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Modelagem Computacional no Ensino de Fiacutesica em niacutevel Meacutedio
Eliane Angela Veit (IF-UFRGS)
Rafael Vasques Brandatildeo (PPgEnfis-UFRGS)
Instituto de Fiacutesica UFRGS
VII RELAEF
Porto Alegre 23 a 27 de novembro de 2009
Por que trabalhar com modelagem computacional no ensino de Fiacutesica
Apresentaccedilatildeo do Modellus e atividades exploratoacuterias com o Modellus
Descriccedilatildeo de resultados experimentais
Exemplos de outros aplicativos para a modelagem de sistemas fiacutesicos (powersim planilha) e atividade expressiva com o Modellus
Diagrama AVM Siacutentese sobre o uso de TICs no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio
Sumaacuterio do minicurso
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr 2
Duas ideias baacutesicas
bull A aprendizagem significativa de Fiacutesica requertrabalhar com conceitos procedimentos e instrumentos do fazer cientiacutefico
idade da pedra lascada (paleoliacutetico)
ida
bull As TICs oferecem a possibilidade de aprendizagem significativa de novos toacutepicos e competecircncias especialmente atraveacutes de atividades de simulaccedilatildeo e modelagemcomputacionais
3VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
bull Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem
computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e
exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais
para a aprendizagem de Fiacutesica
Aula 1
4VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quem eacute capaz de responder
Se um trem viaja em linha reta durante
2 horas a 40 kmh que distacircncia percorre
d = velocidade intervalo de tempo
5VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Pois para Galileu natildeo foi tatildeo simples
Em Diaacutelogos relativos a duas novas ciecircncias
(1636) Galileu demonstra 6
teoremas sobre movimento uniforme
Andrea diSessa Changing Minds Computers Learning and LiteracyMIT 1999
6VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Comentaacuterios
Natildeo haacute um uacutenico sinal de igual (=) nos manuscritos de Galileu
A Aacutelgebra surgiu 5 anos depois da publicaccedilatildeo de Galileu com Descartes
(1596-1650)
Galileu natildeo dispunha de todas as ferramentas de que dispomos hoje
7VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Evoluccedilatildeo humana x ferramentas
bull A evoluccedilatildeo da cultura humana estaacute fortemente vinculada ao conhecimento e instrumentos jaacute disponiacuteveis para o indiviacuteduo
idade da pedra lascada (paleoliacutetico)
ida
bull O fazer cientiacutefico se vale da modelagem e das TICs como um de seus instrumentos baacutesicos Como integraacute-los com os demais recursos na aprendizagem de Fiacutesica
8VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como se faz Ciecircncias
ldquoformulando questotildees claras
imaginando modelos conceituais das coisas agraves
vezes teorias gerais e tentando justificar o que se
pensa e o que se faz seja atraveacutes da loacutegica seja
atraveacutes de outras teorias seja atraveacutes de
experiecircncias aclaradas por teoriasrdquo
Bunge 1974 p 13
9VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Sobre o fazer Fiacutesica
bull Fiacutesica eacute um processo de representaccedilatildeo do mundo sempre sujeito a reformulaccedilotildees
bull Fazer Fiacutesica =gt trabalhar com modelos conceituais (externos)
bull Modelagem computacional juntamente com teoria e experiecircncia compotildee o tripeacute de sustentaccedilatildeo da Fiacutesica
10VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Relatoacuterio do National ResearchCouncil (USA) 1989
computaccedilatildeo cientiacuteficapode ser considerada umaterceira metodologia fundamental das Ciecircnciasparalela ao paradigma experimental e ao teoacutericodas ciecircncias mais bem estabelecidos
11
No fazer da Fiacutesica modelos satildeo osmediadoreshellip
entre teoria e realidade e mais recentemente destas com as simulaccedilotildees computacionais
12VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico
- ponte entre o mundo real que eacute complexo
holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
ponte entre o mundo real que eacute complexo holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
13VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico em Fiacutesica
tentativa de apreender a realidade atraveacutes de uma representaccedilatildeo idealizada esquemaacutetica de objetos eou eventos reais ou supostos como tais
constituiacutedo por proposiccedilotildees semacircnticas e um modelo matemaacutetico subjacente
eacute uma representaccedilatildeo externa consensual aceita pela comunidade cientiacutefica sujeita a reformulaccedilotildees
Satildeo abstraccedilotildees construiacutedas pelos cientistas
Natildeo existem na natureza14
No contexto da Fiacutesica conveacutem distinguir
o sistema fiacutesico com sua riqueza e complexidade
o sistema idealizado que resulta da modelagem do sistema fiacutesico
o modelo teoacuterico que descreve o sistema idealizado
y
15
y
y
y
y
y
yy
vdt
dy
adt
dv
m
Fa
kvmgF
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
O processo da modelagem requer
bull focar a atenccedilatildeo aspectos particulares da natureza
realizar recortes da realidade
fazer simplificaccedilotildees do sistema real
postular entidades ideais
Inferir a sistemas reais mecanismo internos imaginaacuterios
16VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
A construccedilatildeo e anaacutelise de modelos cientiacuteficos envolve
situaccedilatildeo-problema e questotildees-foco
idealizaccedilotildees aproximaccedilotildees e a formulaccedilatildeo dehipoacuteteses
referentes relaccedilotildees variaacuteveis e paracircmetros
domiacutenio de validade e grau de precisatildeo
teste (experimental e teoacuterico) de hipoacuteteses
fazer prediccedilotildees
aperfeiccediloar os modelos
eventualmente abandonaacute-los
17VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Onde entram os computadores no fazer Fiacutesica
Aguiar UFRJ
18VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
19VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Por que trabalhar com modelagem computacional no ensino de Fiacutesica
Apresentaccedilatildeo do Modellus e atividades exploratoacuterias com o Modellus
Descriccedilatildeo de resultados experimentais
Exemplos de outros aplicativos para a modelagem de sistemas fiacutesicos (powersim planilha) e atividade expressiva com o Modellus
Diagrama AVM Siacutentese sobre o uso de TICs no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio
Sumaacuterio do minicurso
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr 2
Duas ideias baacutesicas
bull A aprendizagem significativa de Fiacutesica requertrabalhar com conceitos procedimentos e instrumentos do fazer cientiacutefico
idade da pedra lascada (paleoliacutetico)
ida
bull As TICs oferecem a possibilidade de aprendizagem significativa de novos toacutepicos e competecircncias especialmente atraveacutes de atividades de simulaccedilatildeo e modelagemcomputacionais
3VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
bull Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem
computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e
exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais
para a aprendizagem de Fiacutesica
Aula 1
4VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quem eacute capaz de responder
Se um trem viaja em linha reta durante
2 horas a 40 kmh que distacircncia percorre
d = velocidade intervalo de tempo
5VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Pois para Galileu natildeo foi tatildeo simples
Em Diaacutelogos relativos a duas novas ciecircncias
(1636) Galileu demonstra 6
teoremas sobre movimento uniforme
Andrea diSessa Changing Minds Computers Learning and LiteracyMIT 1999
6VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Comentaacuterios
Natildeo haacute um uacutenico sinal de igual (=) nos manuscritos de Galileu
A Aacutelgebra surgiu 5 anos depois da publicaccedilatildeo de Galileu com Descartes
(1596-1650)
Galileu natildeo dispunha de todas as ferramentas de que dispomos hoje
7VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Evoluccedilatildeo humana x ferramentas
bull A evoluccedilatildeo da cultura humana estaacute fortemente vinculada ao conhecimento e instrumentos jaacute disponiacuteveis para o indiviacuteduo
idade da pedra lascada (paleoliacutetico)
ida
