Utilização de sistemas de aquisição e tratamento de dados (SATD) nas aulas experimentais de física e química : um estudo com professores do ensino secundário

Tese de doutoramento, Educação (Didática das Ciências), Universidade de Lisboa, Instituto de Educação, 2015

Os programas curriculares do ensino secundário, da disciplina de Física e Química, preconizam como principal ferramenta para utilização nas atividades experimentais, os sistemas de aquisição e tratamento de dados (SATD). As especificidades destes sistemas conferem-lhes potencialidades educativas que ainda não foram investigadas na sua plenitude. Vários estudos revelam que a utilização destes equipamentos, motivam os alunos para a aprendizagem, promovem uma recolha de dados de forma rápida e eficiente, mas são inconclusivos quanto ao tipo de aprendizagens que os alunos realizam. Partindo destes resultados procurou-se averiguar como são planificadas e implementadas as atividades experimentais, através do seguinte problema: Como promover, nos professores, uma utilização significativa dos SATD no processo de ensino-aprendizagem da física e da química? Operacionalizou-se este problema nos seguintes objetivos: (i) conceber, planificar e concretizar uma oficina de formação de professores de física e química centrada na concretização de atividades experimentais com recurso a uma utilização significativa dos SATD; (ii) descrever as ideias e as práticas dos professores participantes, no início da oficina, relativamente às atividades experimentais com a integração dos SATD; (iii) verificar mudanças nas ideias e práticas dos professores relativamente às atividades experimentais dos SATD decorrentes da sua participação na oficina e (iv) identificar dificuldades experimentais referidas pelos professores participantes no que respeita o uso dos SATD e sua integração nas atividades experimentais. De acordo com a questão-problema e a natureza dos objectivos propostos para este estudo, os dados recolhidos são essencialmente descritivos, pelo que se optou por uma metodologia interpretativa. Neste estudo participaram, inicialmente, dezoito professores, e, após a realização da oficina, quatro professores que tiveram as suas aulas observadas. Na oficina de formação em que participaram os professores procederam à planificação de aulas experimentais com recurso aos SATD, de acordo com os princípios orientadores da oficina, e à sua concretização junto dos respetivos alunos. No fim do ano letivo, procedeu-se à observação de aulas, de quatro dos participantes. Identificaram-se as ideias e práticas dos professores em relação aos SATD, verificou-se alguma mudança nas suas práticas e uma atitude positiva em relação as aulas laboratoriais do tipo experimental com recurso aos SATD. Contudo, um conjunto de dificuldades identificadas sugere que o processo de mudança no sentido da promoção deste tipo de atividades precisa de ser apoiado através de diferentes iniciativas. Os professores participantes continuam em contacto com a investigadora e solicitam novas oficinas de formação.

The curriculum of Physics and Chemistry in secondary level includes data-logging as main tool in experimental activities. The particularities of these systems give them educational potentialities that weren’t fully investigated so far. Several studies tell us that the use of this kind of equipment motivates students to learning, promote efficient and fast data collecting procedures but there are not many conclusions about the kind of learning students perform. Having into account these results we've tried to understand how experimental activities are planned and performed by teachers according to the following research problem: how to encourage teachers to promote a significant use of data-logging systems in the teaching and learning of physics and chemistry. We've worked this issue according the following goals: (i) to design, plan and materialize a teachers' formation workshop centered in experimental activities with data-logging; (ii) to describe the ideas and teachers’ practices in the beginning of the workshop as far as the experimental activities are concerned; (iii) to check changes in the ideas and teachers’ practices after their participation in the workshop; (iv) to identify teachers’ difficulties as far as data-logging use is concerned and their integration in experimental activities. According to the stated problem and the nature of the goals for this study, data collected were essentially descriptive, and hence an interpretative method was chosen as well. In this study participated initially eighteen teachers, and after the workshop, four teachers who had their classes observed. In the training workshop participant teachers conducted the planning of experimental classes using the SATD , in accordance with the guiding principles of the workshop, and realized these activities with their students. At the end of the school year, four participants had their classes observed. The ideas and practices of teachers in relation to SATD, were identified, there was some change in their practices and a positive attitude towards experimental work with data-logging systems. However, a number of difficulties identified suggest that the process of change towards the promotion of such activities needs to be supported through different initiatives. The participating teachers are still in contact with the researcher and request new training workshops.