O documento aborda o desenvolvimento de uma tese de doutoramento sobre a motivação e métodos de ensino em física no ensino superior, destacando a importância do questionamento e da modelagem na aprendizagem. Apresenta objetivos de pesquisa, metodologia utilizada e resultados esperados, enfatizando a relevância de uma abordagem ativa e a aplicação do conhecimento em problemas reais. Além disso, inclui reflexões e feedback dos alunos sobre suas experiências de aprendizagem na disciplina de física.

1. Desenvolvimento de Tese de
Doutoramento
Prof. Doutor Francislê Neri de Souza
Prof. Doutor Vítor Duarte Teodoro

2. Índice da apresentação
1. Motivação do Estudo
2. Introdução e Contextualização Teórica
3. Objetivos e Questões de Investigação
4. Metodologia e Cronograma
5. Resultados Esperados
6. 1º Ciclo (1º C), caracterização dos estudantes
7. 1º C, ferramentas e metodologias utilizadas
8. 1º C, dados recolhidos e reflexões preliminares

3. 1 - Motivação 8
• a motivação para aprender física:
– quanto maior a motivação, maior a probabilidade de ganhos mais elevados na
aprendizagem - Sahin, 2010
– para os estudantes, as ciências têm falta de relevância real, social - Resnick et
al., 2007
• o conhecimento que geralmente se adquire na física:
– algoritmia de aplicação de fórmulas – Mazur, 2009
– memorização de conceitos , leis e fórmulas, sem compreensão – Redish, 1994
• o conhecimento que se deveria adquirir:
– “… the man who has thought out a principle may keep his mind clear of
formulae knowing that he could make any number of them when required” –
Maxwell, 1960
– aplicação a problemas reais - Redish, 1994
– enfoque na explicação do processo de aplicação dos princípios, na crítica aos
resultados - Redish & Steinberg (1998)

4. 1 - Motivação 8
Motivação
específica /
Conteúdo
Reação dos estudantes
à afirmação “Gosto
ROSE, 2005
das aulas de ciências
mais do que gosto dos
outros tópicos”
1 = desacordo
totalmente; 4 =
concordo plenamente
Círculos escuros –
género ….
+ de 30 países!

5. 2 - Introdução e
contextualização 8
Física no ensino superior, para quem? Como deve ser ensinada?
convencional Ativo (a investigar)

6. 3 - Objetivos e
Questões 8
Aquisição
Competências conhecimento
e atitudes de base
• Utilização do
questionamento Enfoque no
e modelagem controle e domínio de
em problemas responsabilidade conceitos e
reais princípios
• Avaliação e base
crítica de
resultados
Aprendizagem ativa
Adler and Milne (1997)

7. 3 - Objetivos e
Questões 8
investigação científica aprendizagem ativa
Aprendizagem
ativa
Conceitos e leis
fundamentais
Modelação • questões e modelações
Questões para a computacional computacionais de
Investigação, para a problemas reais,
avaliação e crítica da física Investigação, escolhidos pelos
estudantes
de problemas avaliação e crítica
de problemas • Utilização dos conceitos
e leis nas questões e nas
modelações
computacionais
• Feedback cíclico entre
as 2 competências
Problemas reais

8. 3 - Objetivos e
Questões 8
Incentivo ao
questionamento questionamento
e à modelagem
computacional
modelagem computacional
Aprendizagem da
física questionamento e
modelagem computacional
Aprendizagem ativa da física

9. 3 - Objetivos e
Questões 8
1. O questionamento e a modelagem dos estudantes evoca o raciocínio e conhecimento do senso
comum para explicar os problemas escolhidas pelo estudante? Este padrão varia com o nível de
conhecimento científico que o estudante vai adquirindo?
2. O questionamento dos estudantes incentiva o desenvolvimento da competência de modelagem na
procura das respostas científicas a problemas escolhidas pelo estudante?
3. O questionamento incentiva o desenvolvimento da competência de modelagem como teste à
validade do conhecimento e raciocínio do senso comum, na explicação de problemas escolhidas pelo
estudante?
4. A modelagem incentiva o questionamento do estudante na investigação, crítica e avaliação das
previsões científicas associadas a problemas escolhidas pelo estudante?
5. O incentivo às competências de modelagem e de questionamento contribuem para uma visão mais
positiva da aprendizagem da física?
6. O incentivo às competências de modelagem e de questionamento contribuem para uma visão mais
estruturada da física, assente em alguns conceitos e leis fundamentais?
7. O incentivo às competências de modelagem e de questionamento são promotoras de um maior
envolvimento dos estudantes na sua aprendizagem, induzindo-os a evocar problemas mais ligados
aos seus interesses pessoais ou ao dos respetivos cursos?
8. O incentivo às competências de modelagem e de questionamento são promotoras de uma
aprendizagem mais ativa da física, ao induzir a operacionalização dos conceitos e leis na explicação
dos problemas?

