Limited research has been done on the implementation of experiential learning to align with science and engineering practices. This research project developed an instrumental case study to examine the efficacy of an experiential education framework for teaching and learning water science and engineering practices in the elementary science classroom. This study investigates the process of a practicing scientist mentoring a 6th grade elementary science teacher and their participation in professional development activities, strategies used for preparation and practice, classroom implementation, and the consequences of student learning with two sections of science students. Data collection and analysis of teacher background surveys, unit plans provided by the teacher, classroom and field observations, and a semi-structured interview were data sources for the study. Student evidence was collected from pre/post drawing assessments, pre/posttests, reflections, and student artifacts. The findings indicated that personal, intensive long term professional development sessions had an impact on the teacher’s practice, where she was able to use the experiential framework as a guiding principle to create an outdoor and classroom-based unit on water in Earth systems. In her practice, she was able to use the framework to create analogies to make connections between natural water filtration and classroom models, and she used an integrated approach to discuss engineering and filter design. The scientist-teacher mentorship resulted in an increase in the teacher’s confidence and ability to teach elementary science topics on water science. Students’ conceptual understanding of water cycle components and processes progressed over the course of the unit from atmospheric level to subsurface level interactions. Students achieved an understanding of physical properties of matter and hydrogeological concepts of permeability and porosity. Students were able to understand systems thinking and developed dynamic thinking. Implications of this study indicate that the experiential learning framework is an effective pedagogical tool for teachers to introduce science and engineering practices as specified in the K-12 Framework. Using this framework, the classroom teacher was able to complete practices for planning and carrying out investigations, developing and using models, analyzing and interpreting data, and constructing and designing solutions.

Este trabalho apresenta a construção, a aplicação e a avaliação de uma Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS) fazendo uso das multimídias digitais na disciplina de Ciências no estudo da água. A proposta de trabalho partiu do pressuposto de que grande parte dos estudantes percebe a aprendizagem como distantes da sua realidade, pouco aproveitável e desconectada das suas necessidades cotidianas. Para suprir estas lacunas, o trabalho fundamenta-se na teoria da aprendizagem significativa que apresenta uma concepção de aprendizagem na qual deve ser estabelecida uma comunicação eficaz, que respeite e conduza o estudante a imaginar-se como parte integrante do novo conhecimento por meio de elos ou de termos familiares. De maneira complementar, se fez uso das tecnologias de informação e comunicação na esfera pedagógica como um auxílio do processo de ensino-aprendizagem. A produção de vídeo, é um recurso enriquecedor que pode ser usado em atividades de ensino e aprendizagem. O vídeo, quando produzido pelos próprios estudantes, expande habilidades, materializa conhecimento aprendido e favorece processos de auto avaliação. A pesquisa foi realizada por meio de uma abordagem qualitativa descritiva quanto aos objetivos e participantes quanto aos procedimentos. A UEPS proposta foi organizada em seis momentos, contendo atividades variadas. A aplicação da unidade de ensino ocorreu no período de junho a agosto de 2016. Participaram da aplicação 25 alunos de 6º ano do ensino fundamental II. A instituição que proporcionou a aplicação é de ensino privado situada na cidade de Caxias do Sul/RS. A análise dos resultados da aprendizagem foi diagnosticada por meio de diário de bordo, ao longo de sua implementação, pelos materiais produzidos pelos alunos. Os estudantes ampliaram os conhecimentos de maneira significativa e desenvolveram habilidades referentes ao uso das multimídias. A produção de vídeo foi percebida pelos estudantes como uma atividade inovadora. A unidade de ensino potencialmente significativa desta dissertação apresentou resultados importantes no que se refere à aprendizagem, pois os alunos que participaram dos seis momentos mostraram não só uma predisposição para assimilar os conceitos trabalhados, como também à capacidade de transferi-los e de aplicá-los em outros contextos de aprendizagem. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2017-09-21T18:32:17Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Eliete Dal Molin.pdf: 2335509 bytes, checksum: 2e5ff3c22a7b01268af9832813be25ce (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-21T18:32:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Eliete Dal Molin.pdf: 2335509 bytes, checksum: 2e5ff3c22a7b01268af9832813be25ce (MD5) Previous issue date: 2017-09-21 / This study presents the construction, application and evaluation of a Potentially Significant Teaching Unit (PSTU) making use of digital multimedia in the discipline of Sciences in the study of water. The proposal of this study was based on the assumption that most students perceive learning as distant from their reality, unusable and disconnected from their everyday needs. To fill these gaps, this study is based on the theory of meaningful learning that presents a learning conception in which effective communication must be established, respecting and leading the students to imagine themselves as part of the new knowledge through links or familiar terms. In a complementary way, the information and communication technologies usage was made in the pedagogical scope as an aid to the teaching-learning process. Video production is an enriching resource that can be used in teaching and learning activities. The video, when produced by the students themselves, expands skills, materialized knowledge learned and promotes self-assessment processes. The research was carried out through a qualitative descriptive approach regarding the objectives and participants over the procedures. The proposed PSTU was organized in six moments, including varied activities. The application of the teaching unit took place from June to August 2016. Twenty-six students from elementary school II participated in this application. The institution that provided the application is a private school located in the city of Caxias do Sul / RS – Brazil. The analysis of the learning outcomes was diagnosed through logbook, during its implementation, by the materials produced by the students. The students broadened their knowledge significantly and developed skills related to the use of multimedia. The video production was perceived by the students as an innovative activity. The potentially significant teaching unit of this thesis presented important results in terms of learning, since the students who participated in the six moments showed not only a predisposition to assimilate the concepts worked, but also the ability to transfer them and to apply them, in other contexts of learning.

