Resumo em Português:

Este artigo aborda a importância das animações e das simulações no ensino da Física. Uma apresentação das afirmações de alguns de seus defensores é contrastada com as argumentações de parte relevante dos seus críticos. O propósito do artigo não é defender o abandono da Informática na Educação, mas sim encorajar uma visão mais crítica e equilibrada dela. Desta forma, são discutidos os fundamentos educacionais e epistemológicos que existem subjacentes às linhas de argumentação apresentadas. A importância dos pressupostos e dos limites de validade das teorias é posta em destaque como uma forma de pôr em relevo aquilo que fundamenta as simulações computacionais utilizadas no ensino da Física. O texto conclui apontando a importância de não se concentrar o ensino da Física exclusivamente na veiculação de informações, mas de ter-se em mente a construção do conhecimento em um contexto mais amplo que englobe os conteúdos e os seus processos de construção.

Resumo em Inglês:

This article approaches the importance of computer animation and simulations in the teaching of physics. A contrast is made between assertions of its defenders and relevant part of its critic disapproval. The aim of this paper is not to claim the abandonment of informatics in education, but instead to encourage a more critical and well-balanced point of view. Thus, educational and epistemological foundations underlying the argumentation of both sides are discussed. The importance of theoretical assumptions and limits of validity is exhibited as a means to enhancing the foundations of computer simulations utilised in physics teaching. The text concludes pointing out the importance of teaching physics by avoiding to exclusively concentrate on the transmission of information and, instead, bearing in mind the construction of knowledge in a wide context which incorporates as contents as their processes of development.

Resumo em Português:

Discute-se a importância da modelagem no ensino/aprendizagem de Física em conexão com os novos parâmetros curriculares nacionais para o ensino médio (PCNEM). Apresentam-se as características essenciais do software Modellus, concebido especialmente para modelagem em Ciências Físicas e Matemática sob uma visão de ensino que enfatiza, no processo de aprendizagem, a exploração e a criação de múltiplas representações de fenômenos físicos e de objetos matemáticos.

Resumo em Inglês:

The relevance of modelling in the teaching/learning of physics is discussed in connection to the new Brazilian high school curricular parameters. The discussion introduces the main features of the software Modellus, which has been especially conceived for modelling in Physical Science and Mathematics, based on a point of view that emphasizes in the learning process the creation and exploration of multiple representations for physical phenomena and mathematical objects.

Resumo em Português:

Neste artigo é descrito o projeto ''Análise Quantitativa de Movimentos", que está sendo desenvolvido por alunos e professores de quatro escolas públicas da região de São Carlos-SP, sob a orientação da equipe do CDCC/USP. A análise de movimentos reais e dos obtidos no laboratório é realizada utilizando-se um software desenvolvido pelo CDCC e na linguagem LOGO. Dados da avaliação do projeto são apresentados.

Resumo em Inglês:

This article describes the project ''Quantitative Analysis of the Movements" that has been developed by students and teachers of four public schools of the area of São Carlos-SP, oriented by researchers from CDCC/USP. The analysis of the real movements and those got in the laboratory is done using a software developed by CDCC and the LOGO language. Data of the project the evaluation are presented.

Resumo em Português:

Apresenta-se uma estimativa numérica para a contribuição das vibrações da rede para o calor específico de um sólido cristalino. O método Monte Carlo é utilizado tanto em sua forma original quanto em sua versão mais moderna, que emprega a técnica da repesagem para extrair mais informações de cada simulação. Mostra-se como obter curvas contínuas para grandezas como a energia e o calor específico em função da temperatura a partir de simulação feita em apenas uma temperatura. Os resultados analíticos são incluídos para facilitar a comparação com os resultados da simulação.

Resumo em Inglês:

A numerical estimate for the contribution of the lattice to the specific heat of a crystalline solid is presented. The Monte Carlo method is used such in its original form as in its modern version which explores the reweighting technique to extract more information from each simulation. One reveals how to get continuous plots for quantities like energy and specific heat, in function of the temperature, performing just one simulation at a convenient temperature. For the sake of comparison we present also the pertinent analytical results.

