Este volume descreve o trabalho multi e interdisciplinar de pesquisa realizado na área de Inteligência Artificial aplicada à Educação, tendo como objetivo principal à proposta de uma metodologia de trabalho suportada por um ambiente na Web como recurso de apoio à aprendizagem almejada pela subárea de Programação Computacional, nos cursos de graduação em Informática. O trabalho investigativo e experimental foi desenvolvido com base na teoria proposta por Ausubel e o ambiente desenvolvido possui arquitetura baseada nos Sistemas Tutores Inteligentes, onde se buscou criar um Assistente Virtual de Ensino Inteligente, cujo comportamento é modelado a partir de um conjunto de regras oriundas da Lógica Fuzzy. Esta base de regras busca estabelecer uma nova forma de análise e assistência no acompanhamento da evolução de aprendizagem do aluno, tendo por base os pressupostos da teoria ausubeliana. A organização dos conteúdos na base de domínio utiliza uma estrutura organizada na forma de Mapas Conceituais, os quais possuem relação com as funções de pertinência associadas aos objetivos destes conteúdos. O trabalho experimental foi realizado na universidade onde o autor trabalha como docente, permitindo que fossem realizadas as análises e entrevistas de forma facilitada. O protótipo, criado para validar alguns aspectos da tese, obteve sucesso e constatou um aproveitamento médio melhor na aprendizagem em Programação Computacional. / This volume describe the multi and interdisciplinary work of made research in the Artificial Intelligence area applied to Education, with the main objective to the purpose of one methodology of work that has the support by Web environment as a way of support for the expected learning by the Computational Programming sub area in the graduation courses of Informatics. The investigative and experimental work was developed based in the theory proposed by Ausubel and the developed environment has the architecture based in the Intelligent Tutoring Systems, looking for a creation of one Intelligent Teaching Assistant, which the behavior is model from the rule group with origin in Fuzzy Logic. This base of rules search to establish one new form of analysis and assistance to go along with evolution of student knowledge, basing in the presuppositions of Subsumption Theory. The organization of contents in the base of dominion use one organized structure in Conceptual Maps form, that have the relation with functions of associated relevant to the objectives of these contents. The experimental work was realized in university where the author works as a teacher, giving the permission to realize the analysis and interviews in the easy way. The prototype, created for some aspect validation of the thesis it was obtained success and it was consisted a medium development better than the learning in the Computacional Programming.

Esta dissertação teve como objetivo desenvolver um trabalho de qualificação de alunos do curso Normal para atividades futuras de ensino de Física Térmica nas séries iniciais do Ensino Fundamental, visando suprir as lacunas existentes em sua formação. O trabalho foi composto por uma revisão teórica dos conteúdos, por experimentos aplicáveis nas séries iniciais e por textos de apoio. O referencial teórico que dá suporte a este trabalho está centrado na teoria da aprendizagem significativa de Ausubel e na teoria sóciointeracionista de Vygotsky. Para guiar o desenvolvimento das atividades docentes, tivemos como base também, a abordagem dos momentos pedagógicos, proposta por Delizoicov e Angotti. A proposta foi implementada na forma de um curso de extensão para alunos do Curso Normal do Colégio Municipal Pelotense e do Instituto Educacional Estadual Assis Brasil, ambos na cidade de Pelotas (RS), em seis módulos independentes. Foram realizadas três aplicações do curso sendo que nas duas primeiras, participaram 12 alunos da quarta série do Curso Normal do Colégio Municipal Pelotense em cada uma e, na terceira, participaram 14 alunos recém formados no Instituto Educacional Estadual Assis Brasil. Ao final de cada aplicação foi feita uma avaliação da proposta através de testes e entrevistas com os estudantes. / This dissertation aimed to develop a project to qualify students from teacher training courses in order to do classes about thermal physics for the initial grades from the primary schools targeting to fill in the existing gaps in their formation. The work is made up of a theoretical review of contents, by applicable experiments in the initial grades and supporting texts. The theoretical reference, which backs up the work, is focused on the significant learning theory of Ausubel and on Vygotsky's social interactionist theory. In order to guide the development of teaching activities, the approach of the pedagogical moments proposed by Delizoicov e Angotti also was used as a baseline. The proposal has been implemented in the form of a extension course, in six independent modules, was carried out for the students from the teacher training course at Colégio Municipal Pelotense and Instituto Educacional Estadual Assis Brasil, both schools in the city of Pelotas (RS). Three applications of the same course were carried out. In the first two courses 12 students from the 4th grade of the teacher training course from Colégio Municipal Pelotense took part in each one and in the third course, 14 recently graduated students from Instituto Educacional Estadual Assis Brasil participated. At the end of each course, an evaluation of the proposal was carried out using tests and interviews with the students.

