The use of active methodologies in the Physics Teaching and Learning process: Initiation of scientific research in science and technology

INTRODUCTION Theoretical concepts in physics are better assimilated by students of technology and innovation courses when they work in a cooperative and integrated way, building prototypes and physics experiments, thus observing the problems of the nature of science and technology. This way of working by students promotes critical and epistemological debate, in addition to contributing to their perceptions of socioeconomic and cultural implications to have more and more space in the construction of social rationality. The objective is to show, based on the teacher's change of attitude in relation to the application of active methodologies in technological teaching, that students began to think about the concepts of physics from the theoretical synthesis with the experimental practice. METHODOLOGY AND DESCRIPTION OF RESULTS According to Carl Wieman (2017), the construction of new approaches to science learning is increasingly necessary to ensure that students and teachers can, from interactive methods based on evidence, understand more and better the new concepts originating from modern science, especially the concepts derived from Classical to Quantum Mechanics transition. The methodology applied consists of the division by groups of students, whose objective would be to prepare a seminar out of an experimental situation. The seminar groups allowed students to be evaluated in four learning areas: 1) Textual construction; 2) Mastery of the theoretical content researched; 3) Clarity and conciseness in the presentation of ideas and 4) Experimental construction. After the small group (classroom) presentation, the students would present their prototypes and experiments in the broad group (Expo Lattes—CITE—Technological Circuit). One of the proposals would be the construction of the cloud chamber or Wilson cloud chamber for the detection of cosmic particles, in addition to other prototypes such as the Electromagnetic Engine of architecture V8. The fundamental idea of ​​this prototype would be to start the mechanical movement of the V8 electromagnetic motor with a distribution of magnets to shape a magnetic coupling and then become this system. CONCLUSION It is possible to understand that several paths can enable students to better learn the theoretical concepts of physics and other sciences such as biology and chemistry, considered as exact sciences. However, it is possible to apply some methodologies that decisively facilitate the understanding of students about the evolution of concepts, such as History of Science, Computer Simulation and, Experimentation with the creation of prototypes (Rosa, 2019). REFERENCES Wieman, C. (2017). Improving How Universities Teach Science Lessons from the Science Education Initiative. Cambridge, Massachusetts and London, England: Harvard University Press. Rosa, P. S. (2019). Fundamentação Termodinâmica da Teoria Quântica: Subsídios Históricos, de Boltzmann a Poincaré, e Computacionais para o Ensino de Ciências, Unesp, Bauru-SP

A produção de significados no modelo quântico por meio de ferramentas socioculturais: uma proposta analítica da aprendizagem

Os conceitos referentes à mecânica quântica são de suma importância para o estudo da estrutura do átomo. A investigação desses conceitos e de como eles são estruturados pelo estudante de Química têm adquirido relevância nas pesquisas de ensino de Química, sobretudo pelas dificuldades de aprendizagem dos entes submicroscópicos em relação aos macroscópicos. Nessa perspectiva, a presente pesquisa tem por foco apresentar uma proposta analítica da aprendizagem dos estudantes de Química no estudo dos conceitos do modelo atômico atual, em especial os números quânticos, formas dos orbitais e transições eletrônicas, com base na Teoria da Ação Mediada. A investigação foi realizada na disciplina de Química Geral II do curso de Química da Universidade Federal do Maranhão-UFMA, e constitui-se como parte dos resultados de uma pesquisa de doutorado. A proposta analítica da aprendizagem foi dividida em três momentos: mapa de aulas, mapa de categorias e microanálise. Esta analisou a interação dos alunos-agindo-com-as-ferramentas-socioculturais, como os Objetos de Aprendizagem, e o modo como produziram os significados dos conceitos, permitindo ter uma visão detalhada do processo de aprendizagem e que a inserção de ferramentas socioculturais favorecem o rol apreciativo dos alunos na significação dos conceitos e influenciam o discurso de autoridade durante as interações comunicativas.Palavras-chave: Teoria da Ação Mediada. Modelo Atômico Quântico. Produção de Significados. Objetos de Aprendizagem.The production of meaning in the quantum model through sociocultural tools: an analytical proposal of learningAbstractThe concepts related to quantum mechanics are of utmost importance for the study of the atom structure. The investigation of these concepts and how they are structured by the Chemistry student has acquired relevance in the research of the subject’s teaching, especially by the learning difficulties of submicroscopic entities in relation to macroscopic ones. From this perspective, this research focuses on presenting an analytical proposal of the learning of Chemistry students in the study of the concepts of the current atomic model, especially quantum numbers, orbital forms and electronic transitions based on the Theory of Mediated Action. The research was carried out during General Chemistry II classes of the Chemistry course of the Federal University of Maranhão-UFMA, and is part of the results of a doctoral research. The analytical proposal of learning was divided into three moments: class map, category map and microanalysis. It analyzed the interaction of the students acting with sociocultural tools, such as the Learning Objects and the way they produced the meanings of the concepts, allowing a detailed view of the learning process and that of the insertion of socio-cultural tools favors the appreciative role of the students in the meaning of the concepts and influences the authority word during the communicative interactions.Keywords: Mediated Action Theory. Quantum Atomic Model. Production of Meanings. Learning Objects

