Orientador: Pedro Wagner Gonçalves / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-18T23:04:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zanini_SilvanaMariaCorrea_M.pdf: 2926577 bytes, checksum: 2059099f499b0fd6182bab3bbfa001d1 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Esta pesquisa realizada em ambiente de Educação de Jovens e Adultos (EJA) pretendeu desenvolver aprendizagem de Química por meio de inovação curricular que, aplicada e analisada, trouxe perspectivas de ensino de Química contextualizado por meio do ambiente terrestre. Os conteúdos abordados foram organizados para proporcionar o entendimento de um tema sócioambiental. O tema escolhido, com o propósito de despertar o interesse dos alunos da EJA, teve como ponto de partida a história de moradores da cidade de Cajamar (SP), que tiveram suas casas destruídas ou danificadas pelo colapso do carste coberto. O estudo termodinâmico do fenômeno de dissolução e precipitação do carbonato de cálcio foi escolhido para aclarar a dinâmica natural e possibilitar debates sobre as causas que levaram ao colapso das casas. Os referenciais teóricos do movimento de Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS) e as contribuições das Geociências guiaram as opções metodológicas. O interesse do aluno pelo contexto estudado (Terra) e as estratégias utilizadas na construção e aplicação da inovação curricular possibilitaram explorar aspectos que dizem respeito ao sistema Terra, tais como dinâmicas, complexidade, fluxos e trocas de matéria e energia. Os diálogos ocorridos compuseram a metodologia de ensino, permitiram a participação dos alunos no processo de ensino-aprendizagem e serviram de fonte de dados para pesquisa. Três categorias foram analisadas a partir da aplicação da inovação curricular a um grupo de alunos da EJA: aprendizado químico, visão de ambiente e aprendizado sócio-ambiental. A pesquisa se constituiu como estudo de caso e visou examinar o aprendizado de aluno selecionado. Os indicadores utilizados demonstraram que as estratégias foram capazes de efetivar as aprendizagens propostas e promover o engajamento do aluno no processo de ensino-aprendizagem / Abstract: The curricular innovation was applied and evaluated to understand terrestrial environments in order to teach chemical concepts. Contents were organized to understand a social and environmental problem. The issue was chosen to attract adult students. The houses of people in the city of Cajamar (in the Brazilian state of São Paulo) were destroyed or damaged by the collapse of the covered karst. A study on thermodynamics of dissolution and precipitation of calcium carbonate was chosen to bring light to the concept of natural processes and encourage a debate on what lead the houses to collapse. The Science, Technology and Society (STS) movement and contributions of the Geosciences guided the methodology. The interest of students on the field (the Earth) and the strategies employed in developing and applying these innovations have helped examining Earth-related issues, such as dynamics, complexity, flows and exchanges of matter and energy. A dialogue with students was part of the teaching methods and allowed students to participate, thus providing data and information for the research. Innovations were evaluated along with three different aspects: the learning of chemistry, the perspective on the environment and the learning of social and environmental processes. The indicators used showed that the strategies applied brought students to learn as well as engaged them in the teaching-learning process / Mestrado / Ensino e Historia de Ciencias da Terra / Mestre em Ensino e Historia de Ciencias da Terra

Web-based homework systems are becoming more common in general chemistry as instructors face ever-increasing enrollment. Yet providing meaningful feedback on assignments remains of the utmost importance. Chemistry instructors consider completion of homework integral to students' success in chemistry, yet only a few studies have compared the use of Web-based systems to the traditional paper-and-pencil homework within general chemistry. This study compares the traditional homework system to four different Web-based systems. Data from eight, semester classes consisting of a diagnostic pre-test, final semester grades, and the number of successful and unsuccessful students are analyzed. Statistically significant results suggest a chemistry instructor should carefully consider options when selecting a homework system.

