Peer Instruction – Uma Metodologia Ativa para o Processo de Ensino e Aprendizagem

O método Peer Instruction (Instrução aos Pares, numa tradução literal) foi elaborado pelo professor Eric Mazur da universidade de Harvard e tem alcançado grande sucesso nas universidades norte-americanas, aqui no Brasil já existem alguns grupos trabalhando com este método, por exemplo na UFRGS com o Dr. Ives Solano Araujo, na UFV com o Dr. Alvaro Magalhães Neves e outros.

Com o Peer Instruction busca-se tirar o foco do momento da aprendizagem da “transferência de informação”, fazendo com que o aluno busque informações primárias direto da fonte (leitura) e depois no encontro presencial em aula discuta com seus colegas.
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Texto extraído do Mazur Group – Harvard:
“ Um problema com o ensinamento convencional encontra-se na apresentação do material. Freqüentemente, ela vem direto de livros didáticos e / ou notas de aula, dando aos alunos pouco incentivo para freqüentar as aulas. A apresentação tradicional  é quase sempre entregue como um monólogo em frente a uma audiência passiva do problema. Somente professores excepcionais são capazes de prender a atenção dos alunos por um período letivo inteiro. É ainda mais difícil proporcionar a oportunidade para os estudantes de pensar criticamente através dos argumentos que estão sendo desenvolvidos. Consequentemente, palestras simplesmente reforçam os sentimentos dos alunos que o  passo mais importante para dominar o material é memorizar um zoológico de exemplos aparentemente não relacionados.

A fim de resolver esses equívocos sobre a aprendizagem, desenvolvemos um método, Peer Instruction, que envolve os alunos em sua aprendizagem durante a aula e foca sua atenção nos conceitos subjacentes. As “palestras” são intercaladas com questões conceituais, chamados ConcepTests , destinadas a expor as dificuldades comuns na compreensão do material [a boa questão deve promover a dúvida no estudante, a fim de propiciar a posterior discussão entre os estudantes]. Os alunos recebem um ou dois minutos para pensar sobre a questão e formular suas próprias respostas, pois eles, em seguida, irão passar de dois a três minutos a discutir suas respostas em grupos de 3 ou 4 alunos, tentando chegar a um consenso sobre a resposta correta. Este processo obriga os alunos a pensar por meio dos argumentos a serem desenvolvidos, e permite a eles (assim como ao instrutor) avaliar a sua compreensão dos conceitos antes mesmo de deixar a sala de aula. “
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Assim, percebemos que os ingredientes do método são:

• estudo prévio (ou seja, incentivar o aluno a aprender com fontes primárias)
• feedback constante aluno-professor
• interação constante
• o aluno tem que fazer

O Aluno precisa ter estudado algum conteúdo proposto antes de vir para a aula. Na aula o professor faz uma rápida exposição do tema (já estudado em casa), com duração de 7 a 10 minutos e aplica as questões (Concept Test). Estas podem ser

feitas com o uso de Clickers (imagem ao lado) para coletar as respostas, ou formularios como os do Google Docs ou Lime Survey, ou até mesmo cartões com as respostas - Flash Cards. O importante é que no primeiro momento os colegas não saibam as respostas uns dos outros para não serem mutuamente influenciados.

A partir do nível de acertos e erros dos alunos, a aula tomaria então diferentes rumos:

• abaixo de 30% de acertos: o professor repete a exposição, obviamente com algumas diferenças
• entre 30% e 70% de acertos: formam-se grupos de alunos que discutem os temas expostos
• acima de 70% de acertos: o professor dá uma breve explicação sobre o tema e passa para outro

Uma das explicações possíveis para os resultados positivos seria o ambiente colaborativo criado quando os alunos estudam em grupo, discutem diversos temas e assumem inclusive funções de professores. Além disso, depois de responder uma questão (e errar), o aluno estaria mais aberto para ouvir tanto o professor quanto seus colegas. O desafio e o propósito do Peer Instruction, portanto, seria mobilizar o aluno a estudar.

