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Uma experiência de 15 anos
mudando a cultura educational no MIT
Fórum de Lideranças: Desafios da Educação
Universidade Anh...
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experimentos com o TEAL
no MIT:
Uma fusão de
apresentações, tutoriais, e
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Linha do Tempo do TEAL
Modelos:
RPI’s Studio Physics (Jack Wilson)
NCSU’s Scale-Up (Bob Beichner)
Harvard Peer Instruction...
Ensino e Aprendizagem Interativas
Prof. John Belcher – Fundador do TEAL
TEAL -
Objetivos de
Aprendizagem
Objetivos do Ensino de Física
1. Permitir que os estudantes vejam o estudo de física como uma
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1. Afastar-se do formato passivo de aula, a fim de aproximar-
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Aprendizagem Espaço
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Projeto arquitetônico baseado em:
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Aprendizagem: TEAL Classroom
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TEAL - Sequência Modular de Ensino
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Docentes: Condutores, oferecem conhecimento sobre o
assunto, motivação, registram e analisam os resultados...
(Alguns) Elementos da
Aprendizagem Ativa
1. Instrução por pares (Peer Instruction) e
Testes conceito (ConcepTest)
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ConcepTests / Peer Instruction
Modelo: Instrução por Pares baseadas em ConcepTests,
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Questão conceito: Força de contato
Considere uma pessoa, de pé, em um
elevador em aceleração, no sentido de
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Questão conceito:
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Resposta 1. Sistema: pessoa.
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Visualizações e Simulações
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Mudança de fluxo magnético induz a corrente
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Demo: Indução eletromagnética
Estudantes trabalham em pequenos grupos, no quadro branco,
solucionando problemas com o feedback do instrutor.
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Estudantes do MIT resolvem, aproximadamente,
10.000 problemas em quatro anos.
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Atividades de Descoberta na Física
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Experiências de Física no Cotidiano.
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Tarefas de leitura online e resolução de
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Feedback Online Imediato
Feedback Online Imediato:
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Assistentes de graduação
Gap de Gênero
O gap de gênero pode ser diminuído com mais facilidade em
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Estratégia de avaliação
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Prof. John Belcher
Fundador do TEAL
Atual vencedor do Oersted Award,
da Associação Americana de
Professores de Física
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"Uma experiência de 15 anos mudando as Culturas Educacionais no MIT", por Peter Dourmashkin

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Fórum de Lideranças: Desafios da Educação
Agosto/2015 - Edição São Paulo/SP
Realização: Grupo A Educação e Blackboard Brasil
Apoio: Universidade Anhembi Morumbi e Hoper Educação
http://www.desafiosdaeducacao.com.br/

Palestra "Uma experiência de 15 anos mudando as Culturas Educacionais no MIT", por Peter Dourmashkin.
Professor Sênior do Departamento de Física e Diretor Associado do Grupo de Estudo Experimental, ambos no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). Está ativamente envolvido na educação acadêmica de graduação no MIT desde 1984, e já apresentou resultados do projeto de Tecnologias de Aprendizagem Ativa nas conferências anuais da Associação Americana de Professores de Física e da Sociedade Americana de Física. Anteriormente ao seu envolvimento com esse projeto, Dr. Dourmashkin trabalhou com o Professor John King, também do MIT, no Departamento de Física desenvolvendo dois cursos experimentais, workshops e seminários obrigatórios para alunos do primeiro ano, e para todos novos assistentes de ensino na pós-graduação do Departamento de Física.

