A luz e a visão - Guião do professor

Materiais para o ensino de FĂ­sica com suporte das TIC

GuiĂŁo do Professor

Ana Paula Paiva 2010

“A luz e a visão” - Materiais para o ensino de Física com suporte das TIC

Índice Especificação do produto pedagógico multimedia e sua utilização em contextos de ensino-aprendizagem ......................................................................................2 Instalação dos materiais no computador (ou noutro suporte, como uma pendrive)..................................................................................................................... 7 Utilização dos recursos pedagógicos digitais........................................................8 Planeamento das actividades de ensino-aprendizagem.......................................9 Referências.........................................................................................................13

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by Ana Paula Paiva

“A luz e a visão” - Materiais para o ensino de Física com suporte das TIC

Guião do Professor Especificação do produto pedagógico multimedia e sua utilização em contextos de ensino-aprendizagem O produto pedagógico multimedia “A luz e a visão” partilhado através do Portal Casa das Ciências foi desenvolvido pela autora no âmbito da investigação de Mestrado em Ciências da Educação – Especialização em Informática Educacional, concluída na Universidade Católica Portuguesa em 2006. Os materiais que integram este produto pedagógico poderão ser utilizados tal como se apresentam ou com adaptações ou complementos a desenvolver por outros autores, de acordo com a especificidade dos seus contextos e objectivos de ensino.

Os recursos pedagógicos digitais desenvolvidos prevêem que o ensino-aprendizagem decorra numa dinâmica de eLearning, ou seja, com integração e recurso sistemático a meios electrónicos para desenvolvimento autónomo da aprendizagem, para apoio aos momentos expositivos e de partilha de experiências e para realização das actividades propostas, com o processo tendencialmente centrado no aluno. É possível a utilização dos recursos em diversas dinâmicas de ensino, nomeadamente: ●

presencial - instalação prévia dos recursos na área de trabalho (ou noutra pasta) de cada computador em que os alunos vão trabalhar, com utilização do disco rígido ou de outro suporte (pen-drive, por exemplo) para salvar os ficheiros de trabalho (são adequados também para utilização em situações de dinâmicas expositivas, com recurso a computador e videoprojector, quadro interactivo multimédia ou outro equipamento adequado);

●

presencial e/ou assíncrona - publicação dos recursos e dos trabalhos desenvolvidos numa plataforma Moodle (ou outra equivalente), que será o suporte de gestão do ensino-aprendizagem e que possibilita o acesso aos recursos em qualquer momento, simultâneo ou independente das aulas.

O desenho dos materiais pedagógicos teve em particular atenção as especificidades do desenvolvimento do ensino-aprendizagem de alunos surdos, atribuindo grande realce à promoção da aprendizagem através da mensagem escrita, com integração frequente de explicações textuais redundantes e com utilização de estratégias de destaque gráfico associadas aos conteúdos considerados essenciais. Os materiais integram também imagem, vídeo e/ou animações, com mensagens complementares ou redundantes da mensagem escrita. São materiais inclusivos, 2

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“A luz e a visão” - Materiais para o ensino de Física com suporte das TIC adequados para utilização com turmas de alunos surdos e com turmas de alunos ouvintes.

O presente conjunto de materiais enquadra-se num conjunto mais vasto de recursos desenvolvido pela autora sobre o tema “A luz e a visão” (Sessão 1 a Sessão 9). O planeamento e objectivos de uma sequência de ensino-aprendizagem proposta para este conjunto de recursos insere-se em apêndice neste documento.

O percurso de aprendizagem proposto inicia-se com a leitura de materiais pedagógicos (em formato pdf, com integração de animações e/ou vídeo) que abordam os conteúdos teóricos inerentes ao tema “A luz e a visão” e que incluem a proposta de realização de actividades experimentais complementares.

Figura 1 – Página extraída do documento-base da sessão 1. Integra um vídeo, imagens e esquemas destinados a criar redundância à informação escrita.

A aplicação teórico-prática da aprendizagem é realizada em documentos com elevado grau de interactividade (em formato MS-Excel) que propõem ao aluno exercícios, lhe dão informação automática sobre acerto/erro na sua resposta e lhe mostram um modelo da resposta correcta.

Todos os exercícios propostos são interactivos, dado que à acção do aluno vai corresponder uma “resposta do computador”.

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Figura 2 – Exemplo de um exercício para utilização do vocabulário específico (sessão 1). O aluno preenche o crucigrama, letra a letra, e a palavra formada surge automaticamente no ecrã; as letras comuns a diferentes palavras aparecem nos respectivos espaços. Grafia incorrecta implica uma resposta considerada incorrecta pelo computador.

Figura 3 – Exemplo de um exercício para categorização a partir de objectos reais, seguida da associação com o esquema respectivo (sessão 3).

