Programa de Pós-Graduação em Educação em Ciências e Matemáticas - PPGECM/IEMCI
URI Permanente desta comunidadehttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/2290
O Programa de Pós-Graduação em Educação em Ciências e Matemáticas (PPGECM) faz parte das atividades do Instituto de Educação Matemática e Científica (IEMCI), antigo Núcleo de Pesquisa e Desenvolvimento da Educação Matemática e Científica (NPADC) da Universidade Federal do Pará (UFPA). O PPGECM visa oferecer aos graduados e formadores de professores das áreas de Ciências (Física, Química e Biologia), Matemática, Educação Ambiental e áreas afins, oportunidade de estudos e pesquisas sobre os fundamentos atuais do ensino e pesquisa na área de Ensino de Ciências e Matemáticas (Área 46 da CAPES).
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Navegando Programa de Pós-Graduação em Educação em Ciências e Matemáticas - PPGECM/IEMCI por Orientadores "ALVES, Danilo Teixeira"
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Dissertação Acesso aberto (Open Access) Análise de metodologia baseada no sistema personalizado de instrução num curso introdutório de eletromagnetismo(Universidade Federal do Pará, 2009-02-18) SOUZA, Sandro Aléssio Vidal de; ALVES, Danilo Teixeira; http://lattes.cnpq.br/6642002445572793Apesar de fundamentais para a aprendizagem, o estímulo à postura ativa do aluno (versus o de apenas ouvinte), o respeito ao ritmo individual de aprendizagem, as avaliações formativas e o provimento de feedback sistemático ao aluno estão freqüentemente fora das salas de aula nas escolas e universidades. Uma estratégia para trazer tais características para as salas de aula é através do ensino individualizado. Um dos procedimentos de ensino individualizado mais documentados e aplicados é o Sistema Personalizado de Instrução (SPI) de Fred S. Keller. Intensamente usado na década de 70, milhares de artigos foram publicados sobre o SPI, provendo extensa evidência empírica sobre os seus resultados, os quais, em geral, são superiores a outras formas de ensino. Apesar disto, a aplicação do método entrou em declínio na década de 80. Dentre as razões para isto, podemos destacar a quantidade de esforço inicial necessário para se construir um curso baseado no SPI, a possível resistência por parte dos professores e educadores devido à mudança do papel do professor de transmissor do conhecimento para orientador e a logística necessária para prover feedback sistemático aos alunos. Vale ressaltar que, independente de quais fatores contribuíram para o declínio na utilização do SPI, sua eficiência é inquestionável. Neste trabalho, analisamos uma metodologia de ensino individualizado baseada no SPI de Keller, experimentada no contexto de um curso introdutório de eletromagnetismo para alunos de Física do terceiro semestre letivo da Universidade Federal do Pará. A metodologia empregou características do SPI, respeitando as características da disciplina como a presença de cálculos longos e ausência de monitores. Obtivemos indícios de que, apesar das modificações introduzidas, a aplicação desta metodologia pode trazer vários dos resultados positivos obtidos com a aplicação do SPI de Keller.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Educação matemática através de interfaces computacionais: o papel de componentes interativos na postura exploratória e na aprendizagem(Universidade Federal do Pará, 2008-12-10) PEREIRA FILHO, Silvio Carlos Ferreira; ALVES, Danilo Teixeira; http://lattes.cnpq.br/6642002445572793Neste trabalho, investigamos o papel de componentes interativos, frequentemente utilizados na construção de interfaces computacionais educativas, na postura exploratória do estudante e na aprendizagem de conceitos matemáticos. Selecionamos para esta pesquisa os seguintes componentes: caixa de combinações (combo box) e campo de texto (text field). Do ponto de vista educacional, estes componentes têm papéis distintos: o primeiro orienta as escolhas do estudante durante um processo exploratório, enquanto que o segundo não oferece qualquer orientação. Para comparar o papel desses componentes, desenvolvemos duas interfaces computacionais interativas através das quais o estudante pode explorar o comportamento gráfico de uma função do primeiro grau. Ambas as interfaces são idênticas