Physycs for engineers
It's interesting to observe some questions about curriculum, because I believe that is a major challenge for us teachers today. We often want to develop curricula as those we study. Extremely technical and academicians curricula. And I say this with experience to actively participate in the development / redesign three degree courses educational projects of the Federal Institute I work, Biology, Physics and Natural Sciences with specialization in Chemistry. We did a curriculum, in my opinion, that best meets the needs of the region with regard to professional profile, but looking at how is the curricula in Universities of Applied Sciences in Finland I believe we could have endeavored more, studied more and develop a better curriculum not only for us teachers and perhaps to society, but also for students. I feel guilty about it, not to think of the students to work on developing a curriculum.
Today I will talk a little bit of how the disciplines of General Physics and Experimental Physics for Engineering courses TAMK.
The Engineering courses TAMK have usually six disciplines of physics:
- Mechanics;
- Fluid Mechanics and Thermophysics;
- Electrostatic and Electronic Circuits and Magnetism;
- Oscillations and Waves Mechanics, Atom and Nuclear Physics;
- Basics of Measuring and Reporting;
- Laboratory Work of Physics.
The first four are considered theoretical and the last two are experimental.
The first difference in the curriculum is that students have the courses for two months (here in Finland divided by the seasons of the year that are well defined) and not for a semester or a year. So they have more weekly lessons of discipline, which does not mean that the study is exhausting. As far as we can be true, that the methodology used in class was the traditional system of "Chalk and talk" and data show, however is quite different.
The theoretical courses are organized as follows:
At the beginning, the teacher asks different questions to the students, who respond with a type of hearing meter called "Clicker" where the answers are easily organized and a chart is provided to the teacher. So it can quickly identify students' prior knowledge and hence work on weaknesses.
Every week the teacher has "theoretical" lessons where it works in the traditional way, but makes many demonstrations and always gives exercises for students in the form of tasks.
These tasks are not corrected by the teacher in the classroom. (What nonsense! The teacher does not correct the tasks in room! #ironicthought). It records videos with a resolution of all the exercises and puts on a youtube channel for students to have access to and correct their own exercises. The videos are fully explanatory, showing where the most common mistakes and often several ways to solve the same issue. With this methodology, the teacher earns a lot of time in the classroom, usually those students who studied have learned the exercises and the content and those who did not even try will just copy and will not learn, so the resolution of exercises in the classroom not behind so many benefits for students in general.
Another methodology used is the measurements. The teacher takes simple experiments for the classroom explains the purpose of each and let students seeking the best way to make the measurements and then they all write on an A2 sheet their results and theory behind the experiment and present to their colleagues. After the presentation the teacher speaks again about the content to explain issues that students may eventually have not spoken or to correct concepts that were introduced wrongly.
There is a time in classes where the teacher is not in the room, and students should study in groups of four to five students for the tests that are carried out every week with half-hour to an hour.
It is believed that in groups they can teach each other, and who teaches learns more, and improve their communication skills. This is a socio-constructivist approach used by teachers. (Does anyone read the post about Learning Theories?)
OK! It is clear that students have lectures, free time for group study, measurements in experiments and tests every week but how is the assessment? (Another aspect always widely discussed and always problematic.)
Thus assessment is continuous, cumulative and systematic and can help diagnose problems in learning before the final test. I personally believe that could slightly decrease the weight of the final test, but I'm showing how it's done here, which is not to say that we have to deploy in Brazil, we have to get referrals and pay attention to regional demands to organize our way of working education.
On the experimental courses they have a new methodology which I believe is excellent for students.
In a discipline the students have four teachers.
But Bruno, 4 teachers in a course will only make things worse, the students will be lost.
Rather, they are two physics teachers, a math and communication. Both of physics are responsible for conducting the classes in the lab, the math you probably imagine is not it? Help with math part, but not with random math, it works with the processing of data with students like standard deviation, applying formulas, graphs plot, linear regression and other aspects. And the professor of communication helps in time to preparing the reports properly.
Classes are divided into five basic steps:
1st - Introduction: Teachers explain about the discipline, objectives, methodology and assessment methods;
2nd - Measurement: Students will go with the physics teachers to the laboratory working in pairs where they note everything in his logbooks. If they have time after the measurements they already start treatment of the collected data;
3rd - Maths: With the data collected, the students go to the classroom with the professor of mathematics where the subject is always related to the analyzes of the students. There is a small part of lecture and then students do the calculations. The teacher is supervising and assisting students in class.
4th - Report: Students do not do their reports alone, the entire structure of a scientific report is presented by the teacher of the communication area. With all the data collected and has worked in math class, students can focus on text reports. During this period, many students have enough time to finish their reports, but even if they do not finish, they must deliver just at the following week.
