PPGENFIS - Trabalhos de Conclusão

Dissertações de Mestrado em Ensino de Física, em ordem cronológica

55 William Dutra Stradolini
Os currículos dos Cursos Pré Vestibulares Populares de Porto Alegre: a construção e a participação dos professores de Ciências da Natureza
26/2/2024
Orientação: Dr. Dioni Paulo Pastorio e Dr. Matheus Monteiro Nascimento
Banca examinadora: Dr. Muryel Pyetro Vidmar (UFSM/RS), Dr. Josemar Alves (UFSM/RS), Dr. Alexander Montero Cunha (UFRGS/RS), Dr. Dioni Paulo Pastorio (UFRGS/RS), Presidente.

resumo
Os Cursos Pré-Vestibulares Populares são iniciativas que lutam pela redução das desigualdades geradas pelo sistema de ingresso na universidade, que, no Brasil, consiste na aplicação de concursos vestibulares, realizados pelas Instituições de Educação Superior e pelo Exame Nacional do Ensino Médio, realizado pelo Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira. Os chamados “cursinhos” oferecem preparação para as provas a estudantes de classes sociais marginalizadas, como pessoas negras, de baixa renda e de origem periférica que normalmente não obtêm a mesma taxa de sucesso. Desde o início desses movimentos no Brasil, os Cursos Populares buscam oferecer uma formação voltada não só para a aprovação nos exames vestibulares, mas também para o desenvolvimento de uma consciência crítica dos problemas que a sociedade brasileira enfrenta. Para contemplar essa dupla demanda, muitos cursos passaram a aderir uma disciplina intitulada “Cultura e Cidadania”, que, apesar de cumprir o objetivo de formação crítica e cidadã, dicotomiza a proposta dos cursos separando estes momentos dos de preparação para o vestibular. Neste trabalho investigamos as propostas curriculares de oito Cursos Pré-Vestibulares Populares de Porto Alegre, com especial atenção para a construção dos currículos de Ciências da Natureza e sua relação com a formação crítica dos estudantes, bem como a participação dos professores nestes dois processos. Para isso, recorremos às teorias de currículo oferecidas por Tomaz Tadeu da Silva em seu trabalho “Documentos de Identidade: uma introdução às teorias de currículo”, buscando identificar quais aspectos das teorias tradicionais, críticas e pós-críticas compõe os currículos de Ciências da Natureza dos Cursos Pré-Vestibulares Populares. Foram realizadas entrevistas com os coordenadores dos cursos, nas quais identificamos que os currículos são compostos em sua totalidade pelas disciplinas do vestibular e do ENEM e que os Planos Políticos Pedagógicos dos cursos, no geral, se encontram em fase de construção. Percebemos que os professores possuem liberdade para inovar suas aulas, mas que, por fim, nem todos os cursos oferecem formação crítica aos estudantes. Compreendemos que a maioria dos cursos possui uma perspectiva mais próxima das teorias tradicionais de currículo, havendo dois cursos que buscam inovar as aulas de ciência da Natureza através do uso de metodologias ativas, mas dentre estes, somente um que oferece formação crítica aos estudantes. Percebemos também que somente um curso possui uma perspectiva próxima do multiculturalismo e das teorias pós-críticas de currículo.

Palavras chave: Pré-Vestibular Popular, Currículo, Educação Popular

54 Desirée Dornelles Corrêa
Educação Ambiental Crítica na formação de professores de Física
18/10/2023
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann e Dra. Flávia Rezende Valle dos Santos
Banca examinadora: Dra. Laísa Maria Freire dos Santos (UFRJ/RJ), Dr. Irlan von Linsingen (UFSC/SC), Dr. Matheus Monteiro Nascimento (UFRGS/RS), Dra. Fernanda Ostermann (UFRGS/RS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
O presente trabalho está fundamentado na Educação Ambiental numa perspectiva crítica que assume a abordagem da ecologia marxista (BOMFIM, 2011), integrando um quadro de referenciais teóricos da área ambiental, do ensino, da educação, da política e da economia. De acordo com a perspectiva da ecologia marxista, é necessária uma ruptura com o paradigma tecnológico da indústria moderna (LÖWY, 2014), a fim de que a sociedade se reoriente para uma integração com a natureza, pois os limites ecológicos não suportarão o crescimento econômico buscado pela ganância das nações industrializadas. A Educação Ambiental Crítica (EAC) tem sido precursora em denunciar contradições presentes nas propostas apresentadas para sanar os problemas ambientais e, que, articuladas com os movimentos pela justiça ambiental, propõem que o estudante perceba que os grandes responsáveis pelos danos ambientais são, hoje, causados pelas indústrias e instituições públicas. Para além do protagonismo da EAC, o conjunto de práticas necessárias para uma educação emancipadora deve ser um compromisso de todas as áreas do conhecimento. A fim de superar a visão fragmentada que se tem da realidade, buscase articular aspectos sociais, econômicos, políticos e culturais ao ensino de física, na implementação de uma proposta formativa para futuros professores de física. O estudo objetiva compreender os dados discursivos coletados, a partir do pensamento do círculo de Bakhtin, em especial, analisar enunciados dos professores em formação, a respeito de uma proposta pedagógica com enfoque ambiental que possa vir a dialogar com a perspectiva Ciência-Tecnologia-Sociedade (CTS). Nesse sentido, o trabalho investiga, a partir dos enunciados proferidos pelo professor e pelos estudantes, como se dá o processo de apropriação crítica de tópicos ambientais integrados ao ensino de Física. Numa perspectiva de transformação dos sujeitos sociais, a ideia é formar licenciandos em Física engajados na construção coletiva de um mundo que rompa com o paradigma capitalista do desenvolvimento e que passe a se orientar pela EAC.

