Ensino de Ciências Exatas

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    O ENSINO DE DERIVADAS DE FUNÇÕES REAIS MEDIADO PELO USO DO GEOGEBRA PARA APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA: CONTRIBUIÇÕES DE UMA SEQUÊNCIA DIDÁTICA
    (2024) Bispo, Joselito Da Silva; Rehfeldt, Márcia Jussara Hepp; http://lattes.cnpq.br/4088071913818217; Quartieri, Marli Teresinha; Dullius, Maria Madalena; Grossi, Luciane; Kuhn, Malcus Cassiano
    Esta tese teve como objetivo investigar quais características de uma sequência didática (SD) mediada pelo uso do GeoGebra podem favorecer a aquisição, a construção e a retenção de conhecimentos com estudantes do Curso de Engenharia Agronômica (CEA) do Instituto Federal Baiano (IF Baiano) – Campus Teixeira de Freitas/BA, bem como proporcionar indícios de aprendizagem significativa das derivadas de funções reais. Para tanto, foi elaborada uma SD, composta por sete atividades, além de uma de revisão, que abordam conceitos, definições e propriedades do citado objeto matemático, por meio da resolução de situações-problema, a qual foi explorada durante duas intervenções pedagógicas com estudantes do CEA, em distintos momentos. A fundamentação teórica que sustenta esta pesquisa está baseada na Teoria da Aprendizagem Significativa (TAS), de Ausubel (1963; 1968; 2003) e colaboradores, bem como nas contribuições e influências das Tecnologias Digitais (TD) nos processos de ensino e de aprendizagem do Cálculo. A metodologia adotada é de caráter qualitativo, com aspectos de estudo exploratório e, no que tange aos procedimentos técnicos, com aproximações de um estudo de casos múltiplos. Os instrumentos usados na construção dos dados foram: pareceres dos professores avaliadores da SD; questionário de conhecimentos prévios; diário de campo do professor investigador; manuscritos dos estudantes; gravações dos encontros e questionário de sondagem. As análises dos dados construídos a partir das explorações da SD foram descritivas. Os resultados apontam que as tarefas propostas na SD apresentam aspectos de um material potencialmente significativo. Ademais, foram identificadas características de uma SD que podem favorecer a construção de conhecimentos, tais como: potencialidade para diagnosticar e revisar conhecimentos matemáticos obliterados nas estruturas cognitivas dos estudantes; proposição de um conjunto de situações-problema contextualizado na área de formação dos discentes; planejamento de aulas expositivas, dialogadas, participativas e com experimentação, usando as ferramentas e recursos do GeoGebra; estímulo aos estudantes para que desenvolvam grupos de estudos; disponibilização de atividades potencialmente significativas, com suas respectivas resoluções; utilização de organizadores prévios, por meio de videoaulas, com o propósito de reforçar e facilitar os estudos e a aprendizagem; construção, análise e interpretação de gráficos; avaliação como processo não acabado, isto é, para medir a aprendizagem, mas de forma processual, contínua, com reflexões e mudanças. Foram identificados alguns indícios de aprendizagem significativa, contribuições para a melhoria dos processos de ensino e de aprendizagem com significado do Cálculo Diferencial e Integral (CDI), mediados pelo uso do GeoGebra. Associado à pesquisa, elaborou-se um Produto Educacional (PE) intitulado, ensino e aprendizagem das derivadas de funções reais, por meio de uma SD mediada pelo GeoGebra, disponível para professores e estudantes de CDI, com o objetivo de incentivá-los a usar este software, para ensinar e aprender as derivadas de funções reais.
