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 Ensino da física num curso superior de engenharia : na procura de estratégias promotoras de uma aprendizagem activa
Please use this identifier to cite or link to this item http://hdl.handle.net/10773/1480

title: Ensino da física num curso superior de engenharia : na procura de estratégias promotoras de uma aprendizagem activa
authors: Oliveira, Paulo José Coelho de
advisors: Costa, Nilza Maria Vilhena Nunes da
Souza, Francislê Neri de
keywords: Ensino da física
Engenharia civil
Estratégias de aprendizagem
Ensino superior
issue date: 2009
publisher: Universidade de Aveiro
abstract: A presente investigação insere-se no domínio científico da Didáctica da Física, mais especificamente no estudo de estratégias de ensino e aprendizagem da Física de um Curso Superior de Engenharia passíveis de aumentar o interesse, a motivação e a aprendizagem activa dos estudantes. O ponto de partida principal da investigação reside no sentir profissional do seu autor enquanto docente desse tipo de estudantes. Certamente porém, que foi crescendo ao longo do percurso investigativo a relevância dos ensinamentos proveniente da literatura da especialidade. Os contributos do estudo situam-se a dois níveis: ao nível pessoal e profissional do investigador, nomeadamente no que se refere às suas práticas de ensino e ao seu desenvolvimento enquanto profissional e investigador; ao nível do desenvolvimento de conhecimento na área referida, na medida em que se julga que, apesar da especificidade do contexto onde o estudo principal foi realizado - na disciplina de Física I do primeiro ano, primeiro semestre, do Curso de Engenharia Civil do Instituto Superior de Engenharia do Porto/ISEP, no ano lectivo de 2006/2007 leccionada por sete docentes - ele trouxe ensinamentos que, se re-contextualizados, podem influenciar outros estudos e práticas. Para além das contribuições para o ensino e sua fundamentação conceptual, o nosso estudo, como qualquer outro de investigação, abre caminhos para futuros trabalhos. A pertinência actual mais ampla da presente investigação pode ser encontrada na preocupação e atenção crescente, por parte dos investigadores educacionais, dos governos e mesmo da opinião pública em geral, com a qualidade do processo de ensino e aprendizagem, em particular no Ensino Superior. Esta preocupação está bem patente, quer na literatura da especialidade, quer em várias medidas governamentais, em particular como consequência do Processo de Bolonha. A falta de motivação por parte dos estudantes, nomeadamente de Cursos em que a Física é uma disciplina propedêutica como acontece com os de Engenharia, e o consequente insucesso escolar, em particular nas disciplinas de Física, é um problema que os professores de Física e os investigadores enfrentam actualmente. Através de estudos de investigação na área da Didáctica do Ensino Superior, sabe-se que o ensino ainda é muito centrado no professor, sendo o seu principal papel o de transmissor de conhecimento, e no qual os níveis de interacção professor-estudante é baixo. Podem residir aqui algumas das razões para o problema acima referido. Neste estudo, analisa-se o impacto da utilização, em sala de aula, de várias estratégias didácticas inovadoras. Fá-lo pelo recurso a um percurso metodológico de investigação-acção, na qual o investigador acumula este papel com o de docente. Utilizam-se fontes e instrumentos diversos de recolha de informação, nomeadamente questionário, entrevistas a estudantes e análise documental de documentos usados nas aulas e produzidos pelos estudantes. Foram implementadas estratégias nos três tipos de aulas da disciplina (Teóricas, Teórico-práticas e Práticas), estratégias essas identificadas na literatura como promotoras de uma aprendizagem activa dos estudantes. Essas estratégias foram: trabalhos para casa de leitura; perguntas conceptuais; aprendizagem cooperativa; trabalho de grupo; trabalhos para casa e avaliação formativa (com feedback). Utilizou-se, ainda, nas aulas Teórico-práticas, um Elemento Integrador, o “ Projecto de Elevador da Física”, que permitiu a interligação dos conteúdos abordados na disciplina e a mobilização de raciocínios também nela valorizados, em torno de uma situação física “real” que se pretendeu ser próxima da que os estudantes pudessem vivenciar no seu futuro profissional na área da engenharia. Os resultados obtidos evidenciam que os estudantes encararam a disciplina de forma diferente da que estávamos habituados a experienciar, pois compreenderam a sua utilidade no âmbito do curso que frequentavam e sentiram a sua aplicação em contexto da vida real. Apesar de qualquer mudança para ser efectiva demorar algum tempo a ser compreendida pelos elementos intervenientes, aparentemente conseguiu-se mudar a atitude dos estudantes perante a sua aprendizagem, tornando-se estes elementos activos nesse processo. Em particular no que respeita ao Elemento Integrador, os resultados mostram que este foi importante para a aprendizagem dos estudantes porque: a) o contexto de “mundo real” em que este se desenvolveu foi considerado relevante para a sua futura profissão; b) permitiu a integração dos vários conteúdos e raciocínios abordados na disciplina e c) foi centrado em tarefas/problema apresentadas aos estudantes ao longo do semestre o que aumentou, e tornou mais contínuo, o seu envolvimento. Apesar dos resultados positivos referidos encontraram-se diferenças, quer de opinião, quer ao