Podcasts covering essential first-semester general chemistry laboratory techniques and central concepts that aid in experimental design or data processing were prepared and made available for students to access on an as-needed basis on iPhones- or iPod touches-. Research focused in three areas: the extent of podcast usage, the numbers and types of interactions between instructors and research teams, and student performance on graded assignments. Data analysis indicates that the podcast treatment research teams accessed a podcast 2.86 times on average during each week that podcasts were available. Comparison of interaction data for the lecture treatment research teams and podcast treatment research teams reveals that interactions with instructors were statistically significantly fewer for teams that had podcast access rather than a pre‐laboratory lecture. The implication of the results is that student research teams were able to gather laboratory information more effectively when it was presented in an on-demand podcast format. Finally, statistical analysis of data on student performance on graded assignments indicates no significant differences between outcome measures for the treatment groups when compared as cohorts. The only statistically significant difference is between students judged to be highly motivated; for this sub‐group the students in the podcast treatment group earned a course average that was statistically significantly higher than those in the lecture treatment group. This research study provides some of the first data collected on the effectiveness of podcasts delivered as needed in a first-semester general chemistry laboratory setting.

This project attempts to use an on-line telecommunication supplement to extend the boundary of the classroom beyond the limits of time and space in order to improve communication and extend the reach of the classroom.

published_or_final_version / Education / Master / Master of Science in Information Technology in Education

Os mapas conceituais (MCs) são organizadores gráficos com grande potencial para estimular a aprendizagem significativa. Porém, poucos trabalhos exploram o uso dos MCs elaborados pelo professor como material instrucional de Química. Nesta tese, a explicação química para dois fenômenos macroscópicos (cor nos fogos de artifício e a condução elétrica em diferentes materiais) foram escolhidos para serem representados e ensinados por meio dos MCs. A possibilidade de ler o MC de várias formas, a necessidade em estabelecer uma sequência de leitura e, a dificuldade do conteúdo representado podem gerar, no aluno que interage com o material, uma sensação de desorientação. A desorientação compromete os recursos cognitivos destinados à aprendizagem (processamento generativo) devido a uma alta complexidade do conteúdo (i.e., carga cognitiva intrínseca) ou a um formato de instrução inadequado (i.e., carga cognitiva extrínseca). Considerando os pressupostos da Teoria da Carga Cognitiva e da Teoria da Aprendizagem Multimídia, esses materiais devem ser elaborados de modo que as demandas cognitivas impostas ao aluno não excedam a limitada capacidade da MT, caso contrário, não sobrará recursos cognitivos suficientes para processar e adquirir novas informações, isto é, aprender. Sendo assim, o objetivo dessa tese foi avaliar o impacto de algumas estratégias para minimizar a desorientação provocada por MCs que organizam conteúdos de Química e, consequentemente, potencializar a aprendizagem de conceitos científicos. Três estudos foram conduzidos para avaliar o impacto do uso de dicas gráficas de navegação (Estudo I), do tipo de organização conceitual (Estudo II), do uso de recursos digitais associados ao MC (i.e., um hipertexto) e do nível de conhecimento prévio dos alunos (Estudo III) no ganho de conhecimento factual e conceitual e na carga cognitiva (e.g., esforço mental) declarada para compreender o conteúdo químico. Ao total, 253 alunos ingressantes à Escola de Artes, Ciências e Humanidades da Universidade de São Paulo participaram desta pesquisa entre os anos de 2014 e 2017. A metodologia quantitativa (em um planejamento quase-experimental) foi adotada para comparar estatisticamente as médias de desempenho e esforço mental dos alunos alocados em diferentes condições experimentais. Com base nos resultados, foi possível concluir que (1) independentemente do tipo de MC utilizado como material instrucional, todos os alunos foram capazes de aumentar o seu nível de conhecimento factual sobre o conteúdo químico e, (2) o uso da cor e da hierarquia conceitual como dicas gráficas de navegação foram capazes de minimizar a desorientação provocada pelos MCs via gestão de carga intrínseca e redução da carga extrínseca, respectivamente. O processamento generativo pôde ser potencializado pelo uso de recursos digitais associados ao MC, tornando-o um hipertexto com certo grau de orientação de navegação. Algumas implicações educacionais, limitações da pesquisa e possibilidade de estudos futuros também são apresentadas. / Concept maps (Cmaps) are graphical organisers with great potential to foster meaningful learning. However, just a few studies explore the use of teacher-prepared Cmaps as chemistry instructional material. In this thesis, chemical explanations for two macroscopic phenomena (the colour in fireworks and electric