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http://ri.ufmt.br/handle/1/6791
Tipo documento: | Dissertação |
Título: | Experimento virtual interativo : o ensino da Teoria da Relatividade em uma educação STEM |
Autor(es): | Souza, Wellinton Angi Valin de |
Orientador(a): | Feistel, Roseli Adriana Blümke |
Membro da Banca: | Feistel, Roseli Adriana Blümke |
Membro da Banca: | Camargo Filho, Paulo Sérgio de |
Membro da Banca: | Mello, Geison Jader |
Membro da Banca: | Pinheiro, Jean Reinildes |
Resumo : | O sistema educacional brasileiro está vivendo um iminente colapso, no qual os jovens não querem seguir carreira no magistério; muitos sequer pensam em ingressar em uma instituição de ensino superior; a desvalorização do professor é cada vez maior, não apenas de salário, mas também de respeito e reconhecimento; a estrutura física da escola é insuficiente; a formação inicial e continuada dos professores precisa ser repensada; e vários outros incontáveis aspectos. Outras problematizações surgem quando nos restringimos à educação básica, e mais ainda se tratarmos somente sobre o ensino de Ciências e/ou o ensino de Física. Uma formação científica deficiente resulta em uma população não alfabetizada científica e tecnologicamente, no qual não terá desenvolvido competências e habilidades para atuar ativamente na sociedade, como o senso crítico e o espírito investigativo, levando a acreditarem em quaisquer palavras proferidas por pessoas que querem somente manipular e controlar as massas sociais menos favorecidas. A Educação STEM (Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática) surge como opção para uma reforma educacional, política, econômica, social e cultural em toda a sociedade, que visa formar estudantes para a atualidade e também para o futuro, não se esquecendo dos aspectos do passado, tanto em uma formação no sentido de conceitos, quanto uma formação crítica para os estudantes observarem e agirem no mundo em que vivem, e assim formar competências e habilidades para a contemporaneidade. A Educação STEM busca combater a crise no ensino de Ciências, rompendo com o ensino tradicional e aumentando o interesse dos jovens em seguir carreiras STEM, por meio da integração dessas quatro grandes áreas, que são consideradas cruciais para as profissões do futuro e a formação integral do ser humano. Em sala de aula, a Educação STEM busca fazer com que o estudante construa o seu aprendizado, no qual as estratégias ativas de ensino são uma grande aliada, bem como a prática da experimentação científica, a abordagem da História, Filosofia, Sociologia e Epistemologia da Ciência, e a utilização de Tecnologias Digitais de Informação e Comunicação. Para tanto, o objetivo geral de nossa pesquisa visa apresentar contribuições, amparadas na Educação STEM, no ensino de Física para estudantes do ensino médio por meio do Produto Educacional: Experimento Virtual Interativo (EVI). Para alcançar esse objetivo, pretendemos i. Elaborar o EVI do experimento histórico do Interferômetro de Michelson e Morley; ii. Aplicar o EVI dentro de uma Sequência de Atividades no ensino da Teoria da Relatividade, com estratégias ativas de ensino, na disciplina de Física em uma turma de 3º ano do ensino médio do Colégio Marista Santo Antônio; iii. Avaliar a eficiência do EVI quanto um potente material a ser utilizado no ensino; iv. Apresentar as contribuições do EVI no ensino de Física no ensino médio. Assim, foi elaborado um produto educacional com base nos vídeos e filmes interativos, que cada vez mais vem ganhando cenário em serviços de streaming. O EVI não é um vídeo de experimento no qual o telespectador assiste passivamente; mas sim, possibilita que o interator tome decisões que afetarão diretamente no experimento construído, permitindo escolhas de determinados materiais e a constatação de resultados diferenciados. Assim, o produto educacional se constitui em um material que explica detalhadamente o desenvolvimento do EVI, bem como apresenta um passo a passo de como elaborar vídeos interativos a serem disponibilizados no YouTube. O experimento do EVI é o Interferômetro de Michelson e Morley, se constituindo em um aparato experimental de importância ímpar para a Física, que possibilita a discussão da Física de Aristóteles, da Física Clássica e da Física Moderna e Contemporânea com a Teoria da Relatividade, que faz com que seja possível mostrar aos estudantes como o conhecimento científico vai sendo elaborado ao longo dos anos por inúmeros cientistas e pesquisadores. Desse modo, foi aplicado uma sequência de atividades com dez encontros a estudantes de uma turma de terceiro ano de ensino médio da educação básica, de um colégio particular do município de Sinop (Mato Grosso). Nossa investigação se coloca como uma pesquisa de abordagem qualitativa, de natureza aplicada, com objetivos de pesquisa descritiva, e se constituindo em um 12 estudo de caso, no qual analisou-se os dados por meio da análise de discurso. Os resultados indicam que o EVI é um material potente a ser utilizado por professores em sala de aula; bem como, a sequência de atividades conseguiu proporcionar o desenvolvimento de diversas competências e habilidades além do conteúdo curricular, de modo que os estudantes ficassem motivados em estudar Física e recebessem uma formação humana integral para tomar decisões importantes na sociedade. Portanto, essa pesquisa de mestrado consegue reunir diversas temáticas que convergem em uma sequência de atividades no qual se aplica o nosso produto educacional, permitindo com que professores e pesquisadores possam replicar as atividades desenvolvidas, e também colaborar com a disseminação de vídeos interativos para o ensino de Ciências, possibilitando em mais uma ferramenta a disposição do professor. |
