https://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/PT.3.3477

Feynman
I don’t know what’s the matter with people: they don’t learn by understanding; they learn by some other way—by rote or something. Their knowledge is so fragile!
Eu não sei qual é o problema com as pessoas: elas não aprendem pela compreensão; eles aprendem de alguma outra maneira - por rotina ou algo assim. Seu conhecimento é tão frágil!

Traditional physics teachers teach us to swim on the surface but not in the deep, where, as Steven Weinberg says, “the unclear, uncharted areas of science can lead to creative work” (Nature 426, 389, 2003).

R. P. Feynman, R. Leighton, “Surely You’re Joking, Mr. Feynman!” Adventures of a Curious Character, E. Hutchings, ed., W. W. Norton (1985), p. 36.

A person can do magnificently on a test and understand very little. We’ve all had the experience of “acing a test” and forgetting everything two weeks later… . Passing tests doesn’t begin to compare with inquiring, searching, pursuing topics that engage us and excite us. In fact, you will remember what you discover—if you pursue this kind of learning.

The aspects of physics I have understood best so far are those I have studied for pleasure.

Traditional teaching methods urge us to perform standard calculations that rarely spark our creativity.

Pupils can often solve what textbook authors call “problems” without understanding the physics concepts involved in them. Such “problem solving” often exhibits nothing else than the ability to find some appropriate equations, put them together, manipulate them algebraically, fill in figures and finally come out with the “correct answer.” A student can be good with the formulae but may have understood nothing about the physics behind them.5

A robust alternative to traditional teaching is one that prioritizes creative thinking.

Learning by creating.

All you have to do is, from time to time—in spite of everything, just try to examine a problem in a novel way. You won’t “stifle the creative process” if you remember to think from time to time. Don’t you have time to think?7

The problem is, however, that as students we are often not given proper time to think!

“What I cannot create I do not understand.”

his purpose was to illustrate, by example, how to think and reason about physics, then, by all indications, he was brilliantly successful

The primary focus was to promote a culture of free inquiry and joy toward the subject.

The best teaching can be done only when there is a direct individual relationship between a student and a good teacher—a situation in which the student discusses the ideas, thinks about the things, and talks about the things.

R. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands, The Feynman Lectures on Physics, vol. 3, Addison-Wesley (1965). 
R. P. Feynman, R. Leighton, “Surely You’re Joking, Mr. Feynman!” Adventures of a Curious Character, E. Hutchings, ed., W. W. Norton (1985), p. 36. 
R. Heras, Eur. J. Phys. 37, 025603 (2016); https://doi.org/10.1088/0143-0807/37/2/025603, Crossref
R. Heras, Eur. J. Phys. 38, 019401 (2017). https://doi.org/10.1088/0143-0807/38/1/019401, Crossref
R. Heras, Eur. J. Phys. 37, 065204 (2016). https://doi.org/10.1088/0143-0807/37/6/065204, Crossref
D. K. Nachtigall, Eur. J. Phys. 11, 1 (1990). https://doi.org/10.1088/0143-0807/11/1/001, Crossref
L. M. Brown, “Most of the Good Stuff”: Memories of Richard Feynman, L. M. Brown, J. S. Rigden, eds., American Institute of Physics (1993), p. 54. 
R. P. Feynman, Perfectly Reasonable Deviations from the Beaten Track: The Letters of R. P. Feynman, M. Feynman, ed., Basic Books (2005), p. 283. 
© 2017 American Institute of Physics. The Feynman Lectures on Physics clearly exhibit their author’s unconventional approach. David Goodstein (Physics Today, February 1989, page 70)




Mathew Lipman
Capacidade de raciocínio e argumentação
É preciso entender o que se lê e o que se ouve.
Aprender a expressar as suas perguntas e dúvidas, ter pensamento próprio e descobrir respostas para as suas perguntas.
Partilhar ideias e ouvir as ideias dos outros.
Descobrir soluções e significados para as questões que colocam.
O nosso sistema escolar ensina que a água consiste em oxigénio e hidrogénio. Quem não aprende isto é classificado/considerado como sendo estúpido. Porém, as questões mais interessantes são muitas vezes ocultadas.



