Didática da Física II

Código:

DID4019

Sigla:

DID4019

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Didática

Ocorrência: 2024/2025 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Unidade de Ensino das Ciências
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Ensino de Física e de Química no 3ºCiclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M:EFQ	11	Plano de Estudos M:EFQ_2015_2016.	1	-	9	77	243

Língua de trabalho

Português

Objetivos

• Preparar, ao nível pedagógico-didático, os futuros docentes de Física do Ensino Secundário.

• Analisar as potencialidades da epistemologia da ciência no Ensino e na aprendizagem da Física.

• Implementar a Resolução de Problemas como estratégia de ensino da Física, quer a nível teórico como  a nível laboratorial.

• Discutir a abordagem de conceitos físicos no âmbito dos Programas do Ensino Secundário.

• Planificar atividades de ensino, aprendizagem e avaliação, ao nível do Ensino Secundário, de acordo com os resultados da investigação didática. 

 

Resultados de aprendizagem e competências

Pretende-se que no final desta Unidade Curricular, os estudantes sejam capazes de planificar corretamente uma aula, elaborar adequadamente estratégias de ensino com forte componente interativa, escolher métodos de ensino diversificados, preparar e implementar atividades laboratoriais e revelar autonomia na reflexão crítica sobre o papel do professor na prática letiva, tendo em conta uma boa aprendizagem dos alunos. Pretende-se ainda garantir que os futuros professores dominem o conteúdo conceptual e processual do Programa de Física do Ensino Secundário.

 

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Formação científica em Física geral, particularmente em Mecânica, Eletromagnetismo, Gravitação, Ótica, Termodinâmica e Circuitos Elétricos.

Programa

Programa

1. Avaliação do processo de ensino e aprendizagem    

Avaliação do processo de ensino e aprendizagem: o modelo de Tenbrink. Tipos de avaliação: diagnóstica, formativa e sumativa; normativa e criterial. Instrumentos de avaliação: testes escritos, relatórios e fichas de observação. Construção de um teste sumativo. Tipos de questões, quanto ao conteúdo e à forma. Normas de elaboração para os vários tipos de questões. Relatórios escritos: sua elaboração e correção. Características de um instrumento de avaliação. Sistemas de classificação: qualitativos, numéricos e mistos. Critérios para a elaboração de um teste sumativo e respetiva matriz

2. Introdução aos programas do Ensino Secundário

Análise dos Programas de Física do ensino secundário (10.º e 11.º anos); planificação individual de aulas dos referidos programas: construção de estratégias de ensino, elaboração de materiais didáticos, experimentação.

Relembrar as características de um instrumento de avaliação. Critérios para a elaboração de um teste sumativo e respetiva matriz.

3. Atividades experimentais

Realização de um conjunto de experiências investigativas destinadas ao ensino secundário (10.º e 11.º anos).

4. Resolução de problemas

Importância do raciocínio crítico e da resolução de problemas em Física. Diferença entre exercício e problema. Problemas de papel e lápis e experimentais. Estratégias de resolução de problemas. Metacognição e resolução de problemas. Elaboração de problemas abertos a partir de exercícios.

5. Estratégias para um ensino ativo

Princípios fundamentais de um Ensino interativo das ciências: questões conceptuais em Física e a Peer Instruction – uso de técnicas digitais para promoção de um ensino e aprendizagem ativo; simulações e atividades experimentais virtuais (AEV) no ensino e aprendizagem da Física – exploração de exemplos e construção de guiões na forma de Inquiry (Ensino por Questionamento - EpQ; ensino da Física através da modelação de vídeo (AEMV) – construção de vídeos didáticos.

6. Abordagem de conceitos de Física

Exploração didática de conceitos físicos abordados no Ensino Secundário, tendo em conta os seguintes aspetos: i) linguagem científica versus linguagem comum; ii) análise epistemológica; iii) conceções prévias dos alunos; iv) perspetiva C.T.S.A.; v) resolução de problemas.

