Ensino COM SIMULAÇÕES

Ensinos de Física que utilizam simulações PhET

C. Wieman1, W. Adams2, P. Loeblein3E K. Perkins2

PhET Simulações Interativas (Sims) já estão sendo amplamente utilizados em ensino de física e

química. Sims pode ser usado em muitos ambientes educacionais diferentes, incluindo palestra, indivíduo ou atividades de pequenos inquérito grupo, trabalhos de casa, e de laboratório. Aqui vamos destacar algumas maneiras de usar -los no ensino, com base na nossa investigação1  e experiências de usá-los na escola e na faculdade classes. No nosso site temos um guia mais completo sobre o uso PhET sims na sala de aula: http://phet.colorado.edu/teacher_ideas/classroom-use.php

Sims podem ser ferramentas de aprendizagem altamente eficazes; no entanto, até mesmo os melhores sims não são automaticamente bem sucedida. São ferramentas que podem melhorar um currículo bem desenhados e os esforços de um bom professor, mas não podem substituí-los. Eles ainda devem fazer parte de um projeto global de instrução e contar com a orientação de um professor em tempo útil.

As estratégias básicas para a utilização sims efetivamente correspondem aos de todo o ensino eficaz. Estes estratégias são discutidas em nossas diretrizes para a criação de atividades baseadas em indagações (Http://phet.colorado.edu/teacher_ideas/contribution-guidelines.php). Resumidamente, que incluem: 1)definir metas específicas de aprendizagem; 2) encorajar os alunos a usar a tomada de sentido e de raciocínio; 3)conectar e construir o conhecimento e entendimento prévio dos alunos (incluindo a abordagem possíveis equívocos); 4) conectar-se e fazer o sentido de experiências do mundo real; 5) Incentivar atividades colaborativas produtivas; 6) não excessivamente restringir a exploração dos estudantes;

7) requerem raciocínio / sentido tomada em palavras e diagramas (ou seja, várias representações); 8) ajudar os alunos monitorar sua compreensão

Maneiras de usar PhET sims no ensino:

PhET Sims podem ajudar: introduzir um novo tema, construir conceitos ou habilidades, reforçar ideias, e fornecer revisão final e reflexão. Sims são únicos na forma como eles podem borrar as fronteiras entre as atividades de palestras, trabalhos de casa, em sala de aula e laboratório, porque um sim pode ser usado em semelhantes formas em todos estes. Eles também podem fornecer uma visualização comum entre alunos e professores que pode facilitar a toda a comunicação e instrução.

Palestra

Sims podem ser usadas como ilustrações de animação simples, no conceito tests2  ou sob a forma de interativa demonstrações em sala de aula. Como uma ilustração animado, o sim mostra o processo e pode ser retardado ou acelerado, dependendo do conceito que está sendo mostrado. Os invisíveis (fótons, elétrons,campos, ...) pode ser tornada visível; e múltiplas representações (ou seja, o movimento do skater e diferentes gráficos) pode ser claramente ligado. Com testes de conceito (Figura 2), o professor coloca um         question.3

 Normalmente, os alunos discutir a questão com os seus vizinhos e votar o responder.

Talvez a maneira mais eficaz de usar sims na palestra é começar com o professor levanta uma

cenário e pedir aos alunos para escrever sua predictions.4  Por exemplo, os alunos podem ser feitas de prever que os gráficos de energia cinética total e será semelhante como uma função do tempo, como o Skater move na pista em Energia Skate Park (Figura 2). Depois que os estudantes têm escrito para baixo previsões individuais, eles falam com os seus vizinhos para chegar a uma previsão final para a sua grupo. O professor então pergunta para ouvir as previsões da classe e, em seguida, executa o sim. Depois os alunos a ver o que o faz sim, eles escrever o que aconteceu e como ele era diferente de suas previsões. Finalmente, há uma classe toda discussão sobre o que viram, e por isso faz sentido com base em idéias de física.

Na nossa experiência, a utilização de simulações em conferência em quase qualquer forma conduz a um grande número de perguntas espontâneas dos alunos. Os alunos muitas vezes representam "what if" perguntas, essencialmente novo experimentos eles gostariam que o professor a executar com o sim para que eles possam ver os resultados. Enquanto sims oferecem muitos dos mesmos benefícios que fazendo demonstrações utilizando equipamento real, o Sims também têm várias vantagens adicionais: 1) eles podem ser usados ​​em salas de aula, onde a verdadeira equipamento está ou não disponível ou impraticável para configurar; 2) elas podem ser usadas para fazer "experiências" que são impossíveis de fazer de outra maneira (por exemplo, sim mostra resposta imediata a ajustar a quantidade de gás com efeito de estufa na atmosfera ou a resistência de uma lâmpada em um circuito);

3) é fácil de mudar variáveis ​​em resposta a perguntas dos alunos que seria difícil ou impossível mudar com aparelhos real; 4) eles podem mostrar o invisível e explicitamente conectar múltiplas representações; e, finalmente, 5), os alunos podem executar o sim em seu próprio computador no casa para repetir ou ampliar as experiências de classe para clarificar e reforçar a sua compreensão.

Atividades para grupos

Quando possível, é ainda mais eficaz do que os alunos trabalham em pares com o seu próprio

computador e manipular a si SIM. Os sims são cuidadosamente projetados e testados para ser

fácil de usar e atraente para os alunos. Atividades de sala de aula com sims podem incluir uma vasta gama de atividade types.5,6 O objetivo de todos esses tipos é fazer perguntas que irá incentivar os alunos a explorar o comportamento do sim, a razão com suas ideias, e desenvolver correspondente mentais modelos. Um formato que usamos muitas vezes é dar aos estudantes uma sequência de um desafio perguntas (muitas vezes usando a 'prever-test-confirm ou ajustar pensando "abordagem) relacionados com o sim, muitas vezes com algum componente de conexão do mundo real (Figura 3) 0,7

 Atividades Homework

Freqüentemente, nós atribuímos a lição de casa sim baseada em depois de usar os sims em palestra ou com uma classe em actividade. No entanto, as questões de casa baseado em SIM também pode fornecer exploração introdutória um tópico antes que os estudantes já vi isso em class.8

 As simulações são únicos porque a sua concepção permite que as tarefas de casa para usar com sucesso uma abordagem inquérito guiado sem o presença de um teacher.9  Este suporte built-in também permite que os professores incluir perguntas de casa que pedir aos alunos para aumentar a sua aprendizagem para além do que é possível em um trabalho de casa padrão problema, tendo-lhes explicar fenômenos relacionados com, mas diferente, o que viram em sala de aula ou no livro (por exemplo, explorar idéias sobre gases e pressão, e estendê-los para os contextos de ventosas, falta de ar de alta altitude, e os balões) 0,10