Propostas de mudanças curriculares na graduação e novas tecnologias no ensino de Física

1. Propostas de mudanças curriculares na graduação e novas tecnologias no ensino de Física E. A. Veit Instituto de Física – UFRGS 08/2002

2. Esta apresentação: • Pontos essenciais das novas diretrizes curriculares para o ensino médio e graduação em Física • Modelagem computacional no Ensino de Física • Aquisição automática de dados em laboratórios didáticos de Física

3. Novas diretrizes para o ensino médio no Brasil: • produção de um conhecimento efetivo, não mera preparação para prosseguimento dos estudos • desenvolvimento de competências e habilidades específicas para cada disciplina • integradas pela interdisciplinaridade e • se valendo da contextualização.

4. Organização do currículo em 3 grandes áreas: • Linguagens e Códigos e suas tecnologias • Ciências da Natureza e Matemática e suas tecnologias • Ciências Humanas e suas tecnologias pretende conferir unidade ao ensino das diferentes disciplinas da área, orientando o trabalho integrado dos professores das respectivas áreas, com articulação das áreas entre si.

5. Competências na graduação em Física? (Parecer CNE 1304/2001) Dominar princípios gerais e fundamentos da Física, estando familiarizado com suas áreas clássicas e modernas; descrever e explicar fenômenos naturais, processos e equipamentos tecnológicos em termos de conceitos, teorias e princípios físicos gerais; diagnosticar, formular e encaminhar a solução de problemas físicos, experimentais ou teóricos, práticos ou abstratos, fazendo uso dos instrumentos laboratoriais ou matemáticos apropriados; manter atualizada sua cultura científica geral e sua cultura técnica profissional específica; desenvolver uma ética de atuação profissional e a conseqüente responsabilidade social, compreendendo a Ciência como conhecimento histórico, desenvolvido em diferentes contextos sócio-políticos, culturais e econômicos.

6. Habilidades na graduação em Física: (Parecer CNE 1304/2001) Utilizar a matemática como uma linguagem para a expressão dos fenômenos naturais; propor, elaborar e utilizar modelos físicos, reconhecendo seus domínios de validade; utilizar a linguagem científica na expressão de conceitos físicos, na descrição de procedimentos de trabalhos científicos e na divulgação de seus resultados; utilizar os diversos recursos da informática, dispondo de noções de linguagem computacional; resolver problemas experimentais, desde seu reconhecimento e a realização de medições, até à análise de resultados; conhecer e absorver novas técnicas, métodos ou uso de instrumentos, seja em medições, seja em análise de dados (teóricos ou experimentais);

7. Física não-dogmática, construtivista, para a cidadania, ênfase em situações reais, elementos próximos, práticos e vivenciais do aluno, do concreto para o abstrato, atualização de conteúdos, Física Contemporânea. (Moreira, R.B.E.F.,2001) O que se espera do ensino de Física?

8. eliminação de currículo mínimo, conteúdo -> habilidades e competências, carga horária mínima 2800 h (400 h prática ao longo do curso; 400 h estágio curricular supervisionado (2a metade do curso); 1800 h conteúdos curriculares de natureza científico-curricular; 200 h outras atividades acadêmico-científico-culturais) vivência no ambiente escolar ao longo da graduação representações abstratas utilizadas em Física (representações algébricas, estatísticas, gráficos) incorporados ao ensino de Física, não meros pré-requisitos tecnologias incorporadas ao ensino da disciplina Mudanças curriculares na Licenciatura em Física

9. Sob ponto de vista educacional: • Pretende-se enfatizar métodos de aprendizagem ativos e interativos • aprender fazendo • aprender explorando • aprender a aprender • aprender a pensar • Pretende-se abolir a visão de ensino em que: • aluno é paciente • professor agente • escola cenário do processo de ensino

10. Esta visão de aprendizagem que fundamenta softwares exploratórios como : • Cabri (geometria dinâmica) • Cinderella (geometria dinâmica) • Modellus (Ciências e Matemática) • ...

11. Esta apresentação: • Pontos essenciais das novas diretrizes curriculares para o ensino médio e graduação em Física Modelagem computacional no Ensino de Física Aquisição automática de dados em laboratórios didáticos de Física

13. Modellus permite ao usuário: • fazer e refazer representações explorando-as sobre as mais diversas perspectivas • familiarização com essas representações • “intimidade” entre aprendiz e representação • concretização do formal

14. Modelagem computacional no ensino/aprendizagem: • tende a desmitificar a imagem de Física é uma disciplina difícil, em que é preciso decorar fórmulas; • possibilita o desenvolvimento de inúmeras das habilidades e competências que estabelecem as novas diretrizes para a escola brasileira e para os cursos de graduação em Física

15. Aspectos positivos da modelagem computacional: • auxilia na construção e investigação de situações-problemas, • na utilização de modelos físicos, • no desenvolvimento da capacidade de prever, • avaliar, analisar previsões; • possibilita o tratamento de problemas mais gerais e atuais, auxiliando na compreensão dos conteúdos e no • desenvolvimento cognitivo em geral

16. Outros aspectos positivos da modelagem computacional: • Métodos numéricos são mais simples que métodos analíticos. • A investigação de modelos de sistemas físicos torna-se possível em casos onde a matemática envolvida é muito complicada. • Pode-se dar mais atenção à base física de um modelo, e à sua tradução para linguagem matemática. • A programação estimula o raciocínio lógico. • Auxilia no desenvolvimento de técnicas de solução de problemas. (Aguiar, http://omnis.if.ufrj.br/~carlos/infoenci/notas/introducao/1.html)

17. Esta apresentação: • Pontos essenciais das novas diretrizes curriculares para o ensino médio e graduação em Física • Modelagem computacional no Ensino de Física Aquisição automática de dados em laboratórios didáticos de Física

18. Aquisição automática de dados no laboratório didático de Física: • abre um novo universo na capacidade de investigação e compreensão do mundo físico, • especialmente no que diz respeito à • observação, • compreensão do conceito de medir, • fazer hipóteses, • testar, • relacionar grandezas, • quantificar, • identificar parâmetros relevantes e compreender a Física presente no mundo vivencial e nos • equipamentos e procedimentos tecnológicos

20. Hoyles, Healy e Pozzi, 1994 “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.”

21. Vitor Duarte Teodoro, 2002 “...mas inteligência, emoção, cultura, poesia e arte residem no usuário, não no software”

22. Modellus permite: • construir e explorar múltiplas representações de modelos; • analisar a qualidade dos modelos; • reforçar o pensamento visual, sem memorização dos aspectos de representação formal através de equações e outros processos formais; • abordar de uma forma integrada os fenômenos naturais, ou simplesmente representações formais; • trabalhar individualmente e em classe, em que a discussão, a conjetura e o teste de idéias são atividades dominantes;