Engenharia Física
What you have been obliged to discover by yourself leaves a pitch
in your mind which you can use again when the need arises. Georg Christoph
Lichtenberg (1742 - 1799), primeiro professor de física experimental
na Alemanha. Curiosidades e atividades
lúdico-científica para fazer em casa Aprender a aprender: Como é que aprendemos? As dicas das
neurociências A FíSICA ocupa-se de
praticamente tudo o que nos rodeia, desde o origem do universo até
à compreensão os mecanismos que permitem a organização
da matérias em sistemas vivos, centrando-se na descoberta das leis
que regem os processo físicos/naturais, isto é, das relações
entre a energia, a matéria, e o movimento, procurando gerar conhecimento
que nos permita tirar partido dos fenómenos físicos e/ou criar
sistemas físicos artificiais com vantagem para o ser humano e, sempre
que possível, para toda a biodiversidade à nossa volta.
Ensinar não é
uma função vital, porque não tem o fim em si mesma;
a função vital é aprender. Aristóteles.
Como tem uma área de atuação/aplicação
muito ampla, e também por motivos históricos e didáticos,
a Física é muitas vezes divididas em vários campos: mecânica,
ótica, termodinâmica, acústica, eletromagnetismo, física
moderna, etc.. As componentes mais aplicadas/tecnológicas destas áreas
deram/dão origem a formações especializadas que designámos
por engenharias, muitas vezes em conjugação com outras ciências
fundamentais como, por exemplo, a química e a biologia: eletrotécnica,
eletrónica, mecânica, biofísica, bioengenharia, engenharia
biomédica, nanoengenharia/tecnologia, etc.).
Um físico/engenheiro físico munido de conhecimentos de mecânica,
ótica, termodinâmica, acústica, eletromagnetismo, física
moderna, etc., e treinado no uso de “ferramentas” de trabalho como a curiosidade,
o espírito-crítico, a lógica, e a matemática,
e de equipamentos de medida ou no desenvolvimento de novos instrumentos e/ou
de experiências, tem oportunidades de trabalhos muito mais abrangentes
que um engenheiro especializado numa das suas áreas de atuação,
como por exemplo, um engenheiro mecânico, um engenheiro eletrotécnico
ou engenheiro biomédico.
O mundo está carente de físicos. Ser um físico é
um “must”. Uma sociedade que aposte no desenvolvimento tecnológico
precisa de especialistas habilitados a desenvolver novas tecnologias em áreas
como a medicina, a biologia, as telecomunicações, a informática,
a indústria automobilística, etc.. Ou seja, com uma boa formação,
não faltarão oportunidades de trabalho aliciantes para os físicos.
Aprender a aprender: Como é que aprendemos? Dicas das neurociências
Quem ensina aprende
ao ensinar. E quem aprende ensina ao aprender. Paulo Freire.
†Pode-se ensinar bem,
e, porém, os alunos aprenderem pouco. A aprendizagem é a função
mais nobre do cérebro humano, qualquer que seja a sua idade, e, potencialmente,
só acaba quando a vida termina. O cérebro é uma máquina
especializada na aprendizagem - a mais poderosa “learning machine” que conhecemos,
infinitamente superior a qualquer “machine learning” (sistema de aprendizagem
automatizada) que a “Inteligência Artificial” possa criar, pelo menos
no futuro próximo. Com referido, o processo
de ensino-aprendizagem só se torna eficiente se tiver em conta a forma
como aprendemos. A neurociência também nos mostra que: Qualquer modelo de ensino
(construção eficaz de um corpo de conhecimentos suportado pelo
senso científico) só concretiza com sucesso o seu objetivo
se contribuir para a substituição (mudança conceptual)
permanente das ideias velhas (erradas e/ou ultrapassadas) ou conceções
acientíficas, por ideias novas/científicas, através,
se necessário for, da criação de um conflito cognitivo
entre as conceções alternativas e as conceções
resultantes da aplicação do método científico,
que corresponda à substituição das conceções
alternativas pelo conhecimento científico aceite. As metodologias de ensino,
particularmente das unidades curriculares de formação inicial,
devem privilegiar a compreensão dos conceitos e dos problemas, à
quantidade dos assuntos a abordar, dando tempo para que o conhecimento atinga
o nível de persistência esperado, isto é, tem de se dar
tempo ao tempo. O nosso esforço deve centrar-se na definição
de conteúdos programáticos realistas e consistentes. (Depressa/Muito
e bem não há quem.) Para que o ensino (técnico-científico)
se traduza numa aprendizagem efetiva (construção eficaz de
um corpo de conhecimentos suportado pelo senso científico) deve produzir/induzir
uma correspondente mudança conceptual, se necessário for, através
da criação de um conflito cognitivo entre as conceções
alternativas e as conceções resultantes da aplicação
do método científico, que corresponda à substituição
das conceções alternativas pelo conhecimento científico
aceite. As estratégias que
incluêm a apresentação/realização de experiências
conflituantes - experiências contraintuitivas - é muitas vezes
essencial para iniciar o abandono das conceções acientíficas.
