Comments on the teaching of thermodynamics in an environmental sciences post graduation discipline
DOI:
https://doi.org/10.55905/oelv21n9-101Keywords:
biomathematics, education, thermodynamics, environmental sciences, exact sciences educationAbstract
The sciences related to mathematics and that have mathematics as a tool present the same kind of problem in the learning process, hence, also, in their teaching; for example, the teaching of biophysics that show problems because is an exact discipline and, also, teaching for biological areas where people, usually, don’t is familiarized with mathematics way. In this work some didactic approaches to associate the teaching of thermodynamics to Environmental Science subjects in a literature search were performed, using the concepts of new teaching methodologies, proposing an approach to improve the conditions of understanding about environmental problems. A bibliographic survey was carried out by searching for data on thermodynamics, teaching, environmental sciences within the CAPES periodicals platform, which allows finding texts in other databases such as Scielo, Scopus, Web of Science. Additional material was obtained by searching in Google Academic. The main works consulted dealt more specifically with “exact sciences education”, “environmental education”, “biophysics education”, “environmental” and others. In total, 42 texts were analyzed and separated by subject content 21 about exact sciences education, 8 about environment education, 5 about biophysics education, 5 about environment and 3 for other subjects used to justify some ideas. Final considerations: In conclusion, the deficits in the teaching of exact sciences with a focus on thermodynamics are real in teaching in Brazil, with practical evidence in the discipline on Environmental Sciences in a graduate course, but whose students' distress in learning mobilized a path of studies in the production of a work to alert and indicate ways, within the modern technologies of teaching, to assist the teaching of thermodynamics in education since elementary school. So, it is urgent that the teaching of environmental sciences is improved, that modern teaching technologies are made effective in teaching with an emphasis on the exact sciences, so that a more robust education allows important themes to be deepened in higher and post-graduate education with at least less discomfort for students and teachers.
References
ALVES, P. A.; AVERSI-FERREIRA, T. A. Comments on the problems solving methodology in education of civil engineering in Brazil. Revista Brasileira de Ensino de Ciência e Tecnologia, v.12, n. 1, 2019. https://doi.org/10.3895/rbect.v12n1.7946.
AVERSI-FERREIRA, T. A..; CORDEIRO-DE-OLIVEIRA, K..; LIMA, S. V. A. M. de.; SANTOS, W. F.; COSTA, C. A..; RESENDE, E. B..; MORAES-SIQUEIRA, J. S. de.; FERREIRA, J. P.; ANDRADE, J. M. S. The perceptions of students and instructor in a graduate mathematical modeling class: An experience with remote education. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 6, p. e2310615223, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i6.15223.
BACHELARD, G. A formação do espírito científico: contribuição para uma psicanálise do conhecimento. Rio de Janeiro: Contraponto, 1996. 314 p.
BERNARDINIS, M. de A. P.; FREITAS, M. S.; COSTA, R. A. da; ARAÚJO, W. B. L. de. Construction of interactive Card Game as appliance for the learning in discipline Transport’s Systems in Civil Engineering course of Universidade Federal do Paraná. International Journal for Innovation Education and Research, v. 3, n. 7, p. 1–9, 2015. DOI: 10.31686/ijier.vol3.iss7.389
BIEMBENGUT, M. S. Mathematics Modeling & Problem Solving, Projects, and Ethnomathematics: merging points. Revista de Educação em Ciência e Tecnologia, v. 7, n. 2, p. 197-219, 2014. ISSN 1982-5153 197.
BORREGO, M., BERNHARD, J. The emergence of engineering education research as an internationally connected field of inquiry. Journal of Engineering Education v. 100, n. 1, p. 14–47, 2011. https://doi.org/10.1002/j.2168-9830.2011.tb00003.x.
BOTELHO, J. M. L.; COUTO, A. B.; MASI, S. M. Educação ambiental e teoria crítica da educação: algumas considerações pertinentes. Revista Internacional de Investigación en Ciencias Sociales, v. 10, n. 1, p. 75-90, 2014.