bull O fazer cientiacutefico se vale da modelagem e das TICs como um de seus instrumentos baacutesicos Como integraacute-los com os demais recursos na aprendizagem de Fiacutesica
8VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como se faz Ciecircncias
ldquoformulando questotildees claras
imaginando modelos conceituais das coisas agraves
vezes teorias gerais e tentando justificar o que se
pensa e o que se faz seja atraveacutes da loacutegica seja
atraveacutes de outras teorias seja atraveacutes de
experiecircncias aclaradas por teoriasrdquo
Bunge 1974 p 13
9VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Sobre o fazer Fiacutesica
bull Fiacutesica eacute um processo de representaccedilatildeo do mundo sempre sujeito a reformulaccedilotildees
bull Fazer Fiacutesica =gt trabalhar com modelos conceituais (externos)
bull Modelagem computacional juntamente com teoria e experiecircncia compotildee o tripeacute de sustentaccedilatildeo da Fiacutesica
10VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Relatoacuterio do National ResearchCouncil (USA) 1989
computaccedilatildeo cientiacuteficapode ser considerada umaterceira metodologia fundamental das Ciecircnciasparalela ao paradigma experimental e ao teoacutericodas ciecircncias mais bem estabelecidos
11
No fazer da Fiacutesica modelos satildeo osmediadoreshellip
entre teoria e realidade e mais recentemente destas com as simulaccedilotildees computacionais
12VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico
- ponte entre o mundo real que eacute complexo
holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
ponte entre o mundo real que eacute complexo holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
13VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico em Fiacutesica
tentativa de apreender a realidade atraveacutes de uma representaccedilatildeo idealizada esquemaacutetica de objetos eou eventos reais ou supostos como tais
constituiacutedo por proposiccedilotildees semacircnticas e um modelo matemaacutetico subjacente
eacute uma representaccedilatildeo externa consensual aceita pela comunidade cientiacutefica sujeita a reformulaccedilotildees
Satildeo abstraccedilotildees construiacutedas pelos cientistas
Natildeo existem na natureza14
No contexto da Fiacutesica conveacutem distinguir
o sistema fiacutesico com sua riqueza e complexidade
o sistema idealizado que resulta da modelagem do sistema fiacutesico
o modelo teoacuterico que descreve o sistema idealizado
y
15
y
y
y
y
y
yy
vdt
dy
adt
dv
m
Fa
kvmgF
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
O processo da modelagem requer
bull focar a atenccedilatildeo aspectos particulares da natureza
realizar recortes da realidade
fazer simplificaccedilotildees do sistema real
postular entidades ideais
Inferir a sistemas reais mecanismo internos imaginaacuterios
16VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
A construccedilatildeo e anaacutelise de modelos cientiacuteficos envolve
situaccedilatildeo-problema e questotildees-foco
idealizaccedilotildees aproximaccedilotildees e a formulaccedilatildeo dehipoacuteteses
referentes relaccedilotildees variaacuteveis e paracircmetros
domiacutenio de validade e grau de precisatildeo
teste (experimental e teoacuterico) de hipoacuteteses
fazer prediccedilotildees
aperfeiccediloar os modelos
eventualmente abandonaacute-los
17VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Onde entram os computadores no fazer Fiacutesica
Aguiar UFRJ
18VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
19VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Duas ideias baacutesicas
bull A aprendizagem significativa de Fiacutesica requertrabalhar com conceitos procedimentos e instrumentos do fazer cientiacutefico
idade da pedra lascada (paleoliacutetico)
ida
bull As TICs oferecem a possibilidade de aprendizagem significativa de novos toacutepicos e competecircncias especialmente atraveacutes de atividades de simulaccedilatildeo e modelagemcomputacionais
3VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
bull Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem
computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e
exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais
para a aprendizagem de Fiacutesica
Aula 1
4VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quem eacute capaz de responder
Se um trem viaja em linha reta durante
2 horas a 40 kmh que distacircncia percorre
d = velocidade intervalo de tempo
5VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Pois para Galileu natildeo foi tatildeo simples
Em Diaacutelogos relativos a duas novas ciecircncias
(1636) Galileu demonstra 6
teoremas sobre movimento uniforme
Andrea diSessa Changing Minds Computers Learning and LiteracyMIT 1999
6VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Comentaacuterios
Natildeo haacute um uacutenico sinal de igual (=) nos manuscritos de Galileu
A Aacutelgebra surgiu 5 anos depois da publicaccedilatildeo de Galileu com Descartes
(1596-1650)
Galileu natildeo dispunha de todas as ferramentas de que dispomos hoje
7VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Evoluccedilatildeo humana x ferramentas
bull A evoluccedilatildeo da cultura humana estaacute fortemente vinculada ao conhecimento e instrumentos jaacute disponiacuteveis para o indiviacuteduo
idade da pedra lascada (paleoliacutetico)
ida
bull O fazer cientiacutefico se vale da modelagem e das TICs como um de seus instrumentos baacutesicos Como integraacute-los com os demais recursos na aprendizagem de Fiacutesica
8VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como se faz Ciecircncias
ldquoformulando questotildees claras
imaginando modelos conceituais das coisas agraves
vezes teorias gerais e tentando justificar o que se
pensa e o que se faz seja atraveacutes da loacutegica seja
atraveacutes de outras teorias seja atraveacutes de
experiecircncias aclaradas por teoriasrdquo
Bunge 1974 p 13
9VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Sobre o fazer Fiacutesica
bull Fiacutesica eacute um processo de representaccedilatildeo do mundo sempre sujeito a reformulaccedilotildees
bull Fazer Fiacutesica =gt trabalhar com modelos conceituais (externos)
bull Modelagem computacional juntamente com teoria e experiecircncia compotildee o tripeacute de sustentaccedilatildeo da Fiacutesica
10VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Relatoacuterio do National ResearchCouncil (USA) 1989
computaccedilatildeo cientiacuteficapode ser considerada umaterceira metodologia fundamental das Ciecircnciasparalela ao paradigma experimental e ao teoacutericodas ciecircncias mais bem estabelecidos
11
No fazer da Fiacutesica modelos satildeo osmediadoreshellip
entre teoria e realidade e mais recentemente destas com as simulaccedilotildees computacionais
12VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico
- ponte entre o mundo real que eacute complexo
holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
ponte entre o mundo real que eacute complexo holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
13VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico em Fiacutesica
tentativa de apreender a realidade atraveacutes de uma representaccedilatildeo idealizada esquemaacutetica de objetos eou eventos reais ou supostos como tais
constituiacutedo por proposiccedilotildees semacircnticas e um modelo matemaacutetico subjacente
eacute uma representaccedilatildeo externa consensual aceita pela comunidade cientiacutefica sujeita a reformulaccedilotildees
Satildeo abstraccedilotildees construiacutedas pelos cientistas
Natildeo existem na natureza14
No contexto da Fiacutesica conveacutem distinguir
o sistema fiacutesico com sua riqueza e complexidade
o sistema idealizado que resulta da modelagem do sistema fiacutesico
o modelo teoacuterico que descreve o sistema idealizado
y
15
y
y
y
y
y
yy
vdt
dy
adt
dv
m
Fa
kvmgF
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
O processo da modelagem requer
bull focar a atenccedilatildeo aspectos particulares da natureza
realizar recortes da realidade
fazer simplificaccedilotildees do sistema real
postular entidades ideais
Inferir a sistemas reais mecanismo internos imaginaacuterios
16VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
A construccedilatildeo e anaacutelise de modelos cientiacuteficos envolve
situaccedilatildeo-problema e questotildees-foco
idealizaccedilotildees aproximaccedilotildees e a formulaccedilatildeo dehipoacuteteses
referentes relaccedilotildees variaacuteveis e paracircmetros