Utilização de recursos digitais como ferramentas para o ensino de “radiatividade” no nível médio

Este trabalho procurou identificar como estudantes do Ensino Médio elaboram significados, relacionados aos conceitos de “radioatividade”, utilizando como ferramentas mediadoras softwares educativos, mais especificamente Objetos de Aprendizagem. Utilizando a abordagem da teoria sociocultural de James V. Wertsch, as etapas de significação dos conceitos foram rastreadas através da captura das interações com as telas dos aplicativos, dos diálogos entre professor-aluno/aluno-aluno e da análise dos questionários aplicados. Foi possível também verificar, através da pesquisa, a significativa influência do papel dessas ferramentas socioculturais no domínio e apropriação de gêneros discursivos típicos da Química escola

Desenvolvimento e análise de uma metodologia para o ensino da função quadrática utilizando os softwares 'parábola' e 'oficina de funções'

Um dos grandes desafios como educadores e matemáticos é tornar a Matemática mais interessante, aproximá-la da realidade dos alunos. Para isso, são necessárias alterações que vão desde as políticas governamentais para a Educação até o cotidiano nas salas de aula. Este trabalho propõe a utilização de novas tecnologias computacionais, como recurso didático, para o estudo de funções quadráticas. Foram utilizados os softwares ‘Parábola’ e ‘Oficina de Funções’ e elaboradas atividades em que os alunos interagem com os programas, experimentando e visualizando as transformações no universo das funções quadráticas

Desenvolvimento e análise de uma metodologia para o ensino da função quadrática utilizando os softwares 'parábola' e 'oficina de funções'

Um dos grandes desafios como educadores e matemáticos é tornar a Matemática mais interessante, aproximá-la da realidade dos alunos. Para isso, são necessárias alterações que vão desde as políticas governamentais para a Educação até o cotidiano nas salas de aula. Este trabalho propõe a utilização de novas tecnologias computacionais, como recurso didático, para o estudo de funções quadráticas. Foram utilizados os softwares ‘Parábola’ e ‘Oficina de Funções’ e elaboradas atividades em que os alunos interagem com os programas, experimentando e visualizando as transformações no universo das funções quadráticas

El crecimiento poblacional: una propuesta pedagógica para abordar biología, matemáticas y TICs

In this paper we propose the achievement of an interdisciplinary activity evolving biology and mathematics knowledge with students of the third grade of high school about the population growth theme. The goal of this activity is to offer to the students a wider perception about the ways of population growth of different organisms from their home region, helping them to represent it through mathematics models. The formulation of the research problem is done from the theoretical and empirical data and the student is encouraged to behave in a participative and dialogic way in all stages of the activity. The mathematical modeling and the graphic representation of the population growth are made through the mathematical software Geogebra and we emphasize the qualitative analysis of the data from the biological and environmental education point of view.En este trabajo nos proponemos realizar una actividad interdisciplinar, involucrando Biología y Matemáticas, con estudiantes de media vocacional a partir del tema crecimiento poblacional. El objetivo de la actividad es proporcionar a los estudiantes una visión más amplia sobre las formas de crecimiento poblacional de los diferentes organismos de su región, ayudándolos a que los representen por medio de modelos matemáticos. La formulación del problema se hace a partir de datos empíricos y teóricos, en donde el alumno tiene el desafío de presentar una postura participativa y dialógica en todas las etapas del proceso.  La modelización matemática y construcción gráfica de las curvas de crecimiento poblacional se hace con ayuda del software de matemáticas Geogebra, dando énfasis al análisis cualitativo de tales datos a partir de los conceptos biológicos y de los principios de la educación ambiental

O Geogebra na experimentação matemática: um levantamento bibliográfico em periódicos indexados na plataforma da CAPES