Conceitos básicos
i) Área e volume.
ii) Quocientes e divisão.
iii) Gráficos e raciocínio aritmético.
iv) Escalas e proporções.
v) Trigonometria elementar.
vi) Orientação na Terra.

Cinemática
i) Terminologia.
ii) Posição e tempo.
iii) Velocidade média e instantânea.
iv) Gráfico x vs. t
v) Aceleração.
vi) Gráfico v vs. t

Leis da Dinâmica
i) Massa inercial e massa gravítica.
ii) Força. Pressão.

iii) Diagramas de forças (corpo livre)
iv) Atrito e força de atrito.

1. v) Leis de Newton

Trabalhos práticos

Análise dos Programas de Física do ensino secundário (10º e11º anos); planificação individual de aulas dos referidos programas: construção de estratégias de ensino, elaboração de materiais didáticos, experimentação. Elaboração de um teste e respetiva matriz. Realização de um conjunto de experiências investigativas destinadas ao ensino secundário. Resolução de problemas. Elaboração de problemas abertos.

Bibliografia Obrigatória

Arons Arnold B.; Teaching introductory physics. ISBN: 0-471-13707-3 (Livro de referência)
Carvalho Paulo Simeão 070; Ensino experimental das ciências. ISBN: 978-989-8265-95-1 pbk

Bibliografia Complementar

Paulo Simeão Carvalho, Edite Pereira Briosa, Wolfgang Christian, Mario Belloni, Manuel Filipe Costa; Física em Physlets: Ilustrações, Explorações e Problemas para um Ensino Interativo em Física Introdutória, Amazon Digital Services, Inc., 2014. ISBN: ASIN: B00QPKCYW6
Diversos; Mais bibliografia no campo "Observações"

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

- Aprendizagem ativa baseada em questionamento. 

- Método de aprendizagem baseado na resolução de problemas.

Software

https://www.fc.up.pt/giedif/videos-vlab-fis/
https://phet.colorado.edu/pt/simulations/filter?subjects=physics

Palavras Chave

Ciências Sociais > Ciências da educação > Métodos de ensino > Ciência do ensino
Ciências Sociais > Ciências da educação > Educação > Formação de professores
Ciências Físicas > Física > Física aplicada > Física experimental
Ciências Sociais > Ciências da educação > Educação > Ensino da ciência

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Trabalho escrito	15,00
Trabalho laboratorial	15,00
Prova oral	15,00
Trabalho prático ou de projeto	20,00
Exame	35,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	110,00
Frequência das aulas	78,00
Trabalho escrito	35,00
Trabalho laboratorial	20,00
Total:	243,00

Obtenção de frequência

A avaliação inclui as vertentes:

Componente individual (CI):

- Planificação de Aulas (30%) - planificação escrita e apresentação oral individual de aulas . O trabalho escrito (PAE) valerá 15 % e a sua apresentação oral (PAO) 15 %.

- Exame (E) (35 %) - prova escrita individual, segundo modelo a fornecer.

 - Trabalhos Avaliativos de Continuidade (TAC) (20 %) - tarefas a desenvolver individualmente durante o semestre (resolução de problemas, uso de recursos educativos, pesquisa de informação, aplicação de ferramentas de avaliação, ...)

Componente de grupo (CG):

- Trabalho Experimental (TE) (15 %) - Comunicação de resultados.

Para obter frequência à disciplina:

1. Os alunos devem obter a classificação mínima de 8 valores às componentes Ee PA.

2. Os alunos terão de frequentar pelo menos 3/4 das aulas presenciais.

Em todos os trabalhos escritos deve utilizar-se, salvo indicação em contrário, o Sistema Internacional de Unidades (SI) e devem ser respeitadas todas as normas e recomendações internacionais referentes à escrita de grandezas físicas e unidades.