Apresenta-se um estudo preliminar a respeito das possíveis representações sociais da Física Quântica entre estudantes de diferentes grupos sociais. Após levantamento prévio sobre associações possíveis para a expressão "Física Quântica", foi elaborado um questionário composto por um teste de associação escrita de conceitos (TAEC) e um teste de associação numérica de conceitos (TANC). Responderam ao questionário 494 pessoas, divididas em três grupos: graduandos no curso de Física, estudantes de outros cursos superiores e alunos de Ensino Médio. As respostas aos questionários foram analisadas utilizando estatística multidimensional, o que permitiu a obtenção de diagramas que refletem a estrutura conceitual compartilhada pelos grupos sociais investigados. À luz dos referenciais teóricos da aprendizagem significativa e das representações sociais, foi possível verificar a existência ou não destas representações, que podem atuar como subsunçores para o ensino de Física, juntamente com outras ideias que compõem a ecologia representacional mental do aprendiz. Algumas dessas ideias podem ter sofrido a influência de meios de divulgação, como mídia, livros e filmes. Esses meios auxiliam na propagação de conceitos científicos - ou quase científicos - influenciam o conhecimento das pessoas, por isso se faz necessário investigar qual o significado atribuído a tais conceitos na elaboração de representações sociais. Os resultados indicam a existência de representações sociais compartilhadas entre sujeitos de alguns grupos investigados, permitindo sua identificação e caracterização. Foram encontrados indícios da influência dos meios de divulgação nas representações sociais dos alunos de Ensino Médio, que devem ser mais bem estudados em trabalhos futuros. / A preliminary study regarding possible social representations of quantum physics among students from different social groups is described. Based on an initial survey on word associations to the expression "quantum physics" a questionnaire was constructed including a test of written concept associations (WCA) and a test of numerical concept association (NCA). This questionnaire was answered by 494 students, divided into three groups: physics undergraduate students, high school students, and undergraduate students from subjects other than physics. Data was analysed using the multidimensional scaling technique which provided spatial diagrams that reflect the conceptual structure shared by the investigated social groups. In the theoretical framework of the meaningful learning and social representations theories it was possible to gather evidences of the existence or not of social representations which may act as subsumers in the learning of physics together with other representations that constitute the mental representational ecology of the learners. Some of these representations might be an effect of information provided by books, movies and other media. This media disseminate information regarding scientific - or almost scientific concepts - and influence people's knowledge. Given that previous knowledge is the main variable influencing the acquisition of knew knowledge it is important to investigate the social representations resulting from this dissemination of information. Research findings suggest the existence of social representations about quantum physics shared by some of the subjects and groups studied. Specially in the case of high school students some evidence was obtained about the existence of social representations that should be more explored in future studies.

Submitted by Edileide Reis (leyde-landy@hotmail.com) on 2013-05-07T12:48:02Z No. of bitstreams: 1 Mauricio Mogilka.pdf: 819095 bytes, checksum: 03228d9381a93213bb157267a7c5d281 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Auxiliadora Lopes(silopes@ufba.br) on 2013-05-17T15:38:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Mauricio Mogilka.pdf: 819095 bytes, checksum: 03228d9381a93213bb157267a7c5d281 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-17T15:38:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mauricio Mogilka.pdf: 819095 bytes, checksum: 03228d9381a93213bb157267a7c5d281 (MD5) Previous issue date: 2004 / Os vários paradigmas docentes surgidos no século XX, com orientações teóricas e ideológicas alternativas ao modelo tradicional, preconizam ou ao menos sugerem uma educação integral para a formação do sujeito-cidadão. Contudo, a estruturação metodológica desta formação integral tem se mostrado difícil, na teoria e na prática. Será tal dificuldade inerente à prática educativa? Será sempre necessário que uma prática privilegie uma dimensão na formação das crianças (cognitiva, afetiva ou social) em prejuízo das demais? Este é o problema central desta investigação, que foi desenvolvida com os conceitos e reflexões da pedagogia humanista, especialmente o pensamento de Rousseau, Dewey e Rogers. Trata-se aqui de uma pesquisa teórica, que buscou inicialmente trabalhar com os conceitos de sujeito e de natureza humana para lidar com a questão da formação humana. Em seguida, foi abordada a filosofia social e a concepção de democracia, com especial ênfase para a forma como esta abordagem relaciona os fenômenos do desenvolvimento pessoal e vida social, tentando superar os dualismos presentes nos modos modernos de pensar, tais como individual-social, sujeito-estrutura, mente-objeto, razão-emoção. A próxima etapa foi desenvolver a concepção de conhecimento e aprendizagem, e a forma como ela poderia favorecer os processos de formação integral. Na última parte, esta investigação procurou mergulhar nos aspectos mais íntimos do que seriam estas práticas de formação integral, tentando desvendar os mistérios do que já existe e construir alguns princípios para o que poderá vir a existir. Contudo, esta construção aqui não se refere a técnicas, receitas ou fórmulas, mas princípios inspiradores para a ação e o pensamento. Por último, este estudo apresenta algumas conclusões sobre as possibilidades de formação integral das crianças, na realidade que vivemos. Embora esta seja entendida como uma possibilidade viável, ela é problemática, pois a sua constituição envolveria a superação ao menos parcial de algumas das fragmentações que envolvem o ato educativo, referentes à própria subjetividade das pessoas que trabalham com as crianças, como também aquelas de caráter mais amplo, como o currículo, a organização da instituição educativa, as condições materiais do trabalho e as suas relações com as comunidades externas e as suas lutas sociais. / Salvador