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"Uma experiência de 15 anos mudando as Culturas Educacionais no MIT", por Peter Dourmashkin

  1. 1. Uma experiência de 15 anos mudando a cultura educational no MIT Fórum de Lideranças: Desafios da Educação Universidade Anhembi Morumbi São Paulo – Brazil 12 de Agosto de 2015 Dr. Peter Dourmashkin Departamento de Física MIT padour@mit.edu
  2. 2. 14 anos contínuos de experimentos com o TEAL no MIT: Uma fusão de apresentações, tutoriais, e experimentos práticos em laboratório em um ambiente altamente tecnológico e colaborativo. A experiência do MIT com Aprendizagem Ativa: (Technology Enabled Active Learning – TEAL)
  3. 3. Linha do Tempo do TEAL Modelos: RPI’s Studio Physics (Jack Wilson) NCSU’s Scale-Up (Bob Beichner) Harvard Peer Instruction (Eric Mazur) Outono/2001 e 2002 Protótipo Off-term E&M 8.02 Primavera/2003 – Até agora Scaled-up E&M 8.02 Outono/2003 e 2004 Prototype Mechanics 8.01 Outono/2005 – Até agora Scaled-up Mechanics 8.01
  4. 4. Ensino e Aprendizagem Interativas Prof. John Belcher – Fundador do TEAL
  5. 5. TEAL - Objetivos de Aprendizagem
  6. 6. Objetivos do Ensino de Física 1. Permitir que os estudantes vejam o estudo de física como uma estrutura coerente de conceitos que descrevem a natureza e são comprovados via experimentos. 2. Aumentar a compreensão conceitual de áreas como a Mecânica e Eletromagnetismo. 3. Aprimorar as habilidades de solução de problemas. 4. Incorporar experiências práticas que desenvolvem habilidades baseadas em projetos e pesquisa em laboratório.
  7. 7. Objetivos Gerais de Ensino 1. Afastar-se do formato passivo de aula, a fim de aproximar- se de um modelo de ambiente de aprendizagem em estúdio interativo. 2. Desenvolver habilidades de comunicação nas principais ciências. 3. Desenvolver o aprendizado colaborativo. 4. Encorajar os estudantes de graduação a ensinarem. 5. Desenvolver novos recursos de ensino e aprendizagem baseados em padrões científicos de pesquisa.
  8. 8. Efetivo Design Aprendizagem Espaço
  9. 9. Espaço de aprendizagem: Princípios do projeto Projeto arquitetônico baseado em: 1. Como as pessoas interagem e aprendem. 2. Modelo pedagógico: aprendizagem interativa 3. Espaço de aprendizagem se torna um laboratório para experiências com técnicas de aprendizagem ativa.
  10. 10. MIT 1918
  11. 11. Espaço de Ensino Olímpico
  12. 12. Transformando o Espaço de Aprendizagem: TEAL Classroom Aprendizagem colaborativa (desenhada depois da Sala de Aula “Scale-Up” da Universidade Estadual da Carolina do Norte): nove estudantes trabalham, juntos, colaborativamente em cada uma das mesas, em grupos menores de três alunos.
  13. 13. Espaço de Ensino TEAL: Aprendizagem Ativa
  14. 14. TEAL - Sequência Modular de Ensino 1. Questões pré-modulares, online, incentivam os estudantes a se aprofundarem no material de pré-requisito 2. Primeira aula de aprendizagem ativa. (Segunda – duas horas) 3. Segunda aula de aprendizagem ativa (Quarta – duas horas) 4. Preparação online focando na solução de problemas 5. Terceira aula de aprendizagem ativa voltada à solução de problemas online com feedback imediato. (Sexta-feira – um hora) 6. Questionário – Terça-feira 7. Revisão de modulo na terça-feira à noite (Opcional) 8. Encorajar os estudantes a aprender e ensinar. 9. Desenvolver novos Recursos de ensino e aprendizagem baseados em padrões científicos de pesquisa
  15. 15. Times de Ensino Docentes: Condutores, oferecem conhecimento sobre o assunto, motivação, registram e analisam os resultados. Assistentes de Pós-graduação: Aprendem a ensinar. Assistentes de Graduação: Encorajam os estudantes a ensinar. São os principais modelos dos estudantes. Estudantes: Instrução em pares.