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    Práticas experimentais integradas às simulações computacionais para a mobilização de significados em Óptica Geométrica
    (2023-06) Alves, Nayara França; Neide, Italo Gabriel; http://lattes.cnpq.br/2243834010086351; Rizzatti, Ivanise Maria; Bogdan, Radu; Dullius, Maria Madalena; Rehfeldt, Márcia Jussara Hepp
    O ser humano possui em sua essência a necessidade de compreender o mundo ao seu redor, e esse mesmo comportamento pode ser implementado no ensino de Física a partir de metodologias diferenciadas com a perspectiva de facilitar a compreensão dos fenômenos físicos e suas aplicabilidades no dia a dia. Nesta direção, escolheu-se implementar em sala de aula as atividades experimentais integradas às atividades computacionais como recursos para avaliar indícios de aprendizagem significativa e significativa crítica no ensino de Óptica Geométrica. Para embasar a construção dessas atividades e análise dos dados coletados utilizou-se as teorias da Aprendizagem Significativa e Significativa Crítica. A problemática respondida nesta pesquisa foi como uma sequência didática, fundamentada no método POE, que utiliza de maneira integrada atividades experimentais e simulações computacionais pode contribuir de maneira significativa na aprendizagem e significativa crítica para o ensino de Óptica Geométrica? Realizada no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amapá - Câmpus Macapá, contou com a colaboração de 91 alunos do segundo ano do ensino médio. O objetivo geral foi averiguar a mobilização de significados a partir de indícios de aprendizagem significativa e significativa crítica que surgiram durante a introdução de uma sequência didática, fundamentada no método POE, que integrou atividades experimentais com as simulações computacionais direcionadas para o ensino de Óptica Geométrica. A partir de inquietações sobre o termo integração, foi realizado um estudo bibliográfico minucioso entre os anos de 2009 a 2019 sobre as possíveis formas de integração, e consoante análise de dados originou-se uma nova concepção para o significado de integração no ensino de Física, onde a inserção de diferentes recursos didáticos não deveria considerar de forma literal o conceito do verbo integrar, argumentando-se que as atividades que façam uso de diferentes recursos didáticos devem possuir sinergia desde a fase de escolha desses materiais à sua elaboração, a considerar o uso de perguntas investigativas, oportunizando ao aluno diferentes formas de estudar o mesmo conteúdo. De natureza qualitativa, descritiva e cronológica, os instrumentos de coleta de dados foram: questionário estruturado inicial; atividades experimentais integradas às simulações computacionais fundamentadas no método POE; questionário de satisfação e percepções; anotações realizadas no diário de campo; fotos; videogravações e audiogravações. O Produto Educacional (PE) desta tese denominado Experimentos e Simulações Computacionais no ensino de Óptica Geométrica foi fundamentado na metodologia intervencionista Design Based Research, e passou por refinamentos durante cinco intervenções com públicos distintos em diferentes períodos de tempo. Após a inserção deste PE, foram identificados indícios de aprendizagem significativa e significativa crítica a partir da mobilização dos significados após o uso de diferentes atividades investigativas com diferentes recursos didáticos. Os alunos utilizaram-se dos organizadores prévios apresentados pela pesquisadora e seus conhecimentos prévios para solucionar as atividades propostas, em que foram identificados indícios de aprendizagens por recepção; por descoberta; subordinação; superordenação; combinatória; representacional; conceitual; proposicional; os dois processos dinâmicos da diferenciação progressiva e reconciliação integradora; bem como os onze princípios da aprendizagem significativa. Os alunos aprovaram o uso integrado das atividades propostas, vez que proporcionaram momentos de dinamismo, ludicidade, predisposição para aprender o conteúdo de maneira investigativa, interação entre os pares e com a pesquisadora.
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    SITUAÇÃO-PROBLEMA INVESTIGATIVA APLICADA EM AULAS DA DISCIPLNA DE FÍSICA EXPERIMENTAL I: Uma Estratégia Metodológica que associa Atividades Experimentais e Modelagem Computacional no Ensino de Física
    (2023-12-25) Mendes, Élys Da Silva; Rehfeldt, Marcia Jussara Hepp; Neide, Italo Gabriel; http://lattes.cnpq.br/2243834010086351; Gonzatti, Sônia Elisa Marchi; Schorr, Maria Claudete; Darroz, Luiz Marcelo; Pastana, Claudionor De Oliveira
    A presente pesquisa descreve uma experiência de ensino que visou investigar uma estratégia metodológica de ensino por investigação para tornar as práticas experimentais mais significativas aos alunos nas aulas de Laboratório Didático de Física Experimental (LDEF). Para tal, o estudo buscou desenvolver, implementar e avaliar uma metodologia de ensino para a disciplina de Física Experimental I que combinou práticas experimentais orientadas por Situação-Problema Investigativa (SPI) e Episódios de Modelagem Computacional. A Sequência Didática (SD) da pesquisa foi composta por atividades que resultaram no Produto Educacional (PE), intitulado "ENSINO DE FÍSICA POR MEIO DE SITUAÇÃO-PROBLEMA INVESTIGATIVA (SPI): Uma proposta para as aulas da disciplina de Física Experimental I". As atividades do PE seguiram os elementos de uma Sequência de Ensino Investigativo (SEI), conforme proposto por Carvalho (2013). O estudo contou com a participação de alunos matriculados na disciplina de Física Experimental I, do curso de Licenciatura em Física, no Instituto Federal de Educação do Amapá (IFAP), os quais exploraram a Sequência Didática (SD). A SD foi composta por oito atividades, sendo as quatro primeiras focadas na exploração e desenvolvimento de modelagem computacional usando o software Modellus como ferramenta de ensino complementar às atividades da SD. Os problemas propostos pela SPI foram organizados para que os alunos pudessem explorar atividades experimentais e modelagens computacionais utilizando o software Modellus, aplicados em tópicos relacionados à mecânica. Além da SD, que foi o principal instrumento utilizado para coletar dados, dois questionários semiestruturados também fizeram parte desta pesquisa: um de diagnóstico e outro sobre a concepção dos alunos em relação à metodologia desenvolvida. O estudo foi conduzido por meio de uma pesquisa de natureza qualitativa, em que os resultados foram analisados e apresentados em uma narrativa interpretativa e descritiva. Além disso, aspectos da Design-Based Research (DBR) foram utilizados para examinar o progresso metodológico da SD, bem como foi utilizado a TUDITEC para embasar os aspectos teóricos do uso das tecnologias digitais no ensino. Os resultados apresentados evidenciaram perspectivas positivas em relação ao uso das tecnologias digitais como recurso complementar para o ensino dos alunos nas aulas de laboratório, uma vez que se observou que elas estimularam a reflexão, o debate e a colaboração, o que contribuiu para uma aprendizagem mais significativa dos conceitos abordados nas atividades experimentais. Além disso, as SPI contribuíram para o desenvolvimento da argumentação e das habilidades de resolução de problemas dos alunos, aspectos altamente desejáveis no ensino científico e na pesquisa. Esses aspectos não são comumente observados nas práticas pedagógicas que exploram materiais estruturados, como os roteiros de experimentos, no ensino em LDEF. Ao conceder mais autonomia aos alunos em seu processo de ensino, a metodologia mostrou potencial para aperfeiçoar as aulas em laboratório didático, sendo uma alternativa para os docentes evitarem desenvolver práticas pedagógicas laboratoriais em disciplinas de Física experimentais de modo sistemáticas.
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    SURDOS, TECNOLOGIAS ASSISTIVAS E ESTUDOS DE AULA: UMA PERSPECTIVA ETNOMATEMÁTICA EM FOCO
    (2023-11-13) Antunes, Maria De Fátima Nunes; Agapito, Francisca Melo; Giongo, Ieda Maria; http://lattes.cnpq.br/2757706066808127; Quartieri, Marli Teresinha; Schorr, Maria Claudete; Lopes, Maura Corcini; Blanco-Álvarez, Hilbert
    The objective of this thesis is to analyze the pedagogical contributions of the Classroom Studies methodology in its intersections with the field of ethnomathematics and the use of GeoGebra as an Assistive Technology for deaf students. The participants in the first stage of the research were the regular teachers of 3rd and 4th-grade classes in the early years, the sign language interpreter, and the Multifunctional Resource Room of a state school in Guarantã do Norte/MT. They continued their studies in the second stage at a public school in Sinop/MT where the Multifunctional Resource Room teacher and two deaf students (also teachers), one of whom was invited, were involved. In all stages, the group developed, redesigned, and evaluated spatial geometry activities using GeoGebra as an Assistive Technology (AT). The chosen classes to develop and reapply the tasks were the 4th grade in Guarantã do Norte and the 3rd grade in Sinop/MT. Finally, the group returned to the first investigated school to work with a 5th-grade class, which, like the previous ones, had a deaf student. For data generation, field diaries, recordings, participant observation, printed tasks, and subsequent transcription of these data involving the participants were used. The results were guided by descriptive research with the support of Nvivo Software, and out of four, three were project maps and articulation levels according to Blanco-Álvarez (2022). The first one, Inclusion and Curriculum, indicated the potential of the Classroom Studies methodology for enhancing teaching processes in the early years of elementary education, especially considering the right of a deaf teacher to lead regular classes, provided they had specific training in the area and the right to a sign language interpreter. Communication between deaf teachers and students was more consistent in regular classrooms as they had their own visual communication and used the same language in the context of teaching and learning. The second one, Deaf Student, showed that hearing students also learned by interacting with the deaf student, as he shared his learnings through visual means. In the third, in the research developments, the idea emerged that GeoGebra is an Assistive Technology for the deaf and enhances learning for hearing students. In the fourth, Compliance with the Amplifying/Articulating Criteria of Blanco-Álvarez (2022), there is evidence that, in actions developed in inclusive classrooms, deaf individuals used elements of their culture when thinking, teaching, discussing, and responding to spatial geometry tasks. Additionally, an educational product, entitled The movement of class studies with a focus on spatial geometry aimed at deaf culture: propositions of a didactic sequence, was created in the form of a video in Brazilian Sign Language (LIBRAS) and Portuguese, as well as Colombian Sign Language (LSC) and Spanish, addressing spatial geometry through the use of GeoGebra as an AT. The purpose of the video production is to contribute to the studies of deaf education, for example, in the continuous training of teachers involved in this inclusion process in Brazil, Colombia, and other countries.