Resumo em lingua estrangeira: | The Brazilian education system is on the verge of collapse: young people do not want to pursue a career in teaching; many do not even think about going to university; teachers are increasingly undervalued, not only in terms of salary, but also in terms of respect and recognition; the physical structure of schools is inadequate; the initial and continuing training of teachers needs to be rethought; and countless other aspects. Other problems arise if we limit ourselves to basic education, and even more so if we deal only with the teaching of science and/or physics. Inadequate scientific education results in a population that is not scientifically and technologically literate, in which they have not developed the skills and abilities to be active in society, such as a critical sense and an investigative spirit, which will lead them to believe any words uttered by people who only want to manipulate and control the less favored social masses. STEM Education (Science, Technology, Engineering and Mathematics) has emerged as an option for an educational, political, economic, social and cultural reform of society as a whole, aimed at educating students for today and for the future, without forgetting the aspects of the past, both in terms of conceptual training and critical training for students to observe and act in the world in which they live, thus forming competencies and skills for contemporaneity. STEM Education seeks to address the crisis in science education, to break with traditional teaching, and to increase young people's interest in STEM careers by integrating these four major areas, which are considered crucial for the professions of the future and for the integral formation of the human being. In the classroom, STEM Education seeks to make students construct their own learning, in which active teaching strategies are a great ally, as well as the practice of scientific experimentation, the approach to the history, philosophy, sociology and epistemology of science, and the use of digital information and communication technologies. To this end, the general objective of our research is to present contributions, based on STEM Education, to the teaching of physics to high school students through the educational product: Experimento Virtual Interativo (EVI). To achieve this goal, we intend to: i. Develop the EVI of the historical Michelson and Morley interferometer experiment; ii. Apply the EVI within a sequence of activities for teaching the theory of relativity, using active teaching strategies, in the subject of Physics in a 3rd year high school class at Colégio Marista Santo Antônio; iii. To evaluate the effectiveness of EVI as a powerful teaching tool; iv. To present the contributions of the EVI to the teaching of physics in secondary schools. Thus, an educational product has been developed based on interactive videos and movies, which are becoming increasingly popular on streaming services. The EVI is not an experimental video in which the viewer watches passively, but it allows the interactor to make decisions that directly affect the constructed experiment, allowing the choice of certain materials and the verification of different results. The educational product therefore consists of material that explains the development of EVI in detail, as well as a step-by-step guide on how to create interactive videos to be made available on YouTube. The EVI experiment is the Michelson and Morley Interferometer, an experimental apparatus of unparalleled importance in physics, which makes it possible to discuss Aristotle's physics, classical physics, and modern and contemporary physics with the theory of relativity, showing students how scientific knowledge has been developed over the years by countless scientists and researchers. In this way, a series of activities with ten sessions was applied to students at a 3rd year high school class in a private school in the municipality of Sinop (Mato Grosso/Brazil). Our research is qualitative, applied in nature, with descriptive research objectives, and is a case study in which the data were analyzed using discourse analysis. The results indicate that EVI is a powerful material to be used by teachers in the classroom; as well as, the sequence of activities was able to provide the development of various skills and abilities beyond the curricular content, so that students were motivated to study physics and received an integral human formation to make important decisions in society. Therefore, this master’s research has managed to bring together different topics that converge in a sequence of activities in which our educational product is applied, allowing teachers and researchers to replicate the activities developed, and also collaborate with the dissemination of interactive videos for teaching science, providing yet another tool at the disposal of the teacher. |
Palavra-chave: | Ensino de ciências Estratégias ativas de ensino Física aristotélica Física moderna e contemporânea História e filosofia da ciência |
Palavra-chave em lingua estrangeira: | Science teaching Active learning strategies Aristotelian physics Modern and contemporary physics History and philosophy of science |
CNPq: | CNPQ::OUTROS::CIENCIAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal de Mato Grosso |
Sigla da instituição: | UFMT CUS - Sinop |
Departamento: | Instituto de Ciências Naturais, Humanas e Sociais (ICNHS) – Sinop |
Programa: | Programa de Pós-Graduação Mestrado Profissional em Ensino de Ciências da Natureza e Matemática - PPGECM |
Referência: | SOUZA, Wellinton Angi Valin de. Experimento virtual interativo: o ensino da Teoria da Relatividade em uma educação STEM. 2024. 387 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Ensino de Ciências da Natureza e Matemática) - Universidade Federal de Mato Grosso, Campus Universitário de Sinop, Instituto de Ciências Naturais, Humanas e Sociais, Sinop, 2024. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://ri.ufmt.br/handle/1/6791 |
Data defesa documento: | 25-Nov-2024 |
Aparece na(s) coleção(ções): | CUS - ICNHS - PPGECM - Dissertações de mestrado |
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