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- Enhancing primary teacher education: research-based development of a pedagogical content knowledg rubricPublication . Valente, Bianor; Maurício, Paulo; Silva, Maria João; Melo, Nuno; Sarreira, PedroPedagogical Content Knowledge (PCK), introduced by Shulman [1], is crucial for teaching quality and student outcomes [2]. Shulman [1], [3] highlighted PCK as the key difference between a subject matter expert and an effective teacher, requiring both deep content understanding and the ability to implement effective teaching strategies. Since its introduction, PCK has been further reconceptualized and developed by several authors [4]. However, its elusive nature [5] makes it necessary to develop instruments that make it visible. Developing robust tools to measure PCK is essential for improving teacher education programs. This study details the development and validation of a rubric designed to measure the PCK of preservice primary teachers. The development of the PCK rubric followed a systematic process involving several key steps. First, a comprehensive review of existing literature on PCK and related assessment tools was conducted. This review provided a foundation for identifying the key dimensions of PCK relevant to preservice primary teachers. Based on the literature review, the critical components of PCK were identified, including curricular knowledge, knowledge about students, knowledge about teaching strategies, and knowledge about assessment. For each dimension, specific performance criteria were established to capture the range of preservice teacher capabilities. The rubric's validation involved several phases to ensure its reliability and validity. An initial version of the rubric was reviewed by a panel of education experts, whose feedback guided the refinement of criteria and descriptors. The revised rubric was subsequently pilot tested with a sample of preservice teachers, using two different instruments for assessment: i) CoRe (Content Representation) [6], which requires preservice teachers to select and justify key ideas essential for teaching a specific topic; and ii) lesson plans, specifically for a one-and-a-half-hour lesson on the respiratory system for third-grade students. The topic was chosen based on its familiarity to students, its abstract nature, and its inclusion in the Portuguese curriculum [7]. Inter-rater reliability was assessed by having multiple evaluators use the rubric to score the same set of teaching artifacts. The consistency of scores across different raters was analysed to ensure the rubric's reliability. The validation process indicated that the PCK rubric requires further refinement to serve as a valid tool for assessing PCK.
- Organizadores gráficos: ferramentas de ensino e aprendizagem da língua portuguesaPublication . Estrela, Antónia; Ferreira, Patrícia; Loureiro, Cristina; Sarreira, PedroOs organizadores gráficos (OG) constituem instrumentos de comunicação multimodal, podendo também ser usados para suportar a comunicação verbal. Tendo múltiplas aplicações ao nível educativo, os OG são recursos de grande utilidade se pensarmos no trabalho que pode ser feito em vários domínios como a matemática, as ciências naturais, mas também a língua. O objetivo deste texto é mostrar alguns dos benefícios associados à utilização de OG no processo de ensino e aprendizagem e problematizar algumas orientações para uma utilização construtiva de OG no ensino e aprendizagem da língua. Para tal, pretende-se aprofundar o valor transdisciplinar dos organizadores gráficos e discutir exemplos de utilizações de OG em situações de aprendizagem diversas, dando algumas pistas para os potenciar. Neste trabalho, faz-se uma breve síntese da investigação já realizada sobre a utilização de OG em domínios distintos e apresenta-se um conjunto de ideias sobre o potencial dos OG no desenvolvimento de competências linguísticas. Apresentadas as potencialidades, verifica-se que o poder transdisciplinar de ensino e aprendizagem com recurso a OG permanece um campo com múltiplas possibilidades.
- A resolução de problemas no ensino da matemática e das ciências físicas e naturaisPublication . Cruz Almeida, Pedro; Brunheira, Lina; Sarreira, PedroNa educação, a expressão “resolução de problemas” tem vindo a conhecer múltiplos significados. Umas vezes é encarada como atividade, outras vezes como metodologia de ensino com expressão em diferentes ciências, outras vezes ainda como competência transversal a desenvolver nos alunos e sublinhada em diferentes documentos curriculares. Estes diferentes entendimentos, que se prendem com a ação e a sua finalidade, envolvem também a existência de vários significados para a própria ideia de problema. São inseparáveis as ideias de problema e de pergunta, mas nem todas as perguntas podem ser consideradas problemas. Que diferentes tipos de problemas existem? Como é que encaramos o seu papel no ensino e na aprendizagem? A investigação sobre resolução de problemas na educação tem ainda vindo a compreender a importância de associar à resolução a formulação de problemas, não como algo diferente que se acrescenta, mas sim como duas capacidades complementares e interdependentes. Orientações curriculares publicadas no ano 2000 pelo National Council of Teacher of Matematics mencionam que os bons solucionadores de problemas são os que, na análise que fazem das situações, são capazes de questionar os dados e de formular problemas baseados nessas mesmas situações. Neste capítulo, para além de um quadro teórico que dê conta das diferenças mencionadas no que diz respeito ao papel formativo da resolução de problemas, tanto nas Ciências Físicas e Naturais como na Matemática, apresentamos uma situação ou contexto gerador de problemas que envolvem as Ciências Naturais e a Matemática no 1.º ciclo do Ensino Básico. Estas situações poderão apoiar os professores na promoção do desenvolvimento das referidas competências de resolução e formulação de problemas nos seus alunos, indo ao encontro de uma das áreas de competências do Perfil dos alunos à saída da escolaridade obrigatória.