domiacutenio de validade e grau de precisatildeo
teste (experimental e teoacuterico) de hipoacuteteses
fazer prediccedilotildees
aperfeiccediloar os modelos
eventualmente abandonaacute-los
17VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Onde entram os computadores no fazer Fiacutesica
Aguiar UFRJ
18VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
19VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
bull Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem
computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e
exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais
para a aprendizagem de Fiacutesica
Aula 1
4VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quem eacute capaz de responder
Se um trem viaja em linha reta durante
2 horas a 40 kmh que distacircncia percorre
d = velocidade intervalo de tempo
5VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Pois para Galileu natildeo foi tatildeo simples
Em Diaacutelogos relativos a duas novas ciecircncias
(1636) Galileu demonstra 6
teoremas sobre movimento uniforme
Andrea diSessa Changing Minds Computers Learning and LiteracyMIT 1999
6VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Comentaacuterios
Natildeo haacute um uacutenico sinal de igual (=) nos manuscritos de Galileu
A Aacutelgebra surgiu 5 anos depois da publicaccedilatildeo de Galileu com Descartes
(1596-1650)
Galileu natildeo dispunha de todas as ferramentas de que dispomos hoje
7VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Evoluccedilatildeo humana x ferramentas
bull A evoluccedilatildeo da cultura humana estaacute fortemente vinculada ao conhecimento e instrumentos jaacute disponiacuteveis para o indiviacuteduo
idade da pedra lascada (paleoliacutetico)
ida
bull O fazer cientiacutefico se vale da modelagem e das TICs como um de seus instrumentos baacutesicos Como integraacute-los com os demais recursos na aprendizagem de Fiacutesica
8VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como se faz Ciecircncias
ldquoformulando questotildees claras
imaginando modelos conceituais das coisas agraves
vezes teorias gerais e tentando justificar o que se
pensa e o que se faz seja atraveacutes da loacutegica seja
atraveacutes de outras teorias seja atraveacutes de
experiecircncias aclaradas por teoriasrdquo
Bunge 1974 p 13
9VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Sobre o fazer Fiacutesica
bull Fiacutesica eacute um processo de representaccedilatildeo do mundo sempre sujeito a reformulaccedilotildees
bull Fazer Fiacutesica =gt trabalhar com modelos conceituais (externos)
bull Modelagem computacional juntamente com teoria e experiecircncia compotildee o tripeacute de sustentaccedilatildeo da Fiacutesica
10VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Relatoacuterio do National ResearchCouncil (USA) 1989
computaccedilatildeo cientiacuteficapode ser considerada umaterceira metodologia fundamental das Ciecircnciasparalela ao paradigma experimental e ao teoacutericodas ciecircncias mais bem estabelecidos
11
No fazer da Fiacutesica modelos satildeo osmediadoreshellip
entre teoria e realidade e mais recentemente destas com as simulaccedilotildees computacionais
12VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico
- ponte entre o mundo real que eacute complexo
holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
ponte entre o mundo real que eacute complexo holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
13VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico em Fiacutesica
tentativa de apreender a realidade atraveacutes de uma representaccedilatildeo idealizada esquemaacutetica de objetos eou eventos reais ou supostos como tais
constituiacutedo por proposiccedilotildees semacircnticas e um modelo matemaacutetico subjacente
eacute uma representaccedilatildeo externa consensual aceita pela comunidade cientiacutefica sujeita a reformulaccedilotildees
Satildeo abstraccedilotildees construiacutedas pelos cientistas
Natildeo existem na natureza14
No contexto da Fiacutesica conveacutem distinguir
o sistema fiacutesico com sua riqueza e complexidade
o sistema idealizado que resulta da modelagem do sistema fiacutesico
o modelo teoacuterico que descreve o sistema idealizado
y
15
y
y
y
y
y
yy
vdt
dy
adt
dv
m
Fa
kvmgF
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
O processo da modelagem requer
bull focar a atenccedilatildeo aspectos particulares da natureza
realizar recortes da realidade
fazer simplificaccedilotildees do sistema real
postular entidades ideais
Inferir a sistemas reais mecanismo internos imaginaacuterios
16VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
A construccedilatildeo e anaacutelise de modelos cientiacuteficos envolve
situaccedilatildeo-problema e questotildees-foco
idealizaccedilotildees aproximaccedilotildees e a formulaccedilatildeo dehipoacuteteses
referentes relaccedilotildees variaacuteveis e paracircmetros
domiacutenio de validade e grau de precisatildeo
teste (experimental e teoacuterico) de hipoacuteteses
fazer prediccedilotildees
aperfeiccediloar os modelos
eventualmente abandonaacute-los
17VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Onde entram os computadores no fazer Fiacutesica
Aguiar UFRJ
18VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
19VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quem eacute capaz de responder
Se um trem viaja em linha reta durante
2 horas a 40 kmh que distacircncia percorre
d = velocidade intervalo de tempo
5VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Pois para Galileu natildeo foi tatildeo simples
Em Diaacutelogos relativos a duas novas ciecircncias
(1636) Galileu demonstra 6
teoremas sobre movimento uniforme
Andrea diSessa Changing Minds Computers Learning and LiteracyMIT 1999
6VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Comentaacuterios
Natildeo haacute um uacutenico sinal de igual (=) nos manuscritos de Galileu
A Aacutelgebra surgiu 5 anos depois da publicaccedilatildeo de Galileu com Descartes
(1596-1650)
Galileu natildeo dispunha de todas as ferramentas de que dispomos hoje
7VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Evoluccedilatildeo humana x ferramentas
bull A evoluccedilatildeo da cultura humana estaacute fortemente vinculada ao conhecimento e instrumentos jaacute disponiacuteveis para o indiviacuteduo
idade da pedra lascada (paleoliacutetico)
ida
bull O fazer cientiacutefico se vale da modelagem e das TICs como um de seus instrumentos baacutesicos Como integraacute-los com os demais recursos na aprendizagem de Fiacutesica
8VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como se faz Ciecircncias
ldquoformulando questotildees claras
imaginando modelos conceituais das coisas agraves
vezes teorias gerais e tentando justificar o que se
pensa e o que se faz seja atraveacutes da loacutegica seja
atraveacutes de outras teorias seja atraveacutes de
experiecircncias aclaradas por teoriasrdquo
Bunge 1974 p 13
9VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Sobre o fazer Fiacutesica
bull Fiacutesica eacute um processo de representaccedilatildeo do mundo sempre sujeito a reformulaccedilotildees
bull Fazer Fiacutesica =gt trabalhar com modelos conceituais (externos)
bull Modelagem computacional juntamente com teoria e experiecircncia compotildee o tripeacute de sustentaccedilatildeo da Fiacutesica
10VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Relatoacuterio do National ResearchCouncil (USA) 1989
computaccedilatildeo cientiacuteficapode ser considerada umaterceira metodologia fundamental das Ciecircnciasparalela ao paradigma experimental e ao teoacutericodas ciecircncias mais bem estabelecidos
11
No fazer da Fiacutesica modelos satildeo osmediadoreshellip
entre teoria e realidade e mais recentemente destas com as simulaccedilotildees computacionais
12VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico
- ponte entre o mundo real que eacute complexo
holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
ponte entre o mundo real que eacute complexo holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
13VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico em Fiacutesica
tentativa de apreender a realidade atraveacutes de uma representaccedilatildeo idealizada esquemaacutetica de objetos eou eventos reais ou supostos como tais
constituiacutedo por proposiccedilotildees semacircnticas e um modelo matemaacutetico subjacente
eacute uma representaccedilatildeo externa consensual aceita pela comunidade cientiacutefica sujeita a reformulaccedilotildees