This study discusses the "years of Scientific Literacy of the teacher starting with the elementary school ". It aims to critically analyze the scientific literacy within the practice teaching of the teacher/trainee starting from elementary school. The study is based on the theory of significant learning and raises a new perspective on the progress of the teaching, learning, and the significance relating to the students of the pedagogy course. This is in relation to the teaching of natural sciences, in order to identify the elements capable of contributing to effective renewal in training of teachers. Such research is based on Ausubel and Moreira, Chassot, Hernandéz and others. The search for embossing a qualitative research is the type of action that took place in a Public School Hall of Palmeira dos Indios, which is the locus Stage Supervised Practice of Teaching in the years starting from elementary school, the course of Pedagogy of the School of Science Human and Economic of Palmeira dos Indios. We examined four teachers/trainees who developed projects to work on scientific topics in classes from 1st to 4th grade of elementary school. The projects used questionnaires, portfolios, reports of meetings and interviews as instruments of research. They investigated the teaching, field of scientific content reports of characterization, observation, portfolios (terms of record with all shares held by the students on stage text, photos, activities, testimonials, etc.) and their work projects. Then it happened the socialization experiences, seminars, deepening theoretical and conceptual construction of maps. The work of research contributed in a meaningful way to the construction of knowledge about the teaching practice. There is a need for scientific literacy and understanding of the theory of learning significant criticism in Alagoas. However, due to lack of a significant learning of the content of natural sciences in school, it is confirmed the hypothesis that the use of the methodology of work projects on practice teaching, involving scientific themes, can mean learning in the natural sciences for the teachers of the early years of primary school. Thus, will raise their scientific literacy. / Este estudo discute a Alfabetização Científica do professor dos anos inicias do Ensino Fundamental na perspectiva da Teoria da Aprendizagem Significativa. Tem como objetivos: analisar, criticamente, como se dá a alfabetização científica na prática docente do professor/estagiário dos anos iniciais do ensino fundamental, com base na teoria da aprendizagem significativa, e suscitar um novo olhar para a dinamização do processo de ensino e significação da aprendizagem dos alunos do curso de pedagogia, no que diz respeito ao ensino de ciências naturais, a fim de que seja possível identificar os elementos capazes de contribuir para a efetiva renovação na formação de professores. A referida investigação está fundamentada em Ausubel e Moreira, Chassot, Hernandéz e outros. A pesquisa de cunho qualitativo é do tipo pesquisa ação; realizou-se numa Escola Pública Municipal de Palmeira dos Índios, a qual é locus do Estágio Supervisionado em Prática de Ensino dos anos iniciais do Ensino Fundamental, do curso de Pedagogia do Campus III da Universidade Estadual de Alagoas em Palmeira dos Índios. Foram analisadas quatro professoras/estágiárias que desenvolveram projetos de trabalhos com temas científicos em turmas de 1ª a 4ª série do Ensino Fundamental. Utilizaram-se questionários, portifólios, relatórios de encontros e entrevistas como instrumentos da pesquisa. Foram investigados seus discursos pedagógicos, seu domínio de conteúdos científicos (análise de conteúdos), seus relatórios de caracterização e observação, seus portifólios (caderno de registro com todas as ações realizadas pelas alunas no estágio, textos, fotos, atividades, depoimentos etc) e seus projetos de trabalhos. Em seguida, aconteceu a socialização das experiências, seminários de aprofundamentos teóricos e construção de mapas conceituais. O trabalho de pesquisa contribuiu de maneira significativa na produção do conhecimento sobre a prática docente e disseminou a necessidade da alfabetização científica e da compreensão da teoria da aprendizagem significativa crítica em Alagoas. Todavia, percebeu-se a carência de uma aprendizagem significativa dos conteúdos de ciências naturais veiculados na escola e confirmou-se a hipótese de que a utilização da metodologia de projetos de trabalhos na prática docente, envolvendo temas científicos, pode significar a aprendizagem em ciências naturais dos professores dos anos iniciais do ensino fundamental e suscitar a sua alfabetização científica.

GOMES, Alexandre D' Emery da Silva. Uso pedagógico de software de simulação para auxiliar o desenvolvimento da aprendizagem significativa de conteúdos de eletroquímica no ensino médio. 2017. 144 f. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências e Matemática) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Encima encima (encima@ufc.br) on 2017-05-17T17:45:05Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_adsgomes.pdf: 5117858 bytes, checksum: cdb3760d7a4c381abbef893395f55bb0 (MD5) / Rejected by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br), reason: Boa tarde, Estou devolvendo a Dissertação de ALEXANDRE D`EMERY DA SILVA GOMES, pois há alguns erros de preenchimento nos dados do Repositório e erros de formatação na Dissertação que precisam ser alterados pelo autor. Os erros de preenchimento no Repositório são os seguintes: 1 - Está faltando o título da Dissertação em inglês. 2- Está faltando as Keywords. Os erros de formatação na Dissertação, que devem ser alterados pelo autor, são os seguintes: 1- Folha de Rosto ( o conteúdo e a formatação da Folha de Rosto estão incorretos). 2- Ficha Catalográfica ( está faltando a Ficha Catalográfica, esta poderá ser obtida no seguinte link: http://fichacatalografica.ufc.br/ 3- Folha de Aprovação ( Esta deverá ser substituída pela folha original que não contém as assinaturas dos membros da Banca Examinadora, visando resguardar as assinaturas dos mesmos). 4- Epígrafe (a formatação e citação da Epígrafe estão incorretas, consulte o modelo no Guia de Normalização, o qual disponibilizo o link ao final) 5- Palavras-chave ( segundo a norma ABNT, o segundo elemento de palavras-chave compostas,assim como das Keywords, não deve ser iniciado com letra maiúscula. Ex: Aprendizagem Significativa > Aprendizagem significativa). 