Fórmula de cálculo da classificação final

Cálculo da classificação final:

 

NF =  CI + CG

onde:

CI =  0,30*PA + 0,35*E + 0,20*TAC 

CG = 0,15*TE

 

NF = classificação final; PA = classificação da planificação de aulas (escrita e oral); TE = classificação relativa à preparação, execução e relatórios dos Trabalhos Experimentais; E - classificação obtida na prova escrita individual / exame; TAC - classificação dos trabalhos avaliativos de continuidade.

Caso o estudante tenha o estatuto de Trabalhador-Estudante e não possa realizar a componente TAC, então essa percentagem reverterá para a componente de exame. Nesse caso, a classificação final será dada pela fórmula:

NF =  CI + CG

onde:

CI =  0,55*E + 0,30*PA

CG = 0,15*TE 

 

A classificação NF será arredondada à unidade.

 

 

Provas e trabalhos especiais

Componente prática:

- Planificação escrita e apresentação oral de aulas, incluindo objectivos, estratégias e avaliação;

- Realização de trabalhos experimentais e elaboração dos respetivos relatórios didáticos.

Trabalho de estágio/projeto

Não aplicável

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Não aplicável

Melhoria de classificação

A melhoria da classificação final será apenas relativa à componente da prova escrita individual / exame.

Observações

Bibliografia Principal:

Arons, A.B., Teaching Introductory Physics, John Wiley & Sons, Inc., NY, 1997.

Carvalho, P.S., Sousa, A.S., Paiva, J., Ferreira, A.J., Ensino Experimental das Ciências: um guia para professores do ensino secundário. Física e Química, Editora UP, Porto, 2012.

Christian, W., Belloni, M., Physlets: Teaching Physics with Interactive Material, Prentice Hall, New Jersey, 2001.

Hewitt, P. G., Conceptual Physics, ninth edition, Addison Wesley, San Francisco, 2002.

Jackson, D.P., Laws, P.W., Franklin, S.V., Explorations in Physics - An Activity-Based Approach to Understanding the World, John Wiley & Sons, Inc., NY, 2003.

Lopes, J.B., Resolução de Problemas em Física e Química, Texto Editora, Lisboa, 1994.

McDermott, L. et al., Physics by Inquiry, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1996.

Mazur, E., Peer Instruction, Prentice Hall, New Jersey, 1997.

Ministério da Educação, Programas de Física (10º, 11º e 12º anos).

Moreira, M.A., Massoni, N.T., Noções básicas de Epistemologias e Teorias de Aprendizagem, Livraria da Física, São Paulo, 2016.

Osborne, J., Freeman, J., Teaching Physics - a guide for the non-specialist, Cambridge University Press, Cambridge, 1998.

Polya, G., Como Resolver Problemas, Gradiva, Viseu, 2003.

Redish, E.F., Teachinh Physics with the Physics Suite, John Wiley & Sons, Inc., New Jersey, 2003.

Sang, D. (Ed.), Teaching Secondary Physics, John Murray Publishers Ltd, London, 2000.

Bibliografia Secundária:

Abreu, M.C., Matias, L., Peralta, L.F., Física Experimental - uma introdução, Ed. Presença, Lisboa, 1994.

Almeida, G., Sistema Internacional de Unidades (SI) 2ª Ed., Plátano, Lisboa, 1997.

Bloomfield, L.A., How things work - The Physics of Everyday Life, John Wiley & Sons, Inc., NY, 1997.

Christian, W., Belloni, M., Physlet Physics: Interactive Illustrations, Explorations, and Problems for Introductory Physics, Pearson Education, Inc., New Jersey, 2004.

McDermott, L. et al., Tutorials in Introductory Physics, preliminary edition, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 1998. Neto, A.J.,

Resolução de problemas em Física, IIE, Lisboa, 1998. O Kuma, T. L., Maloney, D. P., Hieggelke, C. J., Ranking Task Exercises in Physics, Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 2000.

Piaget, J., Garcia, R., Psychogenesis and the History of Science, Columbia University Press, New York, 1989.

Serway, R., Physics for Scientists and Engineers, Saunders College Publishing, 1996.




Júri
Paulo Simeão Carvalho
Marcelo Dumas Hahn
Carla Morais