conductivity) are chosen to be represented and taught through Cmaps. The possibility of reading the Cmap in different ways, the need for establishing a reading sequence and the content difficulty can lead, for the learner who is interacting with the material, a sense of disorientation. Disorientation impairs the cognitive resources that should be used for learning (generative processes) due to either a high content complexity (i.e., intrinsic load) or an unsuited format of instruction (i.e., extraneous load). Based on the assumptions of Cognitive Load Theory and Multimedia Learning Theory, these materials should be elaborated in a way that the cognitive load imposed to the learners does not exceed the limited working memory capacity, otherwise, there are no left cognitive resources to process and acquire new knowledge (i.e., learn). The thesis\' goal was to evaluate the impact of some strategies in minimizing the disorientation of Cmap that organizes chemistry contents and, consequently, to foster scientific conceptual learning. Three studies were conducted to evaluate the impact of: using navigational graphical cues (Study I), different types of conceptual organisation (Study II), using digital resources linked to the Cmap (i.e., hypertext) and the level of learners\' prior knowledge (Study III) on the gain of factual and conceptual knowledge and the cognitive load (e.g., mental effort) related to understanding the chemical content. In total, 253 freshman university students to the School of Arts, Science and Humanities of the University of São Paulo participated in this research between 2014 and 2017. A quantitative methodology (by a pre-test-to-post-test quasi-experimental design) were adopted for statistically comparing the mean of performance and mental effort from students in different experimental conditions. Considering the results, it was concluded that: (1) regardless the type of Cmap used as instructional material, all students were capable to improve their level of factual knowledge about chemical concepts and (2) the use of colour and conceptual hierarchy as navigational graphical cues decreased Cmap disorientation by managing intrinsic load and reducing extraneous load, respectively. Generative processing was fostered using digital resources linked to the Cmap by offering a scaffold for hypertext navigation. Some educational implications, research limitations and future studies are also presented.

Considerando os processos de mudança na sociedade e a demanda por novas formas de trabalhar com o conhecimento no ensino, discute-se um novo caminho metodológico inovador: a Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP). Descrevendo suas raízes teóricas, procurou-se identificar os seus princípios orientadores a fim de formar cidadãos críticos e conscientes do mundo em que vivem. Os currículos escolares encontrados na maioria das escolas são multidisciplinares, formados por uma soma de disciplinas isoladas. Isso pode dificultar que os alunos dêem sentido aos conhecimentos adquiridos na escola, separando-os dos conhecimentos da \"vida\". A ABP, por ser um método de ensino que tem como ponto de partida um problema que pode ser relacionado à realidade dos alunos, pode ajudar a conferir sentido aos conhecimentos escolares. Aliada à interdisciplinaridade, a ABP torna-se uma ferramenta importante para tratar de problemas complexos da sociedade na escola. O objetivo desta pesquisa foi verificar se a ABP pode promover a interdisciplinaridade nas aulas de Química no Ensino Médio, utilizando as Ilhas de Racionalidade (IR) como modelo de trabalho interdisciplinar. A partir dos princípios da ABP e das etapas das IR, elaborou-se uma situação de aprendizagem (SApr) explorando o tema \"Tratamento e Gerenciamento de Recursos Hídricos em Grandes Cidades\". Os dados de pesquisa foram coletados em duas turmas do segundo ano do Ensino Médio em uma escola estadual localizada na região metropolitana de São Paulo. Os mapas conceituais elaborados pelos alunos no início e no final da SApr foram o principal instrumento de coleta de dados. Verificou-se que inicialmente os estudantes faziam relações superficiais sobre o assunto abordado na SApr havendo uma maior especialização nessas relações no final do processo, envolvendo conceitos de biologia, geografia e química. Pôde-se observar que problemas que se aproximam da realidade dos alunos, tratados de maneira interdisciplinar, motivam os alunos a aprender de forma mais significativa. / The curricula found in most schools are multidisciplinary, consisting of a sum of isolated disciplines. This can make it difficult for students to give meaning to the knowledge acquired in school, separating them from the knowledge of \"life\". The Problem-based Learning (PBL) is a teaching method that has as its starting point a problem related to the reality of students, increasing the meaning to the contents of scholar disciplines. Allied with interdisciplinary, PBL becomes an important tool to address complex problems of society. The purpose of this study was to determine whether PBL can promote interdisciplinarity during chemistry classes in high school, using the Rationality Islands (RI) as a model for the interdisciplinary work. Based on the PBL principles and the RI stages, a 14- class sequence was set up for discussing \"Treatment and Water Resources Management in Big Cities\". Empirical data were collected in two 2nd-year classrooms of a public high school, located in São Paulo. The concept maps produced by students at the beginning and end of the 14-class sequence were the main option for collecting data. It was found that students made superficial relations about the concepts involved with the subject at the beggining, focusing only on chemistry and facts. On the other hand, the final concept maps showed interdisciplinary relationships involving concepts from biology, geography and chemistry. It was observed that problems that approach the reality of children treated in an interdisciplinary way motivate students to learn more significantly.