LEIA A ENTREVISTA DE ERIC MAZUR À GAZETA DA FÍSICA (Portugal) -> entrevista Eric Mazur – Peer Instruction

VIDEO PROFESSOR ERIC MAZUR (ative às transcrições do Video no YouTube no botão “CC”, e depois ative também a tradução)

Fontes e Links:

• http://blog.peerinstruction.net/
• http://joaomattar.com/blog/2012/01/24/metodologias-ativas-no-processo-de-ensino-e-aprendizagem/
• http://mazur.harvard.edu/research/detailspage.php?rowid=8
• http://nautilus.fis.uc.pt/gazeta/revistas/26_1/entrevista.pdf
• http://arxiv.org/ftp/physics/papers/0702/0702186.pdf (Comparando Clicker e Flash Cards)
• http://www.slideshare.net/gadjin/seminrio-sobre-prticas-inovadoras-no-ensino-superior-das-cincias-e-da-matemtica-nos-eua

Indicação de Site – PhET Simulações Interativas

A procura por bons materiais para o ensino de Física me deparei com o site do PhET, com simulações muito boas da área da Física e de outras ciências, valo a pena conferir. O link está no final do post.

Quem Somos: “PhET oferece gratuitamente simulações de fenômenos físicos divertidas, interativas e baseadas em pesquisa . Acreditamos que nossa abordagem com base em pesquisa incorpora descobertas de pesquisas prévias e nossos próprios testes, habilitam os alunos a fazer conexões entre os fenômenos da vida real e a ciência básica, aprofundando a sua compreensão e apreciação do mundo físico.”

http://phet.colorado.edu/pt_BR/simulations/category/physics

Sintetizador de voz controlado pelas mãos permite falar por gestos

Dueto de 1

Uma nova tecnologia desenvolvida no Canadá permite que uma pessoa fale ou cante usando apenas suas mãos para controlar um sintetizador de voz.

Sidney Fels, da Universidade da Colúmbia Britânica, afirma que sua tecnologia “sintetizador gesto-para-voz” replica os processos que os humanos usam quando controlam o seu próprio aparelho vocal.

“É como tocar um instrumento musical que emite voz,” simplifica Fels.

As aplicações da nova tecnologia poderão incluir desde novas formas de expressão musical e auxílio para pessoas com deficiências da fala, até o controle gestual de grandes equipamentos industriais.

Além, é claro, da inusitada apresentação de um artista que faz um dueto consigo mesmo, cantando com seu aparelho vocal normal e produzindo a segunda voz por meio dos gestos.

Vogais abertas e consoantes fechadas

Os pesquisadores construíram luvas especiais, equipadas com sensores de posição 3-D, que determinam a posição de cada mão no espaço.

Determinadas posturas das luvas estão associadas com áreas definidas do espectro de áudio.

O aparelho é semi-portátil, podendo ser adequadamente disfarçado por uma mochila. [Imagem: Sidney Fels/UBC]

A luva da mão direita tem sensores para detectar a flexão. Quando o usuário fecha a mão, ela cria sons consonantais – os pesquisadores desenvolveram uma coleção de gestos que são mapeados para sons consonantais.

Quando o usuário abre a mão direita, ele produz sons de vogais, da mesma forma que acontece no trato vocal quando a língua se movimenta. A emissão das vogais é controlada pela localização da luva no espaço horizontal.

A luva direita também controla a ritmo da fala pela sua localização vertical no espaço.

Os controles da luva esquerda controlam os chamados “sons de parada” – como a consoante “B”.

Controle de guindastes

“Outras aplicações possíveis para esta inovação são interfaces para tornar mais fácil a execução de determinadas tarefas, tais como controle de guindastes ou outras maquinarias pesadas,” diz Fels.

“Leva cerca de 100 horas para uma pessoa aprender a falar usando o sistema,” diz Fels, cujos interesses de pesquisa incluem interação humano-computador, modelagem biomecânica das vias aéreas superiores, síntese da fala e redes neurais.

Fonte: Inovação Tecnológica

Empresa brasileira de biotecnologia está entre mais inovadoras do mundo

Inovação biotecnológica

Uma empresa localizada em Piracicaba, no interior de São Paulo, está entre as 50 companhias mais inovadoras do mundo de acordo com um ranking da revista norte-americana Fast Company.

Trata-se da Bug Agentes Biológicos, uma empresa de biotecnologia fundada por estudantes de pós-graduação da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq), da Universidade de São Paulo (USP), com apoio do Programa FAPESP Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE).

A empresa de controle biológico foi apontada pela revista norte-americana como a 33ª mais inovadora mundialmente, na lista encabeçada pelos gigantes de tecnologia Apple, Facebook e Google. A Bug foi considerada pela publicação a mais inovadora do Brasil, à frente da Petrobras e da Embraer.

A Fast Company destaca que a Bug produz em massa vespas para combater larvas e percevejos que ameaçam lavouras de cana-de-açúcar e de soja, que representam as duas maiores e mais lucrativas culturas agrícolas do Brasil.