Technological advances stimulate an increasingly globalized and virtually interconnected society, making the exploitation of technology resources in the area of education no longer the object of discussion, but of reflection. Several software with interactive proposals are developed daily, arousing the curiosity of students in digital interaction. Obtaining good results using these tools is an object of concern for teachers and the school community. Thus, in order to understand how mathematical experiments occur with the use of dynamic geometry software, especially GeoGebra, in basic education, we present in this article a bibliographic survey of works on this theme. Most of the studies analyzed focused on geometry content. Among the results, the following stand out: the good reflection provoked by the activities, the formulation of hypothesis and conjectures, in addition to arousing the arguments in students. These notes are important, as they demonstrate that these experimental activities using the GeoGebra software underpin and drive the learning of Mathematics in a dynamic way and meet the contemporary demands of modern society, training the student in the field of technologies.Los avances tecnológicos estimulan una sociedad cada vez más globalizada y virtualmente inter-conectada, haciendo que la explotación de los recursos tecnológicos en el área de la educación ya no sea objeto de discusión, sino de reflexión. Varios programas con propuestas interactivas se desarrollan diariamente, despertando la curiosidad de los estudiantes en la interacción digital, donde obtener buenos resultados mediante el uso de estas herramientas se convierte en un objeto de preocupación para los maestros y la comunidad escolar. Por lo tanto, para comprender cómo ocurren los experimentos matemáticos con el uso de software de geometría dinámica, especialmente GeoGebra, en educación básica, presentamos en este artículo una revisión bibliográfica de trabajos sobre este tema. La mayoría de los estudios analizados se centraron en el contenido de geometría. Entre los resultados, destacan los siguientes: la buena reflexión provocada por las actividades, la formulación de hipótesis y conjeturas, además de despertar el argumento en los estudiantes. Estas notas son importantes, ya que demuestran que estas actividades experimentales que utilizan el software GeoGebra fundamentan e impulsan el aprendizaje de las matemáticas de forma dinámica y satisfacen las demandas contemporáneas de la sociedad moderna, capacitando al estudiante en el campo de las tecnologías.Os avanços tecnológicos estimulam uma sociedade cada vez mais globalizada e interligada virtualmente, fazendo com que explorar os recursos de tecnologia na área de educação não seja mais alvo de discussão, mas sim de reflexão. Diversos softwares com propostas interativas são desenvolvidos diariamente, despertando a curiosidade dos alunos na interação digital. Obter bons resultados por meio da utilização destas ferramentas é objeto de preocupação de professores e da comunidade escolar. Desse modo, visando entender como ocorrem as experimentações matemáticas com o uso de softwares de geometria dinâmica, em especial o GeoGebra, na educação básica, apresentamos neste artigo um levantamento bibliográfico de trabalhos com esta temática. A maioria dos trabalhos analisados teve enfoque em conteúdos de geometria. Entre os resultados destaca-se: a boa reflexão provocada pelas atividades, a formulação de hipóteses e conjecturas, além de despertar a argumentação nos estudantes. Estes apontamentos são importantes, pois demonstram que estas atividades experimentais com uso do software GeoGebra fundamentam e impulsionam o aprendizado da matemática de maneira dinâmica e atendem às demandas contemporâneas da sociedade moderna, capacitando o estudante no domínio de tecnologias

LEITURA DE IMAGENS, MAPAS CONCEITUAIS E LIVROS DIDÁTICOS DE CIÊNCIAS: REVISÃO DE LITERATURA

The present work intends to investigate to what extent the integrated use of conceptual maps in association with the Grammar of Visual Design is addressed in academic works, for reading images in Science textbooks. This study consists of a literature review developed from the BUSCAd digital tool, whose time frame is centered on the last ten years, that is, from 2014 to June 2023. Through Discursive Textual Analysis, initial categories were drawn, with greater emphasis on those that deal with aspects related to reading and interpretation of images, the integrated use of multimodal texts in textbooks and the adoption of the Grammar of Visual Design for the analysis of images. It was also possible to group the initial categories into three large groups of multiliteracies: visual, digital and critical. The results reveal that the theme is explored in a very timid way in Science teaching at national and international level, therefore, it constitutes a fruitful field for future research focused on visual literacy, with emphasis on investigations about the multimodal reading of images in Science textbooks.El presente trabajo pretende investigar en qué medida se aborda en trabajos académicos el uso integrado de mapas conceptuales en asociación con la Gramática del Diseño Visual, para la lectura de imágenes en libros de texto de Ciencias. Este estudio consiste en una revisión de literatura desarrollada a partir de la herramienta digital BUSCAd, cuyo marco temporal se centra en los últimos diez años, es decir, desde 2014 hasta junio de 2023. A través del Análisis Textual Discursivo, se delinearon categorías iniciales, con mayor énfasis en aquellas que versan sobre aspectos relacionados con la lectura e interpretación de imágenes, el uso integrado de textos multimodales en los libros de texto y la adopción de la Gramática del Diseño Visual para el análisis de imágenes. También fue posible agrupar las categorías iniciales en tres grandes grupos de multialfabetizaciones: visual, digital y crítica. Los resultados revelan que el tema es explorado de manera muy tímida en la enseñanza de Ciencias a nivel nacional e internacional, por lo tanto, constituye un campo fructífero para futuras investigaciones enfocadas en la alfabetización visual, con énfasis en investigaciones sobre la lectura multimodal de imágenes en libros de texto de Ciencias.O presente trabalho pretende investigar em que medida o uso integrado de mapas conceituais, em associação com a Gramática do Design Visual, é abordado em trabalhos acadêmicos, para a leitura de imagens em livros didáticos de Ciências. Tal estudo consiste em uma revisão de literatura desenvolvida a partir da ferramenta digital BUSCAd, cujo recorte temporal está centrado nos últimos dez anos, ou seja, de 2014 até junho de 2023. Por meio da Análise Textual Discursiva traçaram-se categorias iniciais, com maior destaque para aquelas que tratam de aspectos relacionados à leitura e interpretação de imagens, ao uso integrado de textos multimodais em livros didáticos e sobre a adoção da Gramática do Design Visual para a análise de imagens. Foi possível, ainda, agrupar as categorias iniciais em três grandes grupos de multiletramentos: visual, digital e crítico. Os resultados revelam que a temática é explorada de forma muito tímida no ensino de Ciências em âmbito nacional e internacional, portanto, constitui-se em um campo profícuo para pesquisas futuras voltadas para o letramento visual, com destaque para investigações acerca da leitura multimodal de imagens em livros didáticos de Ciências