A formação de professores é um tema bastante explorado pelos pesquisadores da área da educação. Essas pesquisas, no entanto, acabam tendo um enfoque maior na educação básica. Com relação à formação do docente para atuação no Ensino Superior, não temos nenhuma exigência legal de formação específica para o exercício profissional; há apenas uma recomendação que esses profissionais devam ser preparados em cursos de Pós-Graduação. No entanto, esses cursos estão voltados à formação de pesquisadores em campos específicos e não objetivam a formação de professores. Diante disso, temos um quadro de profissionais altamente qualificados para a atuação em pesquisa, porém, com uma formação não adequada para a docência, exercendo funções docentes nas universidades. Com o objetivo de investigar quais são os fatores necessários para a formação do docente do Ensino Superior em Química, desenvolvemos a presente pesquisa. Para isso, aplicamos questionários, realizamos entrevistas com docentes do Instituto de Química da USP e fizemos análise da legislação e de documentos pertinentes ao tema. Os dados evidenciam que a maioria acredita que para atuação como docente no Ensino Superior basta o profundo conhecimento do conteúdo. A prática docente se dá, na maioria das vezes, de forma empírica, por tentativa e erro e imitação de seus antigos professores. Alguns docentes afirmam que não optaram pela docência, no entanto ela ocorreu de maneira circunstancial, pois para manter-se vinculado à universidade para a realização de suas pesquisas, devem atuar como docentes. Verificamos também que a docência é vista como uma atividade de menor prestígio quando comparada à pesquisa e essa desvalorização está alicerçada pelos critérios de avaliação para a progressão na carreira e liberação de financiamento de pesquisas pelas agências de fomento. Concluímos que não existe um único fator que possamos considerar como a peça fundamental para a formação do docente. O docente vai sendo formado ao longo de sua atuação profissional, a partir da reflexão que faz sobre sua prática. Além disso, acreditamos na necessidade de repensar e reorganizar a Pós-Graduação diante da real e premente necessidade da formação do docente do Ensino Superior através de atividades que possibilitem problematizar, vivenciar, refletir e pesquisar sobre a atividade profissional em docência. / Teachers Education is a topic extensively explored by researchers in the field of education. These researches, however, end up having a greater focus on basic education. As far as teachers training to perform in higher education, we have no legal requirements demanding specific training for professional practice; there is only a recommendation that these professionals should get their education in Postgraduate courses. However, these courses are focused on training researchers in specific fields and they are not aim at teacher training. Thus, we have teachers who are highly qualified researchers, but who have no adequate training for teaching, and they are occupying teaching positions at universities. With the aim of investigating what is necessary to prepared teachers for occupying positions in Chemistry Higher Education Courses, we developed this research. In order to do that, we applied questionnaires, conducted interviews with faculty members of the Institute of Chemistry, USP and analyzed the legislation and documents which are relevant for this subject matter. The collected data showed that most of them believe that to be a higher education teacher all that is necessary is to have a deep knowledge of the subject being taught. Teaching methods are acquired, in most cases, empirically, by trial and error and by imitating former teachers. Some teachers even said that they did not want teaching positions, however due to circumstances they were forced by the university to teach in order to keep doing research. We also found out that teaching is seen as less prestigious than doing research and this devaluation is grounded on evaluation criteria for career advancement and release of research funding by development agencies. We came to the conclusion that there is no single factor that can be considered fundamental to prepare them for teaching. Teachers will be trained throughout their professional careers, from their own reflections and from practice. Furthermore, we believe its necessary to rethink and reorganize the Graduate Programs taking in consideration the real and urgent need of training higher education teachers through activities that allow them to discuss, experience, reflect and research about the professional methodologies of teaching.