CARAÇA, B. J. Conceitos fundamentais da matemática. 9ª ed. Lisboa: Sá de Costa Editores, 1989.
CORTES JUNIOR, L. P.; SÁ, L. P. Pedagogical content knowledge in the context of environmental education: An experience with master’s students in science teaching. Ens. Pesqui. em Educ. em Ciências, v. 19, n. 22. 2017. https://doi.org/10.1590/1983-21172017190105
D’AMBROSIO, U. Etnomatemática: Arte ou Técnica de explicar e conhecer. 3a ed. São Paulo: Editora Ática, 1998. 88p.
FARIA, L. C. S.; TREVISAN, K.; R. BRETAS; CAMPS, I.; AVERSI-FERREIRA, T. A. The construction of the tower of Pisa as a basis for problem solving in the exact sciences and the use of Interdisciplinarity in teaching. Acta Scientiae, v. 24, p. 231-265, 2022a.
FARIA, L. C. S. et al. Analysis of quality in education associated with knowledge about Environmental Sciences of High School and Higher Students. Research, Society and Development, v. 11, n. 9, p. e6111930950-e6111930950, 2022b.
FREITAS, A. A.; DORNELLAS, D. V.; BELHOT, R. V. Requisitos profissionais do estudante de engenharia de produção: uma visão através dos estilos de aprendizagem. Gepros: Gestão de Produção, Operações e Sistemas, v. 1, n. 1, p. 125-35, 2006.
FREITAS-FERREIRA, E.; AVERSI-FERREIRA, T. A. In: A educação e o ensino de modelos matemáticos na graduação e pós-graduação. A educação e o ensino de modelos matemáticos na graduação e pós-graduação. Ponta Grossa: Editora Atena, 2021. DOI: 10.22533/at.ed.55721100313.
FRIZZARINI, S. T.; CARGNIN, C. Prática de Ensino: Novas tecnologias e jogos didáticos. Maringá: Unicesumar. 2015.
FRIZZARINI, S.T.; CARGNIN, C. Prática de Ensino: Modelagem Matemática e Resolução de Problemas. Maringá: Unicesumar. 2016.
GROENWALD, C. L. O.; SILVA, C. K. da; MORA, C. D. Perspectives in Mathematics Education. Acta Scientiae, 4(1), 37–55. 2004.
HIEBERT, E. Common Frontiers of the Exact Sciences and the Humanities. Phys. Perspect., v. 2, p. 6–29, 2000. https://doi.org/10.1007/s000160050034
LAVAQUI, V.; BATISTA, I. DE L.. Interdisciplinaridade em ensino de Ciências e de Matemática no Ensino Médio. Ciência & Educação (Bauru), v. 13, n. Ciênc. educ., n. 13, v. 3, p. 399–420, 2007.
LONGO, G. From exact sciences to life phenomena: Following Schrödinger and Turing on Programs, Life and Causality. Information and Computation, v. 207, n. 5, p. 545-558, 2009.
LURIA, A. R. The making of mind. Cambridge: Harvard University Press. 1979.
MACHADO, C. F. B.; FRANÇA, F. H. Projeto – sustentabilidade e matemática. GeoGraphos, v. 7, n. 87, 10 p. 1-10, 2016.
MAIBACH, E.; MYERS, T.; LEISEROWITZ, A. Climate scientists need to set the record straight: There is a scientific consensus that human-caused climate change is happening, Earth's Future, v. 2, p. 295-8, 2014, http://doi:10.1002/2013EF000226.
MAGRI, M. P. F.; BRITO, R. B.; AVERSI-FERREIRA, T. A. Gestão ambiental em hospitais sobre o descarte dos resíduos de explantes metálicos ortopédicos. Revista Ibero Americana de Ciências Ambientais, v. 13, n. 3, p. 390-399, 2022. DOI: http://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2022.003.0030
MARTINS, G. A.; BENAVIDES, M. L. A.; RAMALHO, D. G.; BRANDO, Fernanda da Rocha. Uma proposta didática para disciplina de Educação Ambiental no Ensino Superior, a partir de concepções prévias sobre meio ambiente. Tecné, Episteme y Didaxis: TED, v. 38, p. 57-74, 2015.