entre si, a menos do componente interativo empregado: em uma delas foi utilizado a caixa de combinações e em outra o campo de texto. Tanto a postura exploratória quanto o desempenho em testes de conhecimento foram avaliados a partir de medidas diretas registradas pelas próprias interfaces. A postura exploratória foi avaliada através do número e do tipo de interações do estudante com o componente interativo, sendo este registro uma das características singulares desta pesquisa, pois permite a observação de alguns comportamentos do estudante durante o processo de interação com a interface, e não somente antes e após a interação. Dentro da limitação da ferramenta de coleta de dados da presente pesquisa, a aprendizagem foi medida através da comparação do desempenho em testes de conhecimento aplicados antes e depois do uso dos componentes interativos pelos estudantes. Neste contexto, diferenças significativas no papel de cada componente na postura exploratória e na aprendizagem foram então observadas.Tese Acesso aberto (Open Access) Investigando aspectos do mastery learning e da capacidade da memória visual para objetos dinâmicos(Universidade Federal do Pará, 2014-12-22) PEREIRA FILHO, Silvio Carlos Ferreira; ALVES, Danilo Teixeira; http://lattes.cnpq.br/6642002445572793O “ensino tradicional” de Ciências apresenta vários aspectos problemáticos, tais como: a baixa taxa de retenção da informação nas - predominantes - aulas expositivas; a baixa taxa de domínio do conteúdo; o conceito de domínio de fatos e ferramentas, em contraposição ao domínio do pensamento científico; o esquema predominante de avaliações classificativas, em detrimento ao de formativas. Estes problemas poderiam ser minimizados levando-se em conta, por exemplo: a necessidade da redução da carga cognitiva; a consideração dos conhecimentos prévios do estudante; práticas que estimulem o engajamento dos estudantes, bem como provê-los com feedback sistemático; o uso da Tecnologia no processo de ensino e aprendizagem. Dentre as propostas alternativas de ensino, o “mastery learning” (ensino para domínio) de Keller (proposto na década de 60) troca o esquema predominante de aulas expositivas pelo de estudantes realizando avaliações formativas em sala. O método eleva a taxa de domínio do conteúdo, gerando um efeito de inversão de notas finais (a maioria dos estudantes obtendo as melhores notas). No entanto, apesar de todas as evidências descritas na literatura de que essa alternativa de ensino traz resultados positivos, o método perdeu quase toda a popularidade a partir da década de 80. Um dos fatores pode ter sido a alta carga de trabalho requerida para sua aplicação. No presente trabalho, propomos um modelo matemático para descrever o esquema de um curso executado de acordo com o plano Keller. Este modelo prediz a evolução temporal da distribuição de estudantes por unidade de conteúdo, prediz o efeito de inversão nas notas finais e estabelece condições sob as quais este efeito pode ser observado. O modelo também fornece uma quantificação da carga de trabalho despendida na execução de avaliações, de forma que ele pode ser uma ferramenta útil para aqueles que estão planejando ou interessados em investigações adicionais sobre cursos Keller. Como auxílio na solução dos problemas do ensino tradicional, a Tecnologia, por sua vez, permite o desenvolvimento de ferramentas que podem auxiliar nas práticas que estimulem o engajamento, na identificação de conhecimentos prévios, no provimento de feedback sistemático, na implementação de avaliações formativas e no desenvolvimento do pensamento científico. No presente trabalho, também focamos na questão da sobrecarga da memória de trabalho visual que pode surgir no uso de simulações ix computacionais, as quais envolvem objetos cujas características variam no tempo. Investigamos a retenção na memória visual de quadrados com uma característica simples (cor) que pode variar com o tempo. Nossos resultados registram o impacto na capacidade da memória visual gerado pela alteração das características dos objetos com o passar do tempo. Especificamente, mostramos que a memória visual pode armazenar, aproximadamente, até 2 objetos do tipo quadrados com duas cores separadas no tempo, em contraste com o limite de 4 objetos estáticos encontrado na