Atividades experimentais e crenças de autoeficácia : um estudo de caso com o método episódios de modelagem

Abstract

Parte da comunidade de pesquisa em ensino de Física tem devotado atenção ao estudo de métodos ativos de ensino que primam pela centralização do processo de ensino-aprendizagem no aluno. Além da aprendizagem conceitual, tais métodos buscam favorecer o desenvolvimento de habilidades associadas ao trabalho colaborativo e à argumentação, e diminuir a evasão estudantil. Em disciplinas de Física Experimental alguns desses métodos envolvem a aprendizagem por modelagem científica. Contudo, o sucesso de tais iniciativas depende, entre outros fatores, do quanto os alunos se julgam capazes de realizar as atividades propostas pelo professor, ou seja, do nível de autoeficácia dos alunos em realizar determinadas ações. Pesquisas do grupo de Ensino de Física da Universidade Internacional da Flórida apontam para uma baixa mudança ou redução em níveis de autoeficácia em função do uso de métodos ativos. Com base nesses resultados propomos um estudo de caso exploratório, único e incorporado com múltiplas unidades de análise. O objetivo geral dessa dissertação é o de estudar as influências do método Episódios de Modelagem (EM) (similar ao método Modeling Instruction - MI) sobre as atitudes e crenças de autoeficácia dos estudantes em aprender física, realizar atividades experimentais e trabalhar colaborativamente. Para isso procuramos responder às seguintes questões: Quais os impactos da aplicação de Episódios de Modelagem nas crenças de autoeficácia e atitudes dos estudantes em relação a: (i) aprender física?; (ii) realizar atividades experimentais?; e (iii) trabalhar colaborativamente? Para responder a tais questões de pesquisa, adotamos as orientações metodológicas para estudo de caso de Yin (2010) e utilizamos a Teoria Social Cognitiva, em específico, o conceito de autoeficácia, de Bandura (1997). Para a investigação, realizamos um estudo exploratório com múltiplas unidades de análise (8 estudantes) na disciplina de Física Experimental II – A, que aborda os conteúdos de oscilações, ondulatória, hidrostática e termodinâmica. Os resultados mostraram que as atitudes dos alunos frente ao aprendizado de física com o método de ensino foram positivas tendo sido destacadas, principalmente, o planejamento e execução de seus próprios experimentos e as discussões fomentadas pelas apresentações dos resultados e correções das tarefas de leitura. Como fatores negativos foram mencionados: o fato da disciplina ser muito trabalhosa e de não ter tempo suficiente em aula para a realização dos planejamentos e análise de dados. Já as atitudes frente às atividades experimentais e trabalho colaborativo foram reforçadas para os sete alunos aprovados na disciplina. Sobre as crenças de autoeficácia em aprender física e em trabalhar colaborativamente, constatamos que as crenças dos alunos foram influenciadas positivamente pelas atividades desenvolvidas com o método de ensino, através de três das principais fontes destacadas por Bandura: experiências de domínio e vicárias e persuasão social. Também constatamos um reajuste na percepção dos alunos quanto aos seus níveis de autoeficácia devido às experiências vivenciadas com o método EM em comparação ao método utilizado na disciplina anterior (que utiliza roteiros dirigidos nos experimentos). Novas pesquisas são necessárias para dar continuidade a este estudo exploratório, investigando mais profundamente o processo de reajuste dos níveis de autoeficácia.

Part of the Physics Education Research (PER) community has devoted its attention to the study of Active Learning methods focusing on the centralization of the teaching-learning process at the students. Beyond the conceptual learning, these methods seek to foster the development of abilities associated to the collaborative work and argumentation, and also to decrease student’s dropout. In experimental physics disciplines, some of those methods involve the scientific modeling learning. However, the success of such initiatives depends on how much the students judge themselves capable of carrying out the activities proposed by the teacher, that is, it depends on the student’s self-efficacy levels in perform certain actions. Studies of the PER from the Florida International University show a small change or even a reduction on self-efficacy levels in function of the use of active methods. Based on those results we propose an exploratory case-study incorporated with multiple analysis unities. The general purpose of this dissertation is to study the influence of the Modeling Episodes (ME) method (similar to the MI method) on the students’ attitudes and self-efficacy beliefs about learning physics; conduct experimental activities; and work collaboratively. We tried to answer the following questions: What are the impacts of the ME application on the students’ self-efficacy beliefs and attitudes regarding: (i) learning physics?, (ii) carrying out experimental activities?, and (iii) working collaboratively? To answer these research questions we adopted the methodological orientations for Yin’s case-study and we used the Cognitive Social Theory, specifically, Bandura’s self-efficacy concept. For the investigation, we carried out an exploratory study with multiple analysis unities (8 students) at Experimental Physics II – A, class that discuss oscillations, waves, hydrostatic and thermodynamic. The results showed the students’ attitudes regarding the learning of physics as a teaching method were positive, specially: the planning and execution of their own experiments; the discussions fomented by the presentation of the results; and the evaluation of the reading assignments by the teacher. As negative factors, it was mentioned: the fact that the class was quite laborious and short time to carry out the planning and data analysis in class. Regarding the self-efficacy beliefs about learning physics and work collaboratively, the students’ beliefs were influenced positively by the activities developed with the teaching method, through three of the main sources highlighted by Bandura: mastery, vicarious experiences and social persuasion. We also identified a readjustment on student’s perception about their self-efficacy levels due to the experience with the ME method when compared to the method used in the previous experimental physics class (which used guided experimental scripts). New studies are necessary to give continuity to this exploratory study, investigating more deeply the readjustment process of the self-efficacy levels.