Peer Instruction: A Revolução da Aprendizagem Ativa

Autor(es): Eric Mazur
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Cientista e pesquisador internacionalmente reconhecido, Eric Mazur desenvolveu o Peer Instruction, um método simples, mas efetivo, de ensinar ciência. Sua abordagem envolve o estudante em seu próprio processo de aprendizagem, pois explora a interação entre os alunos durante as aulas expositivas e foca os conceitos fundamentais, tornando o conteúdo significativamente mais acessível.Adotado e adaptado em uma série de disciplinas, desde as ciências naturais até as ciências humanas e sociais, em universidades e escolas de diversos países, este livro não apenas explica como ensinar fazendo perguntas, mas também fornece todas as ferramentas necessárias para implementar o Peer Instruction em uma disciplina de introdução à física.

12 capítulos

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Capítulo 1 - Introdução

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Introdução

F

requentemente a disciplina de introdução à física é uma das maiores barreiras na trajetória acadêmica de um estudante. Para a maioria, a introdução à física deixa um sentimento permanente de frustração. É só eu dizer que sou físico para começar a ouvir resmungos sobre a física, tal como é dada no ensino médio ou na graduação. Esse sentimento de frustração em relação à disciplina encontra-se generalizado entre estudantes que, mesmo sendo de outros cursos, são obrigados a cursar as disciplinas de física para poderem se graduar. Muitas vezes, até mesmo os estudantes de física se sentem insatisfeitos com as disciplinas introdutórias de física, e uma grande fração deles, que inicialmente estava interessada em física, termina se graduando em áreas diferentes. Por que isso acontece? Podemos fazer algo a respeito? Ou devemos ignorar esse fenômeno e dedicar-nos a ensinar o estudante que pretende seguir uma carreira científica?

Abrindo os olhos

Desde os tempos de Maxwell, a frustração dos estudantes com a física introdutória tem sido alvo de comentários. Recentemente, foi dada uma ampla publicidade a essa questão pela pesquisadora Sheila Tobias, que fez um levantamento envolvendo inúmeros estudantes das áreas das ciências humanas e das ciências sociais com o objetivo de

 

Capítulo 2 - A Peer Instruction

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A Peer Instruction

U

m dos problemas do ensino tradicional é a apresentação do conteúdo. Com frequência, é tirado diretamente dos livros ou das notas de aula do professor, dando aos estudantes pouco incentivo para assistir às aulas. O problema é a apresentação tradicional do conteúdo, que consiste quase sempre em um monólogo diante de uma plateia passiva. Somente professores excepcionais são capazes de manter os estudantes atentos durante toda uma aula expositiva. Mais difícil ainda é dar oportunidades adequadas para que os estudantes pensem de forma crítica, usando os argumentos que estão sendo desenvolvidos. Consequentemente, as aulas expositivas simplesmente reforçam os sentimentos dos estudantes de que o passo mais importante para dominar o conteúdo ensinado está na resolução de problemas. O resultado é uma rápida escalada na qual os estudantes solicitam mais e mais exemplos de problemas (para que possam aprender a resolvê-los melhor), o que, por sua vez, volta a reforçar seus sentimentos de que a chave do sucesso é a resolução de problemas.

 

Capítulo 3 - Motivando os estudantes

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Motivando os estudantes

É

improvável que os estudantes aceitem passivamente uma mudança no formato das aulas expositivas. Eles estão acostumados a aulas expositivas tradicionais e terão dúvidas se o novo método poderá ajudá-los a obter melhor desempenho (isto é, obter uma nota melhor na disciplina). Como a colaboração plena dos estudantes é essencial para o sucesso do método da Peer Instruction, é importante motivar os estudantes assim que possível. A seguir, eu dou uma ideia do que fiz na minha classe para conquistá-los.

Dando o tom

Eu começo a primeira aula da disciplina anunciando aos estudantes que as aulas não serão dadas com base no livro ou nas minhas notas de aula. Eu argumento que seria uma perda de tempo se eu simplesmente repetisse o que está impresso no livro ou em minhas notas. Se eu fizesse isso, eu estaria supondo que eles não sabiam ler. Se um professor os tratasse dessa forma, eles poderiam se ofender!

Frequentemente, cito o que ocorreu com minhas notas de aula (ver página 9) e explico como utilizaremos o tempo nas aulas e como eles tirarão proveito disso. Explico que é muito pouco o que se aprende em uma aula expositiva passiva, enfatizando que um professor não consegue simplesmente jogar o conhecimento em suas mentes. Não importa o quão bom um professor é, pois é aos estudantes que cabe esse trabalho. Eu os desafio a tornarem-se pensadores críticos. Explico a diferença entre simplesmente inserir números nas equações e ser capaz de analisar uma situação não familiar.