literatura. Nosso trabalho revela que essas variações temporais de características irão aumentar a carga cognitiva visual, o que pode acabar prejudicando a eficácia educacional da simulação. Desse modo, nossa pesquisa indica que não somente a quantidade de objetos estáticos desnecessários deve ser reduzida nas simulações computacionais, mas também a quantidade de dinâmica desnecessária deve ser reduzida, uma vez que essa dinâmica gera carga cognitiva visual.Tese Acesso aberto (Open Access) Investigando o efeito do deslocamento do olhar: implicações para o princípio da atenção dividida(Universidade Federal do Pará, 2015-06-30) SOUZA, Nelson Pinheiro Coelho de; ALVES, Danilo Teixeira; http://lattes.cnpq.br/6642002445572793Pearson e Sahraie (2003) demonstraram que a movimentação do olhar interfere na retenção de informações espaciais na Memória de Trabalho. Postle et al. (2006) mostraram, além disso, que a movimentação do olhar afeta mais a retenção de informações espaciais do que a retenção de informações não-espaciais. Embora estes autores tenham mostrado uma relação de causa e efeito entre o deslocamento do olhar e a retenção de informações, não fizeram uma experiência para verificar como esta retenção é afetada quando a amplitude do deslocamento do olhar é duplicada e triplicada (ΔӨ, 2ΔӨ, 3ΔӨ). Além disso, não investigaram se a interferência causada pela movimentação do olhar sobre a retenção de informações espaciais ocorreria para os deslocamentos do olhar produzidos pelas sacadas realizadas no estudo de materiais instrucionais. Na verdade, os deslocamentos do olhar impostos nos experimentos de Pearson e Sahraie (2003) e Postle et al. (2006) tinham amplitudes várias vezes maior que as amplitudes das sacadas tipicamente praticadas quando se estuda materiais instrucionais. Assim como Pearson e Sahraie (2003), nós também utilizamos em nosso experimento, o desempenho no Teste dos Blocos de Corsi como medida da retenção das informações espaciais na Memória de Trabalho. Porém nosso experimento diferiu do de Pearson e Sahraie (2003) em dois aspectos. Em primeiro lugar em nosso experimento utilizamos sacadas com amplitudes dentro da faixa de amplitudes praticadas no estudo de materiais instrucionais. Em segundo lugar em nossos experimentos as apresentações dos blocos foram intercaladas com sacadas, para simular as sacadas que se intercalam entre uma e outra fonte quando se estudam materiais instrucionais, permitindo-se assim a investigação do impacto dessas sacadas na retenção de informações espaciais. Nossos experimentos confirmaram nossa hipótese de que sacadas com amplitude similar aquelas praticadas no estudo de um material instrucional são capazes de afetar a retenção de informações espaciais na Memória de Trabalho. Houve também uma confirmação parcial da nossa segunda hipótese, de que um gradativo aumento na amplitude de uma sacada resultaria em um gradativo decaimento na retenção de informações espaciais. Obtivemos como resultado uma confirmação parcial pois a retenção de informações espaciais apenas decaiu quando a amplitude das sacadas aumentou de 0o para 36º e de 36º para 54º. Quando a amplitude das sacadas aumentou de 36º para 54º não se observou decréscimos no nível de retenção das informações espaciais. Um resultado importante foi a constatação de que, todas as vezes que sacadas foram intercaladas as apresentações dos blocos nos testes, independentemente de a amplitude da sacada ser 18º, 36º, ou 54º, sempre os níveis de retenção nos testes com sacadas foram inferiores ao nível de retenção nos testes sem sacadas. Discute-se também as novas perspectivas que a confirmação experimental de nossas hipóteses traz para o aprimoramento do Princípio da Atenção Dividida e para a explicação do que causa Efeito da Atenção Dividida em materiais instrucionais com conteúdo espacial. Prevemos que se os resultados que obtivemos em nossos experimentos puderem ser generalizados para materiais instrucionais com conteúdo espacial, isto permitirá que o efeito do deslocamento do olhar seja considerado um dos fatores causais do Efeito da Atenção Dividida para materiais instrucionais com conteúdo espacial. Por fim, informa-se que John Sweller, o descobridor do Efeito da Atenção Dividida, aceitou participar de pesquisas conjuntas nesta nova linha de pesquisa.