Ensino da física em cursos de engenharia: percursos colaborativos no ensino superior

Abstract

A presente investigação insere-se no domínio científico da Didáctica, em particular no da Didáctica da Física no Ensino Superior. Pretende-se, com este trabalho, contribuir para o desenvolvimento do conhecimento Didáctico, nomeadamente sobre o ensino e a aprendizagem da Física no Ensino Superior e, ainda, sobre o trabalho colaborativo entre investigadores em Didáctica e professores da área das Ciências e Engenharias do Ensino Superior. O estudo empírico desenvolvido neste trabalho é constituído por duas partes, designadas por estudo A e estudo B. No estudo A analisa-se o impacto da implementação, em sala de aula, de estratégias de aprendizagem activa num contexto colaborativo entre investigadora e professora. Fá-lo através de um percurso metodológico de investigação-acção, na qual a investigadora actua como consultora. Utilizaram-se diferentes fontes e instrumentos na recolha de informação, nomeadamente notas de campo da investigadora, questionários e entrevistas a estudantes e entrevista à professora colaboradora. Foram implementadas estratégias identificadas na literatura como promotoras de aprendizagem activa dos estudantes, nomeadamente perguntas conceptuais; folhas de dúvidas; feedback; trabalho de grupo com e sem rotação de tarefas; trabalhos para casa e apresentação oral. Os resultados obtidos evidenciam que os estudantes sentiram interesse pela unidade curricular, pois compreenderam a sua utilidade no âmbito do curso que frequentavam, apreciaram positivamente as estratégias implementadas e, segundo a opinião deles, estas contribuíram para a sua aprendizagem. No estudo B procurou-se compreender a colaboração entre investigadores em Didáctica e professores do Ensino Superior, no contexto da Universidade de Aveiro. Este estudo evidenciou que é possível implementar estratégias inovadoras de ensino através de processos de colaboração entre investigadores em Didáctica e professores. Este estudo, de carácter exploratório, foi realizado através de entrevistas aos investigadores e aos professores que com eles colaboraram, procurando melhorar a qualidade das suas práticas de ensino. Através deste estudo chegou-se à conceptualização de uma proposta de Colaboração Disciplinar, uma colaboração entre investigadores em Didáctica e professores do Ensino Superior, em que os investigadores têm formação base nas unidades curriculares onde irão intervir. Esta proposta procura potenciar uma forma de trabalhar problemas complexos, como por exemplo o processo de ensino e aprendizagem, o desenvolvimento profissional dos professores, a articulação entre a investigação em Didáctica e a prática. As principais vantagens identificadas na Colaboração Disciplinar são: a proximidade disciplinar entre o investigador e o professor; a eficácia nas sugestões proporcionadas; o aumento da segurança do professor na implementação das sugestões; o desenvolvimento profissional contextualizado; a aproximação da investigação à prática. Os contributos deste estudo colocam-se a três níveis: ao nível pessoal e profissional da investigadora e da professora colaboradora; ao nível do desenvolvimento de conhecimento na referida área (no caso do primeiro estudo empírico desenvolvido), na medida em que apesar da especificidade do contexto onde o estudo ocorreu – na unidade curricular Elementos de Física do primeiro ano, primeiro semestre de diferentes cursos de Engenharia da Universidade de Aveiro, nos anos lectivos de 2007/08 e 2008/09 – considera-se que este trouxe ensinamentos que, adaptados a outros contextos, podem influenciar outros estudos e práticas; e ao nível do desenvolvimento de conhecimento sobre como dinamizar e potenciar colaborações entre investigadores da área da Didáctica e professores do Ensino Superior.

The present investigation is in the scientific field of Didactic, in particular in the Didactic of Physics in Higher Education. The aims of this work are to contribute to the development of the didactic knowledge, in particular on the teaching and learning of Physics in Higher Education and, also, on the collaborative work between Didactics researchers and Science and Engineer teachers from Higher Education. The empirical study carried out in this work is made up of two parts, designated by study A and study B. In study A we analyze the impact of the implementation, within a collaborative context between the researcher in didactics and a teacher, of several active learning strategies. The methodology chosen was action-research, in which the research acts as a consulter. Several sources and instruments were used to collect data, in particular the researcher field notes, questionnaires and interviews to students and interview to the collaborator teacher. Several strategies identified in the literature as promoters of active learning in students were used, in particular conceptual questions; one minute paper; feedback; group work with and without rotation of tasks; homework and oral presentation. The results obtained show that the students understand the importance of this curricular unit for their course, and also that they appreciated the strategies implemented and, according to their opinion they have contributed to their learning. The study B tried to understand the collaboration between Didactics researchers and teachers of Higher Education in Aveiro University. This study showed that it is possible to implement innovative teaching strategies through a process of collaboration between Didactics researchers and teachers. This nature of this study was exploratory and was conducted through interviews with Didactics researchers and the teachers who were collaborating with them, seeking to improve the quality of their practices. This study led to the conceptualization of a proposal called Disciplinary Collaboration that is a collaboration between didactics researchers and Higher Education teachers, in which researchers have knowledge in the curricular units where they will intervene. With this proposal it is possible to work complex problems, such as the teaching and learning process, teacher’s professional development, and the link between Didactics research and the practice. The main advantages identified in the Disciplinary Collaboration are: the disciplinary proximity between the researcher and the teacher; the effectiveness of the suggestions provided; more confidence of the teacher in the implementation of the suggestions; contextualized professional development; approach between the research and the practice. The contributions of this study have three levels: the personal and professional level of the researcher and the collaborator teacher, the level of development of knowledge in that area (in the case of the first study), despite the specificity of context where the study occurred – in the course of Elementos de Física of the first year, first semester of University of Aveiro, in the academic years 2007/08 and 2008/09 – it is considered that this has brought knowledge that adapted to other contexts, can influence other studies and practices; and the level of development of knowledge about how to promote and strengthen collaborations between Didactics researchers and Higher Education teachers