E que, em 2011, começou a aperfeiçoar uma maneira de liberar as vespas que produz em plantações de cana-de-açúcar da mesma forma como os inseticidas são pulverizados sobre lavouras da cultura por meio de aviões.

“O Brasil é o terceiro maior exportador agrícola do mundo (atrás dos Estados Unidos e da União Europeia) e ultrapassou recentemente os Estados Unidos como o maior consumidor de pesticidas. A Bug tem a única alternativa aos inseticidas aprovado pelos ministérios da Agricultura, Meio Ambiente e Saúde”, afirmou a revista.

Insetos transgênicos

A empresa desenvolve em grande escala insetos geneticamente programados para atingir e controlar seus inimigos naturais no campo, evitando infestações e danos às plantações.

A empresa se destaca no setor de controle biológico ao produzir parasitoides específicos para controlar ovos de pragas, o que não costuma ser feito pelos insetos produzidos pelas empresas do setor, em sua maioria estrangeiras.

“Geralmente, as outras empresas de controle biológico produzem parasitoides que controlam lagartas, insetos que já nasceram, que atacam a planta e que só então serão controlados. Nós produzimos parasitoides que controlam o ovo da lagarta ou do percevejo, impedindo que eles venham sequer nascer e causar prejuízos”, disse Alexandre de Sene Pinto, um dos fundadores e sócio da empresa.

A empresa iniciou suas atividades produzindo microvespas Cotesia flavipes – que parasita lagartas (Diatraea saccharalis) de uma praga conhecida como broca da cana-de-açúcar, que ataca lavouras de cana – e Trichogramma galloi, que são parasitoides dos ovos da mesma praga.

Segundo Sene Pinto, utilizada no Brasil desde a década de 1970 no controle da broca de cana-de-açúcar, em um dos maiores programas de controle biológico do mundo, a Cotesia flavipes não estava funcionando bem em algumas áreas de cultivo da cultura no país nos últimos anos, o que levou à entrada de inseticidas no segmento.

“Isso nunca tinha ocorrido na cultura de cana-de-açúcar que, tradicionalmente, sempre utilizou controle biológico e não dava espaço para os agrotóxicos. Mas, de repente, os inseticidas começaram a ganhar espaço”, disse.

Para tentar frear o avanço dos produtos químicos na cultura da cana-de-açúcar, a Bug começou a produzir e a utilizar nas plantações da cultura vespas Trichogramma galloi, que até então não eram utilizadas no cultivo da planta.

Hoje, de acordo com Sene Pinto, a área plantada com cana-de-açúcar controlada com o inseto no Brasil aumentou de forma exponencial, atingindo 500 mil hectares. “É um programa de controle biológico único que caminha para ser um dos maiores do mundo”, disse.

Exportações biotecnológicas

Além dos insetos para controle de pragas da cana-de-açúcar, a empresa começou a produzir vespas Telenomus podisi e Trissolcus basalis, que parasitam ovos de percevejos que atacam a soja. O Brasil é o maior produtor mundial de soja, com a área plantada superior à da cana-de-açúcar.

Produzidos em pequenas quantidades desde 1980 pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), a Bug começou a criar em maior escala os insetos no país e a disponibilizá-los aos agricultores. “O pouco que produzimos no começo não foi suficiente para atender a demanda dos agricultores”, disse Sene Pinto.

Segundo o pesquisador, a tecnologia de liberação dos insetos em campo, desenvolvida pela Bug, tem sido aprimorada com o passar dos anos pelo grupo de pesquisa que coordena na empresa.

O grupo estuda, entre outras questões, os efeitos do microclima e de microambientes na eficiência dos parasitoides, a quantidade de insetos por liberação, seus raios de dispersão, permanência em campo, associação com outros organismos e forma de liberação.

Além do Brasil, a empresa exporta insetos para Europa e Estados Unidos, onde ingressou comercializando ovos esterilizados com luz ultravioleta (UV) de uma traça inerte para multiplicação de Trichogramma.

“Hoje, a Bug conta com alguns investidores, como o Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES), por meio do Fundo Criatec, e se transformou de firma limitada em sociedade anônima”, disse Sene Pinto.

Fonte: INovação Tecnológica

Pulsares são mais velhos do que o Universo?

Pulsares incômodos

O que faz o sucesso da ciência é uma perseguição incansável de uma concordância entre fatos e teorias.

Contudo, apesar do enorme sucesso do modelo do Big Bang, algumas observações recentes chegaram a uma conclusão incômoda: os pulsares, ou buracos negros estelares, pareciam ser mais velhos do que o Universo.

