Tecnologias computacionais no Ensino de Física
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Tecnologias computacionais no Ensino de Física Eliane Veit Ives Solano Araujo I Encontro Estadual de Ensino de Física Novembro de 2005 - PowerPoint PPT Presentation


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Tecnologias computacionais no Ensino de Física Eliane Veit Ives Solano Araujo I Encontro Estadual de Ensino de Física Novembro de 2005 Instituto de Física - UFRGS. Onde estamos e para onde vamos?. possibilidades atuais no ensino de Física aquisição de dados comunicação

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Tecnologias computacionais no Ensino de Física Eliane Veit Ives Solano Araujo I Encontro Estadual de Ensino de Física Novembro de 2005

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Presentation Transcript


Tecnologias computacionais no ensino de f sica eliane veit ives solano araujo i encontro estadual de ensino de f sic 1333553

Tecnologias computacionais no Ensino de Física

Eliane Veit

Ives Solano Araujo

I Encontro Estadual de Ensino de Física

Novembro de 2005

Instituto de Física - UFRGS


Onde estamos e para onde vamos
Onde estamos e para onde vamos?

possibilidades atuais no ensino de Física

aquisição de dados

comunicação

tutorial

. . .


Educa o mediada por tecnologias computacionais
Educação mediada por tecnologias computacionais

novas estratégias de ensino

tecnologias computacionais x novas tecnologias (DVD)


F sica
Física

modelagem computacional

aquisição automática de dados


Modelagem computacional em ci ncias
Modelagem computacional em Ciências

  • Por quê?

- é um dos pilares fundamentais do desenvolvimento científico Física, Química, Biologia

- Física: teórica, experimental e computacional

- noção de que é possível predizer, além de observar fatos


Investiga es sobre tecnologias educacionais no ensino de f sica

American Journal of Physics (1980...),

Journal of Research on Science Teaching (1980...),

Intenational Journal of Science Education (1987...),

Science Education (1980...)

Enseñanza de las Ciencias (1983...)

Revista Brasileira de Ensino de Física (1980...),

Caderno Catarinense de Ensino de Física (1984...),

Investigações sobre tecnologias educacionais no Ensino de Física?

I. S. Araujo, M. A. Moreira, E. A. Veit


Principais modalidades de uso do computador no ensino de f sica
Principais modalidades de uso do computador no ensino de Física

  • Instrução e avaliação mediada pelo computador

  • Modelagem e simulação computacionais

  • Coleta e análise de dados em tempo real

  • Recursos multimídia

  • Comunicação à distância

  • Resolução algébrica/numérica e visualização de soluções matemáticas

  • Estudo de processos cognitivos


I instru o e avalia o mediada pelo computador
I) Instrução e avaliação mediada pelo computador Física

  • programas-tutores(tutoriais): se adaptam às dificuldades individuais e aos sucessos de cada estudante, fornecendo instruções personalizadas em seções de interação com o indivíduo (fig)

  • testes automatizados para a avaliação de aprendizagem (fig)

  • ou avaliação de concepções espontâneas: Prometeus


I instru o e avalia o mediada pelo computador1
I) Instrução e avaliação mediada pelo computador Física

Vantagem: possibilidade de atendimento individualizado ao estudante no momento em que ele sentisse necessidade

Nesta categoria incluem-se avaliações de experiências didáticas.


Tecnologias computacionais no ensino de f sica eliane veit ives solano araujo i encontro estadual de ensino de f sic 1333553

II) Simulação e modelagem computacionais Física

Simulação:

Modelagem:

acesso aos primitivos do modelo matemático ou icônico subjacente à implementação da modelagem

aluno não tem

aluno tem

Ex: Modellus, Excel, Powersim


Tipos de atividades de simula o e modelagem computacionais
Tipos de atividades de simulação e modelagem computacionais

  • exploratórias

observação, análise e interação do sujeito com modelos já construídos

aos primitivos do modelo matemático ou icônico

de simulação: sem acesso

de modelagem: com acesso

o sujeito passa por todo o processo de construção do modelo desde sua estrutura matemática até a análise dos resultados

  • expressivas de modelagem

Ex: Modellus, Physlet, Interactive Physics


Iii coleta e an lise de dados em tempo real
III) Coleta e análise de dados em tempo real computacionais