Satildeo abstraccedilotildees construiacutedas pelos cientistas
Natildeo existem na natureza14
No contexto da Fiacutesica conveacutem distinguir
o sistema fiacutesico com sua riqueza e complexidade
o sistema idealizado que resulta da modelagem do sistema fiacutesico
o modelo teoacuterico que descreve o sistema idealizado
y
15
y
y
y
y
y
yy
vdt
dy
adt
dv
m
Fa
kvmgF
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
O processo da modelagem requer
bull focar a atenccedilatildeo aspectos particulares da natureza
realizar recortes da realidade
fazer simplificaccedilotildees do sistema real
postular entidades ideais
Inferir a sistemas reais mecanismo internos imaginaacuterios
16VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
A construccedilatildeo e anaacutelise de modelos cientiacuteficos envolve
situaccedilatildeo-problema e questotildees-foco
idealizaccedilotildees aproximaccedilotildees e a formulaccedilatildeo dehipoacuteteses
referentes relaccedilotildees variaacuteveis e paracircmetros
domiacutenio de validade e grau de precisatildeo
teste (experimental e teoacuterico) de hipoacuteteses
fazer prediccedilotildees
aperfeiccediloar os modelos
eventualmente abandonaacute-los
17VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Onde entram os computadores no fazer Fiacutesica
Aguiar UFRJ
18VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
19VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Pois para Galileu natildeo foi tatildeo simples
Em Diaacutelogos relativos a duas novas ciecircncias
(1636) Galileu demonstra 6
teoremas sobre movimento uniforme
Andrea diSessa Changing Minds Computers Learning and LiteracyMIT 1999
6VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Comentaacuterios
Natildeo haacute um uacutenico sinal de igual (=) nos manuscritos de Galileu
A Aacutelgebra surgiu 5 anos depois da publicaccedilatildeo de Galileu com Descartes
(1596-1650)
Galileu natildeo dispunha de todas as ferramentas de que dispomos hoje
7VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Evoluccedilatildeo humana x ferramentas
bull A evoluccedilatildeo da cultura humana estaacute fortemente vinculada ao conhecimento e instrumentos jaacute disponiacuteveis para o indiviacuteduo
idade da pedra lascada (paleoliacutetico)
ida
bull O fazer cientiacutefico se vale da modelagem e das TICs como um de seus instrumentos baacutesicos Como integraacute-los com os demais recursos na aprendizagem de Fiacutesica
8VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como se faz Ciecircncias
ldquoformulando questotildees claras
imaginando modelos conceituais das coisas agraves
vezes teorias gerais e tentando justificar o que se
pensa e o que se faz seja atraveacutes da loacutegica seja
atraveacutes de outras teorias seja atraveacutes de
experiecircncias aclaradas por teoriasrdquo
Bunge 1974 p 13
9VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Sobre o fazer Fiacutesica
bull Fiacutesica eacute um processo de representaccedilatildeo do mundo sempre sujeito a reformulaccedilotildees
bull Fazer Fiacutesica =gt trabalhar com modelos conceituais (externos)
bull Modelagem computacional juntamente com teoria e experiecircncia compotildee o tripeacute de sustentaccedilatildeo da Fiacutesica
10VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Relatoacuterio do National ResearchCouncil (USA) 1989
computaccedilatildeo cientiacuteficapode ser considerada umaterceira metodologia fundamental das Ciecircnciasparalela ao paradigma experimental e ao teoacutericodas ciecircncias mais bem estabelecidos
11
No fazer da Fiacutesica modelos satildeo osmediadoreshellip
entre teoria e realidade e mais recentemente destas com as simulaccedilotildees computacionais
12VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico
- ponte entre o mundo real que eacute complexo
holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
ponte entre o mundo real que eacute complexo holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
13VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico em Fiacutesica
tentativa de apreender a realidade atraveacutes de uma representaccedilatildeo idealizada esquemaacutetica de objetos eou eventos reais ou supostos como tais
constituiacutedo por proposiccedilotildees semacircnticas e um modelo matemaacutetico subjacente
eacute uma representaccedilatildeo externa consensual aceita pela comunidade cientiacutefica sujeita a reformulaccedilotildees
Satildeo abstraccedilotildees construiacutedas pelos cientistas
Natildeo existem na natureza14
No contexto da Fiacutesica conveacutem distinguir
o sistema fiacutesico com sua riqueza e complexidade
o sistema idealizado que resulta da modelagem do sistema fiacutesico
o modelo teoacuterico que descreve o sistema idealizado
y
15
y
y
y
y
y
yy
vdt
dy
adt
dv
m
Fa
kvmgF
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
O processo da modelagem requer
bull focar a atenccedilatildeo aspectos particulares da natureza
realizar recortes da realidade
fazer simplificaccedilotildees do sistema real
postular entidades ideais
Inferir a sistemas reais mecanismo internos imaginaacuterios
16VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
A construccedilatildeo e anaacutelise de modelos cientiacuteficos envolve
situaccedilatildeo-problema e questotildees-foco
idealizaccedilotildees aproximaccedilotildees e a formulaccedilatildeo dehipoacuteteses
referentes relaccedilotildees variaacuteveis e paracircmetros
domiacutenio de validade e grau de precisatildeo
teste (experimental e teoacuterico) de hipoacuteteses
fazer prediccedilotildees
aperfeiccediloar os modelos
eventualmente abandonaacute-los
17VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Onde entram os computadores no fazer Fiacutesica
Aguiar UFRJ
18VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
19VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Comentaacuterios
Natildeo haacute um uacutenico sinal de igual (=) nos manuscritos de Galileu
A Aacutelgebra surgiu 5 anos depois da publicaccedilatildeo de Galileu com Descartes
(1596-1650)
Galileu natildeo dispunha de todas as ferramentas de que dispomos hoje
7VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Evoluccedilatildeo humana x ferramentas
bull A evoluccedilatildeo da cultura humana estaacute fortemente vinculada ao conhecimento e instrumentos jaacute disponiacuteveis para o indiviacuteduo
idade da pedra lascada (paleoliacutetico)
ida
bull O fazer cientiacutefico se vale da modelagem e das TICs como um de seus instrumentos baacutesicos Como integraacute-los com os demais recursos na aprendizagem de Fiacutesica
8VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como se faz Ciecircncias
ldquoformulando questotildees claras
imaginando modelos conceituais das coisas agraves
vezes teorias gerais e tentando justificar o que se
pensa e o que se faz seja atraveacutes da loacutegica seja
atraveacutes de outras teorias seja atraveacutes de
experiecircncias aclaradas por teoriasrdquo
Bunge 1974 p 13
9VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Sobre o fazer Fiacutesica
bull Fiacutesica eacute um processo de representaccedilatildeo do mundo sempre sujeito a reformulaccedilotildees
bull Fazer Fiacutesica =gt trabalhar com modelos conceituais (externos)
bull Modelagem computacional juntamente com teoria e experiecircncia compotildee o tripeacute de sustentaccedilatildeo da Fiacutesica
10VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Relatoacuterio do National ResearchCouncil (USA) 1989
computaccedilatildeo cientiacuteficapode ser considerada umaterceira metodologia fundamental das Ciecircnciasparalela ao paradigma experimental e ao teoacutericodas ciecircncias mais bem estabelecidos
11
No fazer da Fiacutesica modelos satildeo osmediadoreshellip
entre teoria e realidade e mais recentemente destas com as simulaccedilotildees computacionais
12VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico
- ponte entre o mundo real que eacute complexo
holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
ponte entre o mundo real que eacute complexo holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
13VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico em Fiacutesica
tentativa de apreender a realidade atraveacutes de uma representaccedilatildeo idealizada esquemaacutetica de objetos eou eventos reais ou supostos como tais
constituiacutedo por proposiccedilotildees semacircnticas e um modelo matemaacutetico subjacente
