Dissertação de Mestrado: A Aprendizagem de Conceitos da Física Com a Utilização do Método de Ensino Instrução Pelos Colegas (Peer Instruction)

Com grande satisfação compartilho pesquisa que realizei durante os últimos dois anos e que foi publicada no final do ano de 2015 sobre o método de ensino Peer Instruction (Instrução pelos Colegas). Abaixo segue o resumo da dissertação:

Resumo:

Neste trabalho procuro entender por que atividades com o método Instução pelos Colegas promovem a formação de conceitos da Física em níveis mais complexos, segundo a perspectiva Histórico-Cultural. A pesquisa foi desenvolvida com estudantes do ensino superior de um curso de Engenharia Civil na modalidade de Pesquisa-Ação. Os dados empíricos foram organizados segundo os pressupostos teóricos da Análise Textual Discursiva. Eles apontaram para o estabelecimento de três categorias de análise, que conduzem ás proposições desta investigação. As categorias são: Interação e Significação, Mediação Pedagógica e Prática Docente e Desenvolvimento Profissional. Os resultados indicam que o estabelecimento de ambientes interativos em sala de aula favorece o processo de significação conceitual da Física. Apontam, também, que a vivência desses ambientes proporcionou o desenvolvimento profissional do professor participante da pesquisa, produzindo modificações da prática docente e conscientização sobre a necessidade de assimetrias pedagógicas adequadas para o desenvolvimento da significação conceitual.

A dissertação está disponível para download no site do Mestrado e Doutorado em Educação nas Ciências da Unijui: www.unijui.edu.br/cursos/mestrado-e-doutorado/educacao-nas-ciencias

Também pode ser baixada clicando neste link: Dissertação Mestrado CRISTIANO FERNANDO GOI PALHARINI.

 

O método Peer Instruction busca modificar a rotina das aulas, de forma que os estudantes passem mais tempo dialogando sobre os conceitos estudados, ao invés de aulas tradicionais em que somente o professor fica “palestrando”. Para conhecer algumas das propostas desta metodologia e possibilidades de sua utilização leia a dissertação.

Veja mais em https://blog.peerinstruction.net/instrucao-pelos-colegas-para-iniciantes-o-que-e-instrucao-pelos-colegas-peer-instruction/

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Descoberta nova anomalia da água

Mistérios da água

As anomalias da água – coisas que só ela tem, em contraste com as propriedades dos outros materiais – somavam 73 na última contagem.

Agora são 74, e vale dizer que esse último acréscimo é dos grandes, conforme acaba de descobrir a equipe do professor Alexander Kolesnikov, do Laboratório Nacional Oak Ridge, nos EUA.

Usando imagens geradas por espalhamento de nêutrons e modelos computacionais, Kolesnikov descobriu um comportamento único e inesperado das moléculas de água quando elas estão sob confinamento no interior de um cristal sólido, neste caso um cristal de berilo – água presa em cristais, as chamadas inclusões fluidas, são uma ferramenta importante para os geólogos estudarem o passado da Terra e os astrofísicos desvendarem a formação dos corpos celestes, como os meteoritos e os cometas.

Ocorre que, quando isolada no interior do cristal, a água apresenta um comportamento que é diferente do apresentado por qualquer outro gás, líquido ou sólido conhecido. Na verdade, esse estado desafia a visão geral que se tem do arranjo tradicional da molécula H2O.

Estado tunelante

Quando as moléculas de água ficam confinadas dentro dos minúsculos canais hexagonais do berilo, ela assume um estado que os físicos batizaram de “estado tunelante”.

“A baixas temperaturas, a água tunelante apresenta um movimento quântico através das paredes de separação que é proibido no mundo clássico,” explica Kolesnikov.

“Isto significa que os átomos de oxigênio e de hidrogênio da molécula de água estão ‘delocalizados’, e, por conseguinte, simultaneamente presentes em todas as seis posições simetricamente equivalentes do canal ao mesmo tempo. É um desses fenômenos que somente ocorrem na mecânica quântica e que não tem paralelo em nossa experiência cotidiana,” acrescentou.

A existência do estado tunelante da água deverá ajudar a descrever melhor as propriedades termodinâmicas e o comportamento da água em ambientes altamente confinados, como a difusão de água e seu transporte nos canais das membranas das células vivas e das células de combustível, em nanotubos de carbono e ao longo dos limites e das interfaces dos grânulos dos minerais em uma infinidade de ambientes geológicos.