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Figura 4 – Exemplo de um exercício para identificação de erros em imagens manipuladas e esquematização (sessão 2).

Após a realização dos exercícios é sempre proposto um modelo de resolução correcta, que possibilita ao aluno a verificação imediata da correcção da sua resposta e que só é apresentado quando o aluno decide solicitá-lo1. Sempre que a especificidade dos objectivos do exercício o permitem, o produto multimédia faz uma comparação entre a resposta dada e o modelo proposto, indicando se a resposta está certa ou errada e providenciando o reforço adequado a cada situação: elogia o aluno pelo acerto ou convida-o a reformular a resposta, se esta estiver incorrecta.

Existe um mecanismo de controlo, a partir da sessão 3, inclusive, que verifica se o aluno já respondeu à maior parte das tarefas propostas quando pede para ver a resposta correcta; se o aluno já o tiver feito, vê a resposta correcta e o reforço do computador de imediato, se ainda estiver no princípio da resolução vê o reforço relativo às respostas que já deu e, em vez das respostas correctas, vê um convite para prosseguir a tentativa de resolução (exemplo na figura 5).

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Informação acedida por interacção com o computador, preenchendo uma célula ou activando um automatismo, através de combinação de teclas (em ambiente Microsoft Excel).

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Figura 5 – Imagem de um exercício (sessão 3), demonstrando o funcionamento do mecanismo de correcção e reforço. Apesar de estar assinalado que se deseja ver a correcção, em vez de surgir a resposta correcta surge um convite ao aluno para que ele prossiga a resolução do exercício, até que responda a mais de metade das tarefas propostas.

Admite-se, com estes recursos pedagógicos digitais, que é possível o desenvolvimento do ensino-aprendizagem em ambiente de laboratório equipado com computadores; contudo, se não for essa a realidade, o conteúdo dos diversos recursos permite uma gestão flexível da dinâmica de ensino.

São disponibilizados alguns modelos de guião de actividade experimental (para preenchimento digital ou em suporte-papel), que poderão servir como ponto de partida para a adaptação a efectuar por cada professor, em função dos seus objectivos e do seu contexto específico de docência.

Mais informações sobre o enquadramento teórico de desenvolvimento dos recursos pedagógicos, sobre contextos de ensino-aprendizagem desenvolvidos com uma turma de alunos surdos e com turmas de alunos ouvintes, sobre resultados obtidos na sua utilização com alunos nesses contextos, podem ser acedidas em outros trabalhos publicados pela autora (Paiva 2006a, 2006b, 2007, 2009).

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“A luz e a visão” - Materiais para o ensino de Física com suporte das TIC Foram integrados no desenvolvimento destes recursos pedagógicos diversos recursos de outros autores, a quem se agradece; a identificação desses recursos e os respectivos créditos constam de um documento independente, integrado na pasta comprimida que agrupa o conjunto dos materiais partilhados.

Instalação dos materiais no computador (ou noutro suporte, como uma pen-drive)

1. Fazer o download da pasta comprimida publicada no Portal Casa das Ciências; 2. Descompactar a pasta comprimida, para uma pasta do computador (para que as hiperligações integradas nos materiais possam funcionar é necessário manter a estrutura de subpastas pré-existente); 3. Aceder à pasta do computador onde estão guardados estes materiais e utilizar os recursos; 4. Para utilização dos conteúdos automáticos existentes nos documentos em formato MS-Excel é necessário que o nível de segurança relativo à utilização de Macros esteja definido como médio e que, após esta definição, os ficheiros Excel sejam abertos “com possibilidade de utilização de macros”.

Notas: g) Estes materiais estão optimizados para WindowsXP e Internet Explorer; h) É necessária a existência de software instalado no computador para leitura de documentos em formato pdf, para leitura de vídeos (extensão .wmv) e para leitura de animações em flash (extensão .swv); i)

Para ultrapassar alguns problemas por vezes existentes com a configuração de computadores existentes nas escolas, as animações que fazem parte dos documentos em formato pdf são também disponibilizadas em ficheiros autónomos, que podem ser utilizados independentemente.

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“A luz e a visão” - Materiais para o ensino de Física com suporte das TIC Utilização dos recursos pedagógicos digitais A proposta de utilização que se segue prevê: 1. A utilização autónoma individual (ou em par) dos recursos de aprendizagem pelos alunos; 2. A existência de um computador por aluno (ou por par); 3. A possibilidade de realização de actividades experimentais em paralelo com a utilização dos recursos pedagógicos no computador.