Palavras-chave: Educação Ambiental Crítica. Ciência, Tecnologia e Sociedade. Ecologia marxista. Ensino de Física

53 Willian de Campos Vieira
Formação interdisciplinar de professores de Ciências e Matemática: um estudo sociológico sobre o perfil dos licenciandos brasileiros
27/9/2023
Orientação: Dr. Matheus Monteiro Nascimento
Banca examinadora: Dra. Luciana Massi (UNESP/SP), Dr. Caetano Castro Roso (IF-UFRGS/RS), Dr. Alexander Montero Cunha (PPGEnFís-UFRGS/RS), Dr. Matheus Monteiro Nascimento (PPGEnFís-UFRGS/RS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
A falta de professores de Física é um problema social concreto. Diversas alternativas vêm sendo propostas para tentar mitigar os efeitos de décadas de desvalorização da profissão docente. Nesta dissertação analisamos uma dessas tentativas de solução. Investigamos as possibilidades e inconsistências de uma formação em Ciências ampla e interdisciplinar por área do conhecimento (Física, Química e Biologia), como a proposta no Programa Institucional de Fomento e Indução da Inovação da Formação Inicial Continuada de Professores e Diretores Escolares (PRIL). Atacamos este problema a partir da análise do espaço acadêmico-universitário brasileiro, buscando possíveis fatores distintivos entre estudantes de cursos de licenciatura. Como fonte de dados utilizamos os microdados dos estudantes concluintes dos cursos de graduação que realizaram o Exame Nacional de Desempenho dos Estudantes (ENADE). A análise empregou a teoria das práticas de Pierre Bourdieu juntamente com a metodologia da Análise de Correspondências Múltiplas (ACM). Como principal resultado destacamos que os estudantes dos cursos de Ciências da Natureza e Matemática não formam um grupo homogêneo. As distinções na posição relativa dos cursos no espaço acadêmico-universitário refletem as desigualdades de capital econômico e cultural entre os estudantes. Essa diferença de contexto social dos discentes levanta questões importantes sobre a viabilidade de uma formação única para todos os cursos da área, sugerindo a necessidade de abordagens formativas mais diferenciadas e sensíveis às peculiaridades de cada curso. Espera-se que essa análise crítica e reflexiva contribua para o aprimoramento de políticas sobre a formação de professores de Ciências e suas atuações, bem como as demandas dessa formação.

Palavras-chave: Formação de Professores. Perfil de estudantes. ACM. Bourdieu. Interdisciplinaridade.

52 Andressa Varriale Moriggi
"Matéria Escura e Energia Escura” no Ensino Médio: um tema de Física Moderna e Contemporânea epistemologicamente efervescente
11/9/2023
Orientação: Dra. Neusa Teresinha Massoni e Dr. Dimiter Hadjimichef
Banca examinadora: Dra. Maria Cecília Pereira Santarosa (UFSM), Dra. Alejandra Daniela Romero (IF-UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís-UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís-UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
Esta dissertação tem como objetivo narrar, apresentar e analisar os efeitos de uma abordagem de Ensino de Física para o Ensino Médio, baseada nas hipóteses teóricas e busca de evidências da “matéria escura e energia escura”. Trata-se de uma temática de Física Moderna e Contemporânea (FMC) abordada com o objetivo de reduzir a distância entre a Física apresentada aos estudantes e os avanços atuais da Física, Astronomia, Cosmologia, com foco nesses enigmas [matéria escura e energia escura]. Para isso, foi escolhido um referencial teórico-epistemológico fundamentado em ideias de Gaston Bachelard e na Teoria da Aprendizagem Significativa Crítica de Marco Antonio Moreira. Realizamos uma revisão aprofundada da literatura, abrangendo pesquisas sobre o Ensino de Física por meio de tópicos da FMC, sobre as relações dessas estratégias com a epistemologia de Bachelard e aprendizagem significativa e crítica, bem como um mapeamento de estudos sobre a História da Matéria Escura e Energia Escura, a evolução da pesquisa nesse campo e os diversos candidatos e/ou explicações para a Matéria Escura. Assumimos uma abordagem metodológica da pesquisa qualitativa, utilizando técnicas de análise e interpretação fenomenológica dos dados coletados, seguindo as diretrizes de Creswell. O núcleo da investigação foi a criação e aplicação de uma unidade didática (UD) em uma escola pública no Estado do Paraná, em uma turma do terceiro ano do Ensino Médio. Os resultados que foram possíveis de alcançar revelaram deficiências no currículo atual de Física na Educação Básica, com os alunos apresentando lacunas com relação à Matemática, o que parece incorrer à percepção de que Física é difícil, abstrata e muito associada a cálculos. No entanto, a UD implementada despertou o interesse teórico, contextual e tecnológico dos alunos; ficou evidente que uma abordagem histórico-epistemológica no Ensino de Física é importante e necessária para desenvolver a uma visão mais contemporânea da natureza da ciência; e que a abordagem de um tema atual, e em construção, da Física e Cosmologia contribui para engajar os estudantes, despertando interesse e a formação de consciência crítica e social. Como uma contribuição à área, conseguimos construir, de forma colaborativa com um aluno de Iniciação Científica, um Texto de Apoio ao professor de Física baseado nos achados da revisão de literatura, que buscou resumir pesquisas recentes sobre a “matéria escura e energia escura”, e foi utilizado como texto de apoio junto aos alunos na aplicação da UD, embora tenhamos conseguidos pouca adesão à leitura.

Palavras-chave: Ensino de Física; Física Moderna e Contemporânea; Epistemologia de Bachelard; Aprendizagem Significativa Crítica; Matéria Escura; Energia Escura.