Nos aspectos mais práticos dessas pesquisas que poderão ser influenciadas pela descoberta destacam-se a captura de água potável do ar usando nanotubos, os nanoporos para aplicações biomédicas, o sequenciamento eletrônico do DNA, a dessalinização da água do mar e os biochips, apenas para citar algumas.

Fonte: Site Inovação Tecnológica

Uma lei da física além dos poderes da Matemática

Física indecifrável

Um problema matemático que está na base de questões fundamentais da física – da física quântica e da física de partículas – é comprovadamente insolúvel.

Este que é o primeiro grande problema na física para o qual uma limitação tão fundamental foi comprovada foi identificado por Toby Cubitt (Universidade College de Londres), David Perez-Garcia (Universidade Complutense de Madri) e Michael Wolf (Universidade Técnica de Munique).

A importância da descoberta pode ser vista no fato de que ela demonstra que, mesmo de posse de uma descrição perfeita e completa das propriedades microscópicas – ou quânticas – de um material, isto não é suficiente para prever o seu comportamento macroscópico.

Intervalo espectral

Veja, por exemplo, o caso dos semicondutores, que estão na base de toda a tecnologia atual. Esses materiais, e vários outros, possuem um pequeno “intervalo espectral” – a energia necessária para transferir um elétron de um estado de baixa energia para um estado excitado, de energia mais alta.

Quando esta energia se torna muito pequena, o intervalo espectral se fecha, tornando possível para o material fazer uma transição para um estado completamente diferente – tornar-se um supercondutor, por exemplo.

Conhecer os detalhes microscópicos de um material e extrapolar matematicamente essas propriedades e comportamentos para o material em escala humana – em outras palavras, passar da física quântica para a física clássica – é considerado um dos instrumentos mais importantes na busca por novos materiais, incluindo algum que exiba a supercondutividade a temperatura ambiente ou que tenha qualquer outra propriedade desejável ou útil.

O trio demonstrou que esta abordagem tem uma limitação crucial, um beco sem saída.

Problemas indecidíveis

O trabalho prova matematicamente que, mesmo com uma descrição completa de um material em escala atômica ou molecular, determinar se ele possui um intervalo espectral ou não é, de fato, uma “questão indecidível”.

“Alan Turing é famoso por seu papel na quebra do código Enigma. Mas, entre os matemáticos e cientistas da computação, ele é ainda mais famoso por provar que certas questões matemáticas são ‘indecidíveis’. Elas não são nem verdadeiras e nem falsas, só estão fora do alcance da matemática.

“O que nós mostramos é que a diferença espectral é um desses problemas indecidíveis. Isso significa que não pode existir um método geral para determinar se a matéria descrita pela mecânica quântica terá um intervalo espectral ou não. Isto limita a extensão na qual podemos prever o comportamento dos materiais quânticos e, potencialmente mesmo da física de partículas mais fundamental,” explicou o professor Toby Cubitt.

Física tem um problema matematicamente indecifrável

O trabalho mostra que é matematicamente impossível sair dos componentes básicos da matéria e derivar seu comportamento macroscópico. [Imagem: Cubitt/Perez-Garcia/Wolf]

“Nós sabíamos da possibilidade de problemas que são indecidíveis em princípio desde os trabalhos de Turing e Godel na década de 1930. Até agora, porém, isso somente afetava os cantos muito abstratos da ciência da computação teórica e da lógica matemática. Ninguém antes tinha contemplado seriamente isto como uma possibilidade diretamente no coração da física teórica.

“Mas nossos resultados mudam esse quadro. De uma perspectiva mais filosófica, eles também desafiam os pontos de vista reducionistas, já que a dificuldade intransponível reside precisamente na derivação das propriedades macroscópicas partindo de uma descrição microscópica,” acrescentou o professor Michael Wolf.

Nova Física

“Mas nem tudo são más notícias,” acode rapidamente o terceiro membro do grupo, professor David Perez-Garcia.

“A razão pela qual este problema é impossível de resolver em geral é porque os modelos neste nível apresentam comportamentos extremamente bizarros que essencialmente desafiam qualquer tentativa de analisá-los.