Os percursos autónomos de aprendizagem são iniciados em cada sessão a partir de um ficheiro contendo o suporte teórico (o ficheiro-base, de nome genérico “A luz e a visão-sessaoxxx.pdf”), com hiperligações para todas as actividades a realizar, quer a partir desse mesmo ficheiro, quer em ficheiros associados (figura 6). Todo o percurso de aprendizagem surge ao aluno a partir desse ficheiro-base, numa sequência de etapas interactivas cuja ordem poderá ser a proposta (a partir da sequência natural das páginas visionadas), ou outra decidida pelo aluno.

Figura 6 – Imagem de uma pasta que contem uma das sessões (sessão 2). O aluno deverá abrir o ficheiro que contém o suporte teórico (de nome genérico A luz e a visão-sessaoxxx.pdf).

As actividades de aplicação são acedidas a partir de uma hiperligação existente no documento-base. Podem também ser acedidas a partir da subpasta Actividades, que é gerada 8

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“A luz e a visão” - Materiais para o ensino de Física com suporte das TIC automaticamente a partir da descompactação do ficheiro descarregado do Portal Casa das Ciências.

Planeamento das actividades de ensino-aprendizagem Sessão

Objectivos/Competências a desenvolver • • • •

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Sessão 1

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Actividade de pares com TIC

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Actividade experimental

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Sessão 2 Actividade individual com TIC Actividade experimental

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Relacionar a luz com energia em movimento; Identificar o sol como principal fonte de luz; conhecer outras fontes de luz; Saber que a luz se propaga em linha recta, em todas as direcções; Conhecer diferentes formas de interacção da luz com a matéria: corpos transparentes, opacos e translúcidos; Relacionar a cor dos materiais com a cor da luz incidente; Realizar uma actividade experimental, com guião proposto pela autora: Observar a cor de um objecto, em diferentes condições de iluminação; Observar e classificar objectos quanto à sua opacidade.

Registar organizadamente os dados experimentais Inferir que a cor dos materiais depende da cor da luz incidente: Debater as opiniões individuais, para chegar a um consenso de grupo Formular hipóteses explicativas baseadas na evidência experimental Representar o conhecimento construído, por escrito Trabalhar colaborativamente Utilizar o computador e ferramentas de produtividade pessoal Observar e compreender o fenómeno de reflexão da luz; Conhecer a lei da reflexão da luz em espelhos planos e os conceitos de ângulo de incidência e ângulo de reflexão; Conhecer os conceitos de imagem, foco, imagem virtual; Compreender o processo de

Recursos

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Computadores multimédia Recursos educativos apresentados em suporte informático Guião da actividade experimental Aula laboratorial de FísicaQuímica: Fonte de luz branca; Filtros cromáticos (amarelo, azul, vermelho, verde, outros); Câmara escura (construída, por exemplo, a partir de uma caixa de papel de fotocópias); Objectos de diferentes cores, Objectos transparentes, opacos e translúcidos

Computadores multimedia Recursos educativos apresentados em suporte informático Guião da actividade experimental Espelhos planos Folha de alumínio 9

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“A luz e a visão” - Materiais para o ensino de Física com suporte das TIC Sessão

Objectivos/Competências a desenvolver

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Sessão 3

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Actividade de pares com TIC Actividade experimental

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Sessão 4 Actividade de pares com TIC Actividade experimental (virtual)

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formação da imagem num espelho plano; Realizar uma actividade experimental, com guião proposto pela autora: Manuseamento de: Espelhos planos; um periscópio; Observar e compreender os fenómenos de reflexão perfeita e reflexão difusa da luz; Utilizar o computador e ferramentas de produtividade pessoal Conhecer e observar a reflexão da luz em espelhos esféricos, convexos e côncavos; Descrever as características das imagens em espelhos convexos; Descrever as características das imagens em espelhos côncavos; Realizar uma actividade experimental, com guião proposto pela autora: Manuseamento de: Espelhos côncavos; Observar e compreender as características das imagens obtidas por reflexão da luz em espelhos côncavos; Utilizar o computador e ferramentas de produtividade pessoal Trabalhar colaborativamente Conhecer e observar a refracção da luz em água ou noutro meio óptico; Descrever o fenómeno de refracção da luz; Conhecer o conceito de índice de refracção; Realizar uma actividade experimental virtual, com guião proposto pela autora; Compreender que a luz se move com valores de velocidade diferentes, em diferentes meios ópticos; Conhecer o valor da velocidade da luz no vazio; Consolidação de aprendizagens; Utilizar o computador e ferramentas

Recursos

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Periscópio

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Computadores multimedia com ligação à Internet Recursos educativos apresentados em suporte informático Guião da actividade experimental Espelhos esféricos Banco de óptica

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Computadores multimedia com ligação à Internet Recursos educativos apresentados em suporte informático Objecto semi-imerso em água (ou outro meio óptico), em recipiente transparente Guião da actividade experimental

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“A luz e a visão” - Materiais para o ensino de Física com suporte das TIC Sessão