eacute uma representaccedilatildeo externa consensual aceita pela comunidade cientiacutefica sujeita a reformulaccedilotildees
Satildeo abstraccedilotildees construiacutedas pelos cientistas
Natildeo existem na natureza14
No contexto da Fiacutesica conveacutem distinguir
o sistema fiacutesico com sua riqueza e complexidade
o sistema idealizado que resulta da modelagem do sistema fiacutesico
o modelo teoacuterico que descreve o sistema idealizado
y
15
y
y
y
y
y
yy
vdt
dy
adt
dv
m
Fa
kvmgF
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
O processo da modelagem requer
bull focar a atenccedilatildeo aspectos particulares da natureza
realizar recortes da realidade
fazer simplificaccedilotildees do sistema real
postular entidades ideais
Inferir a sistemas reais mecanismo internos imaginaacuterios
16VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
A construccedilatildeo e anaacutelise de modelos cientiacuteficos envolve
situaccedilatildeo-problema e questotildees-foco
idealizaccedilotildees aproximaccedilotildees e a formulaccedilatildeo dehipoacuteteses
referentes relaccedilotildees variaacuteveis e paracircmetros
domiacutenio de validade e grau de precisatildeo
teste (experimental e teoacuterico) de hipoacuteteses
fazer prediccedilotildees
aperfeiccediloar os modelos
eventualmente abandonaacute-los
17VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Onde entram os computadores no fazer Fiacutesica
Aguiar UFRJ
18VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
19VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Evoluccedilatildeo humana x ferramentas
bull A evoluccedilatildeo da cultura humana estaacute fortemente vinculada ao conhecimento e instrumentos jaacute disponiacuteveis para o indiviacuteduo
idade da pedra lascada (paleoliacutetico)
ida
bull O fazer cientiacutefico se vale da modelagem e das TICs como um de seus instrumentos baacutesicos Como integraacute-los com os demais recursos na aprendizagem de Fiacutesica
8VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como se faz Ciecircncias
ldquoformulando questotildees claras
imaginando modelos conceituais das coisas agraves
vezes teorias gerais e tentando justificar o que se
pensa e o que se faz seja atraveacutes da loacutegica seja
atraveacutes de outras teorias seja atraveacutes de
experiecircncias aclaradas por teoriasrdquo
Bunge 1974 p 13
9VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Sobre o fazer Fiacutesica
bull Fiacutesica eacute um processo de representaccedilatildeo do mundo sempre sujeito a reformulaccedilotildees
bull Fazer Fiacutesica =gt trabalhar com modelos conceituais (externos)
bull Modelagem computacional juntamente com teoria e experiecircncia compotildee o tripeacute de sustentaccedilatildeo da Fiacutesica
10VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Relatoacuterio do National ResearchCouncil (USA) 1989
computaccedilatildeo cientiacuteficapode ser considerada umaterceira metodologia fundamental das Ciecircnciasparalela ao paradigma experimental e ao teoacutericodas ciecircncias mais bem estabelecidos
11
No fazer da Fiacutesica modelos satildeo osmediadoreshellip
entre teoria e realidade e mais recentemente destas com as simulaccedilotildees computacionais
12VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico
- ponte entre o mundo real que eacute complexo
holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
ponte entre o mundo real que eacute complexo holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
13VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico em Fiacutesica
tentativa de apreender a realidade atraveacutes de uma representaccedilatildeo idealizada esquemaacutetica de objetos eou eventos reais ou supostos como tais
constituiacutedo por proposiccedilotildees semacircnticas e um modelo matemaacutetico subjacente
eacute uma representaccedilatildeo externa consensual aceita pela comunidade cientiacutefica sujeita a reformulaccedilotildees
Satildeo abstraccedilotildees construiacutedas pelos cientistas
Natildeo existem na natureza14
No contexto da Fiacutesica conveacutem distinguir
o sistema fiacutesico com sua riqueza e complexidade
o sistema idealizado que resulta da modelagem do sistema fiacutesico
o modelo teoacuterico que descreve o sistema idealizado
y
15
y
y
y
y
y
yy
vdt
dy
adt
dv
m
Fa
kvmgF
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
O processo da modelagem requer
bull focar a atenccedilatildeo aspectos particulares da natureza
realizar recortes da realidade
fazer simplificaccedilotildees do sistema real
postular entidades ideais
Inferir a sistemas reais mecanismo internos imaginaacuterios
16VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
A construccedilatildeo e anaacutelise de modelos cientiacuteficos envolve
situaccedilatildeo-problema e questotildees-foco
idealizaccedilotildees aproximaccedilotildees e a formulaccedilatildeo dehipoacuteteses
referentes relaccedilotildees variaacuteveis e paracircmetros
domiacutenio de validade e grau de precisatildeo
teste (experimental e teoacuterico) de hipoacuteteses
fazer prediccedilotildees
aperfeiccediloar os modelos
eventualmente abandonaacute-los
17VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Onde entram os computadores no fazer Fiacutesica
Aguiar UFRJ
18VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
19VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como se faz Ciecircncias
ldquoformulando questotildees claras
imaginando modelos conceituais das coisas agraves
vezes teorias gerais e tentando justificar o que se
pensa e o que se faz seja atraveacutes da loacutegica seja
atraveacutes de outras teorias seja atraveacutes de
experiecircncias aclaradas por teoriasrdquo
Bunge 1974 p 13
9VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Sobre o fazer Fiacutesica
bull Fiacutesica eacute um processo de representaccedilatildeo do mundo sempre sujeito a reformulaccedilotildees
bull Fazer Fiacutesica =gt trabalhar com modelos conceituais (externos)
bull Modelagem computacional juntamente com teoria e experiecircncia compotildee o tripeacute de sustentaccedilatildeo da Fiacutesica
10VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Relatoacuterio do National ResearchCouncil (USA) 1989
computaccedilatildeo cientiacuteficapode ser considerada umaterceira metodologia fundamental das Ciecircnciasparalela ao paradigma experimental e ao teoacutericodas ciecircncias mais bem estabelecidos
11
No fazer da Fiacutesica modelos satildeo osmediadoreshellip
entre teoria e realidade e mais recentemente destas com as simulaccedilotildees computacionais
12VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico
- ponte entre o mundo real que eacute complexo
holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
ponte entre o mundo real que eacute complexo holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
13VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico em Fiacutesica
tentativa de apreender a realidade atraveacutes de uma representaccedilatildeo idealizada esquemaacutetica de objetos eou eventos reais ou supostos como tais
constituiacutedo por proposiccedilotildees semacircnticas e um modelo matemaacutetico subjacente
eacute uma representaccedilatildeo externa consensual aceita pela comunidade cientiacutefica sujeita a reformulaccedilotildees
Satildeo abstraccedilotildees construiacutedas pelos cientistas
Natildeo existem na natureza14
No contexto da Fiacutesica conveacutem distinguir
o sistema fiacutesico com sua riqueza e complexidade
o sistema idealizado que resulta da modelagem do sistema fiacutesico
o modelo teoacuterico que descreve o sistema idealizado
y
15
y
y
y
y
y
yy
vdt
dy
adt
dv
m
Fa
kvmgF
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
O processo da modelagem requer
bull focar a atenccedilatildeo aspectos particulares da natureza
realizar recortes da realidade
fazer simplificaccedilotildees do sistema real
postular entidades ideais
Inferir a sistemas reais mecanismo internos imaginaacuterios
16VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
A construccedilatildeo e anaacutelise de modelos cientiacuteficos envolve
situaccedilatildeo-problema e questotildees-foco
idealizaccedilotildees aproximaccedilotildees e a formulaccedilatildeo dehipoacuteteses
referentes relaccedilotildees variaacuteveis e paracircmetros
domiacutenio de validade e grau de precisatildeo
teste (experimental e teoacuterico) de hipoacuteteses
fazer prediccedilotildees
aperfeiccediloar os modelos
eventualmente abandonaacute-los
17VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Onde entram os computadores no fazer Fiacutesica