 

Capítulo 4 - Um guia passo a passo para preparar uma aula baseada na Peer Instruction

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Um guia passo a passo para preparar uma aula baseada na Peer Instruction

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este capítulo, mostro o que fiz com meu próprio material para passar de um estilo convencional de dar aulas expositivas para o estilo da Peer Instruction. Eu continuo utilizando minhas antigas notas de aula e acredito firmemente que não é necessário reescrevê-las por completo. Portanto, espero que esta descrição sirva de guia para você adaptar seu próprio material para ser utilizado com a Peer Instruction.

Estrutura da aula expositiva

Cada tópico de uma aula leva no mínimo 15 minutos para ser tratado: 7-10 minutos de exposição e 5-8 para um teste conceitual. Portanto, uma hora de aula abrange quatro pontos-chave.

Para converter uma aula tradicional, eu primeiro decido quais são os pontos fundamentais que devem ser tratados. Durante a aula expositiva, deixo de dar as definições, as deduções e os exemplos que já estão no livro ou nas notas de aula. A seguir, após retirar esses itens da minha apresentação antiga, determino quais são os pontos-chave que eu quero incluir. No final, eu tenho um esboço do esqueleto da aula, como o mostrado na Figura 4.1.

 

Capítulo 5 - Aula-exemplo

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Aula-exemplo

C

omo exemplo da Peer Instruction, vamos considerar uma aula expositiva de 90 minutos sobre as leis de Newton. O resumo da aula é:

1.

2.

3.

4.

Primeira lei de Newton

Definições de força e massa

Segunda lei de Newton

Terceira lei de Newton

Antes da aula, os estudantes devem ler as notas de aula e as respectivas seções do livro. No começo da aula, eles respondem ao teste de leitura mostrado na Figura 5.1.

Observe que esse teste de leitura verifica apenas se a leitura antes da aula foi feita ou não; ele não avalia a compreensão do conteúdo. Isso poderia penalizar (e portanto desencorajar) o estudante que tivesse feito a leitura, mas que ainda não tivesse conseguido dominar os conceitos baseando-se apenas nela.

Eu uso as mesmas notas de aula que utilizava quando ensinava esse conteúdo em aulas convencionais. Eu descrevo os conteúdos da mecânica clássica e introduzo a primeira lei de Newton escrevendo-a no quadro. Após introduzir a primeira lei, utilizo uma animação de computador para mostrar que, na realidade, trata-se de uma lei envolvendo sistemas de referência. A seguir, estabeleço solidamente a relação entre forças e acelerações, e projeto na tela o teste conceitual mostrado na Figura 5.2. Em geral, os estudantes se saem bem nessa questão. O objetivo principal é reforçar a confiança dos estudantes. De qualquer forma, não fico muito tempo nesse tópico, pois as outras duas leis costumam trazer dificuldades maiores.

 

Capítulo 6 - Epílogo

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Epílogo

Perguntas frequentes

Sempre que explico o método da Peer Instruction a outros professores, invariavelmente surgem muitas questões. Neste capítulo, respondo as perguntas mais frequentes.

Por que se preocupar?

A capacidade do estudante de resolver problemas tem sido o critério tradicional para avaliar se o ensino teve êxito. Essa forma pressupõe que não é possível resolver um problema a menos que os fundamentos estejam bem compreendidos. Entretanto, como o exemplo do Capítulo 1 claramente mostrou, há uma preocupante e elevada fração de estudantes que desenvolve estratégias para resolver problemas sem ter alcançado nem mesmo a mínima compreensão dos conceitos envolvidos. Assim, na realidade, a questão é: queremos que nossos estudantes compreendam os princípios fundamentais ou é suficiente que eles usem as fórmulas para resolver os problemas numéricos (mesmo que metade deles não entenda os princípios que embasam os problemas)? Eu sou claramente partidário de ensinar a compreensão dos fundamentos.

 

Capítulo 7 - Inventário sobre o conceito de força

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Inventário sobre o conceito de força

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as páginas seguintes, encontra-se a revisão de 1995 do inventário sobre o conceito de força (Force Concept Inventory – FCI). O FCI é um “teste” de múltipla escolha elaborado para avaliar a compreensão dos estudantes sobre os conceitos fundamentais da mecânica newtoniana. O FCI pode ser utilizado com diversos propósitos, mas o mais importante é a avaliação da eficácia do ensino. Para entender plenamente como ocorreu o desenvolvimento desse instrumento e como usá-lo, devem ser consultados, além dos

1,2 artigos sobre o Force Concept Inventory (FCI), também os seguintes: (1) os artigos

3,4 sobre o Mechanics Diagnostic Test, que é o antecessor do inventário sobre o conceito

5 de força (FCI); (2) o artigo sobre o Mechanics Baseline Test (MBT), que é recomendado como complemento do inventário sobre o conceito de força (FCI), servindo para avaliar as habilidades quantitativas necessárias à resolução de problemas e (3) a coleção

 

Capítulo 8 - Teste de linha de base para mecânica

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Teste de linha de base para mecânica

Nas páginas seguintes, encontra-se o teste de linha de base para mecânica (Mechanics

1

Baseline Test – MBT) desenvolvido por Hestenes e Wells. Diferentemente do teste FCI, o MBT requer que o estudante faça uma quantidade moderada de cálculos. Nos Estados

Unidos, o escore médio está entre 30% e 75% – geralmente cerca de 15% abaixo do escore médio do pós-teste do FCI.

