Os mapas conceituais são recursos pedagógicos utilizados como forma de representar graficamente parte do conhecimento, armazenado na memória de longo prazo dos alunos. As proposições são as unidades básicas constituintes dos mapas conceituais e podem apresentar natureza estática ou dinâmica. Os mapas conceituais por sua natureza levam ao estabelecimento de proposições estáticas. Uma representação adequada do conhecimento pressupõe o estabelecimento dos dois tipos de proposições. A presente pesquisa teve como objetivo avaliar a influência da utilização de um conceito obrigatório quantificado, na rede proposicional dos mapas conceituais produzidos pelos alunos em duas condições: (1) conceito obrigatório fixo (utilizado como conceito inicial de leitura do mapa conceitual) e (2) conceito obrigatório móvel (utilizado em uma posição escolhida pelo estudante). Os mapas conceituais elaborados foram avaliados com base nas análises (1) da natureza das proposições; (2) da localização do conceito obrigatório quantificado na condição conceito obrigatório quantificado móvel; (3) da estrutura e da natureza das proposições estabelecidas com a utilização do conceito obrigatório quantificado e (4) da rede proposicional quanto à aderência à pergunta focal. Os resultados obtidos a partir dessas análises demonstraram que: (1) os padrões de mapas conceituais elaborados nas duas condições são semelhantes quanto a natureza das proposições; (2) uma grande parcela dos alunos (n=7; 22,8%) utilizou o conceito obrigatório como inicial na condição conceito obrigatório móvel; (3) O número médio de proposições estabelecidas, utilizando o conceito obrigatório quantificado como conceito inicial, foi maior na condição 1 em comparação com a condição 2 (t=2,47) e o número médio de proposições estabelecidas com a utilização do conceito obrigatório quantificado, como conceito final, foi menor na condição 1 em comparação com a condição 2 (t= -1,72); (4) Não houve diferença estatística entre o número médio de mapas conceituais cujas redes proposicionais aderiram à pergunta focal, na comparação entre as condições 1 e 2 (t=0,46). Com base nos resultados obtidos a partir das análises, a hipótese de trabalho: há diferença na rede proposicional do mapa conceitual, quando se utiliza um conceito quantificado como conceito inicial de leitura do mapa conceitual, em comparação com a utilização de um conceito quantificado em qualquer outra parte do mapa conceitual, foi parcialmente refutada. / Concept maps are pedagogical resources used as a way to represent graphically part of the knowledge stored in long-term memory of the students. The propositions are the basic units constituents of conceptual maps and can display static or dynamic nature. Concept maps by their nature lead to the establishment of static propositions. Adequate representation of knowledge requires the establishment of two types of propositions. This research aimed to evaluate the influence of the use of a compulsory concept quantified in propositional network of concept maps produced by the students in two conditions: (1) fixed compulsory concept (used as initial reading concept of the concept map) and (2) mobile compulsory concept (used in a position chosen by the student). The elaborated concept maps were evaluated on analyzes (1) the nature of propositions; (2) the location of the compulsory concept quantified in the required quantified mobile rating condition; (3) the structure and nature of propositions established using the binding concept quantified and (4) of propositional network for adherence to the focal question. The results obtained from these analyzes demonstrated that: (1) standards of concept maps developed in the two conditions are similar and the nature of propositions; (2) a large proportion of students (n = 7, 22.8%) used the concept as required initial concept in mobile compulsory concept condition; (3) The average number of propositions established using the binding concept quantified as initial concept was higher in condition 1 in comparison with the condition 2 (t = 2.47) and the average number of propositions established using the binding concept quantified as the final concept was lower in condition 1 in comparison with the condition 2 (t = -1.72); (4) There was no statistical difference between the average number of concept maps whose propositional networks joined the focal question, the comparison between the conditions 1 and 2 (t = 0.46). Based on the results obtained from the analyzes, the working hypothesis: no difference in the propositional network concept map, when using a quantized concept as initial concept read the concept map, compared with the use of a concept quantified in any another part of the conceptual map, was partially disproved.