Só podemos realmente ter opiniões imparciais quando se trata de coisas que não nos interessam, Oscar Wilde

Ir crescendo num clima de assunção de responsabilidades ... O poder deve ser fruto de uma autoridade que a pessoa é - não deve ser de uma autoridade que a pessoa tem - é de uma autoridade que uma pessoa é ...

Manifestei-me fisicamente ... Estar disponível para ouvir ... A autoridade decorre do exercício de competência.

A autoridade de uma autoridade não é volátil. Hoje uma pessoa tem poder, amanhã não. A autoridade não pode resultar do poder informal, que muitas vezes leva ao mau exercício do poder.

As coisas que mais afectam a autoridade são: não usar o poder, usar mal o poder e abusar do poder. Quem faça uma destas três coisas perde a autoridade.
 

"What you have been obliged to discover by yourself leaves a pith in your mind which you can use again when the need arises" G. C. Lichtenberg

Force Concept Inventory FCI - teste conceptual (validado) sobre forças.

Fluid Mechanics Concept Inventory (FMCI) - teste conceptual.


"If I had to reduce all of educational psychology to just one principle, I would say this: The most important single factor influencing learning is what the student already knows. Ascertain this and teach him accordingly." Ausubel 1978

"It's not what you don't know that hurts you. It's what you know that ain't so." Mark Twain.

Ganhos de aprendizagem

Ideias prévias

ser capaz de explicar ... analisar criticamente ...

Aprendizagem coerente, sistemática e fiável ...

Saber qual o ponto de partida (conhecimentos/ideias prévias) ... e qual o progresso conseguido quer por um aluno individualmente quer pela turma ...

Abordagem conceptual ao ensino da física ... construção do conhecimento ... partindo daquilo que já sabem (ou acham que sabem!) ... explorando as ideias prévias dos alunos ...
Os alunos abordam a aprendizagem com um conjunto de ideias definidas sobre o funcionamento do mundo ... parece que a maior parte destas ideias não é arbitrária nem representa necessariamente um erro trivial ... muitas são idênticas ao pensamento pré-newtoniano ... correspondendo a modelos mentais coerentes ... estas ideias muito estáveis/enraizadas que muitas vezes resistem a vários anos de instrução, condicionando a aprendizagem.

Há alunos que questionam os professores se devem responder de acordo com o que o professor ensinou ou se se devem responder de acordo com aquilo que eles pensam. Pergunta-se há diferença?!!!

A aprendizagem resulta do confronto entre as nossas experiências / conhecimentos prévios e novas experiências / conhecimento científico.  O novo conhecimento é o resultado deste confronto.

Existe muitas vezes a sugestão - sugestionamos o resultado da experiência - perturbamos (condicionamos a experiência).

Qualquer sistema de aprendizagem /modelo de ensino só realiza o seu objectivo contribuir para a substituição permanente das ideias velhas pelas ideias novas/científicas.  É frequente ouvirmos dizer que depois do exame se esquece tudo ...

Os teste de diagnóstico efectivos/de qualidade são uma peça fundamental de um modelo de aprendizagem porque podem permitir a identificação das concepções cujo processo de aprendizagem pretende substituir pelas concepções científicas aceites (conhecimento científico aceite) através de um conflito cognitivo. É este conflito cognitivo que abre as portas à aprendizagem significativa - que em ciência é vista como uma construção eficaz do conhecimento. Sem este conflito a mudança conceptual se ocorrer é menos provável e a aprendizagem significativa poderá ficar comprometida.