nível dos trabalhos produzidos pelos estudantes. O factor professor parece estar na origem de pelos menos algumas dessas diferenças. Não sendo objecto deste nosso estudo a mediação ocorrida em sala de aula entre o professor e o estudante, considera-se ser esta uma das vias a explorar em estudos futuros. Outra refere-se à compreensão das competências requeridas aos docentes do Ensino Superior para o desenho e implementação de estratégias do tipo referidas, assim como estudar formas de contribuir para o seu desenvolvimento. ABSTRACT: This study belongs to the scientific domain of Physics Education and, more specifically, to the study of Physics teaching and learning strategies of a Higher Education Engineering Degree which may enhance students’ interest, motivation and active learning. The main starting point of this research comes from the author’s professional experience, namely as a teacher of this kind of students. Certainly that the relevance of the specific literature in the field has increased along the study. The contributions of the study can be seen at two different levels: at the author’s personal and professional level, namely in what concerns his teaching practices and his development as professional and researcher; at the level of the development of knowledge in the area, as one believes that, despite the specific context of the field, the work developed in the main study - an Introductory Physics Course (Física I) for 1st year students attending the Degree of Civil Engineering at the “Instituto Superior de Engenharia do Porto/ISEP” in the 2006/2007 academic year taught by seven teachers - the study contributes to knowledge development which, if (re)contextualized, may influence other studies and practices. Therefore, and besides the contributions of the study for teaching and its foundations, our study, as any other, opens lines for further research. The broader relevance of our research lies on the increasing worry and attention, given by educational researchers, politicians and even opinion makers in general, towards the quality of the teaching and learning process namely in Higher Education. This attention is rather evident both in the literature and in various recent educational policy statements, in particular as a consequence of the Bologna Process. The lack of students’ motivation, namely in Degrees in which Physics is an introductory course, as it happens in Engineering graduation, and the subsequent academic failure, is a problem faced, nowadays, by teachers and researchers. Educational Research in Higher Education has shown that (a) teaching is still too much teacher oriented; (b) the main role of the teacher is to deliver knowledge and that (c) the level of interaction between teacher and students is still rather low. These may be some of the reasons for the problem mentioned before. This research is focused on the study of the impact of the use of several innovative strategies in the classroom. It does so through an action-research approach, in which the researcher is also the teacher. Various sources and instruments are used to collect data, namely questionnaires and interviews to students, documental analysis of materials used in the classrooms and produced by the students. Strategies, identified in the literature as promoting active learning, were used in the three kind of classes (lectures, practical and laboratory) of the Physics Course: reading and other kinds of homework; conceptual questions; cooperative learning; group work and formative assessment (with feedback). In the practical classes it was also implemented an Integrator Element, the “Physic Elevator” Project. Centred in a “real” situation, which aimed to be close to the students’ future professional activity in the Engineering area, the “Physic Elevator” enabled to interconnect the contents as well as the physical and mathematics reasonings developed in the Course. The results obtained showed that the students had changed their opinion towards the Course, as they understood its relevance in the context of their Degree and saw its applicability in real life. Despite the time needed for the occurrence of any effective change, one believes that students had developed a different attitude in their learning process as they become more active in it. In what concerns, in particular, the Integrator Element, the results show its importance for the learning process of the students because: a) its real world context has been considered as relevant for their future professional life; b) it enabled the interconnection of contents and reasonings developed in the Course and c) it has been centred in tasks/problems given to students along the Course which enhanced, and made more continuous, its involvement. Despite the positive aspects mentioned before, the results show some differences both in students’ opinions and in the tasks they performed. The “teacher factor” may justify some of those differences. The classroom mediation between the teacher and the students, which has not been object of our study, is one topic we suggest for further research. Another one is the understanding of what competences are required to the Higher Education teacher in order to design and implement in their classes strategies as used in our study, as well as to study ways to contribute to their development.
description: Doutoramento em Didáctica
URI: http://hdl.handle.net/10773/1480
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