6- Lista de Siglas ( a formatação deste item esta incorreta, veja o modelo no Guia de Normalização) 7- Sumário ( a formatação do sumário esta incorreta, veja o modelo no Guia de Normalização; também há erros na numeração dos capítulos: primeiro, o item INTRODUÇÃO é um capítulo e deve ser numerado, assim os demais capítulos e seções devem ser renumerados. além disso, não deve ser colocado um ponto final entre o último numero e o título. Ex: 1 INTRODUÇÃO 1.1 Motivação, Percurso e Problemática NO CASO DE DÚVIDAS CONSULTE O MODELO NO GUIA 8- REFERÊNCIAS (Esse ´item deve ter apenas o título "REFERÊNCIAS" em negrito e centralizado. Obs.:segue abaixo o link no qual poderá ser encontrado o Guia de Normalização de Trabalhos Acadêmicos da UFC : http://www.biblioteca.ufc.br/component/banners/click/3 on 2017-05-17T20:01:53Z (GMT) / Submitted by Encima encima (encima@ufc.br) on 2017-05-25T17:14:17Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_adsgomes.pdf: 5038486 bytes, checksum: 27bd83144603387e409cf69beb748351 (MD5) / Rejected by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br), reason: Boa tarde, Estou devolvendo a Dissertação de ALEXANDRE D`EMERY DA SILVA GOMES, pois as incorreções que que eu ja havia relatado no e-mail anterior não foram corrigidas. Antenciosamente, on 2017-05-26T16:25:24Z (GMT) / Submitted by Encima encima (encima@ufc.br) on 2017-05-26T19:02:56Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_adsgomes.pdf: 4838446 bytes, checksum: 686437b30f0bbc759f360c28adb4878e (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2017-06-14T11:12:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_adsgomes.pdf: 4838446 bytes, checksum: 686437b30f0bbc759f360c28adb4878e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-14T11:12:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_adsgomes.pdf: 4838446 bytes, checksum: 686437b30f0bbc759f360c28adb4878e (MD5) Previous issue date: 2017-02-14 / An important strategy to favor a student's chemistry learning, is characterized by a conception of alternative practices, attached to the use of pedagogic educational software, highlighting the use of computer simulation, which, if methodologically based, may favor, together with students, a construction of scientific knowledge and the appropriation of new knowledge and skills. In this context, the present dissertation aims to offer contributions, to conceive a pedagogical practice of teaching and collaborative learning, incorporating the use of computer simulation on Electrochemistry’s issues. Therefore, it promoted a discussion of the phenomenological dynamics, associated to electrochemical cells, galvanic and electrolytic types. Such actions, may eventually replace or be pedagogically articulated in practices performed on laboratory workbenches. In the theoretic, methodologic and practical assumptions adopted, stand out: Ausubel (Meaningful Learning), Valente and Almeida (the pedagogical use of the computer) and Ribeiro and Almeida (Integration of ICTs and scientific practices to facilitate the learning’s development). Methodologically, it was adopted a quality research approach, with a research-action character. A field research, composed by three steps or stages, was performed by a research-educator, together with high school’s students of a Public School in Horizonte, Ceará, with its field data collected from school pupils, through three questionnaires’ evaluation. In the first stage, by the questionnaire I, the school pupils’ profiles were mapped and how they notice the possibilities of ICT’s use in the school and residentially. In a second stage of field research, was applied to questionnaire II, to map students' perceptions, regarding to the teaching of chemistry and their pre-existing knowledge of electrochemistry. Sequentially, theoretical lectures were given to help and facilitate the process of building new knowledge and/or re-signification of previous electrochemistry knowledge. Also in the second stage, a practice was carried out with the students, involving the development of learning situations and problems of electrochemistry, over the pedagogical use of computer simulation. Therefore, two PhET simulators were used to promote the study of electrochemical cells: the Daniel pile and electrolysis. Collaboratively and interactively, the students were able to experience moments of: evaluation of the phenomenological dynamics, analysis, discussion and (re) signification, involving previous concepts and an acquisition of new knowledge. Complementarily, in the third stage, the questionnaire III was applied, for changes of students’ points of view. The analyzed results revealed preliminary evidences of physical and facilitation events, followed during a pedagogical appropriation of the simulators’ use and their eventual integration with the development of learning process, which contributed to the pedagogical vision change of the school pupils and the Researcher-educator. / Uma importante estratégia para favorecer a aprendizagem de química do aluno se caracteriza pela concepção de práticas alternativas, atreladas ao uso pedagógico de software educativo, destacando-se o uso da simulação computacional, que, se metodologicamente embasada, poderá favorecer, junto aos alunos, a construção de conhecimentos científicos e apropriação de novos saberes e habilidades. Nesse contexto, a presente Dissertação busca oferecer contribuições, concebendo-se uma prática pedagógica de ensino e aprendizagem colaborativa, incorporando o uso da simulação computacional de problemas de Eletroquímica. Para tanto, se promoveu a visualização e discussão da dinâmica fenomenológica, associadas a células eletroquímicas, do tipo galvânica e eletrolítica. Tais ações eventualmente podem substituir, ou serem pedagogicamente articuladas às práticas realizadas em bancadas laboratoriais. Nos pressupostos teóricos, metodológicos e práticos adotados, destacam-se: Ausubel (Aprendizagem significativa), Valente e Almeida (O uso pedagógico do computador) e Ribeiro e Valente (Integração das TIC e práticas científicas para facilitar o desenvolvimento da aprendizagem). Metodologicamente adotou-se uma abordagem de pesquisa qualitativa, com caraterística de pesquisa-ação. A pesquisa de campo, constituída de três etapas ou estágios, foi realizada pelo presente Pesquisador-educador, junto a Alunos de Nível Médio, de uma Escola Pública de Horizonte, Ceará, sendo seus dados de campo coletados junto aos discentes, através de três questionários de avaliação. Na primeira etapa, através do questionário I, foram mapeados o perfil dos Discentes e como estes percebiam as possibilidades de uso das TIC na escola e residencialmente. Numa segunda etapa da pesquisa de campo, foi aplicado o questionário II, para mapear percepções dos alunos, relativo ao ensino de química e seus conhecimentos prévios de eletroquímica. Sequencialmente, foram realizadas aulas teóricas, para auxiliar e facilitar o processo de construção de novos conhecimentos e/ou ressignificação de conhecimentos prévios de eletroquímica. Também, na segunda etapa, foi realizada uma prática junto aos Alunos, envolvendo o desenvolvimento de situações de aprendizagem e problemas de eletroquímica, através do uso pedagógico da simulação computacional. Para tanto, foram utilizados dois simuladores PhET, para se promover o estudo de células eletroquímicas: a pilha de Daniel e a eletrólise. Colaborativa e interativamente, os Alunos puderam vivenciar momentos de: visualização da dinâmica fenomenológica, análise, discussão e (re)significação, envolvendo conceitos prévios e a aquisição de novos conhecimentos. Complementarmente, na terceira etapa, foi aplicado o questionário III, para avaliar mudanças de percepção e visão dos Alunos. Dos resultados analisados, emergiram evidências preliminares de eventuais dificuldades e facilitações, decorridas, durante a apropriação pedagógica do uso de simuladores e sua eventual integração junto ao desenvolvimento do processo de aprendizagem, o que contribuiu para a mudança de visão pedagógica dos Discentes e do presente Pesquisador-educador.