5th - Feedback: After submission of the reports, teachers will read and prepare a collective feedback for students. During the reflection classes, reports are returned to the students. Teachers make a checklist of items that can't be missed in the reports and common mistakes, so the students will look their own reports and analyze if it need be improved or not, so they can improve their reports for the next times.
At the end of the course there is a lesson for general reflection on the discipline and feedback is given to the students and teachers.
All assessment is made up of reports, not only the paper itself, but of the whole development of the same.
Laboratory disciplines occupy the two marking periods and are organized as follows:
And now ?! Do you think that it is possible to implement a similar methodology in Brazil? What are the difficulties? What are the positives? What are the negatives?
I believe that with good planning and availability of teachers to work in teams this methodology is entirely possible and I don't see negatives at the moment, perhaps I'm blinded by the ideals of Universities of Applied Sciences in Finland, but do you think that we are so far away that we couldn't even try?
Thanks for your interest in reading.
Física para Engenharia
É interessante observar questões sobre currículo, pois acredito que é um dos principais desafios para nós professores atualmente. Muitas vezes queremos elaborar os currículos como foram aqueles em que estudamos. Currículos extremamente técnicos e academicistas. E falo isso com a experiência de participar ativamente na elaboração/reformulação de três projetos pedagógicos de cursos de Licenciatura do Campus Confresa, Biologia, Física e Ciências da Natureza com Habilitação em Química. Fizemos um currículo em, em minha opinião, atende melhor as necessidades da região no que diz respeito ao perfil profissional, porém olhando como funcionam os currículos nas Universidades de Ciências Aplicadas na Finlândia acredito que poderíamos ter nos esforçado, estudado mais e desenvolver um currículo melhor não só para nós professores e talvez para a sociedade, mas para os alunos também. Me sinto culpado por isso, por não pensar nos alunos ao trabalhar na elaboração de um currículo.
Hoje irei falar um pouco de como funcionam as disciplinas de Física Geral e Física Experimental para os cursos de Engenharia em TAMK.
Os cursos de Engenharia em TAMK possuem normalmente seis disciplinas de física:
- Mecânica;
- Mecânica dos Fluidos e Termofísica;
- Eletrostática e Circuitos Elétricos e Magnetismo;
- Oscilações e Mecânica das Ondas, Física Atômica e Nuclear;
- Noções Básicas de Experimentação e Preparo de Relatórios;
- Trabalhos Laboratoriais de Física.
As quatro primeiras são consideradas teóricas e as duas últimas são experimentais.
A primeira diferença nos currículos é que os alunos possuem as disciplinas por um bimestre (aqui na Finlândia dividido pelas estações do ano bem definidas) e não por um semestre ou um ano. Assim eles possuem mais aulas semanais da disciplina, o que não significa que o estudo se torna cansativo. Até onde vemos pode até ser verdade, isso se a metodologia utilizada nas aulas fosse o sistema tradicional de quadro e giz e datashow, porém é bem diferente.
Os cursos teóricos são organizados da seguinte forma:
No início do curso, o professor faz diferentes perguntas para os alunos, que respondem com um tipo de medidor de audiência chamado "Clicker" onde as respostas são facilmente organizadas e um gráfico é fornecido ao professore. Assim ele pode rapidamente identificar os conhecimentos prévios dos alunos e, consequentemente, trabalhar nos pontos fracos.
Toda semana o professor tem aulas "teóricas" onde o mesmo trabalha na forma tradicional, porém faz muitas demonstrações e sempre passa exercícios para os alunos na forma de tarefas.
Essas tarefas não são corrigidas pelo professor em sala. (Que absurdo! O professor não corrige as tarefas em sala!). Ele grava vídeos com a resolução de todos os exercícios e coloca em um canal do youtube para que os alunos tenham acesso e possam corrigir seus próprios exercícios. Os vídeos são totalmente explicativos, mostrando onde estão os erros mais comuns e muitas vezes várias formas de resolver a mesma questão. Com essa metodologia, o professor ganha muito tempo em sala de aula uma vez que, normalmente aqueles alunos que fizeram os exercícios estudaram e aprenderam o conteúdo e aqueles que nem tentaram vão apenas copiar e não vão aprender, portanto a resolução de exercícios em sala não trás tantos benefícios para os alunos em geral.
Outra metodologia utilizada é a de medições. O professor leva experimentos simples para a sala de aula explica o objetivo de cada um e deixa os alunos procurarem a melhor maneira de se fazer as medições e depois todos eles escrevem em uma folha A2 seus resultados e teoria por trás do experimento e apresentam para seus colegas. Após a apresentação o professor fala novamente sobre o conteúdo para tratar de assuntos que os estudantes por ventura não tenham falado ou para corrigir conceitos que foram introduzidos de forma errônea.