Aguiar UFRJ
18VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
19VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Sobre o fazer Fiacutesica
bull Fiacutesica eacute um processo de representaccedilatildeo do mundo sempre sujeito a reformulaccedilotildees
bull Fazer Fiacutesica =gt trabalhar com modelos conceituais (externos)
bull Modelagem computacional juntamente com teoria e experiecircncia compotildee o tripeacute de sustentaccedilatildeo da Fiacutesica
10VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Relatoacuterio do National ResearchCouncil (USA) 1989
computaccedilatildeo cientiacuteficapode ser considerada umaterceira metodologia fundamental das Ciecircnciasparalela ao paradigma experimental e ao teoacutericodas ciecircncias mais bem estabelecidos
11
No fazer da Fiacutesica modelos satildeo osmediadoreshellip
entre teoria e realidade e mais recentemente destas com as simulaccedilotildees computacionais
12VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico
- ponte entre o mundo real que eacute complexo
holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
ponte entre o mundo real que eacute complexo holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
13VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico em Fiacutesica
tentativa de apreender a realidade atraveacutes de uma representaccedilatildeo idealizada esquemaacutetica de objetos eou eventos reais ou supostos como tais
constituiacutedo por proposiccedilotildees semacircnticas e um modelo matemaacutetico subjacente
eacute uma representaccedilatildeo externa consensual aceita pela comunidade cientiacutefica sujeita a reformulaccedilotildees
Satildeo abstraccedilotildees construiacutedas pelos cientistas
Natildeo existem na natureza14
No contexto da Fiacutesica conveacutem distinguir
o sistema fiacutesico com sua riqueza e complexidade
o sistema idealizado que resulta da modelagem do sistema fiacutesico
o modelo teoacuterico que descreve o sistema idealizado
y
15
y
y
y
y
y
yy
vdt
dy
adt
dv
m
Fa
kvmgF
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
O processo da modelagem requer
bull focar a atenccedilatildeo aspectos particulares da natureza
realizar recortes da realidade
fazer simplificaccedilotildees do sistema real
postular entidades ideais
Inferir a sistemas reais mecanismo internos imaginaacuterios
16VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
A construccedilatildeo e anaacutelise de modelos cientiacuteficos envolve
situaccedilatildeo-problema e questotildees-foco
idealizaccedilotildees aproximaccedilotildees e a formulaccedilatildeo dehipoacuteteses
referentes relaccedilotildees variaacuteveis e paracircmetros
domiacutenio de validade e grau de precisatildeo
teste (experimental e teoacuterico) de hipoacuteteses
fazer prediccedilotildees
aperfeiccediloar os modelos
eventualmente abandonaacute-los
17VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Onde entram os computadores no fazer Fiacutesica
Aguiar UFRJ
18VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
19VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Relatoacuterio do National ResearchCouncil (USA) 1989
computaccedilatildeo cientiacuteficapode ser considerada umaterceira metodologia fundamental das Ciecircnciasparalela ao paradigma experimental e ao teoacutericodas ciecircncias mais bem estabelecidos
11
No fazer da Fiacutesica modelos satildeo osmediadoreshellip
entre teoria e realidade e mais recentemente destas com as simulaccedilotildees computacionais
12VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico
- ponte entre o mundo real que eacute complexo
holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
ponte entre o mundo real que eacute complexo holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
13VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico em Fiacutesica
tentativa de apreender a realidade atraveacutes de uma representaccedilatildeo idealizada esquemaacutetica de objetos eou eventos reais ou supostos como tais
constituiacutedo por proposiccedilotildees semacircnticas e um modelo matemaacutetico subjacente
eacute uma representaccedilatildeo externa consensual aceita pela comunidade cientiacutefica sujeita a reformulaccedilotildees
Satildeo abstraccedilotildees construiacutedas pelos cientistas
Natildeo existem na natureza14
No contexto da Fiacutesica conveacutem distinguir
o sistema fiacutesico com sua riqueza e complexidade
o sistema idealizado que resulta da modelagem do sistema fiacutesico
o modelo teoacuterico que descreve o sistema idealizado
y
15
y
y
y
y
y
yy
vdt
dy
adt
dv
m
Fa
kvmgF
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
O processo da modelagem requer
bull focar a atenccedilatildeo aspectos particulares da natureza
realizar recortes da realidade
fazer simplificaccedilotildees do sistema real
postular entidades ideais
Inferir a sistemas reais mecanismo internos imaginaacuterios
16VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
A construccedilatildeo e anaacutelise de modelos cientiacuteficos envolve
situaccedilatildeo-problema e questotildees-foco
idealizaccedilotildees aproximaccedilotildees e a formulaccedilatildeo dehipoacuteteses
referentes relaccedilotildees variaacuteveis e paracircmetros
domiacutenio de validade e grau de precisatildeo
teste (experimental e teoacuterico) de hipoacuteteses
fazer prediccedilotildees
aperfeiccediloar os modelos
eventualmente abandonaacute-los
17VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Onde entram os computadores no fazer Fiacutesica
Aguiar UFRJ
18VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
19VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
No fazer da Fiacutesica modelos satildeo osmediadoreshellip
entre teoria e realidade e mais recentemente destas com as simulaccedilotildees computacionais
12VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico
- ponte entre o mundo real que eacute complexo
holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
ponte entre o mundo real que eacute complexo holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
13VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico em Fiacutesica
tentativa de apreender a realidade atraveacutes de uma representaccedilatildeo idealizada esquemaacutetica de objetos eou eventos reais ou supostos como tais
constituiacutedo por proposiccedilotildees semacircnticas e um modelo matemaacutetico subjacente
eacute uma representaccedilatildeo externa consensual aceita pela comunidade cientiacutefica sujeita a reformulaccedilotildees
Satildeo abstraccedilotildees construiacutedas pelos cientistas
Natildeo existem na natureza14
No contexto da Fiacutesica conveacutem distinguir
o sistema fiacutesico com sua riqueza e complexidade
o sistema idealizado que resulta da modelagem do sistema fiacutesico
o modelo teoacuterico que descreve o sistema idealizado
y
15
y
y
y
y
y
yy
vdt
dy
adt
dv
m
Fa
kvmgF
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
O processo da modelagem requer
bull focar a atenccedilatildeo aspectos particulares da natureza
realizar recortes da realidade
fazer simplificaccedilotildees do sistema real
postular entidades ideais
Inferir a sistemas reais mecanismo internos imaginaacuterios
16VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
A construccedilatildeo e anaacutelise de modelos cientiacuteficos envolve
situaccedilatildeo-problema e questotildees-foco
idealizaccedilotildees aproximaccedilotildees e a formulaccedilatildeo dehipoacuteteses
referentes relaccedilotildees variaacuteveis e paracircmetros
domiacutenio de validade e grau de precisatildeo
teste (experimental e teoacuterico) de hipoacuteteses
fazer prediccedilotildees
aperfeiccediloar os modelos
eventualmente abandonaacute-los
17VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Onde entram os computadores no fazer Fiacutesica
Aguiar UFRJ
18VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
19VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico
- ponte entre o mundo real que eacute complexo
holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
ponte entre o mundo real que eacute complexo holiacutestico e um mundo idealizado e simplificado
13VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico em Fiacutesica
tentativa de apreender a realidade atraveacutes de uma representaccedilatildeo idealizada esquemaacutetica de objetos eou eventos reais ou supostos como tais
constituiacutedo por proposiccedilotildees semacircnticas e um modelo matemaacutetico subjacente