Com esta pesquisa estudamos quais são as possibilidades e as dificuldades de trabalhar a cosmologia nas aulas de física do ensino médio, uma vez que é um assunto com uma profunda riqueza sobre a história e a filosofia da ciência (HFC) e que pode facilita o entendimento da natureza do conhecimento científico (NdC), o que nos possibilita ensinar ciências de uma forma mais condizente com sua origem e seu desenvolvimento. Por isso, apresentamos neste trabalho, uma série de modelos sobre a origem do universo, partindo desde os mitos de criação de civilizações antigas, passando por alguns dos principais modelos filosóficos e clássicos até chegar aos modelos cosmológicos modernos. Para facilitar a comparação entre esses modelos sintetizamos suas características por meio do mapeamento conceitual. Porém, não é objetivo deste trabalho fazer um estudo histórico do desenvolvimento da cosmologia, mas apresentar alguns modelos que trazem elementos pertinentes de serem levados para uma aula de física. Acreditamos que a cosmologia possa motivar os alunos a se interessarem mais pelo conhecimento científico, já que ela naturalmente desperta a imaginação e a curiosidade dos seres humanos desde a antiguidade. Também entendemos que a cosmologia pode facilitar a inserção da física moderna e contemporânea nas aulas do ensino médio, além de também possibilitar uma relação direta com diversos temas da física clássica, uma vez que alguns desses conteúdos foram desenvolvidos numa tentativa de explicar a evolução do universo. Apesar de acreditarmos na importância de usar a cosmologia para melhorar o conteúdo físico oferecido no ensino médio das escolas do estado de São Paulo, sabemos também que são grandes as dificuldades para sua aplicação, por isso, debruçamos nossa atenção sobre esses problemas numa tentativa de mapeá-los. Com esses objetivos realizamos uma pesquisa empírica de natureza diagnóstica, visando investigar as possibilidades e as dificuldades em trabalhar esse tema no ensino médio, sob o ponto de vista de professores de física que conhecem bem a realidade escolar, das instituições de ensino público estadual. Os resultados apontam uma série de possibilidades na exploração do tema, como: o interesse que a maioria dos alunos tem pelo assunto; o rico contexto histórico e filosófico; a facilidade que o tema oferece para um trabalho interdisciplinar, entre outras. Além disso, os resultados também apontam problemas relacionados à falta de formação adequada; a falta de motivação dos professores em inovar suas aulas, devido a condições desgastantes impostas pela estrutura profissional; a saturação de conteúdos no currículo de física para pouca quantidade de aulas semanais e um possível embate religioso na apresentação de modelos como o Big Bang, uma vez que boa parte dos alunos tem origem cristã. Tais possibilidades e dificuldades foram apresentadas na forma de mapas conceituais, com o objetivo final de fornecer subsídios para futuros estudos sobre a inserção da cosmologia no ensino médio. / With this research we studied what are the possibilities and difficulties of working the cosmology in physics classes in secondary education, since it is a very rich subject about the history and philosophy of science (HFC) and facilitates understanding the nature of the scientific knowledge (NdC), which enables us to teach science in a more consistent way with its origin and development. Therefore, we present in this work, a series of models about the origins of the universe, from the creation myths of ancient civilizations, passing by some of the main philosophical and classical models to reach the modern cosmological models. However, it is not the aim of this work to make a historical study of the development of cosmology, but present some models that bring relevant elements being taken into account for a physics class. We believe that cosmology can motivate students to become more interested in scientific knowledge, since it naturally arouses the imagination and curiosity of humans since antiquity. We also understand that cosmology can facilitate the insertion of modern and contemporary physics in secondary education classes, and also enable a direct relationship with various themes of classical physics, since some content have been developed in an attempt of explaining the evolution of the universe. Although we believe in the importance of using cosmology to improve the physical content offered in secondary education schools in the state of São Paulo, we also know that there are great difficulties in its application, so we focus our attention on these issues in an attempt to map them. With these objectives we conducted an empirical study of diagnostic nature, aiming to investigate the possibilities and difficulties in working this issue in the secondary education, from the point of view of physics teachers who know the school reality of the State public education institutions. The results suggest a number of possibilities in exploration of the theme, such as: the interest which the majority of students have ion such subject, the rich historical and philosophical context, how easy the theme is in order to offer an interdisciplinary work, among others. Moreover, the results also point to problems related to lack of adequate education; the lack of motivation of the teachers to innovate their classes due to stressful conditions imposed by the professional structure; saturation of content in the curriculum of physics having just a few weekly classes to teach it and a possible religious confrontation in presenting models like the Big Bang, once a great part of the students have a Christian origin. With the results found we made a mapping of such possibilities and difficulties, which were presented in the form of conceptual maps, with the ultimate goal of providing insights for future studies on the insertion of cosmology in the secondary education.

