Ensino por Investigação na Educação STEM: Engenharia

Projeto de um espremedor de pasta de dentes com impressão 3D


Todos nós já passámos por esta situação: quando o tubo de pasta de dentes está a acabar, temos de usar muita força e habilidade para conseguir usar o restante que está no tubo. E não importa o que façamos, conseguimos espremer quase nada ou muito pouco.

Será que é possível projetar uma ferramenta que facilite espremer o resto de pasta de dentes do tubo?

 

Exploração

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Solução

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Implementação

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Ensino por Investigação (IBL) neste exemplo

Características do IBL

IBL na Educação STEM

Nesta tarefa, os alunos desenvolvem um produto que é uma solução para um problema do mundo real (já que alguns espremedores de tubos de pasta de dentes também estão disponíveis para venda na internet). Nesta tarefa pode haver limitações na implementação, que dependem da idade e do ano escolar. Os alunos analisam e descrevem o problema, desenvolvem eles próprios uma solução e a concebem de acordo com as especificações que julgam ser mais adequadas (aparência, funcionalidade, manuseamento, etc…). Mais tarde, o protótipo é testado e geralmente otimizado várias vezes (ciclo da investigação).

A tarefa IBL é caracterizada da seguinte forma:
Os alunos…

  • criam as suas próprias questões cientificamente orientadas;
  • dão prioridade às evidências ao responder às questões;
  • formulam explicações baseadas em evidências;
  • interligam as explicações ao conhecimento científico;
  • comunicam e justificam as explicações.

Conclusão: São independentes nas tarefas IBL.

Os alunos realizam uma tarefa IBL da seguinte forma (Ciclo de Investigação):

  1. Formulam uma questão específica (Questionar)
  2. Utilizam os conhecimentos prévios para compreender o problema e investigar possíveis soluções (Investigar)
  3. Criam novos resultados com base nos resultados anteriores (Criar)
  4. Discutem os resultados (Discutir)
  5. Avaliam os resultados e, se necessário, melhoram a solução (Refletir)

 

Tarefas apresentadas…

  • São acessíveis a todos os alunos.
  • Fornecem desafios exequíveis.
  • Desenvolvem fluência, compreensão e processos.
  • Oferecem múltiplos pontos de entrada.
  • Envolvem usando uma gama de métodos e estratégias.
  • Valorizam o processo em vez da resposta.

O papel do professor na utilização IBL na educação STEM

  • Analisa e desafia o pensamento e o raciocínio dos alunos.
  • Investiga a avaliação e comunicação de estratégias.
  • Descobre as conceções alternativas.
  • Apoia o aluno a aprender a partir dos erros.
  • Provoca e estimula a exploração de rotas alternativas.

 

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