51 Priscila Farias Csizmar
Fenômeno cultural do misticismo eletromagnético: estudando as aproximações entre eletromagnetismo e o espiritismo do século XIX
18/8/2023
Orientação: Dr. Matheus Monteiro Nascimento e Dr. Nathan Willig Lima
Banca examinadora: Dra. Josiane de Souza (Instituto Federal Sul-rio-grandense), Dr. Luciano Denardin (PUCRS), Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Matheus Monteiro Nascimento (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
No presente trabalho nos propomos a iniciar uma discussão sobre o fenômeno cultural, o qual denominamos misticismo eletromagnético, estabelecido a partir da relação entre o eletromagnetismo e o espiritualismo do séc. XIX. Para isso, analisamos as duas obras seminais de Allan Kardec, O Livro dos Espíritos e O Livro dos Médiuns. Para Kardec, a doutrina espírita seria sustentada por fatos empíricos sendo, portanto, dotada de um aspecto científico. A fim de investigar como a concepção de ciência de Kardec e os estudos de fenômenos elétricos e magnéticos dialogam com a escrita de sua obra foi realizada uma análise discursiva dos enunciados com o suporte teórico da metalinguística de Mikhail Bakhtin. Os resultados deste estudo apontam que Kardec fundamenta filosoficamente a doutrina espírita no positivismo, sendo o seu enunciado responsivo às ideias de Augusto Comte, que estavam em efervescência no contexto francês do século XIX. Para fundamentar a relação entre corpo e espírito, Kardec utiliza a teoria do magnetismo animal proposta por Mesmer no final do século XVIII, e no conceito de indução eletromagnética desenvolvido por Michael Faraday e Hans Christian Oersted. No contexto descrito, o corpo e o espírito estariam conectados através de um semimaterial intermediário conhecido como perispírito, o qual seria composto de fluidos elétricos e magnéticos, sendo as interações entre matéria e espírito justificadas por meio desses fluidos. Estes resultados representam mais um passo para expandir as reflexões acerca da essência da ciência e do conhecimento científico, abordando a experiência sobre a interação entre ciência e religião. A discussão desses temas se mostra fundamental para esclarecer aspectos relevantes da natureza da ciência, suas metodologias e seu papel na sociedade e cultura.

Palavras-chave: Eletromagnetismo, Espiritualismo, Ciência, Natureza da Ciência.

50 Isadora Santos da Silva
Raça e Gênero na Física: Trajetórias acadêmicas de mulheres negras.
27/1/2023
Orientação: Dra. Neusa Teresinha Massoni e Dr. Alan Alves Brito
Banca examinadora: Dra. Cicera Nunes (URCA), Dra. Flavia Maria Teixeira dos Santos (FACED/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
A ciência moderna e contemporânea, como uma instituição de poder da sociedade, foi construída sobre estruturas coloniais opressivas, como o racismo e o sexismo, que operam na exclusão epistêmica e ontológica daqueles sujeitos que não correspondem ao padrão branco, masculino, cisheteronormativo e eurocêntrico. A literatura indica que há poucas pesquisas abordando raça e racismo no Ensino de Física e Ciências, tendo uma lacuna de pesquisas que articule raça e gênero pela perspectiva de mulheres negras. O objetivo geral desta pesquisa foi problematizar e discutir de que forma o racismo e o sexismo se relacionam e influenciam as estruturas do Ensino de Física e da Física, e analisar o impacto dessas estruturas nas experiências acadêmico-profissional de mulheres negras na área da Física. O referencial teórico-epistemológico se baseou em princípios da Teoria Crítica da Raça, da Perspectiva Decolonial, do feminismo negro e do conceito de branquitude. Dividimos a dissertação em dois estudos. O objetivo do Estudo I foi: (i) investigar tendências e estratégias que têm sido usadas para integrar a Educação para as Relações Étnico-Raciais (ERER) na Pesquisa em Ensino de Física e de Ciências entre 2003-2021; e (ii) investigar de que forma raça, gênero, história e filosofia da ciência aparecem nas principais disposições legais sobre ERER e nas políticas de ações afirmativas. Para isso, usamos a Análise Documental como ferramenta metodológica. O Estudo II investigou as diferentes trajetórias acadêmicas de cinco físicas negras, analisando os principais fatores relacionados à persistência, os obstáculos enfrentados por elas, as táticas usadas para superá-los e como essas físicas se percebem no contexto da ciência Física. Para isso, adotamos a abordagem de investigação qualitativa, usando o método de contra-histórias para (contra)narrar e dar visibilidade às suas trajetórias interseccionais, capturadas através de entrevistas semiestruturadas. Os principais achados do Estudo I mostram que, ainda de forma incipiente, há propostas e implementações didáticas voltadas à ERER, além de artigos críticos à branquitude científica e artigos com experiências de pessoas negras. Artigos com trajetórias acadêmicas de mulheres negras são mais recorrentes na literatura internacional de áreas STEM. Além disso, a defesa e a ampliação das políticas de ações afirmativas passam pelo cumprimento de reservas de vagas para minorias sub-representadas e pela permanência de estudantes racial e socialmente desfavorecidos. Dentre os principais achados do Estudo II estão o interesse científico pessoal e a influência de docentes como fatores relevantes na escolha pela carreira de Física; a família, os professores e amigos como redes de apoio na persistência, além da própria motivação; a recorrência do pensamento sobre não ter outras opções de escolha para não desistir; auxílios universitários como fatores institucionais de permanência; o isolamento, a desvalorização profissional e a falta de representatividade como alguns dos obstáculos enfrentados pelas participantes; e a luta por reconhecimento e inclusão na Física como objetivos principais das participantes.

Palavras-chave: Mulheres negras na Física. Racismo. Relações Étnico-Raciais. Ensino de Física

49 Fernanda Pontes Silva
De quem é a culpa?: Uma analise sobre o fracasso escolar na disciplina de Física a partir dos enunciados de professores e estudantes.
31/8/2022
Orientação: Dr. Alexsandro Pereira de Pereira
Banca examinadora: Dra. Vanessa Carvalho de Andrade (UnB), Dra. Daniela Borges Pavani (IF/UFRGS), Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Alexsandro Pereira de Pereira (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
O Fracasso Escolar é tema de estudos nas áreas da Educação e da Psicologia há anos, em todo o globo. Esta dissertação se propõe a estender essas contribuições já conhecidas nessas esferas do conhecimento e investigar o tema dentro no campo do Ensino de Física no Ensino Médio brasileiro. Para isso, esta pesquisa visa identificar qual é o entendimento atual de professores e estudantes sobre o fracasso escolar na disciplina de Física e a que razões esse fracasso é atribuído. Assim, busca-se entender quais são as justificativas elaboradas nos discursos do cotidiano escolar atual, suas origens e implicações. Com essa finalidade, foi feita uma pesquisa em uma escola estadual de Porto Alegre no Rio Grande do Sul - estado com recorrentes altos índices de reprovação no Ensino Médio. Na escola, o cotidiano escolar foi observado e foram realizados grupos focais com professores e estudantes. Os enunciados dos participantes de pesquisa foram analisados em conjunto com o contexto observado, por meio da metodologia proposta por Wertsch (1991). Com base no trabalho de Patto (2015) é traçado um histórico de como a temática do Fracasso Escolar foi estudada ao longo dos anos para que os discursos atuais sejam compreendidos dentro da sua dimensão histórica e social. Percebeu-se que, na comunidade escolar, os estudantes são rotulados entre “bons” e “ruins” para que o fracasso escolar seja justificado a partir da culpabilização de grupos de indivíduos. Apesar do convívio diário entre os sujeitos da escolas, foram apresentadas concepções equivocadas pautadas por estereotipações, as quais se mantiveram, mesmo quando confrontadas com realidades conflitantes. Por vezes, as dificuldades de escolarização foram apresentadas como características inerentes aos estudantes. O fracasso dos estudantes de escola pública foi apresentado de forma naturalizada. Portanto, este estudo propõe que o fracasso escolar seja compreendido como processo construído e que as insatisfações apresentadas passem para o campo da ação, transformando a realidade escolar.