Os pulsares estão entre os corpos celestiais mais exóticos que se conhece. Eles têm um diâmetro entre 10 e 20 quilômetros, mas, nessa dimensão digna de um apagado asteroide, eles concentram uma massa equivalente à do Sol. O resultado é uma emissão de energia 100.000 vezes maior do que a do Sol.

Para se ter uma ideia, um cubo de açúcar que fosse feito com a matéria dos pulsares pesaria quase um bilhão de toneladas aqui na Terra.

Mais recentemente eles vêm incomodando muito os astrônomos: em 2010, descobriu-se um pulsar mais denso do que a teoria considerava possível. Em maio do ano passado, a Nebulosa de Caranguejo apresentou uma ejeção inédita de raios gama, que os cálculos logo mostraram se originar de um pulsar impossível de existir segundo os modelos atuais.

Ilustração artística de um pulsar de milissegundos emissor de raios X. O material que flui da estrela companheira forma um disco ao redor da estrela de nêutrons que é truncado na borda da magnetosfera do pulsar.[Imagem: NASA/Dana Berry]

 

Pulsares de milissegundo

Uma família desses corpos celestes, chamada de pulsares de milissegundo, gira centenas de vezes por segundo ao redor do seu próprio eixo.

Desde que o primeiro deles foi descoberto, em 1982, os astrônomos já encontraram cerca de outros 200 desses pulsares, com períodos de rotação entre 1,4 e 10 milissegundos.

Essas estrelas de nêutrons fortemente magnetizadas atingem essas altíssimas frequências rotacionais acumulando massa e momento angular sugando uma estrela próxima, com a qual formam um sistema binário.

O problema é que, ao calcular a idade dos pulsares e dos restos da sua estrela companheira, os cientistas chegam à conclusão paradoxal de que eles são mais velhos do que o Universo.

Na verdade, ainda não se chegou a uma explicação razoável nem para a idade, sem para os períodos de rotação e nem para os fortíssimos campos magnéticos desses estranhos “faróis estelares”. Por exemplo, o que acontece com a rotação do pulsar quando acaba a massa de sua estrela doadora? Ninguém sabia.

Agora, Thomas Tauris, do Instituto Max Planck, na Alemanha, saiu em socorro da teoria, fazendo simulações computacionais que mostram que os pulsares de milissegundo podem não ser tão velhos quanto parecia. E ele fez isso apresentando uma solução para o problema do “desligamento dos pulsares.

Desligando um pulsar

Por meio de cálculos numéricos, feitos com base na evolução estelar e no torque de acreção dos pulsares, Tauris demonstrou que os pulsares de milissegundo perdem cerca de metade da sua energia rotacional durantes os estágios finais do processo de transferência de massa de sua estrela canibalizada, antes que o pulsar acione seu processo de emissão de ondas de rádio.

O elemento mais importante do estudo é que ele demonstra como o pulsar é capaz de quebrar seu assim chamado equilíbrio rotacional.

Nessa época, a taxa de transferência de massa cai, o que faz a magnetosfera do pulsar se expandir.

O resultado é que ele começa a arremessar massa de volta ao espaço, como se fosse uma hélice, o que o faz perder energia rotacional e diminuir seu período de rotação.

Em outras palavras, é a expansão do campo magnético do pulsar que ajuda a diminuir sua velocidade de rotação.

É por isso que os pulsares que emitem ondas de rádio giram mais lentamente do que seus progenitores, os pulsares emissores de raios X, que continuam absorvendo matéria das suas estrelas doadoras.

Escondendo a idade

Além de estar em concordância com as observações, isso explicaria porque os pulsares de milissegundo dão a impressão de ser mais velhos do que os restos das anãs-brancas que eles sugam.

Isto porque sua idade é calculada com base na sua rotação, mas até agora não se conhecia essa variação na rotação induzida pela expansão do campo magnético do pulsar – o que levava a cálculos de até 15 bilhões de anos de idade para alguns pulsares, mais do que os 13,7 bilhões calculados para o Universo.

Segundo Tauris, o único “relógio” em que se pode confiar para calcular a idade desses sistemas binários são os restos da estrela companheira – mais especificamente, de sua temperatura, uma vez que ela continua quente mesmo não sendo mais capaz de queimar hidrogênio devido à perda de massa para o pulsar.

O trabalho também oferece uma explicação para a aparente inexistência de pulsares ainda mais rápidos, na faixa dos microssegundos ou menos.

Fonte: Inovação Tecnológica