- Preservice elementary teachers understandings about scientific models and modellingPublication . Valente, Bianor; Sarreira, Pedro; Maurício, PauloScientific models are important thinking tools, which are used to generate explanations and predications. Despite the relevance of scientific models and modelling in science education, several studies reveal that students and teachers do not possess adequate views regarding these topics. This study investigated prospective elementary teachers’ views about scientific models and modeling. Research questions included: (1) what do prospective elementary teachers understand about models and modelling in science? (2) which factors may explain prospective elementary teachers’ understandings of models and the modeling process in science? A questionnaire adopted form the literature was applied to a sample of preservice elementary teachers of one Portuguese institution of higher education at 1st, 2nd and 3th years of the course. This questionnaire comprised five aspects of students’ understanding of models and modeling: nature of models, multiple models, purpose of models, testing models, and changing models. Descriptive analysis showed that a high percentage of preservice elementary teachers hold naive or uninformed understandings of models and modeling. From this we can infer that this lack of understanding would hamper their pedagogical practice related to scientific issues in a fundamental way as well their teaching and learning in their initial formation. Moreover, students’ understanding of models and modeling didn’t became more elaborated with increasing university years and no difference was found taking in account the area chosen in high school.
- Mudanças nas conceções de ciência durante a formação inicial de professores e educadoresPublication . Ramos, Maria das Mercês; Teodoro, Ana; Valente, Bianor; Melo, Nuno; Maurício, Paulo; Sarreira, Pedro; Ribeiro, Sandra; Antunes, José Abílio; Linhares, Elisabete; Cavadas, Bento; Dias, MariaO acesso à cultura científica e tecnológica tem vindo a ser considerado um direito de cidadania de todos, devendo ocorrer desde os primeiros anos de escolaridade. Mas, iniciar as crianças à ciência e tecnologia, desde os primeiros anos, exige uma adequada formação em ensino das ciências de professores e educadores. Para Lederman (1998) dotar os professores de uma compreensão funcional sobre a natureza da ciência e sobre a pesquisa científica é um “pré-requisito para a esperança de alcançar a visão de ensino e aprendizagem de Ciência especificadas nos diferentes esforços de reforma” (p. 2) tais como a proposta no Project 2061. Contudo, a investigação tem evidenciado a deficiente formação científica dos professores.
- Elementary preservice teachers’ knowledge of astronomic phenomena: What can be donePublication . Maurício, Paulo; Sarreira, Pedro; Valente, BianorUsing natural phenomena to scaffold children’s inner interest in doing questions and seeking for answers are current orientations to early childhood education. Recent research has shown that children at preschool bring unsuspected abilities in learning. Since some elementary astronomic phenomena are an everyday experience they should integrate the pool of resources from which the educators withdraw their material to promote an intentional teaching. This brings to the fore the assessment of pre-service teacher education in basic astronomic phenomena, their previous education in this subject and the robust misconceptions they hold. This communication reports a study on the misconceptions held by pre-service elementary teachers and educators in a higher education institution in Lisbon. We had developed and validate a closed questionnaire constructed to probe the understanding of basic astronomic phenomena (day and night, moon phases and movements, earth movements, stars and constellations). In the answers provided in the questionnaire was misconceptions reported in the literature, so they could be assessed. The questionnaire was applied in 2017 and 2018 before and after the teaching and learning module of astronomy. Here we will work on the answers obtained in 2017 and on those answers obtained in the application of the questionnaire in 2018 before the teaching and learning module. After a descriptive statistical analysis to the responses of the questionnaire, we proceed to group the answers in main alternative conceptions and assess how prevalent they were among pre-service teachers before they attend the module in elementary astronomy, and which misconceptions were robust enough to resist to the teaching and learning module to a high degree. The results show, as expected, a similar distribution of misconceptions before the teaching and learning module. The Moon movements and its phases are poorly understood; the explanation for the seasons rest largely in the distance to the Sun framework; the apparent movement of the stars (and constellations) in the sky are detached from the apparent diurnal movement of the Sun. Scales are poorly understood and the Universe is seen much smaller than he is. We conclude showing how the two main conceptual change frameworks, the Vosniadou’s ‘Framework theory” and Di Sessa’s “knowledge in pieces” explain our results and hint on what future work can improve our teaching and learning on elementary astronomy.