Palavras-chave: Fracasso Escolar. Ensino de Física. Educação Básica

48 Guilherme Rodrigues Weihmann
Contribuições de um espaço de ensino não formal na formação de identidades de estudantes do ensino básico à luz da Teoria Social da Aprendizagem de Wenger: um estudo de caso no Centro de Tecnologia Acadêmica Júnior (CTA Jr.)
27/7/2022
Orientação: Dra. Eliane Angela Veit e Dr. Ives Solano Araujo
Banca examinadora: Dr. Pedro Fernando Dorneles (UNIPAMPA), Dr. Cristiano Krug (IF/UFRGS), Dr. Nathan Willig Lima (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
A desmotivação em aprender Física e a dificuldade dos alunos em atribuir significado a conteúdos apresentados em sala de aula são alguns dos problemas enfrentados pelo Ensino de Física nas escolas públicas do Brasil. Na busca por alternativas que melhorem o ensino, sem onerar ainda mais o currículo escolar, a literatura apresenta espaços não formais como um caminho em potencial. Neles, os estudantes enfrentariam problemas autênticos e, na busca por soluções, poderiam vivenciar a aprendizagem como participação social. Nessa linha de investigação, realizamos um estudo de caso, na acepção de Yin, em um espaço não formal, o Centro de Tecnologia Acadêmica Júnior (CTA Jr.), situado no Colégio de Aplicação da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Buscamos identificar os impactos que o CTA Jr. causou tanto no percurso formativo quanto na identidade de quatro estudantes que, após encerrarem o ensino básico, regressaram ao Centro exercendo um novo papel. A partir da análise de conteúdo das entrevistas concedidas pelos regressantes, à luz da Teoria Social da Aprendizagem (TSA) de Étienne Wenger, baseada em cinco dimensões: Prática, Identidade, Significado, Comunidade e Aprendizagem, foi possível: i) avaliar as contribuições da prática do Centro para o percurso formativo dos seus participantes; e ii) identificar valores criados/cultivados no CTA Jr. e nas identidades dos regressantes. Como resultado do estudo, verificamos que, ao participarem do CTA Jr., o percurso formativo dos regressantes foi diferenciado tanto em termos da segurança na escolha profissional quanto no desempenho em disciplinas do currículo formal. Também identificamos o cultivo de valores como colaboração, companheirismo, comunicação, responsabilidade e solidariedade, na identidade dos regressantes, tornando-os melhores cidadãos. Ainda, verificamos que a estrutura social existente no CTA Jr. apresenta características comuns a Comunidades de Prática (CoP). Assim sendo, acreditamos que a utilização de espaços não formais que promovam aprendizagem social enfatizando o aspecto CoP pode contribuir para uma aprendizagem com significado. Para isso, é necessário que a comunidade escolar perceba os ensinos formal e não formal como aliados na busca por uma educação cidadã.

Palavras-chave: Espaços não formais de aprendizagem; Comunidades de Prática; Educação não formal; Ensino de Física; Ensino Básico.

47 Leticia Tasca Pigosso
Um estudo exploratório sobe atividades investigativas com enfoque no processo de medição científica no Ensino Fundamental
22/6/2022
Orientação: Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann
Banca examinadora: Dr. Nelson Luiz Reyes Marques (IFSul), Dr. Leandro Langie Araujo (IF/UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
O processo de medição é apontado por pesquisadores e documentos oficiais como um dos temas mais importantes de ser abordado no ensino de Ciências. O enfoque nesse processo em anos iniciais da escolarização, por exemplo, pode favorecer o amadurecimento das concepções dos estudantes sobre a natureza e a construção do conhecimento científico, além de possibilitar que eles construam habilidades de coleta e análise de dados experimentais. Indo ao encontro dessa perspectiva, é relatada nesta dissertação uma investigação sobre o ensino de Física com enfoque no processo de medição científica no Ensino Fundamental. Pautada na versão expandida da Modelagem Didático-Científica (MDC+), de Heidemann, Araujo e Veit, a pesquisa foi fundamentada na noção de que a modelagem científica constitui um campo conceitual subjacente aos campos conceituais da Física, e de que o conceito de medição científica pertence a esse campo. As seguintes questões de pesquisa foram respondidas: i) Como atividades fundamentadas na Modelagem Didático-Científica podem contribuir para que os estudantes de Ensino Fundamental ampliem seus domínios do campo conceitual da modelagem, especificamente evoluindo em seus conhecimentos relacionados com o conceito de medição científica? ii) Como situações do campo conceitual da MDC+ particularmente relacionadas com o conceito de medição científica contribuem para que os estudantes evoluam em suas concepções epistemológicas? Fforam delineadas e implementadas quatro atividades (nove horas-aula) que enfocam a medição de diferentes grandezas, explorando diversos conceitos da modelagem científica, mas especialmente o conceito de medição. Apesar de não ter sido oportunizado aos estudantes a coleta de dados, em função das restrições impostas pela pandemia de COVID-19, todas as atividades envolveram problemas instigantes que demandam análises de conjuntos de dados experimentais. Foi realizado um estudo de caso de natureza exploratória, na acepção de Yin, cuja unidade de análise foi uma turma de sétimo ano de uma escola particular de Caxias do Sul (RS). Como fontes de evidência, utilizamos gravações das aulas lecionadas, diário de bordo da pesquisadora, respostas dos estudantes à quatro tarefas realizadas em horário extraclasse, e gravações de entrevistas semiestruturadas. Pudemos concluir que: i) os estudantes alcançaram avanços moderados em seus domínios do campo conceitual da modelagem, principalmente a partir da vinculação do processo de medição com procedimentos estatísticos relacionados com o conceito de média, mas demonstraram dificuldades para compreender o sentido e o significado das incertezas de medições; ii) as situações abordadas pelos estudantes contribuíram para que eles amadurecessem em suas concepções epistemológicas, particularmente em suas noções sobre a natureza e construção do conhecimento científico.