Acresce que para que haja impacto pedagógico significativo devemos
ter sempre presente que a resposta não deve vir antes da pergunta
ou da dúvida. As ideias prévias dos alunos devem ser encaradas
como hipóteses alternativas sérias e, por isso, sujeitas a
avaliação usando os métodos e procedimentos didáticos
e científicos aceites. A verificação/exame
sistemático (incluindo observação, aferição,
avaliação) devem ter como objetivo colocar em causa/questionar
e/ou aferir as noções consideradas válidas pelo sistema
de valores/conhecimentos dos estudantes, e levar a novas perguntas e à
proposta de hipóteses. A reformulação das explicações
deve responder às questões/dúvidas, em suma tornar os
alunos mais esclarecidos. Os processos e os métodos
de ensino e aprendizagem assentes nestes pressupostos, e na promoção
do sentido crítico, no treino nos domínios das técnicas
de dedução, avaliação, comparação
e de validação de resultados, produzem alterações
de conhecimento, atitudes e posturas pró-científicas que vão
muito para além das resultantes da autoridade científica do
professor ou do manual. Aquilo que se aprende determina
o nosso futuro. Teaching Physics, by Walter
Lewin: Concepts
is what matters. How do you prepare your lectures? How many time do you take to prepare?
Curiosidades e atividades
lúdico-científica para fazer em casa O futuro dos smartphones e
tablets
O cérebro está continuamente em mudança: cada nova informação,
experiência ou dedução, por exemplo, leva a que no mundo
dos neurónios algo se altere, que surjam novas sinapses (conexões
entre neurónios) ou que as sinapses existentes sejam reforçadas
(ou enfraquecidas …). Estas características extraordinárias
designam-se por plasticidade e plasticidade sináptica, respetivamente.
E pensa-se que estão na base da aprendizagem e da formação
da memória.
Para que o conhecimento perdure na nossa memória é necessário
que a aprendizagem seja persistente e contínua, para que rede sináptica
(formada pelas conexões entre neurónios) seja repetidamente
estimulada e as sinapses sejam consolidadas, enraizando/armazenando os conhecimentos/experiências
nas zonas do cérebro dedicadas às memórias de longo prazo,
permitindo que os seus conteúdos possam ser usados, mais tarde, sempre
que forem necessários/chamados. O reforço sináptico
poderá resumir-se na seguinte ideia: “neurons that fire together,
wire together”.
É, portanto, ponto assente que a consolidação da memória/de
saberes chega através da repetição, sendo necessário
que as metodologias de ensino valorizem o trabalho continuado e empenhado.
Temos por experiência que a aprendizagem é um processo contínuo
que requer prática (repetição no tempo), comprometimento
e tempo.
• Os conhecimentos que é suposto sabermos/usarmos
ao mesmo tempo devem ser ensinados /apreendidos (integrados) ao mesmo tempo;
• O que se aprende ao mesmo tempo, recorda-se/chama-se
ao mesmo tempo;
• Ser colocado à prova periodicamente promove a
aprendizagem.
Os processos e os métodos de ensino e aprendizagem assentes nestes
pressupostos, e na promoção do sentido crítico, no treino
nos domínios das técnicas de dedução, avaliação,
comparação e de validação de resultados, produzem
alterações de conhecimento, atitudes e posturas pró-científicas
que vão muito para além das resultantes da autoridade científica
do professor ou do manual.
Acresce que a informação a que temos acesso através
da internet reforça a necessidade de dispormos de um corpo de conhecimentos
dinâmico, e atitudes de independência e clarividência, espírito
crítico, e capacidade de inferir e confrontar resultados, questionar,
avaliar e comparar racionalmente as informações e as opções
que a sociedade e os diferentes poderes nos apresentam.
O conhecimento não deve ser obtido em escassas, mesmo que muito intensas,
doses de estudo, e/ou em sessões muitas vezes realizadas na véspera
dos exames/períodos de avaliação. O conhecimento adquirido
desta forma pode servir para passar no exame, mas, em regra, não persiste
por muito tempo, e a fração que acaba por persistir apresenta,
na maioria das vezes, intermitências e/ou lacunas que frequentemente
impossibilitam o seu uso em tarefas futuras, nomeadamente na compreensão
de novos conceitos e/ou de problemas, e dificultam os processos criativos
e de inovação. A resolução de problemas complexos
fica ainda mais difícil. Cresce a desânimo e a sensação
de incapacidade, e aumenta a apatia.
Muitas disciplinas fazem parte do grupo de unidades curriculares que compreendem,
para além do treino na arte de resolver problemas, uma “boa dose” de
física aplicada/engenharia, apresentando e discutindo conceitos físicos
transversais e aplicações tecnológicas, reais ou potenciais,
exemplificativas da transformação de “saberes académicos”
em conhecimento tecnológico, com potencial de funcionar como fator
inspirador e/ou motivador dos alunos de engenharia, encorajando-os a assumirem
posturas mais favoráveis à inovação.
† Texto inspirado pela leitura de “Cérebro, manual
do utilizador”, Marco Magrini, Desassossego Livros para pensar, 2019.
JF © 2020
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