“Mas esse comportamento bizarro também prevê uma física nova e muito estranha que não tinha sido vista antes. Por exemplo, os nossos resultados mostram que a adição de até mesmo uma única partícula a um pedaço de matéria grande poderia, em princípio, mudar dramaticamente suas propriedades. Novas físicas como esta são frequentemente exploradas em tecnologia,” completou Perez-Garcia.

De fato, a dopagem – a adição de poucos átomos a um material para alterar suas propriedades – é parte essencial da eletrônica.

Os pesquisadores estão agora justamente verificando se sua descoberta vai além dos modelos matemáticos artificiais produzidos pelos seus cálculos, e atingem materiais mais realistas que possam ser testados em laboratório.

Fonte: Site Inovação Tecnológica

UCA: MEC não tem ideia de quantos laptops escolares ainda funcionam

O Fundo Nacional do Desenvolvimento da Educação (FNDE), do Ministério da Educação, não sabe informar como andariam os projetos “Um Computador por Aluno” (UCA) e do “tablet educacional”. Descontinuados em 2013, ambos consumiram cerca de R$ 330 milhões dos cofres públicos, mas não houve um único anúncio oficial indicando a desistência por parte do governo federal. Apesar disso, supostamente o “UCA” ainda resiste ao tempo e à falta de manutenção técnica, graças ao esforço de abnegados professores e diretores de escolas públicas. Há indícios de que boa parte das máquinas ainda está em operação porque os docentes acreditam nos benefícios que esses equipamentos podem gerar no processo educacional.

Entretanto, após uma breve consulta, ficou patente que o Ministério da Educação – responsável pela compra dos laptops e tablets – não tem a menor ideia do funcionamento dessas máquinas. O gasto em torno de R$ 330 milhões na aquisição dos laptops escolares e tablets não foi o suficiente para que algum gestor do MEC ou do FNDE tenha se responsabilizado ou saiba responder exatamente para quem foram distribuídas as máquinas, quantas ainda funcionam e se os fabricantes cumpriram com a meta prevista de distribuição e de manutenção técnica ao longo do contrato. O MEC não sabe sequer se o programa chegou a dar resultados.

O portal Convergência Digital procurou o Ministério da Educação através da Lei de Acesso à Informação (Protocolo 23480006667201551) no dia 23 de abril deste ano, com um questionário no qual se poderia saber com certa exatidão se, mesmo encerrados, os dois programas poderiam fornecer informações básicas relativos ao seu custo e os seus benefícios para a melhoria da qualidade da Educação no Brasil. O questionário continha dez perguntas sobre o projeto UCA e os laptops escolares:

1 – Número de equipamentos comprados;

2 – Custo total;

3 – Número de equipamentos distribuídos por escolas;

4 – Quantos equipamentos com defeito e encalhados;

5 – Quanto o fabricante já recebeu pela distribuição;

6 – Quantas escolas ainda não entraram no programa em relação ao total no país;

7 – Quais os motivos para não terem entrado no programa;

8 – Estatística por região do uso dos equipamentos;

9 – Previsão de novas compras? Qual foi a última?

10 – Quantos alunos usam efetivamente os equipamentos e qual foi o ganho de qualidade para o ensino?

No dia 11 de maio, o MEC, através do “Serviço de Informação ao Cidadão do Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação” respondeu ao pedido no site da Controladoria Geral da União para acesso do cidadão à “LAI” de forma curta e grossa: “Informação Inexistente”. O pedido chegou a passar por instâncias as quais seria impossível não terem alguma informação que fosse pertinente, além da lacônica resposta “inexistente”. A solicitação de informações do portal Convergência Digital circulou pela Coordenação de Administração de Dados – COADE e validada pela Coordenação-Geral de Tecnologia Inovação e Processos – CGTEC.

A resposta também veio na forma de uma carta do FNDE, datada de 11 de maio do corrente ano, desta vez acrescentando que o Fundo Nacional do Desenvolvimento da Educação, embora tenha gasto R$ 330 milhõe na compra de laptops e tablets, “apenas detém o registro de preços e repassa, em algumas ocasiões, o recurso para os estados e municípios”. E acrescenta: “Desta forma, não temos os dados solicitados, pois os contratos são realizados diretamente entre os entes e as empresas vencedoras do certame”.

Não foi exatamente assim que o MEC procedeu ou pelo menos não era essa a informação oficial repassada pelo ministério na época da compra dos equipamentos. Segundo a versão repassada à imprensa durante os processos de compras de laptops e tablets, o MEC, através do FNDE, assinava um termo de adesão com os Estados interessados em participar do projeto. Os fabricantes ficavam resposnáveis, por contrato direto com o MEC, a procurar as secretarias estaduais de Educação para saber quais os municípios teriam escolas escolhidas para participar do projeto.