Este trabalho apresenta a construção, a aplicação e a avaliação de uma Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS) fazendo uso das multimídias digitais na disciplina de Ciências no estudo da água. A proposta de trabalho partiu do pressuposto de que grande parte dos estudantes percebe a aprendizagem como distantes da sua realidade, pouco aproveitável e desconectada das suas necessidades cotidianas. Para suprir estas lacunas, o trabalho fundamenta-se na teoria da aprendizagem significativa que apresenta uma concepção de aprendizagem na qual deve ser estabelecida uma comunicação eficaz, que respeite e conduza o estudante a imaginar-se como parte integrante do novo conhecimento por meio de elos ou de termos familiares. De maneira complementar, se fez uso das tecnologias de informação e comunicação na esfera pedagógica como um auxílio do processo de ensino-aprendizagem. A produção de vídeo, é um recurso enriquecedor que pode ser usado em atividades de ensino e aprendizagem. O vídeo, quando produzido pelos próprios estudantes, expande habilidades, materializa conhecimento aprendido e favorece processos de auto avaliação. A pesquisa foi realizada por meio de uma abordagem qualitativa descritiva quanto aos objetivos e participantes quanto aos procedimentos. A UEPS proposta foi organizada em seis momentos, contendo atividades variadas. A aplicação da unidade de ensino ocorreu no período de junho a agosto de 2016. Participaram da aplicação 25 alunos de 6º ano do ensino fundamental II. A instituição que proporcionou a aplicação é de ensino privado situada na cidade de Caxias do Sul/RS. A análise dos resultados da aprendizagem foi diagnosticada por meio de diário de bordo, ao longo de sua implementação, pelos materiais produzidos pelos alunos. Os estudantes ampliaram os conhecimentos de maneira significativa e desenvolveram habilidades referentes ao uso das multimídias. A produção de vídeo foi percebida pelos estudantes como uma atividade inovadora. A unidade de ensino potencialmente significativa desta dissertação apresentou resultados importantes no que se refere à aprendizagem, pois os alunos que participaram dos seis momentos mostraram não só uma predisposição para assimilar os conceitos trabalhados, como também à capacidade de transferi-los e de aplicá-los em outros contextos de aprendizagem. / This study presents the construction, application and evaluation of a Potentially Significant Teaching Unit (PSTU) making use of digital multimedia in the discipline of Sciences in the study of water. The proposal of this study was based on the assumption that most students perceive learning as distant from their reality, unusable and disconnected from their everyday needs. To fill these gaps, this study is based on the theory of meaningful learning that presents a learning conception in which effective communication must be established, respecting and leading the students to imagine themselves as part of the new knowledge through links or familiar terms. In a complementary way, the information and communication technologies usage was made in the pedagogical scope as an aid to the teaching-learning process. Video production is an enriching resource that can be used in teaching and learning activities. The video, when produced by the students themselves, expands skills, materialized knowledge learned and promotes self-assessment processes. The research was carried out through a qualitative descriptive approach regarding the objectives and participants over the procedures. The proposed PSTU was organized in six moments, including varied activities. The application of the teaching unit took place from June to August 2016. Twenty-six students from elementary school II participated in this application. The institution that provided the application is a private school located in the city of Caxias do Sul / RS – Brazil. The analysis of the learning outcomes was diagnosed through logbook, during its implementation, by the materials produced by the students. The students broadened their knowledge significantly and developed skills related to the use of multimedia. The video production was perceived by the students as an innovative activity. The potentially significant teaching unit of this thesis presented important results in terms of learning, since the students who participated in the six moments showed not only a predisposition to assimilate the concepts worked, but also the ability to transfer them and to apply them, in other contexts of learning.