIC: Aprendizagens efectuadas: Abandono de obstáculos à aprendizagem: Reformulações e Projectos Futuros