eacute uma representaccedilatildeo externa consensual aceita pela comunidade cientiacutefica sujeita a reformulaccedilotildees
Satildeo abstraccedilotildees construiacutedas pelos cientistas
Natildeo existem na natureza14
No contexto da Fiacutesica conveacutem distinguir
o sistema fiacutesico com sua riqueza e complexidade
o sistema idealizado que resulta da modelagem do sistema fiacutesico
o modelo teoacuterico que descreve o sistema idealizado
y
15
y
y
y
y
y
yy
vdt
dy
adt
dv
m
Fa
kvmgF
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
O processo da modelagem requer
bull focar a atenccedilatildeo aspectos particulares da natureza
realizar recortes da realidade
fazer simplificaccedilotildees do sistema real
postular entidades ideais
Inferir a sistemas reais mecanismo internos imaginaacuterios
16VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
A construccedilatildeo e anaacutelise de modelos cientiacuteficos envolve
situaccedilatildeo-problema e questotildees-foco
idealizaccedilotildees aproximaccedilotildees e a formulaccedilatildeo dehipoacuteteses
referentes relaccedilotildees variaacuteveis e paracircmetros
domiacutenio de validade e grau de precisatildeo
teste (experimental e teoacuterico) de hipoacuteteses
fazer prediccedilotildees
aperfeiccediloar os modelos
eventualmente abandonaacute-los
17VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Onde entram os computadores no fazer Fiacutesica
Aguiar UFRJ
18VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
19VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Modelo cientiacutefico em Fiacutesica
tentativa de apreender a realidade atraveacutes de uma representaccedilatildeo idealizada esquemaacutetica de objetos eou eventos reais ou supostos como tais
constituiacutedo por proposiccedilotildees semacircnticas e um modelo matemaacutetico subjacente
eacute uma representaccedilatildeo externa consensual aceita pela comunidade cientiacutefica sujeita a reformulaccedilotildees
Satildeo abstraccedilotildees construiacutedas pelos cientistas
Natildeo existem na natureza14
No contexto da Fiacutesica conveacutem distinguir
o sistema fiacutesico com sua riqueza e complexidade
o sistema idealizado que resulta da modelagem do sistema fiacutesico
o modelo teoacuterico que descreve o sistema idealizado
y
15
y
y
y
y
y
yy
vdt
dy
adt
dv
m
Fa
kvmgF
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
O processo da modelagem requer
bull focar a atenccedilatildeo aspectos particulares da natureza
realizar recortes da realidade
fazer simplificaccedilotildees do sistema real
postular entidades ideais
Inferir a sistemas reais mecanismo internos imaginaacuterios
16VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
A construccedilatildeo e anaacutelise de modelos cientiacuteficos envolve
situaccedilatildeo-problema e questotildees-foco
idealizaccedilotildees aproximaccedilotildees e a formulaccedilatildeo dehipoacuteteses
referentes relaccedilotildees variaacuteveis e paracircmetros
domiacutenio de validade e grau de precisatildeo
teste (experimental e teoacuterico) de hipoacuteteses
fazer prediccedilotildees
aperfeiccediloar os modelos
eventualmente abandonaacute-los
17VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Onde entram os computadores no fazer Fiacutesica
Aguiar UFRJ
18VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
19VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
No contexto da Fiacutesica conveacutem distinguir
o sistema fiacutesico com sua riqueza e complexidade
o sistema idealizado que resulta da modelagem do sistema fiacutesico
o modelo teoacuterico que descreve o sistema idealizado
y
15
y
y
y
y
y
yy
vdt
dy
adt
dv
m
Fa
kvmgF
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
O processo da modelagem requer
bull focar a atenccedilatildeo aspectos particulares da natureza
realizar recortes da realidade
fazer simplificaccedilotildees do sistema real
postular entidades ideais
Inferir a sistemas reais mecanismo internos imaginaacuterios
16VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
A construccedilatildeo e anaacutelise de modelos cientiacuteficos envolve
situaccedilatildeo-problema e questotildees-foco
idealizaccedilotildees aproximaccedilotildees e a formulaccedilatildeo dehipoacuteteses
referentes relaccedilotildees variaacuteveis e paracircmetros
domiacutenio de validade e grau de precisatildeo
teste (experimental e teoacuterico) de hipoacuteteses
fazer prediccedilotildees
aperfeiccediloar os modelos
eventualmente abandonaacute-los
17VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Onde entram os computadores no fazer Fiacutesica
Aguiar UFRJ
18VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
19VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
O processo da modelagem requer
bull focar a atenccedilatildeo aspectos particulares da natureza
realizar recortes da realidade
fazer simplificaccedilotildees do sistema real
postular entidades ideais
Inferir a sistemas reais mecanismo internos imaginaacuterios
16VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
A construccedilatildeo e anaacutelise de modelos cientiacuteficos envolve
situaccedilatildeo-problema e questotildees-foco
idealizaccedilotildees aproximaccedilotildees e a formulaccedilatildeo dehipoacuteteses
referentes relaccedilotildees variaacuteveis e paracircmetros
domiacutenio de validade e grau de precisatildeo
teste (experimental e teoacuterico) de hipoacuteteses
fazer prediccedilotildees
aperfeiccediloar os modelos
eventualmente abandonaacute-los
17VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Onde entram os computadores no fazer Fiacutesica
Aguiar UFRJ
18VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
19VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
A construccedilatildeo e anaacutelise de modelos cientiacuteficos envolve
situaccedilatildeo-problema e questotildees-foco
idealizaccedilotildees aproximaccedilotildees e a formulaccedilatildeo dehipoacuteteses
referentes relaccedilotildees variaacuteveis e paracircmetros
domiacutenio de validade e grau de precisatildeo
teste (experimental e teoacuterico) de hipoacuteteses
fazer prediccedilotildees
aperfeiccediloar os modelos
eventualmente abandonaacute-los
17VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Onde entram os computadores no fazer Fiacutesica
Aguiar UFRJ
18VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
19VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Onde entram os computadores no fazer Fiacutesica
Aguiar UFRJ
18VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
19VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
bull Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
19VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Problemas no ensino de Fiacutesica (entre outros)
Ciecircncias e seu desenvolvimento concebida como
- verdade absoluta e perene
- descoberta por gecircnios
- a partir de dados experimentais
No ensino-aprendizado de Fiacutesica
- resolver problemas se resume a substituiccedilatildeo de valores em foacutermulas decoradas
- o papel dos modelos eacute ignorado
- computador serve para busca e observaccedilatildeo raramente como ferramenta cognitiva
20VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Um dos objetivos primordiais do Ensino de Fiacutesica
Contribuir para que os modelos conceituais dos
alunos se aproximem dos modelos conceituais
cientiacuteficos (ou como temos chamado dos modelos
cientiacuteficos)
21VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades da modelagem(computacional) no ensino de Fiacutesica
bull facilitar a compreensatildeo de modelos cientiacuteficos
bull facilitar a construccedilatildeo e investigaccedilatildeo de situaccedilotildees-
problema (mais reais e atuais)
bull desenvolver a capacidade de predizer avaliar e
analisar prediccedilotildees
bull propiciar uma visatildeo de ciecircncias compatiacutevel com as
visotildees contemporacircneas
22VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas as TICs podem reforccedilar viacutecios
Para que acircngulo de lanccedilamento o alcance eacute maacuteximo
Quanto vale o alcance maacuteximo
Qual a altura maacutexima que as bolas atingem
Qual a condiccedilatildeo que deve ser satisfeita para que o alcance correspondente aos dois acircngulos apresentados seja o mesmo
Como se comparam os tempos de vocirco das duas bolas
A simulaccedilatildeo apresenta para cada valor do moacutedulo da velocidade dois valores de seu acircngulo com a horizontal (acircngulo de tiro) que resultam no mesmo alcance 23