  16. 16. (Alguns) Elementos da Aprendizagem Ativa 1. Instrução por pares (Peer Instruction) e Testes conceito (ConcepTest) 2. Simulações e Visualizações 3. Solução de problemas em grupo. 4. Atividades de descoberta 5. Discussão de questões 6. Aprendizagem baseada em projetos.
  17. 17. Questões conceituais
  18. 18. ConcepTests / Peer Instruction Modelo: Instrução por Pares baseadas em ConcepTests, conceito de Eric Mazur, usando “clickers”. Metodologia: • Concept Test • Reflexão • Respostas individuais • Feedback: Ensino Just-in-Time • Discussão em pares • Resposta revisada em grupo • Explanação
  19. 19. Questão conceito: Força de contato Considere uma pessoa, de pé, em um elevador em aceleração, no sentido de subida. A magnitude de força de contato de subida na pessoa é: 1. Maior que 2. Igual a 3. Menor que A magnitude da força da gravidade, para baixo, na pessoa.
  20. 20. Questão conceito: Força de contato - Resposta Resposta 1. Sistema: pessoa. Segunda Lei de Newton: N – mg = ma Implica que N > mg. Logo, a magnitude da força de contato para cima é maior que a magnitude da força gravitacional, para baixo. Diagrama da aceleração Diagrama da força
  21. 21. Visualizações e Simulações
  22. 22. Visualizações e Simulações Atividade de descoberta Mudança de fluxo magnético induz a corrente http://public.mitx.mit.edu/gwt-teal/FaradaysLaw2.html
  23. 23. Demo: Indução eletromagnética
  24. 24. Estudantes trabalham em pequenos grupos, no quadro branco, solucionando problemas com o feedback do instrutor. Solução de problemas em grupo
  25. 25. Problema em grupo: Cabecear Estimar a aceleração da cabeça em função da cabeceada de uma bola de futebol. Isso poderia causar alguma lesão cerebral? Nos grupos: Discutam quais modelos e conceitos podem ser aplicados. Qual informação é necessária e quais podem ser dispensáveis?
  26. 26. No início, os professors oferecem motivação e direção. Durante a resolução do problema, os professors circulam e aconselham. Ao final, os professors fornecem explicação (conclusão). Ativando a resolução de problemas
  27. 27. Especialista em Resolução de Problemas Estudantes do MIT resolvem, aproximadamente, 10.000 problemas em quatro anos. Os alunos aprendem como tornar-se um expert na resolução de problemas através da prática. Desenvolvimento de confiança baseada na experiência. Necessidade para inovação e pensamento criativo.
  28. 28. Atividades de Descoberta na Física
  29. 29. Atividades de Descoberta: Experiências de Física no Cotidiano. 1. Semanalmente, é exigido aos alunos que identifiquem exemplos conceituais de física (que eles estejam estudando) que aparecem na vida e cotidiano, usando celulares para gravar e analisar os fenômenos. 2. Esudantes fazem apresentações em video utilizando mídias (Youtube) 3. Estimular as melhores explicações e análises quantitativas dos trabalhos dos alunos.
  30. 30. MITx Platform Trabalho liderado por Saif Rayyan. Tarefas de leitura online e resolução de problemas como tema de casa. Responder questões analíticas e de múltipla escolha usando a MITx platform. Tranferir a entrega de alguns conteúdos para antes da aula a fim de otimizar o aprendizado na sala de aula. Projeto atual: desenvolver uma livraria de conteúdos de materiais, questões conceito, vídeos, problemas, etc, tanto para MOOCs quanto em aulas no MIT.
  31. 31. Feedback Online Imediato
  32. 32. Feedback Online Imediato: Solução de problemas com respostas verificáveis.
  33. 33. Pesquisa de comportamento do aluno acerca do ensino online.
  34. 34. Capacitação de docentes Wolfgang Ketterle Ernest MonizAlan Guth Marin Soljačić A capacitação de docentes que estão acostumados a modelos tradicionais é essencial, a fim de que os mesmos entendam e aprendam como conduzir as aulas em uma sala de aula de aprendizagem ativa.
  35. 35. Assistentes de graduação