Mudança conceptual: concepções alternativas substituídas através do conflito cognitivo pelo conhecimento científico aceite. Para termos aprendizagem efectiva, isto é, a construção eficaz de um corpo de conhecimentos / conhecimento científico (senso científico) é necessário provocar um conflito entre as concepções alternativas e as concepções resultantes da aplicação do método científico.

Senso comum - senso científico: ideias prévias /explicações/visões/teorias prévias vs conhecimento científico.

Conflito cognitivo: O senso científico deve substituir o senso comum. A resposta não pode vir antes da dúvida. O aluno deve questionar-se - por em dúvida o seu corpo de conhecimentos - e procurar uma resposta através do método científico uma resposta científica para a dúvida/pergunta.

É fundamental conhecer/clarificar o significado as palavras de modo que haja correspondência entre o significado físico e os diferentes usos do vocábulo pelo aluno. Lembro-me sempre do vocábulo tribologia.

É importante apresentar contra exemplos familiares. Exemplo força da gravidade como força à distância, isto é sem contacto directo entre os corpos. As forças electrostáticas e magnéticas são bem mais familiares e servem para mostrara a acção à distância.

É fundamental que o corpo de conhecimento seja apresentado com rigor e de forma esclarecida. Exemplo: digramas de corpo livre /diagramas de força etc. com elevada qualidade didáctica. Outro exemplo: diferença entre a primeira e a segunda lei de Newton da dinâmica. A primeira não é um caso particular da segunda. Importância do referencial inercial.

A apresentação/realização de experiências conflituantes - experiências contra-intuitivas - é muitas vezes essencial para iniciar o abandono das concepções acientíficas. Para que haja impacto pedagógico ter sempre presente que a resposta não deve vir antes da pergunta/dúvida. 

As ideias prévias dos alunos devem ser encaradas como hipóteses alternativas sérias e, por isso, serem sujeitas a avaliação usando os métodos e procedimentos científicos e didácticos comummente aceites. Processos e métodos de ensino e aprendizagem assentes nestes pressupostos produzem alterações de conhecimento e atitudes científicas que vão muito para além  das resultantes da autoridade científica do professor ou do manual.

Os métodos de ensino e aprendizagem devem promover a vontade/atitudes de observar, conhecer e compreender o mundo que nos rodeia. A re-observação devem ter como função questionar (por em causa) as noções consideradas válidas pelo nosso sistema de valores/conhecimentos, levar a novas perguntas e à proposta de hipóteses. A reformulação das nossas explicações deve responder às questões/dúvidas, em suma tornar-nos mais esclarecidos.

Desde muito cedo procuramos compreender/explicar o funcionamento do mundo que nos rodeia. Cada um de nós cria desde que nasce um corpo de conhecimentos "primitivo" baseado essencialmente nas informações transmitidas por aqueles que cuidam de nós (progenitores/educadores), nem sempre racionais/científicos.

Remover ideias pré-concebidas sobre as quais se edifica o nosso pensamento/conhecimento pré-escolar. Mesmo na linguagem comum continuamos a usar/expressar ideias pré-concebidas - linguagem comum. Por exemplo, dizemos que o Sol nasce a Este.

Temos de ter consciência que a observação/comentário se refere estritamente  ao lugar onde estamos.

Dadas as enormes quantidades de informação disponíveis/acessíveis  é cada  vez mais premente dispormos de conhecimentos e atitudes (cientificas) que nos permitam questionar essa informação racionalmente, avaliar decisões /propostas dos diferentes poderes de decisão. Compreender princípios básicos de funcionamento dos equipamentos que manuseamos no dia-a-dia. 

Temos de fazer regressar as grandes perguntas ... quando éramos crianças pedíamos respostas que nos falassem das causas primárias, de como tudo tinha começado, como era antes e como seria depois. ... esquecemos, provavelmente devido à azáfama do dia-a-dia e também porque as luzes da noite nãos nos permitem ver o céu.

Aquilo que aprendemos determinará o nosso futuro. É urgente estimular/promover a curiosidade por certos fenómenos recorrentes ...