O dinheiro somente era pago ao fabricante pelo MEC após as empresas apresentarem as faturas, nostas ficais e documentos das secretarias estaduais atestando a instalação dos equipamentos nas escolas. Pelo menos esta era a versão oficial para explicar como seriam pagos os computadores aos fabricantes e como o ministério atestaria que o programa, de fato, estava em andamento.

Isso ficou comprovado com informação buscada por este portal junto à Secretaria de Educação do Distrito Federal, que por meio de correspondência eletrônica respondeu que “a SEDF não recebeu recurso financeiro para execução do Programa. As unidades escolares participantes receberam a doação dos laptops e, ainda, formação ministrada pela Universidade de Brasília (UnB). A SEDF ficou responsável pela infraestrutura para utilização e armazenamento dos equipamentos”.

Apesar da surpresa, a Lei de Acesso à Informação faculta ao cidadão o direito de recorrer às instâncias superiores, quando julgar que a informação prestada pelo órgão público for considerada insatisfatória, o que foi feito. Mesmo assim, O MEC, através do FNDE, sustentou a informação anterior, alegando não estar de posse de tais informações, que isso seria um acordo entre as secretarias estaduais e o fabricante.

Diante da negativa da Secretaria de Educação do Distrito Federal, e pressupondo que todas as demais secretarias estaduais tenham a mesma resposta para dar, já que foram obrigadas a assinar um termo de adesão ao programa, resta saber o que foi feito com R$ 330 milhões e se a distribuição ocorreu nos moldes pretendidos.

O que se sabe, por meio de resultados de pregões realizados pelo FNDE, é que laptops e tablets foram comprados seguindo o seguinte cronograma, custo e volume de aquisição de equipamentos:

2009 – 150 mil laptops: fornecedor Digibras/CCE = R$ 82,5 milhões

2010 – 600 mil laptops: fornecedor Positivo Informática = R$ 213 milhões (Positivo só teria distribuído 225 mil = R$ 79,9 milhões).

2012 – 900 mil tablets: fornecedores CCE e Positivo Informática. Até janeiro 2013 cerca de 460 mil foram adquiridos = em torno de R$ 170 milhões

Como nasceu o projeto UCA

No ano de 2006 desembarcou no Brasil o ex-diretor do Laboratório de Mídia do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts, na sigla em inglês) Nicholas Negroponte, que após uma audiência com o então presidente Luiz Inácio Lula da Silva saiu anunciando ao mundo que o governo brasileiro estaria disposto a comprar um milhão de laptops de US$ 100 – desenvolvidos pelo MIT – para serem distribuídos nas escolas públicas. Imediatamente o então Assessor Especial do presidente Lula, César Alvarez, ao invés de colocar água na fervura, anunciou que o governo brasileiro disponibilizaria os recursos no Orçamento de 2007 para a aquisição dessas máquinas, que provavelmente viriam de um fabricante da Índia.

O lançamento do programa ocorreu poucos meses antes da eleição em que Lula tentaria um segundo mandato. Cumprindo um ritual, Lula chegou a aparecer recebendo em outras ocasiões Negroponte, mas o projeto em si nunca saiu do campo das boas intenções. O próprio presidente questionava internamente se o Brasil não seria capaz de produzi-lo por meio da sua indústria instalada em território nacional.

É fato que na época a própria indústria se mobilizou para evitar que um fabricante indiano ou chinês entrasse no Brasil comandando um projeto dessa envergadura. A partir daí passaram a aparecer alternativas “verde-amarelas”, mas que esbarravam em dois problemas: preço de US$ 100 seria inviável, dado o tamanho da carga tributária brasileira e o sistema operacional embutido no laptop, já que na época o governo estimulava o uso do Linux, contra o interesse da indústria que preferia ver em suas máquinas o Windows.

Aos poucos o projeto do MIT foi substituído pelo dos fabricantes nacionais, sobretudo o da Positivo Informática, que contava com o apoio do presidente Lula. Negroponte tinha um inconveniente político que desinteressava ao governo. O preço de US$ 100 somente ocorreria se o Brasil comprasse os laptops em larga escala. Ele estimava numa primeira leva um milhão para formalizar o programa, mas em seguida o Brasil teria de assumir o compromisso de comprar algo em torno de 5 milhões a 10 milhões de laptops.