Palavras-chave: medição científica; modelagem científica; ensino fundamental.

Abstract
The development process is pointed out as important by research and official documents. The focus on the process of scientific measurement in basic education, for example, can favor the maturation of students' conceptions about the collection and construction of scientific knowledge, in addition to building the analysis skills and the nature of experimental data. In line with this perspective, an investigation is reported on the teaching of physics with a focus on the process of scientific measurement in elementary school. Grounded on the expanded version of Didactic-Scientific Modeling (CDM+), by Heidemann, Araujo and Veit, the research was based on the notion that scientific modeling constitutes a conceptual field underlying the conceptual fields of Physics, and that the concept of scientific measurement belongs to that field. The following research questions were answered: i) How activities based on Modelagem Didático-Científica can help elementary school students expand their domains in the conceptual field of modeling, specifically their knowledge related to the concept of research scientific? ii) How do the situations in the conceptual field of CDM+ particularly related to the concept of scientific measurement contribute to your epistemological conceptions? To conduct the investigation, a didactic sequence was designed with four activities that focus on the measurement of different magnitudes, exploring concepts of scientific modeling, but especially the concept of scientific measurement. Although the students were given the opportunity to collect data, depending on the circumstances of experimental data, all activities were interfered by COVID-19 provoked problems that prohibit the collection of experimental datasets. A case study of an exploratory nature was carried out, in the sense of Yin, whose unit of analysis was a seventh grade class from a private school in Caxias do Sul, Brazil. As research instruments, we used the record of the classes, the researcher logbook carried out daily, students answers for four extraclass activities and the record from semi-structured interviews. In conclusion, we point out that: i) students achieved moderate advances in their domains of the conceptual field of modeling, mainly from the linking of the measurement process with statistical procedures related to the concept of averaging, but they demonstrated difficulties in understanding the meaning and significance of measurement uncertainties; ii) the situations addressed by the students contributed for the students to mature in their epistemological conceptions, particularly in their notions about the nature and construction of scientific knowledge.

Keywords: scientific measurement; scientific modeling; elementary School.

46 Ramon Wagner
No Underground da Teoria Quântica: A estabilização do Teorema de Bell na Epistemological Letters.
1/6/2022
Orientação: Dr. Nathan Willig Lima e Dr. Matheus Monteiro Nascimento
Banca examinadora: Dr. Marcia Saito (IF-PR), Dr. Sergio Duarte (CEFET-RJ), Dr. Tobias Espinosa (PPGEnFis- UFRGS), Dr. Nathan Lima (PPGEnFis), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
Na presente dissertação, desenvolvemos uma investigação cujo objetivo geral é analisar o papel da Epistemological Letters, um veículo extra-oficial, no desenvolvimento da Teoria Quântica e, mais especificamente, como se deu a estabilização do Teorema de Bell nesse periódico. Além disso, verificamos quais foram os elementos traduzidos quando os debates relacionados ao autor, na Epistemological Letters, foram apresentados em periódicos oficiais. Para o desenvolvimento da pesquisa, foi utilizado o referencial da Teoria Ator-Rede (TAR) de Bruno Latour, em diálogo com a História Cultural. Partindo da análise das 36 edições da Epistemological Letters, buscamos, inicialmente, compreender quais as discussões ocorridas no periódico, quais os autores envolvidos e a quais instituições esses autores pertenciam. Percebemos com isso, dentre outros aspectos importantes, o destaque dado às discussões em torno do Teorema de Bell e a relação com a controvérsia que estava presente na época de publicação do periódico, envolvendo os fundamentos da Teoria Quântica. Com isso, prosseguimos a pesquisa com a análise de como o Teorema de Bell se estabilizou, através do referencial da TAR e qual o contexto histórico que ocasionou ou permitiu tal fenômeno. Por fim, examinamos quatro trabalhos de Bell publicados em periódicos oficiais, que tratavam dos mesmos temas discutidos na Epistemological Letters, ou seja, localidade na mecânica quântica (teoria dos Beables locais), Teorema de Bell e o problema da Teoria Quântica em explicar o que é observador e o que é observável (separar o clássico do quântico). Isso oportunizou uma investigação a respeito dos possíveis elementos que foram traduzidos ou se estabilizaram, nas publicações posteriores em periódicos oficiais quando comparados aos artigos publicados no meio extra-oficial em questão. Nossas conclusões sobre a estabilização do Teorema de Bell na Epistemological Letters foram que conforme a discussão foi ganhando espaço e se adaptou para testes experimentais, as menções ao Teorema de Bell foram mantidas iguais ou aumentavam e, em contraponto, as referências ao trabalho original do autor foram diminuindo. Essa relação de diminuição de referências do trabalho original do autor caracteriza a estabilização do actante, tornando o conceito uma caixa-preta. Em relação às traduções para periódicos oficiais constatamos que Bell, de forma geral, adicionava elementos aos seus argumentos buscando fortalecê-los em relação a forma como apareciam na Epistemological Letters, por vezes, também, modificando-os para adaptá-los ao público-alvo.