10. 4 - Metodologia e
cronograma 8
“… education researchers are both scientists and engineers. We not only aim to define and
measure learning—we develop methods for changing and improving it” (Guzdial, 2011, p.
39).
Investigação-ação
refle
xão
ação
planea
mento
refle
xão
ação
planea
mento

11. 5 - Resultados
esperados 8
Aprendizagem
profunda
(memória
longo prazo)
Motivação Aprendizagem
específica
Estratégia de E/A conceitual e de
(Conteúdo) centrado no aluno: competências
Aprendizagem
superficial aprendizagem ativa
(memória
curto prazo) Questões e
Baixa
Largo espectro modelações
conhecimentos
motivação Estratégia de desligados, computacionais
específica E/A resolução de
(Conteúdo)
convencional: exercícios Entra em conta
transmissão/ com o Ideias
conhecimento positivas
receção inicial e o sobre a
Não entra em
conta com o Ideias sentido de ciência
conhecimento negativas
inicial e o sobre a
autoeficácia
sentido de ciência
autoeficácia

12. 6 - 1º Ciclo, os
estudantes 8
CE não 11º FQ
gosto de A física não é importante
11º FG
no meu curso
CE
física não CE
CE CE gosto
11º FQ 9º FQ
de CE
Gosto não
física
de CE
gosto
Física de
Física
CE CE
CE CE
CE
??????
11º FQ 11º FQ
Gosto
de
Física
Disciplina com enfoque nos conceitos de velocidade e aceleração e
na aplicação da lei fundamental da dinâmica a casos reais.
• Idades compreendidas entre os 18 e os 20 anos
• 5 alunos do 1º ano da licenciatura em Engenharia Química (2 SEM, 52 h/SEM)
• 7 alunos do 1º ano da licenciatura em Engenharia do Ambiente (1 SEM de 52 h)

13. 6 - 1º Ciclo, os
estudantes 8
Inquérito de expectativas de aprendizagem – Redisch e Steinberg
(1999)
O mais importante na aprendizagem da física é
• Compreensão dos conceitos e leis 4,4/5
• Memorização e utilização das fórmulas dadas 2,8/5
O tempo de sala de aula deve ser utilizado:
• pelo professor expondo matéria e resolvendo exercícios, o aluno
assume papel de receptor atento 4,2/5
• O professor deveria incentivar os alunos a participar fazendo
perguntas, resolvendo problemas, pesquisando tópicos relacionados
com os seus interesses pessoais e do curso 3,3/5
1=desacordo totalmente; 2=desacordo; 3=não tenho opinião; 4=concordo; 5=concordo plenamente

14. 7 - 1º C,
ferramentas e 8
metodologias
ferramentas para a ferramentas para a
“ENGENHARIA” da melhoria da INVESTIGAÇÃO da
aprendizagem aprendizagem
?????
dv x
= ax
dt

15. 7 - 1º C, ferramentas e
metodologias 8
Incentivo ao questionamento (Francislê, 2011)
e à modelagem (Teodoro, 2011) através de:
• Exemplificação do questionamento e da modelagem pelo
professor
• Discussão global em sala de aula baseada no questionamento e
na modelagem do professor e estudantes
• Testes online semanais de questionamento e modelagem
• TPC semanal online de questionamento dos alunos, tendo por
base bibliografia aconselhada
• trabalhos de grupo de questionamento e modelagem

16. 8 - 1º C, dados e
reflexões
Qual a importância da massa da Terra na intensidade Como é o movimento da queda de uma “super gota”
das forças de atracção entre a Terra e a Lua? de chuva?
O que acontece quando 2 asteróides colidem no De que maneira o programa Modellus nos pode
espaço sideral? ajudar a perceber o funcionamento de um moinho
eólico, nos parâmetros da física?

17. 8 - 1º C, dados e
reflexões
Inquérito de avaliação de aprendizagem (Oliveira, 2009)
Questionamento e modelagem na aprendizagem
• O questionamento facilitou a sua aprendizagem dos conceitos e leis
aplicados a problemas reais? 3,9/5
• A modelagem facilitou a sua aprendizagem dos conceitos e leis
aplicados a problemas reais? 3,8/5
Na aula, o tempo de:
• esclarecimento de dúvidas dos estudantes foi adequado ? 4,8/5
• incentivo, pelo professor, à colocação de questões pelos estudantes
foi adequado ? 4,9/5
1=desacordo totalmente; 2=desacordo; 3=não tenho opinião; 4=concordo; 5=concordo plenamente

18. 8 - 1º C, dados e
reflexões
Conselhos aos colegas
Conselhos à futuros:
docente : 1. “estudem o máximo
1. fazer CE
CE
possível, desde o
menos CE CE
início”
TPC” CE
CE
2. “aproveitem pois,
2. “ter ainda CE
com esforço,
CE
mais
CE
CE
CE
conseguem grandes
exercícios CE
resultados”
com 3. “aproveitem que é
resoluções das cadeiras menos
” maçudas do
semestre”
4. “está organizada de
tal maneira que é
fácil passar com uma
Auto-críticas: boa nota”
1. “devia ter dedicado mais tempo em casa”
2. “ter feito um esforço maior para gostar desta
disciplina”

19. Agradecimentos
Prof. Doutor Francislê Neri de Souza
Prof. Doutor Vítor Duarte Teodoro
• Revisores e Júri da defesa do Projecto de Tese
• Professores e colegas da parte curricular do
Doutoramento em Multimédia em Educação
2010/2011