Resumo em Português:

O artigo apresenta resultados da investigação sobre a integração de ambientes de modelagem computacional ao aprendizado exploratório de Física. Os resultados aqui apresentados são relativos ao estudo da interação e desempenho de alunos de ensino superior durante a utilização do ambiente de modelagem computacional semiquantitativo WLinkIt em uma atividade de conteúdo específico em Física: o sistema mola-massa. Os resultados mostram que os estudantes apresentaram habilidades para desenvolver um modelo sobre a situação proposta e relacionar o comportamento apresentado pelo modelo com o esperado por eles, alterar o modelo e explicar o comportamento apresentado pelas variáveis. Os resultados mostram também que as dificuldades apresentadas foram relacionadas à delimitação do sistema a ser estudado, ao entendimento da influência de uma variável sobre a outra, ao entendimento de quem é o agente causal do sistema, ao entendimento da função de uma ligação entre duas variáveis e ao entendimento dos conceitos envolvidos. Assim, o mapeamento desses aspectos é fundamental para o delineamento de pesquisas futuras no sentido de promover, na prática, a integração de Ambientes de Modelagem Computacional Semiquantitativos na sala de aula, mais especificamente para o estudo de tópicos de Física.

Resumo em Inglês:

This article presents results about an investigation on the integration of computer modelling environment to the exploratory learning in Physics. The study is relative to the interaction and performance of university students acting during the use of the semiquantitative computer modelling environment WLinklt in an activity of specific content in Physics: the spring-mass system. The results show that the students presented abilities to develop a model about the proposed system and to relate and make comparison among the results of the model simulation with their previous expectation to modify the model and to explain the behaviour presented by the variables after a simulation. Regarding the dificulties these were related to the delimitation of the system to be studied, the inability of understanding the influence of a variable on the other and what is the causal agent of the system and to the understanding of the function of a connection among two variables and the involved concepts. Therefore, these results are fundamental for the design and development of future researches aiming at promoting, in the practice, the integration of semiquantitative computer modelling environments in the classroom, more specifically for the study of topics of Physics.

Resumo em Português:

As atribuições próprias do cargo de Perito Criminal, profissional responsável pelas perícias técnicas na área penal, dentre as quais as relativas a acidentes de trânsito, exigem muitas vezes conhecimentos específicos que não são ensinados em qualquer curso superior. Tais conhecimentos são fornecidos através dos cursos de formação específica, obrigatória para todos os recém ingressos na carreira, através de concurso público, bem como nos cursos de especialização, exigidos como pré-requisitos para as promoções. Destacam-se, dentre esses conhecimentos necessários, aqueles que são própriosda Física Forense. No presente artigo, apresentamos um método por nós desenvolvido e que vem sendo ensinado nestes cursos e utilizado com sucesso nos casos reais para a avaliação das velocidades de veículos colidentes. Introduzimos um tratamento eletrônico pelo uso de planilhas de cálculos que possibilitam o estudo de variações de grandezas duvidosas e de um software que permite uma rápida análise do acidente, reconstituindo-o esquematicamente e possibilitando, simultaneamente, a avaliação das velocidades, através da aplicação direta da conservação da quantidade de movimento.

Resumo em Inglês:

The features of the job of a technical witness, who is the responsible by technical analysis associated to crime investigation, such as trafic accidents, often require specifics knowledge that are not taught in any graduation course. Such knowledge is obtained after the access to the career through professional or specialization courses, these last required to reach higher positions. Among them, there are those relied to Forensic Physics. In this issue we present a method that we have developed and that have been taught in those courses and applied successfully in real cases for the evaluation of the velocities of colliding vehicles. We have introduced an electronic treatment to perform calculations that permit studies of variations of nom-exacts parameters, besides of a fast analysis of the accident, its schematic reconstruction and the evaluation of velocities by direct application of linear momentum conservation.

Resumo em Português:

Como ferramenta auxiliar no ensino de Física, é apresentada a utilização do software de computação simbólica Mathematica, através dos seus recursos de programação analítica e multimídia. É possível verificar as relações de freqüências numa escala musical e o efeito do batimento, através de análise matemática e reprodução sonora via computador. Para fins ilustrativos e pedagógicos, são simulados no computador efeitos sonoros comumente utilizados por músicos, como Tremolo, Phaser e Auto-Wah. Estes são modelados matematicamente de forma simplificada, tomando-se como base uma onda sonora padrão, cujos parâmetros associados foram obtidos experimentalmente. Ressalta-se a possibilidade do aprendizado autônomo.