Há um tempo dentro das aulas onde o professor não está na sala, e os alunos devem estudar em grupos de quatro a cinco alunos para os testes que são realizados toda semana com duração de meia hora a uma hora.
Acredita-se que em grupos eles podem ensinar uns aos outros, e quem ensina aprende mais, além de melhorar suas habilidades de comunicação. Esta é uma abordagem socio-construtivista utilizada pelos professores. (Alguém leu o post sobre Teorias de Aprendizagem?)
OK! Está claro que os alunos possuem aulas teóricas, tempo livre para estudo em grupo, medições em experimentos e testes toda semana mas como funciona a avaliação? (Outro aspecto sempre bastante discutido e sempre problemático.)
Measurement = Medições;
Week Exam = Teste semanal;
Final Examination = Teste final.
Dessa forma a avaliação é contínua, cumulativa e sistemática (Vamos lembrar da LDB) e pode auxiliar no diagnóstico de problemas na aprendizagem antes do teste final. Eu pessoalmente acredito que poderia diminuir um pouco o peso do teste final, porém estou mostrando como é feito aqui, o que não quer dizer que temos que implantar no Brasil, temos que buscar referências e nos atentar às demandas regionais para organizar nossa forma de trabalhar a educação.
Sobre os cursos experimentais vem uma nova metodologia que acredito ser excelente para os alunos.
Em uma disciplina os alunos possuem 4 professores.
Mas Bruno, 4 professores em uma disciplina só irá piorar as coisas, os alunos vão ficar perdidos.
Pelo contrário, são dois professores de física, um de matemática e um de comunicação. Os dois de física são responsáveis pela condução das aulas no laboratório, o de matemática vocês já devem imaginar não é? Ajuda com a parte matemática, mas não com matemática aleatória, ele trabalha com o tratamento de dados com os alunos, média, desvio padrão, aplicação de fórmulas, plotagem de gráficos, regressão linear e outros aspectos. E o professor de comunicação auxilia na hora de elaboração dos relatórios de forma adequada.
As aulas são divididas em 5 etapas básicas:
1ª - Introdução: Os professores apresentam a disciplina, os objetivos, metodologia e critérios de avaliação;
2ª - Medições: Os estudantes vão com os professores de física para o laboratório trabalhando em duplas onde anotam tudo em seus cadernos de anotações. Caso tenham tempo após as medições eles já iniciam o tratamento dos dados coletados;
3ª - Tratamento matemático: Com os dados coletados, os estudantes vão para a aula com o professor de matemática onde o assunto é sempre relacionado com as análises dos alunos. Há uma pequena parte de aula e depois os alunos fazem os cálculos. O professor fica supervisionando e auxiliando os estudantes em sala.
4ª - Relatório: Os alunos não fazem os relatórios sozinhos, toda a estrutura de um relatório científico é apresentado pelo professor da área de comunicação. Com todos os dados coletados e já trabalhados na aula de matemática, os estudantes podem concentrar no texto de seus relatórios. Neste período, muitos alunos tem tempo hábil para terminar seus relatórios, porém mesmo se não terminarem, eles devem entregar na semana seguinte.
5ª - Feedback: Após a entrega dos relatórios, os professores irão ler e preparar um feedback coletivo para os alunos. Durante a aula de reflexão, os relatórios são devolvidos aos alunos. Os professores fazem um checklist de itens que não podem faltar nos relatórios e de erros comuns, assim os alunos vão nos próprios relatórios e analisam se precisam ser melhorados ou não, assim eles podem melhorar seus relatórios para as próximas vezes.
Ao fim do curso há uma aula para reflexão geral sobre a disciplina e um feedback é dado dos alunos para os professores e vice-versa.
Toda a avaliação é feita em cima dos relatórios, não somente do papel em si, mas de todo o desenvolvimento do mesmo.
As disciplinas de laboratório ocupam dois bimestres e são organizadas da seguinte forma:
Meas - Medições
Maths - Tratamento Matemático
Report - Relatório
Refl - Feedback
E agora?! Acham que é possível implementar uma metodologia parecida no Brasil? Quais seriam as dificuldades? Quais seriam os pontos positivos? Quais seriam os pontos negativos?
Acredito que com um bom planejamento e disponibilidade dos professores para trabalhar em equipe essa metodologia é totalmente viável e não vejo pontos negativos no momento, talvez esteja cego pelos ideais das Universidades de Ciências Aplicadas da Finlândia, mas será que nós estamos tão distantes que não podemos nem tentar?
Obrigado pelo seu interesse em ler.
Bruno Pereira Garcês
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