  • dados são coletados diretamente pelo computador

  • a análise inclui gráficos, tabelas, cálculos estatísticos

  • Vantagens:

    • livra o aluno do trabalho árduo de leitura e anotação de dados

    • noção sobre medidas no século XXI: nos lab. científicos, no setor produtivo, na área da saúde

    • mais tempo para concentração nos problemas físicos


Mais tempo para discuss o
Mais tempo para discussão computacionais

  • dos aspectos físicos relevantes

  • das hipóteses assumidas

  • das aproximações empregadas

  • das limitações dos modelos físicos e matemáticos

  • pensamento científico x lógica indutivista

  • tratar problemas mais reais e atuais



Placa de som
Placa de som computacionais

  • interface analógico > digital

  • interface digital > analógica


Exemplos de softwares
Exemplos de softwares: computacionais

Osciloscope (fig)

Spectrogram (fig)

Aq_dados (fig)


Iv recursos de multim dia
IV) Recursos de multimídia computacionais

  • inclui textos, sons, imagens, animações, vídeos e simulações

  • organizados em módulos, de modo a fornecer contextos didáticos sobre o tópico em estudo

  • links inter-relacionam os elementos

  • o aluno decide o caminho a seguir de acordo com seus interesses

  • softwares para a construção de materiais didáticos multimídia estão nesta categoria (exemplo 1: partículas1, exemplo2: ntef)


V comunica o a dist ncia
V) Comunicação a distância computacionais

  • o computador é usado como uma ferramenta de comunicação e intercâmbio de informações através de mensagens eletrônicas, fóruns de discussão, troca de arquivos, conferências remotas, etc.

  • aplicação de avaliações à distância

  • disponibilização remota

  • de tarefas escolares


Vi resolu o alg brica num rica e visualiza o de solu es matem ticas
VI) Resolução algébrica/numérica e visualização de soluções matemáticas

  • resolução numérica ou algébrica de problemas de Física, ou ainda a representação gráfica das soluções matemáticas

  • objetivo principal é discutir o método de solução matemática, não o problema físico

  • nas soluções numéricas são empregadas linguagens de programação de alto nível como FORTRAN, C, MatLab e Pascal; nas soluções algébricas softwares como o Mapple, MathCad e o Mathematica


Vi estudo de processos cognitivos
VI) soluções matemáticasEstudo de processos cognitivos

  • voltados à pesquisa dos processos cognitivos do aluno em sua interação com o computador

  • ou na em sua interação com os colegas ou com o professor, tendo a máquina o papel de fornecer o contexto pedagógico


Tipo de artigos considerados
Tipo de artigos considerados soluções matemáticas

De investigação

  • Questões de pesquisa

  • Revisão da literatura

  • Referencial teórico

  • Metodologia

  • Análise dos dados

  • Conclusão

Desenvolvimento, reflexão, apresentação de propostas


Tecnologias computacionais no ensino de f sica eliane veit ives solano araujo i encontro estadual de ensino de f sic 1333553

Número de artigos publicados por categoria e por área da Física

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


Ainda h pouca investiga o
Ainda há pouca investigação ! Física

cerca de 150 artigo

em um total de > 5000


Novas tecnologias novas metodologias
novas tecnologias > Física novas metodologias

diversidade de estratégias no ensino


Papel do professor
Papel do professor? Física

  • coordena

  • orienta

  • observa

  • estimula

  • propõe atividades, desafios, ...

  • põe em prática a avaliação formativa e somativa


Reflex o continuada sobre
Reflexão continuada sobre Física

  • a adequação da tecnologia educacional aos objetivos do processo de ensino-aprendizagem

  • as tecnologias como meio para facilitar o processo de ensino-aprendizagem (e não como um fim em si)

  • as tecnologias como ferramenta cognitiva, possibilitando ampliação das capacidades humanas


Refer ncias principais
Referências principais Física

ARAUJO, I. S.; VEIT., E. A. Uma revisão da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Física, Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, v. 4, 2004.

VEIT, E. A.; ARAUJO, I. S. Tecnologias Computacionais no Ensino de Ciências, Programa Internacional de Doutorado em Ensino de Ciências. Universidade de Burgos, Espanha; Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Brasil. Texto de Apoio N°24.







Spectrogram
Spectrogram Física

canto de um pássaro


Spectrogram1
Spectrogram Física

tubo de 30cm tubo 40cm


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