Resumo em Inglês:

As an auxiliary tool in Physics teaching, the utilization of analytical programming and multimedia facilities of the symbolic computing software Mathematica is shown. It is possible to verify the frequency ratios in a musical scale and the beat effect by mathematical analysis and audible reproduction by the computer. For illustrative and pedagogical purposes, sound effects commonly used by musicians, such as Tremolo, Phaser and Auto-Wah are simulated. A simplified mathematical model is defined for them using a standard sound wave whose parameters were experimentally obtained. The possibility of self-teaching is evident.

Resumo em Português:

Este artigo descreve experimentos em que foram utilizadas simulações como ferramentas para alterar as concepções espontâneas apresentadas por estudantes, de modo a explorar as possibilidades apontadas pela estratégia de conflito cognitivo (Posner et al., 1982). Os experimentos foram concebidos para tentar modificar as concepções espontâneas apresentadas em Mecânica por estudantes de nível universitário básico no desenvolvimento do conteúdo 'Leis de Newton'. Nossa abordagem ao problema baseou-se no uso de um programa de simulação chamado Prometeus, especialmente desenvolvido para esse objetivo. Realizamos três experimentos para verificar a eficácia do programa e propor a melhor estratégia de ensino a ser adotada ao utilizá-lo. Inicialmente, o programa foi testado independentemente da seqüência formal de ensino desenvolvida pelo professor. Embora a abordagem utilizada tenha se revelado útil para levar os estudantes a questionar suas crenças pessoais, a estratégia usada no primeiro experimento, baseada no uso do programa de forma isolada, não foi suficiente para promover mudanças significativas nas idéias prévias dos estudantes. No segundo experimento, o programa foi inserido no plano de ensino da disciplina como um recurso instrucional, sendo introduzido após a formalização do conteúdo 'Leis de Newton'. Como os resultados obtidos não foram satisfatórios, realizamos um terceiro experimento, com algumas modificações em relação ao anterior. Os resultados deste sugerem que a nova estratégia, somada à motivação do grupo experimental, influenciou de forma significativa a modificação das concepções dos estudantes desse grupo.

Resumo em Inglês:

This paper describes three experiments in which computer simulations were employed as tools to modify spontaneous conceptions held by students, thus exploring the possibilities pointed out by the cognitive conflict strategy (Posner et al., 1982). The experiments were designed to try to change spontaneous conceptions found in Mechanic among students in their early years of college, during the study of the laws of Newton. Our approach was based on the use of Prometeus, a new simulation software specially designed for this purpose. Three experiments were performed to verify the suitability of the software and to identify the best teaching strategy to accompany its use. In the rst of them, the program was employed alone, without connection with the teaching sequence adopted by the teacher. Although useful for leading students to question their personal beliefs, this strategy was not enough to bring about significant changes in the ideas they already held. In the second experiment, the program was employed as an instructional resource integrated into the formal teaching, but it was introduced after the classes dealing with the laws of Newton had been offered. Because the results were still not satisfactory, a third experiment was carried out, with some modifications. Its results suggest that the use of Prometeus within the new strategy, in conjunction with the motivation felt by this third group, signi cantly favored the overcoming of misconceptions previously held by these students.

Resumo em Português:

Este trabalho descreve a informatização de um experimento tradicional envolvendo a medida de coeficientes de atrito. A montagem experimental aqui sugerida é destinada ao ensino de física a nível médio. Nela, as forças de atrito cinético e estático, para um par de superfícies, são obtidas em tempo real quando um corpo é levado do repouso ao movimento. A relação entre a força de atrito e a força normal também é apresentada. Os dados são adquiridos por um sensor de força e um sensor de posição acoplados a uma interface conectada a um computador. Os gráficos da força de atrito em função do tempo são obtidos em tempo real.

Resumo em Inglês:

This paper describes the computer handling of a traditional experiment involving the measure of friction coeficients. The experimental setup suggested here is intended to physics teaching at high school level. The forces of kinetic and static friction, for a pair of surfaces, are obtained in real time, when a body is taken from the rest to movement. The relationship between the friction force and the normal force is also presented. The data are obtained through a force sensor and a position sensor, coupled to an interface connected to a computer. The graphics of the friction force versus time are obtained in real time.

