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A educação online é eficaz para ensinar tópicos complicados como ciência da informação quântica (QIS) para educadores científicos do ensino médio, de acordo com um novo artigo de pesquisadores da Universidade do Texas em Arlington publicado em O professor de física.
“A COVID-19 forçou os educadores a ajustar as suas melhores práticas educacionais a uma sala de aula virtual desconhecida, e o desenvolvimento profissional não foi diferente”, disse Karen Jo Matsler, professora assistente na prática da UTeach na UTA e principal autora do estudo.
Ramon Lopez, professor de física, foi o investigador principal do projeto. Chandralekha Singh, da Universidade de Pittsburgh, foi coautor.
QIS é um novo campo da ciência e tecnologia que combina ciência física, matemática, ciência da computação e engenharia, e é fundamental para itens de uso diário, como telefones celulares e tecnologia solar. No entanto, a maioria das escolas secundárias não ensina a matéria, impedindo os alunos de adquirirem as habilidades necessárias para buscar empregos lucrativos.
Como parte de uma doação de US$ 1 milhão da National Science Foundation em 2021, Matsler e seus colegas pretendiam ensinar QIS a professores de ciências do ensino médio, que poderiam então levar esse conhecimento recém-adquirido para suas salas de aula.
“No entanto, a pandemia fez-nos abandonar os nossos planos originais de formação presencial para um ambiente online”, disse Matsler. “Sabíamos que ensinar QIS online seria um desafio, mas ficamos agradavelmente surpresos com o quão bem funcionou.”
Matsler, Lopez e a equipe descobriram que o que funcionava melhor para ensinar QIS on-line era enviar aos participantes parte do material com antecedência para permitir que se familiarizassem com os tópicos. Depois, durante as sessões, os educadores usaram o Zoom – com recursos como chat, enquetes e salas de discussão – para manter os indivíduos envolvidos na aprendizagem. Eles também conduziram atividades nas quais os alunos tiveram a oportunidade de praticar o ensino do material, outra técnica que ajudou os indivíduos a permanecerem engajados.
Para evitar sobrecarga cognitiva, a equipe descobriu que as discussões principais precisavam ser mantidas entre 15 e 30 minutos, cada uma com sessões de discussão com duração de cinco a sete minutos, com um tempo total de sessão de cerca de 90 a 120 minutos.
“Isso deu aos participantes amplas oportunidades para discutir os conceitos quânticos em pequenos grupos variando de dois a seis participantes”, disse Matsler. “Durante essas pequenas discussões, os líderes entravam e saíam das salas para verificar os participantes, esclarecer instruções e responder perguntas”.
Os instrutores também recomendam atividades “quebra-gelo” para aumentar o envolvimento da comunidade na aprendizagem virtual.
“Essas atividades para quebrar o gelo podem ser facilmente usadas para envolver os alunos, avaliar a frequência e avaliar o quanto os indivíduos sabem sobre a próxima aula”, disse Matsler. “Um elemento-chave para todo esse aprendizado on-line é garantir que os alunos sintam que estão em uma comunidade segura para aprender e trocar ideias”.
A equipe também descobriu que vídeos curtos e relevantes ajudavam a ensinar tópicos complicados. Eles recomendam manter a função de chat operacional durante os vídeos para permitir que os participantes façam perguntas e permaneçam envolvidos.
“Idealmente, o QIS é ensinado em sala de aula com atividades práticas para permitir que os alunos vejam e toquem como funcionam coisas como trens maglev e levitação quântica”, disse Matsler. “No entanto, as nossas experiências mostram que incorporar pedagogia e conteúdo apropriados na aprendizagem online pode ser eficaz no ensino destes tópicos. Compreender que existe uma opção virtual eficaz é importante à medida que o país intensifica os seus esforços para acelerar a investigação e o desenvolvimento quântico para se manter competitivo com outros países neste domínio.”
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