Neste trabalho discutimos os resultados de uma pesquisa envolvendo três estudos sobre as Unidades de Ensino Potencialmente Significativas, propostas por Moreira (2011), aplicadas ao Eletromagnetismo, tendo como corpo estruturante as equações de Maxwell. Discutimos, primeiramente, a relevância do trabalho como associada a uma potencial facilitação dos mecanismos de aprendizagem significativa cientificamente aceita e epistemologicamente coerente por parte dos alunos e, pois, ao desenvolvimento de possíveis novos modelos mentais e esquemas de assimilação que se distanciem do conhecimento de senso comum, recorrente em alunos de diversas faixas etárias. Abordamos, ainda, o conhecimento obtido sobre as pesquisas cobrindo aprendizagem (por parte de alunos e professores) de conteúdos de eletromagnetismos em propostas didáticas diferenciadas, dificuldades (de estudantes e de professores) no trato com assuntos envolvendo teoria eletromagnética, análises de materiais didáticos e currículos envolvendo eletromagnetismo, e discussões teórico-epistemológicas sobre conteúdos da disciplina. Percebe-se que o maior número de publicações na área está nas duas primeiras categorias e há evidências de o conhecimento dos estudantes se encontrar muito distante do conhecimento científico e de as propostas didáticas enfocando ensino por investigação e outras metodologias (como a de Shen e Linn, 2011) serem frutíferas. Apresentamos, ainda, no trabalho as ideias norteadoras do referencial teórico, a saber, as teorias dos Campos Conceituais (as relações entre os complexos conceitos de esquema, de situação e Campo Conceitual) e dos Modelos Mentais (as relações complexas entre modelo de trabalho e a tentativa de junção disto com a referência epistemológica dos Campos Conceituais, entendendo modelos mentais como geradores de operações de pensamento de curto prazo). Discutimos como estas ideias se enquadram na montagem das UEPS a partir de princípios norteadores: 1) conhecimento prévio é o ponto de partida do ensino-aprendizagem, 2) aprendizagem significativa envolve a integração entre pensamentos, sentimentos e ações de forma construtiva, 3) a aprendizagem significativa só ocorre se for intencional, deliberada, 4) as situações dão sentido aos conceitos, 5) os modelos mentais operam na memória de trabalho, 6) o ensino deve intercalar a diferenciação progressiva e reconciliação integradora, 7) a aprendizagem significativa é progressiva, 8) o papel do professor é de provedor de situações-problema para os estudantes, 9) existe uma relação triádica entre professores, alunos e materiais educativos, 10) a aprendizagem significativa deve ser crítica. Descrevemos as três UEPS implementadas no primeiro estudo (Campo Elétrico, Campo Magnético e Indução Eletromagnética) e as quatro implementadas no segundo estudo (Campo, Campo Elétrico, Campo Magnético e Indução Magnética). Apresentamos as ligeiras diferenças entre elas, enfatizando mais o aspecto conceitual e colocando a formalização em um estágio posterior à conceitualização. Por fim, são discutidas as representações internas usadas pelos estudantes para processar operações de pensamento para conduzir o domínio classes de situações e a estabilização de Modelos Mentais (provisórios) em Esquemas de Assimilação (mais estáveis). Discutem-se, ainda, as Classes de Situações mapeadas para o Eletromagnetismo de nível de ciclo básico de Graduação, bem como as representações mais adotadas pelos estudantes, isto é, apresenta-se uma proposta inicial para o Campo Conceitual do Conceito de Campo Eletromagnético recortado em três partes: Eletrostática, Magnetostática e Eletrodinâmica. Propomos, também, quatro grandes classes de situações possíveis de orientar o ensino de Eletromagnetismo envolvendo as quatro ações seguintes: Descrição de Interações, Representação Analógica, Representação Simbólica, e Cálculo do Campo. Através da síntese teórica de Greca e Moreira (2002), foi possível classificar as ações dos estudantes nos Campos da Eletrostática, da Magnetostática e da Eletrodinâmica. Propusemos tipos de Representação Interna para análise da ação cognitiva dos estudantes tanto em Curto como em Longo Prazo. Classificamos as ações dos estudantes em determinadas formas, distinguindo entre as Ações dos estudantes com base na conceitualização empregada por eles em distintas classes de Situações. Com respeito ao conceito de Campo, classificamos as ações em: Descrição de Interações Físicas (I); Representação Analógica do Campo (A); Representação Simbólica do Campo (S). Com respeito ao conceito de Campo Elétrico, classificamos as ações em: Descrição de Interações Elétricas (I.E); Representação Analógica do Campo Elétrico (A.E); Representação Simbólica do Campo Elétrico (S.E); Cálculo do Campo Elétrico (C.E). Com respeito ao conceito de Campo Magnético, classificamos as ações em: Descrição de Interações Magnéticas (I.B); Representação Analógica do Campo Magnético (A.B); Representação Simbólica do Campo Magnético (S.B); Cálculo do Campo Magnético (C.B). Com respeito ao conceito de Campo Eletromagnético, classificamos as ações em: Descrição de Interações Eletromagnéticas (I.J); Representação Analógica do Campo Eletromagnético (A.J); Representação Simbólica do Campo Eletromagnético (S.J); Cálculo do Campo Eletromagnético (C.J). Discutimos, por fim, as implicações do trabalho para a ideia de Aprendizagem Significativa progressiva, a Influência das UEPS no Ensino e na Aprendizagem de Eletromagnetismo em nível de graduação e a importância da estruturação do Campo Conceitual do conceito de Campo Eletromagnético, tanto para a organização do Ensino como para estudo de Processos Significativos de Aprendizagem. / In this work