MAZARO, S.; DARROZ, L. O ensino de termodinâmica a partir de pesquisas em ferramentas da internet. Revista CIATEC-UPF, v. 9, n. 2, p. 74-83, 2018.
MENDES, I. A. Matemática e investigação em sala de aula: Tecendo redes cognitivas na aprendizagem. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2009.
MILLER, J. R.; TYLER, G. Ciência Ambiental. 11ª ed. São Paulo: Cengage Lerning, 2008.
NOGUEIRA, C. M. I. História da Matemática. 1. ed. Maringá/PR: Centro Universitário de Maringá. Núcleo de Educação a Distância, 2015.
OOSTHOEK, J.; GILLS, B. K. Humanity at the crossroads: The globalization of environmental crisis. Globalizations, v. 2, n. 3, p. 283-291, 2005. https://doi.org/10.1080/14747730500409454
OSÓRIO, T.; GARCIA STOLL, V.; MARQUES MARTINS, M. Investigação na Formação Inicial: concepções sobre as TIC e a Energia no Curso de Licenciatura em Ciências da Natureza. Revista Insignare Scientia - RIS, v. 2, n. 2, p. 22-36, 16 set. 2019.
PANOV, V. I. Ecological Thinking, Consciousness, Responsibility. Procedia - Social and Behavioral Sciences, v. 86, p. 379–383, out. 2013. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2013.08.583
PÓLYA, G. How to Solve It: A New Aspect of Mathematical Method. 2. ed. [s.l.] Princeton University Press, 1945.
PIUBÉLI, U. G.; GOBARA, S. T. Fisica Contextuaizada: uma viagem pelo pantanal. 1. ed. Campo Grande: Editora UFMS, 2004. v. 1. 60p.
PUHL, N. M.; MARCHI, M. I. Atividades investigativas no ensino de física: um enfoque termodinâmico ao corpo humano. Revista Eletrônica de Educação, v. 13, n. 3, p. 1191–1205, 2019. https://doi.org/10.14244/198271992661.
SANCHEZ, S. G.; AGIS, A. J.; SALOME, B. O.; TORRES, J. Z.; GONNZÁLEZ, M. R. Estratégia pedagógica para desarrollar actitudes favorables en la enseñanza de la estadística en estudiantes de la licenciatura en Ciencias Ambientales. Revista Iberoamericana para la Inverstigación y el Desarrollo Educativo, v. 11, n. 21, p. e172, 2021. https://doi.org/10.23913/ride.v11i22.835
SANTOS, C. C. S. et al. A critical analysis on waste and environmental education: a case study. Educational Research, v. 3, n. 11, p. 851–859, 2012.
SILVA, M. A.; PIRES, C. M. C. Quais os objetivos para o ensino de Matemática? Algumas reflexões sobre os pontos de vista de professores. Revista Iberoamericana de Educación Matemática, v. 31, p. 2-44, 2012.
SILVA, M. G.; DIAS, M. A. S.; LUNA, K. P. O. Ensino de Biofísica: entre o equilíbrio, o desequilíbrio e a auto-organização em sistemas biológicos. Revista Sustinere, [S.l.], v. 8, n. 2, p. 539 - 569, dez. 2020.
ÜLTAY, E.; DURUKAN, Ü. G.; ÜLTAY, N. Determination of Prospective Science Teachers’ Level of Knowledge about Thermodynamics and Their Reasoning with Daily Life Examples. Journal of Science Learning, v. 4, n. 3, p. 298–308, 2021. https://doi.org/10.17509/jsl.v4i3.29544
VALDANHA NETO, D.; KAWASAKI, C. S.. A TEMÁTICA AMBIENTAL EM DOCUMENTOS CURRICULARES NACIONAIS DO ENSINO MÉDIO. Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências, v. 17, n. 2, p. 483–499, 2015.
VALLINO, J. J.; ALGAR, C. K. The Thermodynamics of Marine Biogeochemical Cycles: Lotka Revisited. Annual Review of Marine Science, v. 8, p. 333-56, 2016.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