A formação de professores é um tema bastante explorado pelos pesquisadores da área da educação. Essas pesquisas, no entanto, acabam tendo um enfoque maior na educação básica. Com relação à formação do docente para atuação no Ensino Superior, não temos nenhuma exigência legal de formação específica para o exercício profissional; há apenas uma recomendação que esses profissionais devam ser preparados em cursos de Pós-Graduação. No entanto, esses cursos estão voltados à formação de pesquisadores em campos específicos e não objetivam a formação de professores. Diante disso, temos um quadro de profissionais altamente qualificados para a atuação em pesquisa, porém, com uma formação não adequada para a docência, exercendo funções docentes nas universidades. Com o objetivo de investigar quais são os fatores necessários para a formação do docente do Ensino Superior em Química, desenvolvemos a presente pesquisa. Para isso, aplicamos questionários, realizamos entrevistas com docentes do Instituto de Química da USP e fizemos análise da legislação e de documentos pertinentes ao tema. Os dados evidenciam que a maioria acredita que para atuação como docente no Ensino Superior basta o profundo conhecimento do conteúdo. A prática docente se dá, na maioria das vezes, de forma empírica, por tentativa e erro e imitação de seus antigos professores. Alguns docentes afirmam que não optaram pela docência, no entanto ela ocorreu de maneira circunstancial, pois para manter-se vinculado à universidade para a realização de suas pesquisas, devem atuar como docentes. Verificamos também que a docência é vista como uma atividade de menor prestígio quando comparada à pesquisa e essa desvalorização está alicerçada pelos critérios de avaliação para a progressão na carreira e liberação de financiamento de pesquisas pelas agências de fomento. Concluímos que não existe um único fator que possamos considerar como a peça fundamental para a formação do docente. O docente vai sendo formado ao longo de sua atuação profissional, a partir da reflexão que faz sobre sua prática. Além disso, acreditamos na necessidade de repensar e reorganizar a Pós-Graduação diante da real e premente necessidade da formação do docente do Ensino Superior através de atividades que possibilitem problematizar, vivenciar, refletir e pesquisar sobre a atividade profissional em docência. / Teachers Education is a topic extensively explored by researchers in the field of education. These researches, however, end up having a greater focus on basic education. As far as teachers training to perform in higher education, we have no legal requirements demanding specific training for professional practice; there is only a recommendation that these professionals should get their education in Postgraduate courses. However, these courses are focused on training researchers in specific fields and they are not aim at teacher training. Thus, we have teachers who are highly qualified researchers, but who have no adequate training for teaching, and they are occupying teaching positions at universities. With the aim of investigating what is necessary to prepared teachers for occupying positions in Chemistry Higher Education Courses, we developed this research. In order to do that, we applied questionnaires, conducted interviews with faculty members of the Institute of Chemistry, USP and analyzed the legislation and documents which are relevant for this subject matter. The collected data showed that most of them believe that to be a higher education teacher all that is necessary is to have a deep knowledge of the subject being taught. Teaching methods are acquired, in most cases, empirically, by trial and error and by imitating former teachers. Some teachers even said that they did not want teaching positions, however due to circumstances they were forced by the university to teach in order to keep doing research. We also found out that teaching is seen as less prestigious than doing research and this devaluation is grounded on evaluation criteria for career advancement and release of research funding by development agencies. We came to the conclusion that there is no single factor that can be considered fundamental to prepare them for teaching. Teachers will be trained throughout their professional careers, from their own reflections and from practice. Furthermore, we believe its necessary to rethink and reorganize the Graduate Programs taking in consideration the real and urgent need of training higher education teachers through activities that allow them to discuss, experience, reflect and research about the professional methodologies of teaching.