Lula acabou optando por um projeto “pé no chão”, com a compra inicial de fabricantes nacionais em torno de um milhão de laptops. Numa primeira leva seriam adquiridos 150 mil equipamentos, até que fosse preparada uma compra maior de uns 600 mil, depois de estruturado todo o programa, que envolveria a adesão das secretarias estaduais de Educação.

A ideia era que as secretarias, depois de receberem pequena leva de laptops e colocassem o programa em ação, partiriam para projetos próprios com apoio do FNDE e financiamentos do BNDES, Banco do Brasil e Caixa Econômica Federal. Somente assim se poderia sonhar com 55 milhões de estudantes de escolas públicas estudando por meio de laptops, mesmo o governo sabendo que parte das escolas sequer tinha luz elétrica instalada para atender projeto tão grandioso.

Fonte: Revista Eletrônica Convergência Digital.

Ferramentas gratuitas para redação de textos científicos

Portal da Escrita Científica

Está disponível gratuitamente, no site da USP de São Carlos (SP), o “Portal da Escrita Científica”, um conjunto de ferramentas de apoio à produção de artigos, dissertações, teses e outras publicações, gerenciamento de referências bibliográficas, editoração e outros recursos.

O serviço funciona como um repositório de ferramentas e orientações para alunos e pesquisadores interessados em aperfeiçoar a escrita científica.

Entre os recursos oferecidos estão materiais informativos e didáticos, cursos on-line, videoaulas, workshops, tutoriais e ferramentas computacionais de auxílio à escrita em português e em inglês, que auxiliam na organização da estrutura e do conteúdo dos trabalhos.

“Para escrever um trabalho científico é necessário considerar uma série de elementos, desde o problema abordado, a metodologia adotada, os resultados e as contribuições para a literatura de determinada área e, muitas vezes, para a sociedade em geral. O portal busca auxiliar no processo de redação como um todo, oferecendo auxílio nas diversas etapas da produção”, disse Osvaldo Novais Júnior, presidente da Comissão de Implantação do serviço.

As ferramentas auxiliam especialmente naquilo que o professor Osvaldo considera ser a maior dificuldade enfrentada pelos autores: a estrutura dos textos.

“Diante do desconhecimento da estrutura do artigo científico, um problema muito comum no meio acadêmico, o portal trabalha com modelos que podem ser padronizados respeitando as particularidades de cada área e diferenças na escrita para audiências específicas ou mais amplas, considerando sempre a clareza e a concisão.”

Ferramentas de redação científica

Entre os recursos disponibilizados gratuitamente estão os “ambientes para a escrita”, um conjunto de ferramentas computacionais que dão suporte a partes do processo de redação, do agrupamento das ideias à composição de um texto contínuo, com editores gráficos.

O SCiPo, por exemplo, é uma ferramenta de suporte à escrita que auxilia na redação de resumos e introduções com base em modelos de textos científicos em português, elaborados a partir de teses e dissertações de várias áreas de pesquisa disponíveis para o redator apreender a estruturação retórica do texto.

Já o SCiEn-Produção é um conjunto de ferramentas computacionais para auxiliar na redação de artigos científicos em inglês. Adaptado do SciPo-Farmácia, o recurso se baseia na análise de textos da área de Engenharia de Produção.

Há ainda uma série de outras ferramentas mais específicas, voltadas para diversos campos do conhecimento, como o CALeSE, software de suporte à escrita de introduções com textos modelos da área de Física.

Há também ferramentas antiplágio, como o software AntiPlagiarist – ACNP, que compara múltiplos documentos rapidamente, procurando por trechos de textos que foram copiados. Os fragmentos suspeitos são relatados em um formato de fácil compreensão, com os números das linhas e das colunas em que foram encontrados.

Os recursos disponibilizados incluem ainda ferramentas de gestão bibliográfica, como o Citation Machine, gerador automático de citação e referência que ajuda estudantes e pesquisadores a citar corretamente as fontes utilizadas, em vários estilos, e o CiteUlike, site colaborativo que permite armazenar, organizar e partilhar informação bibliográfica.

Os serviços do Portal da Escrita Científica podem ser acessados no endereço www.escritacientifica.sc.usp.br.