Nesta dissertação apresenta-se uma sugestão de atualização curricular para o Ensino Médio por meio da inserção de tópicos de Física Moderna e Contemporânea. O objetivo desta dissertação foi desenvolver e aplicar uma Unidade de Aprendizagem (UA) sobre Partículas Elementares, além de investigar indícios de aprendizagem significativa provenientes da UA. A abordagem metodológica da UA foi pautada na teoria da mediação de Vygotsky e complementada pela teoria da aprendizagem de Ausubel. Compõe a UA: um texto que aborda o desenvolvimento do conceito de partícula elementar, a partir do referencial histórico, e analisado segundo a epistemologia de Gaston Bachelard; atividades, dentre as quais a elaboração e apresentação de mapas conceituais em pequenos grupos. A Unidade de Aprendizagem foi aplicada em uma escola de Ensino Médio da rede estadual de ensino do Rio Grande do Sul, com uma turma de terceira série, durante seis semanas. A investigação relativa a indícios de aprendizagem significativa utilizou, como instrumentos de coleta de dados, pré e pós-testes individuais e três versões de mapas conceituais construídos sequencialmente. Para análise dos dados, foram utilizados metodologias qualitativas e quantitativas. Apesar de terem sido identificadas algumas dificuldades no desenvolvimento da UA, a maioria dos estudantes manifestou grande satisfação pela proposta; e a análise dos dados coletados apresentou indícios de aprendizagem significativa. / This dissertation presents a suggestion to upgrade the physics high school curriculum through the introduction of topics of Modern and Contemporary Physics. The main objective was to develop and implement a Learning Unit (LU) on Elementary Particles, in addition of searching for hints of meaningful learning resulting from this unit. The methological approach of the LU was based on Vygotsky mediation theory. The LU is composed by: a text dealing with the development of the elementary particle concept from an historical framework, and anlysed according to Bachelard‘s epistemology; instructional activies, among them the construction and presentation of concept maps in small groups. The Learning Unit was implemented in a public high school of the Rio Grande do Sul state, during six weeks, with a third year group. The research regarding evidences of meaningful learning used individual pre and posttests and three versions of concept maps, sequentially constructed, as instruments for data gathering. Quantitative and qualitative methodologies were used in data analysis. In spite of the fact that some difficulties were detected in the implementation of the LU, the majority of the students showed a high degree of satisfaction with the proposal; in the analysis of the data some evidences of meaningful learning were found.

Made available in DSpace on 2015-04-11T14:02:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 viviane.pdf: 2545157 bytes, checksum: 9cfb739d47efc7aa223b76331116b898 (MD5) Previous issue date: 2012-08-31 / This work aimed at reuse of concept maps (CMs) through their interpretation according to a certain context. Looking for adapting a learning object (LO) database suitable to attend CM characteristics, a metadata for CM description was defined and named MOAFMC, a Portuguese acronym for Functional Learning Object Metadata Concept Maps . The MOAF-MC adapted database allows CMs information sharing through semantic annotation of the concepts in the map. / O objetivo deste trabalho é ampliar a reusabilidade de mapas conceituais (MCs) e promover seu entendimento de acordo com o contexto. Com vistas à adaptação de um repositório de objetos de aprendizagem (OAs) para atender as características dos MCs, foi definido um metadado que descreve as características de um MC, denominado Metadado de Objeto de Aprendizagem Funcional para Mapas Conceituais (MOAF-MC). O repositório adaptado com o MOAF-MC permite o compartilhamento de MCs, suas informações a partir de uma anotação semântica dos conceitos presentes no mapa.