Resumo em Português:

O experimento proposto neste artigo permite ao professor de Física estabelecer uma metodologia computacional para o estudo de movimentos e, particularmente, do coeficiente de restituição em colisões através do espectro sonoro emitido por impactos sucessivos de uma esfera em uma superfície plana. O método de medida sugerido, além de requerer um equipamento de fácil acesso, propicia adequada precisão, como revelam os dados obtidos, já que a aquisição é realizada através de placas de som de microcomputadores pessoais, com tempos de resolução, hoje, da ordem de 23 mis para taxas de amostragem de até 44 Khz. Utilizamos um software de análise do espectro sonoro que apresenta o sinal na forma de gráfico de freqüência versus tempo, livremente disponível na Internet e com uma ampla disponibilidade de recursos.

Resumo em Inglês:

This article presents an experience that allows determining the restitution coeficient in collisions using spectrum of the sound emitted by successive impacts of a sphere in a plane surface. The data are acquired through PC sound card, with times of resolution of order of 22 mus and sampling rates of up to 44 KHz and that allows to obtain results with a good precision as it can be seen through the results obtained in this work. The spectrum of the sound is analyzed with shareware software that presents the sign in the graphic form of frequency versus time and that has many resources. The equipment used in this experiment is found easily, as well as the software to analyze the sound sign.

Resumo em Português:

Aulas de laboratório são importantes para reforçar conceitos que são introduzidos em aulas teóricas. O avanço da tecnologia de vídeo e a facilidade em se digitalizar imagens tem permitido o seu uso como instrumento pedagógico em aulas de laboratório. Para o uso de vídeos digitalizados, os experimentos são filmados através de uma câmera VHS e são posteriormente convertidos em um formato-padrão, como o AVI. O vídeo pode ser avançado quadro a quadro e as coordenadasde um determinado ponto podem ser obtidas clicando-se sobre a janela em que o vídeo está sendo reproduzido, permitindo a construção posterior de diversos tipos de gráficos cinemáticos. Do mesmo modo, fotos estroboscópicas podem ser digitalizadas, e as coordenadas de pontos escolhidos podem ser facilmente obtidas. Neste trabalho serão exploradas as possibilidades de uso deste recurso como ferramenta complementar às atividades normalmente desenvolvidas em aulas de física. Serão discutidas também as etapas necessárias para a criação de vídeos digitalizados, bem como será apresentado um software que foi desenvolvido para analisá-los, e que deverá ser utilizado como complemento às atividades de laboratório de Física que são realizadas atualmente pelos alunos do primeiro semestre do UNIFEI. Ao final, serão apresentados alguns exemplos de análises realizadas através do uso do software.

Resumo em Inglês:

Lab classes are very important to emphasize concepts introduced in lectures. The advances of video technology and the simplicity to obtain digital images from analog sources have permitted to apply them as a pedagogical complement in lab classes. In order to use digital videos, the experiments are recorded using a VHS camera and then converted in a standard digital video format, like the AVI. The movie can be played frame by frame, and the coordinates of a given point can be obtained by clicking in the video window, allowing the construction of many kinds of kinematical graphs. In the same way, stroboscopic pictures can be digitized and the coordinates of certain points can be easily obtained. This work is regarding the possibilities of using digital movies and pictures as a complementary activity performed by the students in physics classes. It will be also discussed about the steps that have to be followed to create and to use digital video in the classroom. Finally, it is shown a computer program that was developed at UNIFEI, devoted to analyze digital images (movies and pictures). This computer program is going to be applied in activities that are proposed to freshmen engineering. At the end, some examples of movies and pictures analyzed using the computer program are going to be exploited.

Resumo em Português:

Este artigo procurar mostrar o programa do Laboratório de Criação Visual do Departamento de Física da Universidade Estadual de Maringá na produção e divulgação de filmes educativos de física em curta-metragem.

Resumo em Inglês:

This article intend to show the program of the Laboratory of Visual Creation of the Department of Physics of the State University of Maringá in the production and popularization of short-duration educational lms of physics.

Resumo em Português:

Apresenta-se uma forma de ensinar a segunda Lei de Newton usando-se a modelagem computacional, de modo que, além das tradicionais situações lineares, problemas mais reais e atuais possam ser tratados. Ilustra-se com o aplicativo Modellus, que permite ao usuário (aluno ou professor) explorar modelos matemáticos baseados em equações diferenciais ou em funções. Para as situações físicas discutidas, são fornecidas as equações, parâmetros e condições iniciais necessárias, de modo que o leitor que opte por outro aplicativo tenha plenas condições de desenvolver as atividades propostas.