45 Pedro Antonio Viana Vazata
Onda ou partícula? Estudo das trajetórias ontológicas de actantes quânticos em Livros Didáticos de Física da Educação básica e superior
10/5/2022
Orientação: Dr. Nathan Willig Lima e Dra. Fernanda Ostermann
Banca examinadora: Dr. Fábio Augusto Rodrigues e Silva (UFOP/MG), Dr. Juliano Camillo (UFSC), Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Nathan Willig Lima (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
Na presente dissertação, propomos uma análise da forma como as diferentes ontologias do problema da dualidade onda-partícula são apresentadas em livros didáticos de ensino básico e superior. Nosso objetivo é investigar as trajetórias ontológicas das diferentes concepções da natureza da luz, a fim de compreendermos a visão de ciência defendida pelos autores, o papel dos livros didáticos na educação científica e propor reflexões sobre como as visões de ciência presentes nessas obras impactam a sociedade. Para tanto, propomos dois estudos: um destinado à análise de livros didáticos de ensino superior, pautado na proposta cosmopolítica de Latour e Stengers, bem como na análise metalinguística de Bakhtin, a fim de compreendermos o papel do livro didático na construção de um “mundo comum”; e outro destinado à análise dos livros didáticos de ensino básico, fundamentada na tipologia proposta por Latour e Woolgar a respeito da transformação do nível ontológico dos enunciados. Comparando os livros de ensino básico e superior, concluímos que, como aponta a literatura, os livros de ensino básico analisados refletem teorias e visões de ciências dos livros de ensino superior. Por outro lado, concluímos também que os livros divergem em certos aspectos, como em relação à trajetória ontológica das diferentes concepções da luz, ou em relação à forma como os livros compõem o “mundo comum”. No entanto, há uma característica comum a todas as obras: elas escondem as controvérsias a respeito da ontologia da Física Quântica. Por fim, evidenciamos que os dispositivos analíticos propostos nos estudos têm potencial metodológico para análises de actantes não estabilizados ontologicamente em livros didáticos.

44 Gabriela Gomes Rosa
O Princípio da Incerteza entre Posição e Momentum na Teoria Quântica Não-Relativística: Gênese e Estabilização no Contexto Pedagógico-Científico
9/5/2022
Orientação: Dr. Nathan Willig Lima e Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti
Banca examinadora: Dr. Ricardo Avelar Satomaior Karam (University of Copenhague), Dr. Nelson Studart Filho (UFSCar), Dra. Eliane Angela Veit (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Nathan Willig Lima (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
Na presente dissertação, com objetivo de contribuir com o Ensino de Física Quântica, buscamos caracterizar a gênese, a tradução e a estabilização do Princípio da Incerteza entre variáveis posição e momentum na teoria quântica não-relativística nos artigos originais e em livros didáticos de mecânica quântica do ensino superior. Para isso, partimos de uma fundamentação teórico-metodológica centrada nos Estudos das Ciências de Bruno Latour e recorremos a elementos históricos e fontes primárias para fornecer profundidade e contextualização ao Princípio da Incerteza. Nesse contexto, a dissertação foi estruturada em três estudos independentes. No primeiro estudo, buscamos determinar quais características uma narrativa histórica deve apresentar para estar consonante com as premissas teórico-metodológicas da Sociologia da Tradução e, dessa forma, reconstruímos historicamente a gênese do Princípio da Incerteza. No segundo estudo, a partir de uma proposta didática inspirada em Max Jammer, apresentamos o Princípio da Incerteza em três níveis: formalização matemática, fenomenologia e interpretações. Dessa forma, reconstruímos as principais derivações do Princípio da Incerteza para variáveis posição e momento, as principais discussões fenomenológicas e interpretações do princípio, de forma estruturada para que possam ser utilizadas no contexto pedagógico. Por fim, no terceiro e último estudo, a partir da análise da apresentação do Princípio da Incerteza trazida por 34 livros didáticos de Física Quântica do Ensino Superior, mapeamos os principais actantes da rede que constitui o Princípio da Incerteza no contexto pedagógico-científico e, com o suporte da Teoria Ator-Rede associada a Análise das Redes-Sociais e o auxílio do software R e do algoritmo ForceAtlas2, foi possível identificar que alguns elementos do desenvolvimento histórico do Princípio da Incerteza são mais estáveis do que outros. Além disso, nossos resultados apontam que muitos livros abordam o Princípio da Incerteza de uma maneira muito semelhante, sendo uma abordagem muito parecida com aquela proposta pelo próprio Werner Heisenberg em 1927, o que resulta no apagamento de discussões e desenvolvimentos posteriores.

Palavras-Chave: Princípio da Incerteza, Ensino de Física, Estudos da Ciência, Física Quântica, Sociologia da Tradução.

43 Gustavo Cortazzi Garcia Kessler
“Diálogos entre o Exame Nacional do Ensino Médio, a Base Nacional Comum Curricular do Ensino Médio e a produção científica sobre História, Filosofia e Sociologia da Ciência
12/4/2022
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann e Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti
Banca examinadora: Dr. Matheus Monteiro Nascimento (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Alexander Montero Cunha (IF/UFRGS), Dra. Andreia Guerra de Moraes (CEFET), Dra. Fernanda Ostermann (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
Investigadores da linha temática História, Filosofia e Sociologia da Ciência (HFSC) têm defendido há décadas que, sem uma discussão sobre temas relativos à natureza da ciência, o processo de ensino-aprendizagem nas disciplinas científicas ficará seriamente comprometido. Considerando a longa tradição dessa linha temática na pesquisa em educação em ciências, realizamos uma revisão bibliográfica que nos permitiu construir sua gênese e evidenciar tendências investigadas nas últimas décadas. Diante dos achados dessa revisão e a partir da filosofia da linguagem de Bakhtin e seu Círculo, buscamos identificar elementos de dialogicidade entre essa produção acadêmica na linha de HFSC e políticas públicas educacionais que estabelecem, ainda que de forma marginal, a necessidade de inclusão de discussões acerca da natureza da ciência no currículo escolar. Uma análise da Base Nacional Curricular Comum (BNCC), da Matriz de Referência do Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM) para a área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias e da prova do ENEM aponta que há pouco diálogo entre tendências na produção acadêmica em HFSC e esses documentos. Em especial, o ENEM na área de Ciências da Natureza tem se mostrado cada vez mais direcionado ao conteúdo científico, afastando-se do tema da natureza da ciência.