we discuss the first results of two studies on the Potentially Meaningful Teaching Units (PMTU) proposed by Moreira (2011), applied to the teaching of Electromagnetism and based on the Maxwell’s equations. We firstly discuss the relevance of the work as being associated to a potential facilitation of students’ meaningful learning mechanisms (scientifically correct and bounded to epistemological coherence) and so to the development of new possible mental models and assimilation schemes that progressively getting further common sense. We discuss, yet, knowledge produced in the literature covering learning of electromagnetism content in new didactical approaches, difficulties students tackle when studying the subject, didactical stuff and curricular analyses on electromagnetism, and theoretical-epistemological discussions on the electromagnetic theory. We found a greater number of researches in the first two categories compared to the other ones. There is evidence that students’ knowledge is distant from scientific knowledge and that didactical proposals based on inquiry teaching and other methodologies (as the one due to Shen and Linn, 2011) are prompted to facilitate meaningful learning. We also present the guiding ideas in the theoretical framework, which is based in the Conceptual field theory (the relations between the complex concepts of scheme, situation and conceptual field) and in the Mental model theory (the relations between working model, the attempt of merging this idea to the epistemological reference of Conceptual field, thinking as mental models of generators of short-term thought operations). We discuss how these ideas are framed when building a PMTU once we present guiding lines to be followed: 1) prior knowledge is the starting point to teaching-learning processes, 2) meaningful learning embraces the integration of thoughts feelings and actions in a constructive way, 3) meaningful learning just occurs if it is intentional, if it is done by the student’s free will, 4) situations gives rise to concepts, 5) mental models operate in the working memory, 6) teaching must mix progressive differentiation and integrative reconciliation, 7) meaningful learning is progressive, 8) the teacher must provide problem-situations for the students, 9) there is a triadic relationship among teachers, students and educative materials, 10) meaningful learning must be critical. We describe three PMTU implemented in the first study (Electric Field, Magnetic Field and Electromagnetic Induction) and four that were implemented in the second study (Field, Electric Field, Magnetic Field and Electromagnetic Induction). We present the slight differences among then, emphasizing the conceptual bias we have given by putting formalization in the stage that followed conceptualization, instead of working on it in parallel with conceptualization. We discuss internal representation used by students to process thought operations driven to master classes of situations, the stabilization of Mental Models in Assimilation Schemas, the Classes of Situations we’ve mapped to Electromagnetism (universities basic cycle), as long as the most used representation carried by the students, namely, an initial proposal for a Conceptual Field for the concept of Electromagnetic Field, that was divided in three parts: Electrostatics, Magnetostatics and Electrodynamics. We also discuss four great classes of situation that are useful for orienting Electromagnetism teaching: Description of Electromagnetic Interactions, Analogical Representation of the Electromagnetic Field, Symbolic Representation of the Electromagnetic Field and Calculations of the Electromagnetic Field. Using the theoretical synthesis between Conceptual Field Theory and Mental Models Theory, due to Greca and Moreira (2002), it was possible to classify students’ actions in problem-solving on Electrostatics, Magnetostatics and Electrodynamics. We also propose types of Internal Representation for analyzing students’ cognitive action in long and short term. We classify students’ actions distinguishing among them by conceptualization they used when mastering different classes of Situations. With respect to the concept of Field, we classified these actions in four different and complementary ways, namely: Description of Physical Interactions (I); Analogical Representation of the Field (A); Symbolic Representation of the Field (S). With respect to the concept of Electric Field, we classified those actions in: Description of Electric Interactions (I.E); Analogical Representation of the Electric Field (A.E); Symbolic Representation of the Electric Field (S.E); Calculation of the Electric Field (C.E). We classified the cognitive actions of the students when tackling Situations related to the concept of Magnetic Field in: Description of Magnetic Interactions (I.B); Analogical Representation of the Magnetic Field (A.B); Symbolic Representation of the Magnetic Field (S.B); Calculation of the Magnetic Field (C.B). We classified the cognitive actions of students tackling the concept of Electromagnetic Field in: Description of Electromagnetic Interactions (I.J); Analogical Representation of the Electromagnetic Field (A.J); Symbolic Representation of the Electromagnetic Field (S.J); Calculation of the Electromagnetic Field (C.J). We finish this work discuss the implications of the work for the idea of progressive Meaningful Learning, the influence of PMTU in Teaching and Learning of Electromagnetism in undergraduate level and the importance of structuring the Conceptual Field for the concept of Electromagnetic Field, both for the organization of Teaching and study of Meaningful Learning Processes.