Resumo em Inglês:

An approach to teach Newton's second Law is presented using computational modeling such that more real and contemporary problems may be treated, besides the traditional linear examples. This is illustrated with the software Modellus, which allows users (students or teachers) to explore mathematical models based on differential equations or on functions. The equations, parameters and initial conditions required to model each discussed situation are given, allowing the reader to implement the suggested activities even if he/she prefers to use some other software.

Resumo em Português:

Atualmente a Visualização Científica aliada à Realidade Virtual tem-se tornado disponível como uma tecnologia de ponta para o aprendizado. No meio deste cenário, a demanda por software educacional que ofereça suporte para o processo de aprendizagem em muitas áreas está crescendo. Esta tendência não é diferente em Eletromagnetismo. Este trabalho apresenta um sistema de treinamento educacional, que é uma tentativa de responder a esta demanda. A aplicação tem sido desenvolvida com a combinação de tecnologias como a Realidade Virtual e a Visualização Científica para desmistificar os conceitos de manipulação e investigação interativa sobre a carga elétrica e seu campo elétrico. Os aspectos arquiteturais de tal sistema são discutidos juntamente com a descrição de um protótipo experimental chamado Electras.

Resumo em Inglês:

Recently Scientific Visualization together with Virtual Reality has rapidly become available as leading edge technologies. In the midst of this scenario the demand for educational software that offers support for the teaching process in many areas has greatly increased. This trend is not different in Electromagnetism. This paper presents an educational training system, which is an attempt towards answering this demand. The application has been embedded with both virtual reality technology and scientific visualization techniques in order to carry out interactive investigation and manipulation of concepts concerning electric charge and its electric field. The architectural aspects of such system are discussed jointly with the description of an experimental prototype called Electras.

Resumo em Português:

Analisamos o desenvolvimento e a utilização de um software computacional para o cálculo de áreas, centros de massa, momentos de inércia e raios de giração de objetos delgados planos. A interação direta do estudante com um processamento visual das grandezas físicas e geométricas é valorizada como instrumento educacional para alunos universitários de física geral. É mostrada visualmente a solução de problemas didáticos e são destacadas as possibilidades de uso do software em outros ramos do conhecimento.

Resumo em Inglês:

We analyze the development and the usage of a computational software for the calculation of areas, centers of mass, moments of inertia and radii of gyration of at thin objects. The direct interaction of the student with a visual processing of physical and geometrical quantities is valued as an educational instrument for university students of general physics. They are shown visually the solution of didactic problems and the possibilities of usage of this software in other branches of knowledge is emphasized.

Resumo em Português:

Relatamos a experiência de utilizar programação em Maple como ferramenta de aprendizagem do estudante num curso básico de teoria eletromagnética. Acreditamos que este relato possa ser útil a quem desejar utilizar o computador como instrumento pedagógico no ensino de Física.

Resumo em Inglês:

We describe an experience in using programming in Maple as a student's tool for the learning of introductory electromagnetic theory. We believe that this paper can be of use for those interested in using computers as a pedagogical tool.

Resumo em Português:

Neste trabalho desenvolvemos um programa educativo versando sobre modos normais em uma cadeia de osciladores acoplados. O usuário do programa pode simular a evolução dinâmica de uma cadeia de osciladores escolhendo condições iniciais tanto em coordenadas cartesianas como em coordenadas normais. Focalizamos o efeito do desacoplamento do sistema de equações diferenciais (passagem de coordenadas cartesianas para coordenadas normais) sobre as trajetórias dos osciladores do ponto de vista da dinâmica qualitativa. Através das características da evolução dinâmica, quase-periodicidade ou periodicidade, o estudante ganha intuição sobre o significado das formas normais.

Resumo em Inglês:

In this work we develop an educational software about normal modes in a chain of coupled oscillators. The software simulates the dynamical evolution of the system allowing to choose initial conditions in cartesian coordinates or in normal modes. We focus on the effect of decoupling the system of differential equations (transition from cartesian coordinates to normal modes) in the qualitative dynamics of the oscillators, either in the quasiperiodic or in the periodic regime. The purpose is to give the student some insights about the meaning of the normal modes.