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Como ficam
a discussatildeo sobre os referentes
a questatildeo das idealizaccedilotildees
o contexto de validade do modelo
a anaacutelise dos princiacutepios leis e teorias envolvidas
Impliacutecitos24VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ideias baacutesicas sobre o fazer ciecircncias
Alguns problemas do ensino de Fiacutesica
Atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
Possibilidades de uso modo expressivo e exploratoacuterio
Potencialidades das atividades computacionais para a aprendizagem de Fiacutesica
Sumaacuterio da Aula 1
25VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo e modelagem computacionais tipo de acesso aos primitivos do modelo
Simulaccedilatildeo
Modelagem
acesso aos primitivos do modelo matemaacutetico ou icocircnico usado na implementaccedilatildeo do modelo computacional
Ex softwares de modelagem para o Ensino de Ciecircncias
Modellus Planilhas eletrocircnica Powersim Simquest
O aluno natildeo tem
O aluno tem
26VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Animaccedilotildees computacionais
Animaccedilatildeo interatividade se resume a (~viacutedeo) parar rodar avanccedilar
raacutepida ou lentamente retroceder raacutepida ou lentamente
Resultados de pesquisa tecircm pouca eficaacutecia sobre a aprendizagem dos alunos
Por ex
Beichner AJP v 64 n 10 p1272 1996
27VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Modellus
28VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex de acesso aos primitivos do modelono Powersim
29VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Simulaccedilatildeo natildeo daacute acesso aos primitivos do modelo computacional
httpwwwphyntnuedutwntnujavaindexphptopic=480
30VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Diferentes modos de uso de atividades de simulaccedilatildeo e modelagem computacionais
exploratoacuterio
de simulacatildeosem acesso
de modelagem
O aluno observa analisa e interage com modelos computacionais jaacute construiacutedos
O aluno passa por todo o processo de construccedilatildeo do modelo desde sua estrutura matemaacutetica ou icocircnica ateacute a anaacutelise dos resultados
expressivo
(criaccedilatildeo) 31
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Ex atividade simulaccedilatildeo no modo exploratoacuterio regime caoacutetico
32
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
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ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Potencialidades das simulaccedilotildees computacionais
bull permitir aos estudantes gerarem e testarem hipoacuteteses
bull envolver os estudantes em atividades que explicitem a natureza da pesquisa cientiacutefica
bull apresentar uma versatildeo simplificada da realidade pela destilaccedilatildeo de conceitos abstratos em seus mais importantes elementos
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
33VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
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35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
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ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
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BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
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JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
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Outras vantagens no uso de simulaccedilotildees
bull ajudar a identificar relaccedilotildees de causa e efeito em sistemas
bull fomentar uma compreensatildeo mais profunda dos fenocircmenos fiacutesicos
bull auxiliar os estudantes a aprenderem sobre o mundo natural vendo e interagindo com os modelos cientiacuteficos subjacentes que natildeo poderiam ser inferidos atraveacutes da observaccedilatildeo direta
Gaddis apud Medeiros e Medeiros 2002
34VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
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8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
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ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
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BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
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JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Mas noacutes perguntamos
Que condiccedilotildees devem ser satisfeitas para que
as simulaccedilotildees cumpram este papel
Como fazer para que as vantagens apontadas
se reflitam na aprendizagem
35VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Quanto tempo o caminhatildeo demoraraacute paraatravessar a ponte mantendo umavelocidade constante
36
Dados velocidade do caminhatildeo= 20ms na direccedilatildeo e sentido da ponte
comprimento do caminhatildeo 20m
comprimento da ponte a) 80m b) 2000m
VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
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BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
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JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
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Alguns dados sobre uma revisatildeo da literaturade 1990 a 2004 (Tese de Ives Solano Araujo)
37VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
Objetivo da revisatildeo mapear trabalhos envolvendo o computador no ensino de Fiacutesica em niacutevel superior e meacutedio identificando as principais modalidades pedagoacutegicas do seu uso e os toacutepicos de Fiacutesica escolhidos como tema em artigos publicados pelas principais revistas da aacuterea desde os anos noventa
Palavras-chave tiacutepicas usadas na busca combinaccedilotildees da palavra ldquoFiacutesicardquo com por exemplo computador computacional programa simulaccedilotildees modelagem modelos tutoriais multimiacutedia coleta de dados internet etc (Usamos palavras-chave em Portuguecircs e Inglecircs)
Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
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38VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
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Total de trabalhos sobre uso de TICs 127
de um total de gt 5000 artigos publicados
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8 de discussotildees eou revisotildees da literatura
62 trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica
57 e simples apresentaccedilotildees de propostas
Trabalhos de pesquisa ou propostas com avaliaccedilatildeo empiacuterica envolvendo o uso de atividades de simulaccedilatildeo computacional no ensino de Fiacutesica em niacutevel meacutedio (ateacute 2004) 13
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
ARAUJO I S Simulaccedilatildeo de modelagem computacionais como recursos auxiliares no ensino de Fiacutesica Geral Tese de doutorado Instituto de Fiacutesica UFRGS 2005
ARAUJO I S e VEIT E A Uma revisatildeo da literatura sobre estudos relativos a tecnologias computacionais no ensino de Fiacutesica Revista Brasileira de Pesquisa em Educaccedilatildeo em Ciecircncias v4 n3 p5-18 2004
ANDREA A DI SESSA Changing Minds Computers Learning and Literacy MIT Press 1999
BRANDAtildeO R V ARAUJO I S e VEIT E A A modelagem cientiacutefica de fenocircmenos fiacutesicos e o ensino de fiacutesica Fiacutesica na Escola v8 n1 p22-26 2008
BUNGE M (1974) Teoria e Realidade Satildeo Paulo Ed Perspectiva 243 p
ESQUEMBRE F Computers in Physics Education Computer Physics Communications 147 13-18 2002
JONASSEN D H Computadores como herramientas da mente Disponiacutevel em httptecnologiaeduusesbibliovirpdfefect_cogpdf Acesso em 10 de julho de 2005
MEDEIROS A amp MEDEIROS C F D Possibilidades e limitaccedilotildees das simulaccedilotildees computacionais no ensino da Fiacutesica Revista Brasileira de Ensino de Fiacutesica Satildeo Paulo v24 n2 p77-86 2002
PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr
AGUIAR C E Disponiacutevel em httpomnisifufrjbr~carlosinfoencinotasdeaularoteirosaula01pdf
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PIETROCOLA M Construccedilatildeo e realidade o realismo cientiacutefico de Mario Bunge e o ensino de ciecircncias atraveacutes de modelos Investigaccedilotildees em Ensino de Ciecircncias v 4 n 3 paginaccedilatildeo eletrocircnica Dez 1999
Principais referecircncias
39VII RELAEF eavifufrgsbr amp rafaelbrandaoufrgsbr