FAP0376 ELEMENTOS E ESTRATÉGIAS PARA O ENSINO DE FÍSICA ...stoa.usp.br/felipef/files/-1/11328/ApresentacaoFinalemPDF.pdf · PARTE 1: ESTUDANDO A RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS E CONCEITOS

FAP0376 – ELEMENTOS E ESTRATÉGIAS PARA O ENSINO DE FÍSICASEMINÁRIO – RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS

FAP0376 – Elementos e estratégias para o Ensino de Física Seminário – Resolução de Problemas

Felipe Fábio Frigeri ([email protected])Raphael H. C. Alves ([email protected])Marcos Garcia Braga ([email protected])

Bibliografias utilizadas

Peduzzi, L.O.Q. et al. (1987), “Solução de problemas e conceitos intuitivos”, Caderno catarinense de Ensino de física, 4(1), 17-24.

Gil, D. et al. (1992), “Questionando a didática de resolução de problemas: elaboração de um modelo alternativo”, Caderno catarinense de ensino de física, 9(1), 7-19.

FAP0376 – Elementos e estratégias para o Ensino de Física Seminário – Resolução de Problemas

PARTE 1: ESTUDANDO A RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS E CONCEITOS INTUITIVOS

Marcos Garcia Braga

FAP0376 – Elementos e estratégias para o Ensino de Física Seminário – Resolução de Problemas Parte 1 – Estudando a resolução de problemas e conceitos intuitivos

PEDUZZI, L.O.Q. et al.

Quem é o autor?

Luiz Orlando de Quadro Peduzzi. Dr. em Ensino de Ciências Naturais

Trabalha na Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Departamento de Física.

Programa de Formação Continuada à Distância/ Curso de Complementação para Licenciatura em Física.

No Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica da UFSC, orienta, atualmente, pesquisas voltadas à investigação do potencial didático, cultural e epistemológico da história da ciência para o ensino da física. É um dos editores do periódico Caderno Brasileiro de Ensino de Física.


Problemas dos problemas

Como os problemas são propostos atualmente?

Aplicação de tarefas

Testar a compreensão do aluno

A forma que os problemas são propostos promovem uma resolução mecânica

Ênfase das fórmulas em detrimento dos conhecimentos físicos


Problemas dos problemas

idéias intuitivas concepções espontâneas

esquema conceitual

incoerentes com os conceitos físicos ( uma visão cientifica)

resistentes a mudanças

efei

tos


Atividade proposta pelo autor

Usar a estrutura da seqüência de ações

Aplicação de testes múltipla escolha

Justificar a alternativa escolhida

Realização de experiência, ilustrando o problema

Confrontos: resultado da experiência, resolução quantitativa com as idéias intuitivas dos alunos

Idéia:estimulá-lo em direção a uma solução

significativa de problemas.


Problemas propostos


Aplicado aos alunos de vestibular de 2ª fase (química e matemática)

Aplicados aos calouros do curso de Engenharia universitários

Resultados

• O autor discute as respostas dos alunos quando indagados sobre o movimento da figura 1, quando os blocos tiverem a mesma massa e em outra situação em que o fio de um dos blocos (massas iguais) for cortado, assim como na figura 2.

a) (6) o corpo A sobe e o corpo B desce até permanecerem juntos (um ao

lado do outro);

b) (-) o corpo A sobe e o corpo B desce até o corpo B tocar no solo;

c) (4) o corpo B sobe e o corpo A desce até o corpo A tocar o solo;

d) (7) o corpo A e o corpo B não se movimentam;

e) (19) o corpo A e o corpo B oscilam até permanecerem juntos (um ao lado do outro);

f) (1) se você não concorda com nenhuma das afirmativas dê a sua própria resposta.


Passo seguinte: resolução formal

mM

yxmMgV

))((2


Análise dos resultados

• A resolução quantitativa é o ponto onde o aluno, na maioria das vezes, percebe que seu conceito está errado;

• Essas seqüências de ações permitem os alunos buscar mais indagações e menos resultados diretos;

• Os processos de percepção ou assimilação de um novo conceito são lentos;

• É preciso que o aluno se sinta insatisfeito e falta de confiança para mudar seu esquema conceitual;

• Alguns aspectos do comportamento dos estudantes analisados:

Confusão ao constatar que estão errados;

Ausência de questões e analises sobre o problema e a resposta encontrada;

Alunos desestimuladas em aprender física;

Dificuldades para resolver problemas;


PARTE 2: QUESTIONANDO A DIDÁTICA DE RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS

GIL, D., TORREGROSA, J. M., RAMIRÉZ, L., CARRÉE, A. D., GOFARD, M., CARVALHO, A. M. P.