Considerando os processos de mudança na sociedade e a demanda por novas formas de trabalhar com o conhecimento no ensino, discute-se um novo caminho metodológico inovador: a Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP). Descrevendo suas raízes teóricas, procurou-se identificar os seus princípios orientadores a fim de formar cidadãos críticos e conscientes do mundo em que vivem. Os currículos escolares encontrados na maioria das escolas são multidisciplinares, formados por uma soma de disciplinas isoladas. Isso pode dificultar que os alunos dêem sentido aos conhecimentos adquiridos na escola, separando-os dos conhecimentos da \"vida\". A ABP, por ser um método de ensino que tem como ponto de partida um problema que pode ser relacionado à realidade dos alunos, pode ajudar a conferir sentido aos conhecimentos escolares. Aliada à interdisciplinaridade, a ABP torna-se uma ferramenta importante para tratar de problemas complexos da sociedade na escola. O objetivo desta pesquisa foi verificar se a ABP pode promover a interdisciplinaridade nas aulas de Química no Ensino Médio, utilizando as Ilhas de Racionalidade (IR) como modelo de trabalho interdisciplinar. A partir dos princípios da ABP e das etapas das IR, elaborou-se uma situação de aprendizagem (SApr) explorando o tema \"Tratamento e Gerenciamento de Recursos Hídricos em Grandes Cidades\". Os dados de pesquisa foram coletados em duas turmas do segundo ano do Ensino Médio em uma escola estadual localizada na região metropolitana de São Paulo. Os mapas conceituais elaborados pelos alunos no início e no final da SApr foram o principal instrumento de coleta de dados. Verificou-se que inicialmente os estudantes faziam relações superficiais sobre o assunto abordado na SApr havendo uma maior especialização nessas relações no final do processo, envolvendo conceitos de biologia, geografia e química. Pôde-se observar que problemas que se aproximam da realidade dos alunos, tratados de maneira interdisciplinar, motivam os alunos a aprender de forma mais significativa. / The curricula found in most schools are multidisciplinary, consisting of a sum of isolated disciplines. This can make it difficult for students to give meaning to the knowledge acquired in school, separating them from the knowledge of \"life\". The Problem-based Learning (PBL) is a teaching method that has as its starting point a problem related to the reality of students, increasing the meaning to the contents of scholar disciplines. Allied with interdisciplinary, PBL becomes an important tool to address complex problems of society. The purpose of this study was to determine whether PBL can promote interdisciplinarity during chemistry classes in high school, using the Rationality Islands (RI) as a model for the interdisciplinary work. Based on the PBL principles and the RI stages, a 14- class sequence was set up for discussing \"Treatment and Water Resources Management in Big Cities\". Empirical data were collected in two 2nd-year classrooms of a public high school, located in São Paulo. The concept maps produced by students at the beginning and end of the 14-class sequence were the main option for collecting data. It was found that students made superficial relations about the concepts involved with the subject at the beggining, focusing only on chemistry and facts. On the other hand, the final concept maps showed interdisciplinary relationships involving concepts from biology, geography and chemistry. It was observed that problems that approach the reality of children treated in an interdisciplinary way motivate students to learn more significantly.