Apresenta-se um estudo desenvolvido em três etapas com o intuito de analisar as principais dificuldades de compreensão pelos alunos de dois importantes conceitos da Mecânica Quântica (MQ): estado quântico e superposição linear. As três etapas da pesquisa consistiram em: elaboração, implementação e avaliação de uma proposta em três minicursos em congressos de ensino de Física nos estados do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina; elaboração, apresentação e avaliação de um curso de 18 horas ministrado na Universidade do Vale do Rio dos Sinos, RS; revisão do material apresentado no curso anteriormente mencionado e apresentação, implementação e avaliação de curso de 20 horas na Universidade Federal do Rio Grande do Sul, RS. Sob a luz dos referenciais teóricos da aprendizagem significativa de Ausubel e dos campos conceituais de Vergnaud, criaram-se situações-problema que pudessem promover a aprendizagem significativa dos tópicos apresentados em cada etapa da pesquisa. Constatou-se que as formulações do experimento de dupla fenda e do experimento de Stern-Gerlach chamaram a atenção dos alunos e se constituiram em bons exemplos de aplicação dos conceitos de estado de um sistema quântico, de superposição linear de estados, de colapso do vetor de estado, de possíveis valores de medida e de probabilidades de obtenção dos valores de medida e efetivamente facilitaram a compreensão de muitos destes conceitos. A inclusão de tópicos contemporâneos (Emaranhamento Quântico e Criptografia Quântica) motivou os alunos para o aprendizado dos primeiríssimos princípios da MQ. Nos minicursos foi muito grande o interesse despertado pela proposta nos minicursos, um ponto a favor de sua aplicação, ainda que o curto período de contato com os tópicos apresentados não permitisse a verificação da ocorrência de aprendizagem significativa. Pode-se dizer, contudo, que a abordagem utilizada propiciou um bom início de aprendizado da MQ por parte dos alunos e que outros conceitos essenciais, tais como o de operador linear e de evolução temporal de sistemas quânticos, precisam ser mais trabalhados em atividades futuras. / A study, developed in three stages, designed to analyze the main difficulties in understanding two important concepts of Quantum Mechanics (QM) is presented. The main concepts of this study are: quantum state and linear superposition. The three stages of this research are: elaboration, implementation and evaluation of a pedagogical proposal in three short-term courses in educational meetings in the states of Rio Grande do Sul and Santa Catarina; elaboration and presentation of a 18 hours course at the University of Vale do Rio dos Sinos, in São Leopoldo, RS; revision of the material presented in the before mentioned course and presentation of a 20 hours course at the Federal University of Rio Grande do Sul, in Porto Alegre, RS. In the light of Ausubel’s meaningful learning and Vergnaud’s conceptual fields theories, problem-situations were designed seeking the promotion of meaningful learning of the contents presented in the different stages of the research. The formulations of the Stern-Gerlach experiment and the double-slit experiment seemed to motivate the students to learn and were good examples of application of the quantum concepts of the state of the quantum system, linear superposition of states, the collapse of the state vector, the possible values of measurement results and the probability of obtaining the measurement results. Research findings suggest that these experiments facilitated the comprehension of much of these concepts. The inclusion of contemporary topics (Quantum Entanglement and Quantum Cryptography) motivated the students for the learning of the very first principles of QM. The interest on the proposal showed during the short-term courses was very high, a point in favor of this activity, although the short period of contact with the contents presented did not allow the verification of meaningful learning. Although the used approach seemed to be a good way to introduce QM to the students, some other essential concepts need more studies, such as the linear operator and the time evolution of quantum systems.

Este trabalho consistiu de uma experiência didática que teve como objetivo central desenvolver um material sobre Astronomia, com ênfase em Exoplanetas, motivador e inovador para o ensino de Física. A fim de torná-lo versátil para ser aplicado nas escolas de ensino médio, de fácil manuseio e estudo por parte dos professores que desejarem utilizá-lo com os seus alunos, o material foi organizado na forma de um hipertexto, armazenado em DVD e está disponibilizado na rede. O hipertexto reúne apresentações em PowerPoint, textos de apoio, simulações computacionais, vídeos, sugestões de simulações e vídeos e atividades teórico-práticas, organizados de uma forma que facilita a sua aplicação e o aprendizado do professor que desconhece o assunto, mas que, por outro lado, sente-se motivado em estudá-lo e aplicá-lo junto aos seus alunos. O material foi utilizado numa experiência realizada com alunos do segundo ano do ensino médio no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul – IFRS, Campus Bento Gonçalves, do mês de agosto até meados de dezembro de 2011 e teve como referencial teórico a teoria da aprendizagem significativa de Ausubel, o qual considera o conhecimento prévio do aluno como a variável mais importante na aprendizagem, e a teoria da mediação de Vygotsky, fundamentada na interação social. As avaliações consistiram: (a) de um pré-teste e de um pós-teste, respectivamente, para investigar o conhecimento prévio dos alunos sobre o assunto que foi abordado e para averiguar o quanto a aprendizagem resultou significativa; (b) de duas avaliações, uma no meio e outra ao final da experiência; (c) dos questionários correspondentes às atividades teórico-práticas e, (d) de uma pesquisa de opinião realizada no final do trabalho. Os resultados obtidos foram animadores como pode ser observado: (a) da análise estatística, feita através do “teste t” para dados pareados, entre as respostas do pré-teste e do pós-teste, que indicou significância no aprendizado dos alunos; (b) do desempenho nas duas avaliações realizadas e, (c) das respostas dos alunos à pesquisa de opinião realizada ao final da experiência, que declararam, em sua maioria, terem gostado de estudar Astronomia como tema de contextualização para o estudo da Física. Espera-se que o material desenvolvido e organizado na forma de um