Raphael H. C. Alves

FAP0376 – Elementos e estratégias para o Ensino de Física Seminário – Resolução de ProblemasParte 2 - Questionando a Didática de Resolução de Problemas: Elaboração de um Modelo Alternativo

Como se pode planejar uma crítica fundamentada no ensino habitual e no pensamento dos docentes e, com isso,

conseguir a participação dos professores na construção de propostas alternativas?


Questão Inicial...

Questionamento

Primeira Parte:

Um objeto se move ao longo de sua trajetória segundo a equação:

E = 25 + 40t – 5t²

Que distância percorrerá em 5 s ?

Realização de uma pesquisa...

Segunda Parte:

E que distância percorrerá em 6s?


Primeira Parte: Respostas que variavam de 100 a 75m.

Segunda Parte: Respostas que variavam de 85 a 60m.

Como um problema tão simples pode conduzir a tantos resultados tão

errôneos?

Respostas


•Falta de discussão prévia do assunto.

Na didática habitual de resolução de problemas a uma aprendizagem significativa costuma ser ligada ao operativismo abstrato, carente de significado, contribuindo assim para uma não-clarificação dos conceitos.

“Nenhum cientista pensa com fórmulas” (EINSTEIN, A.)

Discussão dos Resultados


Favorecimento de visões confusas

Acerto das questões

Reforça os erros conceituais e metodológicos

Discussão dos resultados


Problemas

Replanejamento dos Problemas


O que se entende por Problema?

• Caracterizar como problema uma situação para a qual não se conhece(ou não existe) uma solução. (Krulik e Rudnik, 1980; Prendergat, 1986)

Em que medida a resolução dos problemas habituais está de acordo com a definição?



Problemas(habituais) X Problemas(Krulik e Rudnik)

Problemas (habituais) :

• Os problemas habituais são explicados como algo que já se tem conhecimento, que se sabe fazer.

• Não gera questionamentos nem exige tentativas de outras interpretações.

→ Desta forma os alunos não aprendem a abordar um verdadeiro problema (Krulik e Rudnik)



Se um problema(Krulik e Rudnik) é uma situação para a qual não se conhece a resposta, como se poderia agir para

encontrar a sua resolução?

→Método científico (Investigação)

Problemas →Método Científico


O que nos enunciados habituais dificulta o Tratamento científico dos Problemas?

Diferença nos Enunciados!!!

Dados Iniciais

“A inclusão de dados no enunciado como ponto de partida (...) orienta a resolução através do manejo de determinadas magnitudes sem que ela

responda a uma reflexão qualitativa”

Problemas de acordo com o

Método Científico...


Tradução de enunciados...

Sobre um móvel de 5000 kg que se desloca com uma velocidade de 20 m/s, atua

uma força de freamento de 10000 N. Que velocidade terá 75 m após ter

começado a frear?

Um carro começa a frear ao ver a luz amarela, que velocidade terá no semáforo?

traduzindo

Problemas de acordo com o

Método Científico...


Que orientações devem ser proporcionadas aos alunos para facilitar a abordagem nestes

problemas?

PARTE 3: UMA PROPOSTA DE ABORDAGEM DE PROBLEMAS USANDO A INVESTIGAÇÃO

Felipe Fábio Frigeri

FAP0376 – Elementos e estratégias para o Ensino de Física Seminário – Resolução de Problemas Parte 3 - Proposta de abordagem de problemas usando a investigação

GIL, D., TORREGROSA, J. M., RAMIRÉZ, L., CARRÉE, A. D., GOFARD, M., CARVALHO, A. M. P.

O que os autores (Gil e Martinez Torregrossa, 1983) pretendem?

Propor uma tentativa de se aprofundar o conceito de problematização e de investigação

Combater o aspecto de exercício pregado por muitos professores hoje em sala de aula


Elaborando uma nova abordagem dos problemas em sala de aula

1. Considerar o interesse da situação problemática abordada

Há alguma situação do cotidiano que possa ser problematizada?

