The importance of learning to make assumptions

Abstract

ABSTRACT:Making assumptions is an important step in solving many real-world problems. This study investigated whether participants who could solve well-defined physics problems could also solve a real-world physics problem that involved the need to make assumptions. The participants, who all had at least a BA in physics, were videotaped "thinking aloud" while solving three well-defined and one real-world problem and then interviewed about the problem-solving process. All the problems dealt with the same scientific content. The recordings were analyzed to identify similarities and differences in the ways the problems were solved and to see which steps in the solution of the problems posed the greatest cognitive difficulty for each participant. Results indicate that (a) the process of making the constraining assumptions needed to convert the real-world problem into a well-defined one was the most difficult step for all, and (b) only the participants who had prior experience making constraining assumptions were able to make the needed assumptions and solve the real-world problem. These findings suggest a need to support physics students develop this important skill.

Resolução de problemas abertos no ensino de física: uma revisão da literatura

“…Enfase em habilidades de resolução de problemas: Fortus [3] busca investigar se os participantes capazes de resolver problemas fechados de Física também são capazes de resolver problemas abertos que envolvem a necessidade de fazer suposições; Pizzolato et al [8] analisam as habilidades epistemológicas e eficácia de uma abordagem de investigação científica para a resolução de problemas abertos em termodinâmica; Bravo e Pesa [34] buscam caracterizar as ideias que alunos de Ensino Fundamental explicitam sobre a natureza e percepção da cor, bem como inferir sobre os princípios ontológicos, epistemológicos e conceituais implícitos; Ogilvie [35] investiga possíveis mudanças nas crenças dos alunos em resolução de problemas ; Chittasirinuwat, Kruatong e Paosawatyanyong [36] investigam a importância do conhecimento intuitivo e Diakidoy e Constantinou [13], a criatividade em resolução de problemas abertos.…”

“…Em consonância com essas ideias, Gomes, Borges e Justi [43] consideram que as respostas aos problemas abertos não são conhecidas pelos estudantes, eàs vezes, até pelos seus professores; apresentam incerteza sobre quais conceitos, regras e princípios são necessários para a solução ou como eles devem ser organizados. De acordo com Fortus [3], a principal diferença entre problemas bem e mal estruturados está, portanto, no grau em que são limitados. Alguns pesquisadores distinguem exercícios, comumente utilizados no ensino tradicional, dos problemas autênticos [3,6,61].…”

“…De acordo com Fortus [3], a principal diferença entre problemas bem e mal estruturados está, portanto, no grau em que são limitados. Alguns pesquisadores distinguem exercícios, comumente utilizados no ensino tradicional, dos problemas autênticos [3,6,61]. Para eles, exercícios são tarefas que podem ser solucionadas por aplicação imediata de um procedimento rotineiro, já conhecido, bastante praticado, enquanto que um problema autêntico exige um processo de reflexão e tomada de decisões.…”

“…Fortus [3] apresenta estudos que definem problemas bem contextualizados (context-rich problems) como abordagens que têm como objetivo desenvolver uma análise, muitas vezes numérica, sobre eventos e objetos reais. São problemas relevantes para a vida acadêmica dos estudantes, não dependem do conhecimento de um passo a passo para sua solução, nem são resolvidos em uma só etapa.…”

“…Médicos capazes de fazer diagnósticos de doenças difíceis de serem identificadas, políticos capazes de controlar conflitos locais e internacionais, engenheiros capazes de ela- [1][2][3][4][5]. Geralmente, para resolver um problema dessa naturezaé preciso fazer uso de idealizações, estimativas, aproximações, lançar hipóteses, testar a solução, monitorar e regular os procedimentos metodológicos e as próprias atividades cognitivas durante a tentativa de resolução do problema.…”