- O que é a Ciência? Ideias expressas pelos alunos da formação inicial e por professores em exercícioPublication . Ramos, Maria das Mercês; Teodoro, Ana; Valente, Bianor; Melo, Nuno; Maurício, Paulo; Sarreira, Pedro; Ribeiro, SandraA investigação das últimas décadas tem mostrado que as conceções de ciência influenciam o modo como os estudantes de formação inicial aprendem ciência e didáctica das ciências, bem como, o modo como os professores planificam e implementam as actividades com as crianças. A presente comunicação visa inventariar conceções de ciência de alunos no início da formação inicial (2005/2006-2010/2011) e de professores em exercício no começo da frequência do Programa de Formação em Ensino Experimental das Ciências (2007/2008), numa ESE pública. Aos dois grupos aplicou-se um questionário contendo a questão de resposta aberta “O que é a Ciência?”. Compara-se o padrão de resposta dos dois grupos entre si e com o obtido num estudo anterior (Grais et al., 2005). Discute-se a influência que as conceções identificadas poderão ter: na aprendizagem de ciência; no desenvolvimento de atitudes positivas face ao ensino da ciência; e nas metodologias de ensino a adoptar na formação inicial e contínua.
- Ensino a distância com recurso a MOOC para a capacitação ambientalPublication . Miranda, Sandra; Almeida-Silva, M.; Sarreira, Pedro; Camus, Cristina Inês; Monteiro, Ana; David, Alexandra; Manteigas, Vítor; Abreu, RenatoO contínuo desenvolvimento das tecnologias de informação e comunicação (TIC) reorganizaram o modo como vivemos, comunicamos e aprendemos. Para as instituições de ensino superior, as TIC potenciaram o crescimento das modalidades do ensino a distância e a abertura de novos ambientes de aprendizagem, com recurso à educação digital. Como exemplo, os MOOC ganharam protagonismo a partir do movimento da educação aberta, do software livre e da disponibilização de conteúdos abertos e representam ainda uma inovação educativa, que combina e difunde os recursos tecnológicos. O Politécnico de Lisboa, naquela que foi uma iniciativa pioneira, conjunta e multidisciplinar, mobilizou quatro das suas unidades orgânicas (ESCS, ESELx, ESTeSL e ISEL), como o apoio do EaD@IPL – Grupo de Ensino a Distâncias do Politécnico de Lisboa, para a criação do MOOC “Sustentabilidade Ambiental: Mobilizar, Observar e Operacionalizar”, alojado na plataforma NAU – Ensino e Formação Online para Grandes Audiências”.
- Participatory design of a high-fidelity prototype of an essential learning curricular toolPublication . Valente, Bianor; Silva, Maria João; Sarreira, PedroIn the context of the AE.Maps project (IPL/2022/AE.Maps_ESELx) – Essential learnings: mapping to promote curriculum integration – this paper presents the design of a high-fidelity prototype of a tool to support preservice and in-service teachers, during curricular vertical and horizontal articulation. This tool should make it possible to query a database of Essential learning (EL), using a userfriendly interface. The four-stage double-diamond model was used to guide the participatory design process. In the discovery phase, through task analysis and focus group, involving 51 pre-service and in-service teachers, user needs regarding EL search were gathered. In the exploratory and definition phase, problems were explored and defined, while personas were created. In the development phase, sketches made by different participants were used to develop and explore solutions for a friendly interface. Moreover, during this phase, an Excel medium-fidelity prototype was implemented, and a high-fidelity prototype was iteratively designed in a participatory way.
- Avaliação de um protótipo de alta-fidelidade de uma ferramenta de apoio à pesquisa das aprendizagens essenciaisPublication . Silva, Maria João; Valente, Bianor; Sarreira, PedroEste capítulo descreve o desenvolvimento e avaliação do protótipo AE.MAPS, uma ferramenta interativa para pesquisa sobre Aprendizagens Essenciais no Ensino Básico. Utilizando uma abordagem participativa com docentes e futuros/as docentes, o design da ferramenta passou por iterações, desde esboços até um protótipo de alta-fidelidade. O processo de avaliação do protótipo de alta-fidelidade envolveu inquéritos e observação participante, proporcionando uma análise detalhada da utilidade e usabilidade da ferramenta. Os resultados indicam uma resposta positiva em relação à utilidade da ferramenta. A observação da utilização do protótipo revelou que os/as futuros/as professores/as conseguiram realizar tarefas com autonomia, embora algumas dificuldades tenham sido mencionadas, apontando para necessidades de mudança ao nível da usabilidade. Os resultados do questionário reforçaram a perceção de satisfação geral, com a maioria dos/as participantes expressando facilidade de aprendizagem e satisfação com a ferramenta. No entanto, foram identificadas sugestões de melhoria, como a inclusão de um texto explicativo, aumento da visibilidade da barra de pesquisa por palavras, assim como melhorias na apresentação dos resultados.