Resumo em Português:

Este artigo apresenta o software educacional Vest21 Mecânica, destinado ao ensino médio. Todo o conteúdo da Mecânica foi dividido em 19 lições, (teoria e testes animados), apropriadas para apresentação em data show. Além das lições o software disponibiliza várias ferramentas para a solução de problemas, contém várias provas e ainda um programa específico para traçar gráfico. O software foi utilizado em dois cursos de Mecãnica oferecidos dentro do Pró-Ciências PB 2001, e a avaliação feita pelos professores em aperfeiçoamento foi bastante positiva.

Resumo em Inglês:

This paper presents the educational software Vest21 Mechanics, destined to the high school. The whole content of the Mechanics was divided in 19 lessons (theory and tests with animations), adapted for presentation in data show. Besides the lessons, the software has several tools for the solution of problems, it contains several tests and also a specific program for graphics. The software was used in two courses of Mechanics offered inside of the "Pró-Ciências PB 2001" and the evaluation done by the teachers in improvement was quite positive.

Resumo em Português:

Neste Trabalho é apresentado um programa desenvolvido para simular um conjunto de equipamentos (detector e contador de radiação, fontes radioativas e placas absorvedoras) usados em um laboratório básico de Física Nuclear.

Resumo em Inglês:

In this work it is presented a software, developed to simulate a set of equipment (probe and radiation counter, radioative sources and absorbers) that are used in a basic nuclear laboratory.

Resumo em Português:

As teorias quânticas de campo são fundamentais em teoria de Matéria Condensada e Física de Altas Energias. Nesse artigo mostramos como um formalismo típico de teorias de campos pode ser introduzido didaticamente, generalizando a solução do oscilador harmônico para um grande número de graus de liberdade. No limite contínuo, esse método nos leva à quantização do campo de uma corda esticada vibrante e à existência dos fônons como excitações elementares ("partículas") desse campo. O procedimento pode ser usado como introdução elementar às teorias quânticas de campo através de ferramentas ensinadas em um curso de graduação de Mecânica Quântica.

Resumo em Inglês:

Quantum field theories are central to both Condensed Matter and High-Energy Physics. In this article, we show how a typical field theoretical formalism can be pedagogically constructed by generalizing the solution of a harmonic oscillator to a large number of degrees of freedom. In the continuum limit, this method leads to the quantization of the field of a vibrating stretched string as well as to the existence of phonons as elementary excitations ("particles") of this field. The procedure can be used as an elementary introduction to quantum field theory by means of tools taught at an undergraduate course in Quantum Mechanics.

Resumo em Português:

Alguns modelos cosmológicos são apresentados informalmente, especialmente os de Friedmann e Einstein-de Sitter, utilizados no contexto do chamado 'Big Bang', e os de Friedmann-Lemaître que completam os primeiros por incluir a aceleração da expansão do universo, descoberta alguns anos atrás.

Resumo em Espanhol:

Se aportan consideraciones sobre un trabajo práctico de laboratorio de Física destinado a alumnos con conocimientos teóricos sobre oscilaciones. Se propone a los estudiantes construir un péndulo que se comporte como matemático, y realizar un análisis del error introducido por los supuestos del modelo. Entre ellos, se analizan cuantitativamente: rozamiento despreciable, amplitud pequeña, hilo inextensible, masa puntual del cuerpo, masa despreciable del hilo. Se concluye que los supuestos del modelo se pueden cumplir fácilmente en un caso práctico, y que su análisis permite que los estudiantes adquieran una mejor comprensión del modo científico de controlar la validez de los desarrollos teóricos y valoren la importancia y la utilidad de los modelos sencillos en la ciencia.

Resumo em Inglês:

Considerations about a Physics laboratory experiment intended to students with some theoretical knowledge about oscillations are given. Students are proposed to construct a pendulum that behaves as a mathematical one, and to analyze the error due to the model assumption. Among these hypothesis, the following ones are quantitatively analyzed: vanishing friction, small amplitude, inextensible wire, punctual mass of the body, vanishing mass of the wire. It is concluded that model hypothesis are easily accomplished in practice, and that their analysis allow a better students'comprehension of the scientific way to control theoretical development validity