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    ENSINO DO ELETROMAGNETISMO POR MEIO DE ATIVIDADES EXPERIMENTAIS E COMPUTACIONAIS EM UMA ESCOLA FAMÍLIA AGROEXTRATIVISTA NO INTERIOR DO AMAPÁ
    (2023-06) Gama Júnior, Rosivaldo Carvalho; Paulo, Iramaia Jorge Cabral De; Moreira, Marco Antonio; http://lattes.cnpq.br/5078954333145104; Neide, Ítalo Gabriel; Perez, Silvana; Nobre, Francisco Augusto Silva; Santarosa, Maria Cecília Pereira
    Mesmo com tantos recursos educacionais disponíveis para melhorar o Ensino de Física, ainda há certa carência quanto ao uso dessas ferramentas. Nesse sentido, esta tese aborda a integração de atividades experimentais e computacionais como recursos didáticos para favorecer a Aprendizagem Significativa de conteúdos do eletromagnetismo. O referencial teórico que embasou as atividades e a análise dos resultados foi a Teoria da Aprendizagem Significativa e alguns princípios de Freire. O questionamento que se buscou responder com este estudo e que serviu como guia foi: como o uso de atividades experimentais e computacionais potencializa a Aprendizagem Significativa de conceitos do eletromagnetismo para alunos do 3º ano do ensino médio de uma escola família agroextrativista no interior do Amapá? O estudo foi realizado na Escola Família Agroextrativista no interior do Amapá, tendo, como sujeitos, alunos de duas turmas do terceiro ano do ensino médio. Os objetivos específicos elencados para este estudo foram: identificar os conhecimentos prévios dos educandos sobre eletromagnetismo; elaborar e desenvolver atividades experimentais integradas às computacionais para abordagem do conteúdo do eletromagnetismo; identificar evidências de Aprendizagem Significativa do eletromagnetismo desenvolvidas nas atividades; analisar as percepções dos educandos após as atividades realizadas. O estudo foi de natureza qualitativa. Os instrumentos de coleta de dados foram os seguintes: um questionário de conhecimentos prévios, indagações dos alunos, mapas mentais, cinco guias Predizer, Observar e Explicar (POE), um questionário de receptividade, diário de campo, fotos e filmagens. Os resultados foram analisados e discutidos de maneira descritiva e cronológica. Os resultados apontaram: os organizadores prévios e os diálogos construídos contextualizaram e problematizaram, possibilitando aos alunos apresentarem ideias gerais do conteúdo, além de motivá-los para participar das atividades subsequentes; o uso produto educacional por meio das atividades experimentais e computacionais proporcionou indícios de aprendizagem com significados mais ampliados, estáveis e elaborados, auxiliando os alunos no processo da diferenciação progressiva e da reconciliação integradora. Ainda, esses recursos instrucionais não substituem a presença do professor, por isso o diálogo foi fundamental para a negociação e construção de significados; os alunos sinalizaram que gostaram das atividades experimentais e computacionais, demonstrando interesse em trabalhar com esse tipo de atividade em outros conteúdos de Física e outras disciplinas, pois foi algo inovador para eles.