  36. 36. Gap de Gênero O gap de gênero pode ser diminuído com mais facilidade em um ambiente de aprendizagem ativa se comparado a um formato de aula tradicional. 1. Discussão em pares 2. Habilidade de fazer perguntas. 3. Muitas oportunidades para praticar a resolução de problemas. 4. Aprendizagem cooperativa em um ambiente de ensino não competitivo 5. Demonstrar que a ciência e a engenharia podem resolver problemas encontrado no dia-a-dia das pessoas.
  37. 37. Peer Instruction
  38. 38. Avaliação
  39. 39. Estratégia de avaliação 1. Cada atividade representa um subconjunto de objetivos de ensino. Identifique quais objetivos de ensino estão atrelados a cada uma das atividades. 2. Mensure a utilidade de cada uma das atividades registrando os resultados das questões conceito, e compare os resultados para determiner se os objetivos de ensino foram atingidos. 3. Avalie e dê nota aos trabalhos de casa. 4. Testes tradicionais. 5. Entreviste os estudantes.
  40. 40. Variáveis de avaliação Instrumentos Solução de problemas Testes com problemas quantitativos Compreensão conceitual 1. Pré-testes and pós-testes 2. Testes espaciais. Atitudes 1. Questionários durante e após os módulos 2. Discussão em grupos focais Instrumentos de pesquisa
  41. 41. Testes Conceituais - Pré/Pós: Pontuações relativas e grau de melhorias. g = %Correctpost-test - %Correctpre-test 100 - %Correctpre-test æ è ç ö ø ÷
  42. 42. Testes Conceituais - Pré/Pós Spring 2003Control 2002Trial 2001Group gNgNgN 0.525140.271210.46176 Entire population 0.46400.13190.5658High 0.551760.26500.3948Intermediate 0.513000.33520.4370Low g = %Correctpost-test - %Correctpre-test 100 - %Correctpre-test æ è ç ö ø ÷ Hecke g-factor
  43. 43. High Intermediate Low Pre Post 61 56 5057 40 25 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Pre Post N students = 121 Grupo experimental – Outono/2001 Grupo de controle – Primavera/2002 High Intermediate Low Pre Post 83 64 5660 40 22 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Pre Post N students = 176 Testes Conceituais - Pré/Pós: Pontuações
  44. 44. E&M Baixa na taxa de reprovação 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 0 5 10 15 FailRate(%) Year
  45. 45. Melhorias a longo prazo • Source: Dori, Y.J., E. Hult, L. Breslow, & J. W. Belcher (2005). “The Retention of Concepts from a Freshmen Electromagnetism Course by MIT Upperclass Students,” paper delivered at the NARST annual conference.
  46. 46. Avaliação: Cornell Ensino Tradicional - 2012 X Aprendizagem Ativa - 2015
  47. 47. Prof. John Belcher Fundador do TEAL Atual vencedor do Oersted Award, da Associação Americana de Professores de Física Prof. Eric Hudson Dr. Peter Dourmashkin Dr. Sen Ben-Liao Saif Rayyan Time de Desenvolvimento do TEAL
  • MariaAnglicaZanotto

    Sep. 23, 2015

Fórum de Lideranças: Desafios da Educação Agosto/2015 - Edição São Paulo/SP Realização: Grupo A Educação e Blackboard Brasil Apoio: Universidade Anhembi Morumbi e Hoper Educação http://www.desafiosdaeducacao.com.br/ Palestra "Uma experiência de 15 anos mudando as Culturas Educacionais no MIT", por Peter Dourmashkin. Professor Sênior do Departamento de Física e Diretor Associado do Grupo de Estudo Experimental, ambos no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). Está ativamente envolvido na educação acadêmica de graduação no MIT desde 1984, e já apresentou resultados do projeto de Tecnologias de Aprendizagem Ativa nas conferências anuais da Associação Americana de Professores de Física e da Sociedade Americana de Física. Anteriormente ao seu envolvimento com esse projeto, Dr. Dourmashkin trabalhou com o Professor John King, também do MIT, no Departamento de Física desenvolvendo dois cursos experimentais, workshops e seminários obrigatórios para alunos do primeiro ano, e para todos novos assistentes de ensino na pós-graduação do Departamento de Física.

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