hipertexto e os resultados dessa experiência didática motivem os professores a utilizarem tópicos de Astronomia como contexto para o ensino da Física no ensino médio. / This work consisted of a learning experience that aims, as a main goal, to develop a material on Astronomy, with emphasis on Exoplanets, as a motivator and innovator in the teaching of Physics. In order to become versatile to be used in high schools and easy to handle and study by teachers who wish to use it with their students, the material was organized as a hypertext, stored on DVD and is available on network. The hypertext gathers PowerPoint presentations, handouts, computer simulations, videos, tips about video simulations and theoretical-practical activities, organized in a way that facilitates its application and learning of the teacher who doesn’t know the subject, but, on the other hand, feels himself motivated to study it and apply it along to their students. The material was used in an experiment conducted with students in their second year of high school at the Federal Institute of Education, Science and Technology of Rio Grande do Sul – IFRS, Campus Bento Gonçalves, from August to mid-December 2011 and had as theoretical reference Ausubel’s theory of meaningful learning, which considers the student’s prior knowledge as the most important variable in learning, and Vygotsky’s theory of mediation, grounded in social interaction. The avaluations consisted of: (a) a pre-test and a post-test, respectively, to investigate the student’s prior knowledge on the subject that was addressed and to determine how much the learning came to be significant; (b) two assessments, one in the middle and another at the end of the experiment; (c) questionnaires corresponding to theoretical and practical activities, and (d) an opinion survey conducted at the end of the work. The results were encouraging as can be observed: (a) the statistical analysis performed using the “t test” for paired data, the responses between the pre-test and post-test, which indicated significance on student learning; (b) performance on both assessments (two) and (c) the students’ answers to the survey conducted at the end of the experiment, which stated, in most cases, they liked to study Astronomy as a subject of contextualization for the study of physics. It is hoped that the material developed and organized as a hypertext, and the results of this learning experience, motivate teachers to use Astronomy topics as context for teaching physics in high school.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Matemática, Programa de Mestrado Profissional em Matemática em Rede Nacional, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2015-12-04T13:27:13Z No. of bitstreams: 1 2015_RegianeQueziaGomesdaCosta.pdf: 6169136 bytes, checksum: 1fee4bbad8152b81fcbcd6cb4a381d8c (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-05-19T20:45:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_RegianeQueziaGomesdaCosta.pdf: 6169136 bytes, checksum: 1fee4bbad8152b81fcbcd6cb4a381d8c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-19T20:45:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_RegianeQueziaGomesdaCosta.pdf: 6169136 bytes, checksum: 1fee4bbad8152b81fcbcd6cb4a381d8c (MD5) / A Olimpíada Brasileira de Matemática das Escolas Públicas (OBMEP) é uma avaliação de larga escala oferecida anualmente desde 2005 aos estudantes do ensino básico, que tem como objetivo descobrir novos talentos matemáticos e contribuir para a melhoria do ensino da matemática nessa etapa da escolaridade. Este projeto governamental inclui ações e programas que contribuem muito para o aprendizado da Matemática, principalmente para os alunos premiados. Este estudo vem contribuir para a ampliação dos objetivos deste certame, com a análise da construção do instrumento de avaliação da primeira fase do nível dois da OBMEP de 2014. O questionamento que motivou o estudo aqui apresentado foi: este instrumento de larga escala pode ser usado como subsídio de uma aprendizagem significativa? E a resposta foi investigada à luz dos pressupostos teóricos relacionados a avaliação da aprendizagem e análise do erro, a partir de uma amostra, que compreendia os alunos de cinco escolas públicas de educação básica do Distrito Federal, com o objetivo de fazer um estudo do comportamento das marcações dos estudantes. A metodologia utilizada no trabalho englobou análise de dados e conteúdo. Realizou-se uma análise dos itens da prova, a partir de resultados oriundos da aplicação da Teoria Clássica dos Testes e também das técnicas recomendadas pela Engenharia de Construção de Itens. Foi inferida e categorizada a natureza dos erros apresentados pelo grupo de estudantes pesquisado, diante da escolha dos distratores de cada questão objetiva da prova, de forma a dar suporte para uma tomada de atitude dos professores frente aos obstáculos da aprendizagem apresentados na realização das situações-problema propostas. / The Brazilian Mathematical Olympiad of Public Schools – BMOPS is a large-scale government evaluation offered annually since 2005 for Students of primary education, which aims to discover young mathematical talents and contributes to the quality of education. This government project includes actions and programs in order to improve mathematical learning, especially for the awarded students. Also, this study contributes to enlarge the objectives of this evaluation process, with one analysis of the assessment’s construction as the instrument of the first phase of BMOPS of 2014, in the second level. The main question that underwrote this study was: Can this large-scale’s instrument be used as a subsidy for a significant learning? The answer was investigated according to theoretical assumptions related in the assessment for apprenticeship and Analysis Error, with a sample including students of five schools from Federal District, with the purpose of making one study behavior on the markings of these students. The methodology used has encompassed analysis of data and contents. One Analysis of the test items was done as well according to the Classical Theory of Tests – CTT and the techniques recommended by the Engineering Items construction. The nature of the errors of the researched students was inferred and categorized, based on the choices of the distractors presented in every question in the written test, in order to give teachers support to one decision in a problem-situation and overcome the obstacles into the learning process.