Esse teste deve ser dado no final do semestre. Muitos professores aplicam-no como parte do exame final. Eu prefiro aplicá-lo uma semana antes do exame final, dizendo novamente aos estudantes que o teste contará como uma tarefa regular fora da sala de aula e que é a melhor maneira de eles testarem o seu conhecimento para o exame final.

O teste está disponível no site do Grupo A (arquivo MBT, em inglês). Você poderá imprimi-lo e utilizá-lo para avaliar a aprendizagem de seus alunos, desde que preserve a integridade do teste como instrumento de diagnóstico (é importante cuidar para que as questões e o gabarito não circulem entre os estudantes). Sugiro que o teste não seja referido pelo nome teste de linha de base para mecânica (MBT) (Mechanics Baseline

 

Capítulo 9 - Resultados do questionário

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Resultados do questionário

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ste capítulo apresenta um texto que eu distribuo após fazer a compilação das respostas que os estudantes deram ao questionário de introdução, mostrado nas páginas

22–23. Essas respostas são típicas e variam pouco ano a ano. Eu normalmente distribuo este texto na segunda aula expositiva e discuto-o por alguns minutos, enfatizando o papel das aulas expositivas e do livro.

Este texto está disponível no site do Grupo A (arquivo Questionnaires, em inglês) e pode ser modificado para atender às suas necessidades.

Resultados do questionário introdutório

1.

O que você espera aprender nesta disciplina?

Eu estou entusiasmado em ver que muitos de vocês esperam aprender exatamente o que eu estou planejando ensinar! Entretanto, para aqueles de vocês que esperavam algo diferente, eu gostaria de esclarecer os meus objetivos. Eu pretendo ensinar os princípios básicos da física (especificamente, cinemática, leis de conservação, mecânica, fluidos, ondas e óptica) e durante esse processo pretendo também:

 

Capítulo 10 - Testes de leitura

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Testes de leitura

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omo foi mencionado no Capítulo 3, para que os estudantes completem suas tarefas

1 de leitura, atualmente eu encorajo fortemente o uso do Just-in-Time Teaching. Se você não estiver preparado para essa tecnologia, as páginas seguintes contêm testes que você pode usar para avaliar as leituras realizadas pelos estudantes antes das aulas.

Os testes se destinam a uma disciplina introdutória de física e estão organizados por tópico. Observe que a maioria das questões testa o conhecimento das definições e não a compreensão. A chave para as respostas está na página 106.

Todos os testes deste capítulo estão disponíveis no site do Grupo A (arquivo RQ, em inglês). Você pode alterar e imprimir os testes de acordo com as suas necessidades na sala de aula. Para outros usos, diferentes desse, os testes não podem ser distribuídos ou editados sem permissão escrita da editora.

1

G. Novak, A. Gavrin, W. Christian, E. Patterson, Just-in-Time Teaching: Blending Active Learning with Web Technology (Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 1999).

 

Capítulo 11 - Testes conceituais

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Testes conceituais as páginas seguintes, está disponível uma coleção completa de testes conceituais1 para uma disciplina de introdução à física de um ano ou dois semestres. Cada questão é seguida de uma linha indicando quais são os conceitos abordados e uma breve explicação. O propósito dessas explicações é dar um esboço da argumentação verbal que eu utilizo para explicar a opção correta de resposta. A coleção de testes conceituais está disponível no site do Grupo A (arquivo TC, em inglês). Os testes podem ser utilizados diretamente para projeção ou editados conforme suas necessidades. Para outros usos, os testes conceituais não podem ser utilizados ou distribuídos sem permissão por escrito da editora.

N

Nota: nas questões com opções numeradas, é necessário escolher apenas uma única opção e, nas questões com opções alfabéticas, escolha todas as que se aplicam.

1

Cortesia de Eric Mazur, Michael Aziz, William Paul e Deborah Alpert, Harvard University. Questões

 

Capítulo 12 - Questões conceituais de exame

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Questões conceituais de exame

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as páginas seguintes, encontram-se questões conceituais do tipo que eu venho usando em meus exames desde 1991. Normalmente, essas questões conceituais constituem metade do exame, e a outra metade envolve problemas computacionais mais tradicionais. Ambos os tipos contribuem com o mesmo número de pontos à nota do exame.

Muitas dessas questões conceituais são dissertativas, e o esquema de avaliação mais conveniente é um que espelha a prática de revisão de artigos científicos utilizada por revistas e jornais profissionais: cada problema vale no máximo três pontos. O conceito final é obtido seguindo as seguintes diretivas:

Avaliação da revisão

Pontos

Avaliação da resposta

publicar como está

3

perfeita ou quase perfeita

publicar após revisão mínima

2

pequenos erros que requerem revisão

necessita ampla revisão

1

erros substanciais

rejeitar

0

de relevância pequena ou nenhuma para a questão

 

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