Objectivos/Competências a desenvolver

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Sessão 5

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Actividade de pares com TIC •

Actividade experimental (física e virtual)

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Sessão 6 •

Actividade individual com TIC

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Sessão 7

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de produtividade pessoal; Trabalhar colaborativamente; Compreender o carácter ondulatório da luz; Conhecer os conceitos de comprimento de onda, frequência, amplitude e período; Relacionar as características da luz com as características da onda electromagnética que lhe corresponde; Observar o fenómeno do arco-íris; Realizar uma actividade experimental, com guião proposto pela autora; Observar o fenómeno de decomposição da luz branca e relacioná-lo com o fenómeno do arcoíris; Observar o fenómeno de composição da cor branca a partir das cores principais do arco-íris; Observar a simulação virtual da mistura de luz de diferentes cores; Representar o conhecimento construído, por escrito; Utilizar o computador e ferramentas de produtividade pessoal; Trabalhar colaborativamente .

Conhecer o conceito de luz visível; Conhecer os valores do comprimento de onda das cores principais que compõem a luz visível; Conhecer os conceitos de radiação não visível e de espectro electromagnético; Conhecer os cuidados a ter para protecção do corpo em relação ao excesso de radiação solar; Conhecer perigos para a saúde consequentes de não seguir os cuidados necessários relativamente à exposição do corpo ao sol; Consolidação de aprendizagens Utilizar o computador e ferramentas de produtividade pessoal; Trabalho de pesquisa?

Conhecer os três componentes do

Recursos

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Computadores multimédia com ligação à Internet Recursos educativos apresentados em suporte informático Guião da actividade experimental Aula laboratorial de Física--Química: Fonte de luz branca; Rede de difracção; Prisma de vidro; Câmara escura; Disco de Newton

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Computadores multimedia com ligação à Internet Recursos educativos apresentados em suporte informático

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Computadores multimedia

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“A luz e a visão” - Materiais para o ensino de Física com suporte das TIC Sessão

Objectivos/Competências a desenvolver

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Actividade individual com TIC

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Sessão 8 Actividade pares com TIC

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Sessão 9 Actividade de pares com TIC

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• •

triângulo da visão; Conhecer os principais constituintes do olho humano e a sua função; Compreender o processo de funcionamento da visão humana; Utilizar o computador e ferramentas de produtividade pessoal.

Conhecer os diferentes tipos de lentes e suas principais características gerais; Conhecer o tipo de refracção provocada pelas lentes convergentes e pelas lentes divergentes; Compreender o conceito de foco da lente; Compreender o conceito de distância focal da lente; Compreender o conceito de potência focal das lentes; Realizar uma actividade experimental, com guião proposto pela autora; Observação do funcionamento de diferentes tipos de lentes; Utilizar o computador e ferramentas de produtividade pessoal; Trabalhar colaborativamente Conhecer as principais características gerais da miopia, hipermetropia, astigmatismo e presbiopia; Conhecer os diferentes tipos de lentes a usar na correcção da miopia, hipermetropia, astigmatismo e presbiopia; Experimentar virtualmente a sensação que tem quem “não vê bem” naturalmente; Trabalhar colaborativamente; Utilizar o computador e ferramentas de produtividade pessoal;

Recursos

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Recursos educativos apresentados em suporte informático Modelo educativo do olho humano, 3D

Computadores multimédia Recursos educativos apresentados em suporte informático Guião da actividade experimental Lentes convergentes e divergentes Banco de óptica

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Computadores multimedia com ligação à Internet

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Recursos educativos apresentados em suporte informático

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Outros

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“A luz e a visão” - Materiais para o ensino de Física com suporte das TIC Referências Paiva, A. P. S. (2006a). Os outros ouvem. Eu não. A utilização das Tecnologias da Informação e da Comunicação no ensino-aprendizagem de Física a alunos surdos. Dissertação para obtenção do grau de mestre em Ciências da Educação - Especialização em Informática Educacional, Não publicada, Universidade Católica Portuguesa: Instituto de Educação, Lisboa.

Paiva, A. P. S. (2006b, Setembro/ Dezembro 2006). Utilizar as TIC para ensinar Física a alunos surdos - estudo de caso sobre o tema "A luz e a visão". Acedido em 21/12/ 2007, de http://www.fae.ufmg.br/abrapec/revista/index.html Paiva, A. P. S. (2007). Física, comunicação ou… integração? In Na Rota da Sociedade do Conhecimento. As TIC na Escola / coord. José Reis Lagarto (pp. 15-26). Lisboa: Universidade Católica Editora.

Paiva, A. (2009). eLearning no Ensino Presencial: Um Caso de Ensino de Física a Alunos Surdos.

Em X Congresso Galego-Português de Psicopedagogia. Braga: Universidade do Minho.

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