ANÁLISE DE IMAGENS SOBRE SOLUÇÕES EM LIVROS DIDÁTICOS: UMA ABORDAGEM SEGUNDO A APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA

This study analyzes images of the content of Solutions in Chemistry textbooks approved in the PNLD/2018. The objective is to investigate whether the images follow the principles of the theory of Meaningful Learning proposed by Ausubel: progressive differentiation and integrative reconciliation and also the levels of chemical knowledge, according to Johnstone: macroscopic, submicroscopic and representational. The results show that the macroscopic level is the most discussed in the books, while the submicroscopic level is not, which can hinder the creation of explanatory models for the understanding of abstract concepts. Furthermore, it was observed that the images are arranged in a disjointed way, without the establishment of an organized hierarchical conceptual structure, which turns out to be a hindrance to achieving Meaningful Learning. In addition, it was noted that in only one of the books under analysis, the principles of progressive differentiation and integrative reconciliation are contemplated, when the author establishes a conceptual hierarchy and, later, returns to the concepts to verify similarities and inconsistencies, all this through the association between the textual verbal language with imagery.Este estudio analiza imágenes del contenido de los libros de texto de Soluciones en Química aprobados en el PNLD/2018. El objetivo es investigar si las imágenes siguen los principios de la teoría del Aprendizaje Significativo propuesta por Ausubel: diferenciación progresiva y reconciliación integrativa y, además, los niveles de conocimiento químico según Johnstone: macroscópico, submicroscópico y representacional. Los resultados indican que el nivel macroscópico es el más discutido en los trabajos, mientras que el nivel submicroscópico es poco trabajado, lo que puede perjudicar la creación de modelos explicativos para la comprensión de conceptos abstractos. Además, se observó que las imágenes están dispuestas de manera desarticulada, sin que se establezca una estructura conceptual jerárquica organizada, lo que resulta ser un impedimento para lograr un Aprendizaje Significativo. Además, se notó que en solo uno de los trabajos bajo análisis se contemplan los principios de diferenciación progresiva y reconciliación integrativa, cuando el autor establece una jerarquía conceptual y, posteriormente, vuelve a los conceptos para verificar similitudes e inconsistencias, todo esto a través de la asociación entre el lenguaje verbal textual con la imaginería.Este estudo analisa imagens do conteúdo de Soluções em livros didáticos de Química aprovados no PNLD/2018. O objetivo é investigar se as imagens seguem os princípios da teoria da Aprendizagem Significativa proposta por Ausubel: diferenciação progressiva e reconciliação integrativa e, ainda, os níveis do conhecimento químico segundo Johnstone: macroscópico, submicroscópico e representacional. Os resultados apontam que o nível macroscópico é o mais abordado nas obras, enquanto o submicroscópico é pouco trabalhado, o que pode prejudicar a criação de modelos explicativos para a compreensão de conceitos abstratos. Ademais, observou-se que as imagens estão dispostas de maneira desarticulada, sem o estabelecimento de uma estrutura conceitual hierárquica organizada, o que acaba por ser um dificultador para que se atinja a Aprendizagem Significativa. Além disso, notou-se que em apenas uma das obras em análise os princípios da diferenciação progressiva e reconciliação integrativa são contemplados, quando o autor estabelece hierarquia conceitual e, posteriormente, retoma os conceitos para verificar semelhanças e inconsistências, tudo isso por meio da associação entre a linguagem verbal textual com a imagética