42 Sandro Luiz Giongo
Buscando convergências entre valores e práticas pedagógicas: o ensino de Ciências em um ciclo de pesquisa-ação na escola em uma prisão
15/9/2021
Orientação: Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann
Banca examinadora: Dr. Elionaldo Fernandes Julião (UFF), Dra. Aline Lemos da Cunha (FACED/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
As constantes violações de direitos humanos nas penitenciárias do Brasil contribuem para a reprodução das desigualdades e para o aumento dos casos de violência na sociedade. Nesse cenário opressor, ações educativas, ainda que não sejam isoladamente a solução para as inúmeras contradições desse sistema, podem exercer um papel fundamental na emancipação dos sujeitos privados de liberdade e, consequentemente, contribuir para a promoção de uma sociedade menos violenta e desigual. Inserido nesse contexto, a presente dissertação descreve as primeiras ações de uma pesquisa-ação que busca a incorporação de valores emancipatórios nas práticas educativas do Núcleo Estadual de Educação de Jovens e Adultos Nelson Mandela, da Penitenciária Estadual de Canoas. Essa investigação foi dirigida pela seguinte questão de pesquisa: Que ações podem contribuir para a incorporação de valores alinhados com uma educação emancipatória às práticas pedagógicas desenvolvidas para pessoas em privação de liberdade? Para alcançar esse objetivo, foram mobilizados os ideais freireanos de educação, legitimados pelo pesquisador e pelos educadores da escola, e a pesquisa-ação de John Elliott, cuja estratégia se fundamenta na constante avaliação crítica da prática; no debate horizontal e amplo entre os membros do grupo participante; na mobilização de novas aprendizagens relevantes ao contexto; e na proposição e implementação de novas ações. Embora o surgimento da pandemia de COVID-19 tenha afetado fortemente o andamento da pesquisa, de modo que ainda não conseguimos finalizar o primeiro ciclo de atividades, foi possível a realização parcial de ações com o grupo docente da escola, com a finalidade de promover a adoção de práticas interdisciplinares e emancipatórias no retorno das aulas presenciais, quais sejam: a implementação de um trabalho colaborativo com estudantes da UFRGS por meio de um projeto de extensão; realização de dezenas de encontros virtuais para discussões teóricas e práticas a respeito de tópicos relacionados à educação em prisões, e de estratégias pedagógicas; e o desenvolvimento de um Recurso Educacional Aberto (REA) interdisciplinar, que aborda de forma crítica as dimensões científica, tecnológica e social a respeito do tema “Alimentação”, que está alinhado à filosofia do Conhecimento Livre, e que integra elementos emancipatórios. Nesse REA, foram construídas uma apostila com textos introdutórios a respeito do tema; e uma horta portátil automatizada, com a intenção de trazer a materialidade de novas visões de mundo e vivências, que provoquem o afastamento, mesmo que temporário, entre o educando e a sua realidade imediata. Os resultados parciais desse primeiro ciclo de pesquisa-ação indicam que, apesar de ainda não termos implementado as atividades construídas nas aulas da escola, o diálogo entre escola e universidade no delineamento de práticas interdisciplinares pautadas por REA e dirigidas por ideais freireanos se mostrou frutífera para que valores alinhados com uma educação emancipatória fossem incorporados às ações planejadas na escola em uma prisão.

Palavras-chave: Educação em prisões, EJA, Pesquisa-ação, Formação de educadores, Educação emancipatória, Recursos Educacionais Abertos, Conhecimento livre.

41 Felippe Santos Percheron
Inovação Didática na Interseção entre a Teoria Antropológica do Didático e a Teoria da Difusão de Inovações: Uma proposta de construção Conceitual
20/7/2021
Orientação: Dr. Ives Solano Araujo e Dr. Tobias Espinosa de Oliveira
Banca examinadora: Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Valmir Heckler (FURG), Dr. Mauricio Pietrocola (USP), Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
O uso cotidiano do termo “inovação” costuma ser associado ao lançamento de novos produtos ou serviços que proporcionam soluções para necessidades percebidas, ou a serem fomentadas em campanhas de marketing, para os mais diversos problemas. No âmbito educacional, essa concepção pode se traduzir na busca por inovações didáticas, de caráter essencialmente técnico, que supostamente solucionarão os problemas de ensino-aprendizagem com pouca ou nenhuma dependência do contexto onde ocorrem. A partir da constatação de que a própria razão de ser da educação, e como promovê-la, está longe de ser consensual, uma visão tecnicista da melhoria das ações didáticas tende a contribuir mais para a abertura de demandas em um “novo” nicho de mercado do que auxiliar na formação das pessoas. Igualmente, concepções de inovações como produtos, ou entes abstratos sem compromisso efetivo com a prática, inibem compreensões mais aprofundadas sobre, e para, seu uso efetivo em sala de aula. Buscamos com esta dissertação realizar um aprofundamento teórico em relação à conceitualização de inovação didática, assim como viabilizar formas de operacionalizar esse conceito. Mais especificamente, desenvolvemos a construção de uma proposta teórica que permita distinguir em que medida algo pode, ou não, se apresentar como uma inovação didática, destacando as suas especificidades educacionais e suas relações com diferentes contextos. Tomamos a Teoria Antropológica do Didático (TAD) como uma possibilidade para iniciar discussões que permitam elucidar mecanismos do fenômeno do estudo, posto que essa teoria propicia realizar análises, a partir de seus construtos (e.g., relações, posições, instituições e praxeologias), sobre as influências da alteração ou inserção de um novo elemento em atividades de ensino e aprendizagem. No entanto, desenvolvimentos e desdobramentos da TAD sobre teorizações acerca de inovações didáticas são incipientes. Ao encontro disso, a Teoria de Difusão de Inovações (TDI), que tem sido utilizada para investigar modificações nas práticas docentes, oferece uma perspectiva sobre inovações, apresentando uma conceitualização mais geral sobre elas, sem adentrar em particularidades das inovações didáticas. Realizamos uma articulação teórica, sob a forma de um diálogo, entre a TAD e a TDI para caracterizar, analisar e explorar as inovações didáticas. Dessa articulação, compreendemos que inovação didática é um tipo de tarefa, uma técnica, tecnologia, teoria, ou um conjunto desses elementos (praxeologia), julgado(a) racionalmente por uma instância como novo(a) em comparação ao já estabelecido em uma instituição em análise, e capaz de auxiliar alguém na posição de aluno a aprender na referida instituição. Com a conceitualização que propomos esperamos contribuir com desdobramentos da TAD, situando antropológica e institucionalmente as inovações didáticas, ensejando amparar a elaboração de um referencial teórico para estudo desses entes. De forma complementar, apontamos possíveis implicações para a pesquisa em ensino, a exemplo da compreensão do grau em que uma inovação pode ou não ser caracterizada como didática, e das complexidades inerentes aos fenômenos de adoção e difusão desse tipo de inovação.