Contextualizar o aluno imerso em um problema

Calvin, você tem alguma idéia do porquê o ônibus da escola não conseguiu frear no farol vermelho?

Engraçado, hoje nosso ônibus passou do farol vermelho, apesar do

motorista ter freado...

Hum...!



2. Começar por um estudo qualitativoda situação

Qual é, de fato, a situação-problema?

Quais são as condições importantes em questão?

Evitar o trabalho direto com incógnitas

• A placa de redução de velocidade estava próxima demais do farol?

• A que distância ela deveria estar para evitar a infração?

• Será que importa se o ônibus estiver vazio?



3. Elaborar hipóteses

acerca dos fatores que podem influenciar na

resolução do problema

Que condições podemos assumir a priori?

Há casos-limite?


Vamos desprezar a princípio, mas depois

poderemos considerá-lo no problema!

Tábom!

•Vamos desprezar a resistência do ar...?

• Se não houvesse atrito, a velocidade seria constante durante todo o movimento!

• Qual deve ser a ordem de grandeza da velocidade inicial do ônibus? E do coeficiente de

atrito entre os pneus e o asfalto?


4. Elaborar e explicar possíveis estratégias de resolução

Buscar diferentes modos de resolução

Evitar ensaio e erro com dados

Verificar coesão de conhecimentos

Posso analisar as forças que atuam no ônibus, e descobrir a

desaceleração do ônibus pelas Leis de

Newton

Posso pensar o movimento

cinemático do ônibus, supondo que

o movimento seja uniformemente

variado...

Há alguma forma mais simplificada? Posso pensar no

trabalho da força de atrito...



5. Realizar a resolução, verbalizando ao máximo

e com fundamentação

Resolução interativa e questionada quanto a sua eficácia

Resolução literal e lógica (“se...então”)

“...quando a tarefa é um verdadeiro problema, as dificuldades e as revisões são inevitáveis.” (Jansweijer et. al.)

Se o ônibus estava a uma distância d do

farol, então a distância que ele deveria

percorrer até parar deve ser D = d

A força de atrito então exerceria um

trabalho:

WA = A . D . cos( )

A força de atrito (dinâmico) seria A = N.

Como não há aceleração na direção

vertical:

A = P = .m.g

Forças no ônibus:

N

A

P

Se o atrito é a força resultante, então o Teorema da Energia Cinética nos diz que

Dg

v

DgmWmv

EE A

i

c

f

c

..2

)180cos(....2

2

2

Será que existe uma forma mais simplesde resolver?



6. Analisar os resultadosguiando-se pelas hipóteses feitas

É razoável o valor da resposta?

A resposta depende, qualitativamente, dos parâmetros do problema que se esperaria?

Os casos-limite são consistentes?

Dg

v

..2

2

O valor do coeficiente de atrito deve ser inversamente

proporcional à distância máxima de frenagem

O resultado realmente não deveria depender da massa?

Se a o coeficiente de atrito for nulo, o ônibus nunca irá parar

( ) D



7. Considerar as perspectivas abertas de investigação

Fazer suposições sobre um problema mais complexo

8. Elaborar uma memóriaque explique o processo de resolução

Quais foram os passos mais importantes da resolução?

• Quais foram os passos mais importantes? Usei Leis de Newton, além do Teorema da Energia Cinética...


O que você acha que aconteceria se

levássemos em conta a resistência do ar?

Vejamos...

O que concluímos, então?

Não há um algoritmo feito!

Fazer uso das concepções espontâneas que o aluno traz inicialmente para se resolver um problema

O professor deve se atentar para os limites desta abordagem de resolução mecânica de exercícios, pois aspectos importantes de um problema poderão estar sendo descartadas

Usar uma situação-problema como causa e como motivadora do conhecimento, e não como sua conseqüência e como sua mera aplicação.


FIMPerguntas?


Documents

FAP0376 ELEMENTOS E ESTRATÉGIAS PARA O ENSINO DE FÍSICA ...stoa.usp.br/felipef/files/-1/11328/ApresentacaoFinalemPDF.pdf · PARTE 1: ESTUDANDO A RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS E CONCEITOS