Este trabalho tem como objetivo investigar a implementação de uma sequência de ensino e aprendizagem sobre tópicos de Astrofísica de Partículas para o Ensino Médio. Buscou-se determinar o ponto de impacto e a direção de chegada de um raio cósmico primário ao solo, utilizando dados do Observatório Pierre Auger. A fim de identificar elementos relevantes dessa sequência, analisamos a maneira como os estudantes interagiram e realizamos refinamentos progressivos a fim de aperfeiçoá-la. No refinamento da sequência de ensino, a análise dos dados obtidos desempenhou um importante papel, já que indicou os caminhos a serem tomados para que a atividade desenvolvida fizesse parte do repertório de conhecimentos do aluno. Esperou-se que esse conhecimento, longe de ser mecânico e passageiro, fosse significativo ao aluno no sentido de que os conteúdos tratados se entrelaçassem a conhecimentos prévios e se transformassem em conhecimento mais estáveis e ricos em significados. Por este viés, a Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel norteou a escolha do método de avaliação e interpretação dos dados coletados neste estudo. Assim, de acordo com o referencial teórico adotado, os mapas conceituais apresentaram-se como forma de análise e serviram de avaliação do conhecimento obtido pelos estudantes e, por conseguinte, da sequência didática proposta. Conforme indicou a análise dos mapas conceituais, a maior parte das informações relacionadas com a dinâmica de determinação do ponto de impacto e da direção de chegada de um raio cósmico primário começou a ter significado na estrutura de conhecimentos dos alunos. Assim, o conteúdo raios cósmicos mostrou-se possível de ser ensinado na sala de aula do Ensino Médio. / This paper aims at investigating the implementation of a teaching and learning sequence for particle Astrophysics topics in High School. Our aim is to determine the impact point and direction of a primary cosmic ray to the ground, using the Pierre Auger Observatory data. To identify the relevant elements of this sequence, we analyzed the way in which students interacted and then implemented progressive refinements to improve it. The data analysis played an important role in refining the teaching sequence, enabling the results to form part of the students\' knowledge. It is hoped the knowledge gained has been significant for the students and when added to previous knowledge has helped them develop a more stable and rich understanding of the subject. Ausubel\'s theory guided the choice of the evaluation method and interpretation of data collected in this study. According to the theoretical approach, the conceptual maps were presented as a way of analyzing and evaluate the knowledge gained by students and therefore the proposed didactic sequence. As indicated by analysis of the conceptual maps, most of the information related to the dynamics of determination of the impact point and the direction of arrival of a primary cosmic ray began to have meaning in students\' knowledge structure. Along these lines, the content cosmic rays proved possible to be taught in the high school classroom.

Orientador: Gustavo Bizarria Gibin / Resumo: Neste estudo apresentamos a aplicação de um texto didático, produzido pela pesquisadora, a respeito dos conceitos de modelos atômicos e tabela periódica. O material foi aplicado em um minicurso, no período vespertino para alunos da primeira série do Ensino Médio de uma Escola Técnica do interior de São Paulo. O minicurso “Mapeando Conhecimento: uma abordagem histórica sobre Modelos Atômicos e Tabela Periódica”, com carga horária de trinta horas, aplicado pela pesquisadora, contou com uma metodologia que envolveu o preparo de mapas conceituais e realização de entrevistas. Segundo Ausubel, Novak e Moreira, é fundamental analisar previamente aquilo que se vai ensinar, pois, nem tudo que se encontra em programas, livros e outros materiais didáticos do currículo é abordado em sala de aula, uma vez que o tempo é limitado. Aliás, a ordem na qual os principais conceitos aparecem nos materiais didáticos e programas, na maioria das vezes, não é a mais adequada para facilitar a interação do conhecimento prévio do aprendiz ao conceito apresentado. Dessa forma, a metodologia adotada no minicurso pretende justamente facilitar essa interação, através do uso de mapas conceituais preparados, também, pela pesquisadora, que no início das aulas, após os alunos elaborarem seus próprios mapas e após as entrevistas, irá introduzir o conteúdo do dia, apresentando os pontos principais e relacionando-o com o conteúdo visto no dia anterior. As entrevistas serão utilizadas para complementar a análise do... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this study we present the application of a potentially meaningful material regarding the concepts of atomistic and periodic table. The material was applied in a short course, in the afternoon, for students of the first grade of high school in a Technical School in the interior of the state of São Paulo. The short course “Mapping Knowledge: a historical approach on Atomic Models and Periodic Table”, with a workload of 30 hours, was applied by the researcher, had a methodology that involved the development of concept maps and interviews. According to Ausubel (1968), Novak (1984) and Moreira (2011a), it is essential to analyze previously what is going to be taught, because not everything that is found in curriculum programs, books and other didactic materials is approached in the classroom, since time is limited. In fact, the order in which the main concepts appear in the didactic materials and programs, for the most part, is not the most appropriate to facilitate the interaction of the learner's prior knowledge with the concept presented. There are two conditions for meaningful learning: 1) the material used in learning must be potentially meaningful and 2) the learner must be willing to learn. The first condition requires that learning material - such as books, videos, among others - have a logical meaning for the learner, and for this, it is necessary to structure the material in order to initially approach broader and simpler concepts and progressively develop for more sp... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Researchers have determined that concept maps serve as effective tools in the traditional science classroom. The purpose of this experimental study was to investigate concept mapping as a tool for student knowledge acquisition in 10th grade science for students in distance learning situations. Research questions were designed to investigate the influence of concept mapping on rate and quality of student knowledge acquisition and retention. This study was a pretest-posttest 2-group comparison study, constructivist in nature and based on the theory of cognitive learning. Participants included 36 students in the 10th grade at an inner-city school in the United States. Control and treatment groups participated in completing pre and posttesting to establish standards for initial understanding and knowledge acquired. Pretest scores were used in a 2-tailed t test to establish equivalence between groups at the beginning of the study. ANOVA was used with test gains to determine differences between treatment and control groups. Cronbach's alpha was conducted to test for concept map interrater reliability. A 2-tailed t test for matched groups was used with concept map scores and treatment group test gains to determine any relationship. No statistically significant relationship between the use of concept maps and distance learning was found. Recommendations for future research include a wider age range for participants and investigations of academic areas such as reading, writing, mathematics, and language acquisition, native and foreign. Implications for positive social change include research with altered parameters to identify an existing tool that may be used by students in the traditional classroom as well as in distance-learning scenarios.

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Sustainable development through sustainable engineering is a promising strategy for combating unsustainable patterns of population growth, resource consumption, and environmental degradation. For sustainable engineering to alleviate global problems, however, improvements in undergraduate education are required to equip students with the knowledge and skills needed to engage in sustainable design. Consequently, the goal of this dissertation is to assess and improve sustainability education in civil and environmental engineering (CEE) at the Georgia Institute of Technology (Georgia Tech). Three phases of inquiry were conducted to (1) examine the current status of CEE sustainability education, (2) use assessment results to develop a pedagogically-innovative sustainability module, and (3) investigate the impacts of implementing the module into select CEE courses on student learning. Several key findings resulted from this work. First, the Sustainability Tool for Assessing Universities’ Curricula Holistically (STAUNCH®) suggested that integration of sustainability into the curriculum was incomplete and favored environmental sustainability. Second, CEE seniors’ conceptual understanding of sustainability, based on concept map results, was found to be generally correct, although limited in comprehensiveness, connectedness, and balance. Third, examination of capstone project reports (2002 and 2011) using the novel Sustainable Design Rubric revealed little change in the students’ sustainable design abilities over the past decade, due potentially in part to students simply “meeting the expectations” of project sponsors. Based on these insights, a five-part, learning-cycle-based sustainability module was developed and implemented in CEE capstone and cornerstone design courses. Higher learning gains for cornerstone students, as compared to seniors, supports future integration of the module into cornerstone design courses. While project results are especially important for CEE at Georgia Tech, other programs and institutions may benefit from the development and improvement of sustainability knowledge assessment tools, as well as the empirically-informed and theoretically-grounded sustainability module.

The aim of this study is to explore how six primary school teachers experience teaching grammar to non-Swedish speaking pupils and how their experiences correspond to theories and previous research on language development and second language acquisition. The method used was semi-structured qualitative interviews combined with mind maps. The result shows that the teachers had revised their view on grammar and adapted their teaching to the immigrant pupils, and in various ways followed the Swedish Education Agency’s recommendations on measure to take to facilitate second language learning, including using genre pedagogy.