Palavras-chave: Inovação Didática; Teoria Antropológica do Didático; Teoria de Difusão de Inovações; Praxeologia; Ensino.

40 Ana Amélia Petter
Inovação didática no Ensino de Física: um estudo sobre a adoção do método Peer Instruction pelos alunos de Mestrados Profissionais em Ensino no Brasil
1/7/2021
Orientação: Dr. Ives Solano Araujo e Dr. Tobias Espinosa de Oliveira
Banca examinadora: Dra. Iramaia Jorge Cabral de Paulo (UFMT), Dra. Sandra Denise Prado (IF/UFRGS), Dr. Matheus Monteiro Nascimento (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
Entre outros fatores, a melhoria da qualidade da educação escolar demanda investimentos na formação didático-pedagógica dos docentes. Essa não deve ficar restrita à formação inicial, mas também incluir à continuada, auxiliando-os a refletirem sobre suas práticas, construírem e adaptarem soluções inovadoras, à altura dos desafios que encontram em seus respectivos contextos educacionais. Ao encontro desse objetivo, apresentamos os resultados de um estudo sobre a adoção de um dos métodos ativos mais utilizados no ensino de física, o Peer Instruction (PI). Este método possibilita engajar os estudantes no seu processo de aprendizagem, promover a aprendizagem conceitual e desenvolver habilidades sociais e cognitivas, por meio da aplicação e discussão de questões conceituais entre os alunos em sala de aula e indicação de Tarefas de Leitura (TL) prévia às aulas. O PI vem sendo adotado no contexto dos Mestrados Profissionais em Ensino (MPEs), onde é demandada a elaboração e implementação de um Produto Educacional (PE) inovador e disseminável. Elegemos os participantes de nossa investigação a partir de uma busca por dissertações de MPE em que os professores utilizaram o PI em aulas de Física, no período de 2004 a 2020. Buscamos responder as seguintes questões de pesquisa: i) Quais são as reinvenções, no sentido atribuído por Everett Rogers, realizadas nas características do método de ensino, PI, no processo de adoção dele no contexto de ensino brasileiro de Física dos MPE? Em que medida elas descaracterizam e/ou potencializam o método? E quais as razões apontadas por esses docentes para essas reinvenções?; ii) Quais são as barreiras indicadas pelos professores, alunos do MPE do Brasil, para implementar o PI nas aulas de Física? Foram selecionadas e analisadas 45 dissertações, com seus respectivos PEs, e aplicado um questionário com os autores dos trabalhos sobre a implementação do PI. Amparados na Teoria da Difusão de Inovações, de Everett Rogers, realizamos uma análise de conteúdo dos documentos selecionados e, em seguida, comparamos e complementamos os resultados com as respostas dos professores ao questionário. As mudanças mais recorrentes no PI, identificadas no estudo, foram: ausência da TL, onde originalmente os alunos tomam o primeiro contato com o conteúdo a ser estudado; e a aplicação de questões conceituais ao final do período, e não ao longo da aula, intercalado com breves exposições orais do professor, como proposto pelo autor do método. Dentre as razões às modificações identificadas, estão questões relacionadas aos alunos (e.g., falta de engajamento), à instituição (e.g., falta de infraestrutura e elevada quantidade de alunos por turma) e aos docentes (e.g., crenças de ensino e aprendizagem desalinhadas com os princípios pedagógicos que sustentam o método e alta carga horária de trabalho). Já as barreiras mais recorrentes estão relacionadas com questões sociais (e.g., falta de apoio da instituição, resistência estudantil, ...), temporais (e.g., falta de tempo para realização das tarefas) e infraestruturais (e.g., ausência de materiais ou de organização dos recursos). Além disso, levantamos hipóteses explicativas para as modificações que podem servir de ponto de partida para estudos futuros sobre o tema. Por fim, esperamos que os resultados apresentados possam auxiliar futuros adotantes do PI a realizarem uma implementação mais consciente, tanto em relação às principais características do método e os princípios pedagógicos que o sustentam, quanto em relação às possíveis dificuldades que enfrentará ao longo do caminho. Assim, o professor interessado em adotar o PI encontrará na presente dissertação subsídios para o planejamento, execução e avaliação da própria prática.
Palavras-chave: Ensino de Física; Inovação didática; Peer Instruction; Mestrado Profissional em Ensino; Teoria da Difusão de Inovações.

39 Rodrigo Weber Pereira
Um estudo exploratório sobre as dificuldades e avanços de estudantes de graduação em Física em situações experimentais do campo conceitual da modelagem didático-científica envolvendo ótica
25/6/2021
Orientação: Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann e Dra. Eliane Angela Veit
Banca examinadora: Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Glauco Cohen Ferreira Pantoja (UFOPA), Dra. Cilâine Verônica Teixeira (IF/UFRGS), Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
O enfoque na modelagem científica tem sindo apontado como uma alternativa para fomentar a vinculação entre teoria e prática no ensino de Física. Alinhado com essa perspectiva, foi realizado um estudo focado na análise das potencialidades da aplicação da metodologia de ensino denominada Episódios de Modelagem (EM) em atividades de laboratório em cursos de graduação em Física, voltadas a situações do campo conceitual da Ótica. A Modelagem Didático-Científica (MDC+) de Heidemann, Araujo e Veit foi adotada como referencial teórico. Foram delineados quatro EM abordando conceitos de Ótica, cada um dando ênfase a um conceito específico do processo de modelagem científica. O primeiro EM dava ênfase ao conceito de “expansão”; o segundo, ao conceito de “modelo teórico de referência”; o terceiro, ao de “controle de variáveis”; e o último, ao de “medição”. A metodologia de pesquisa empregada foi a de estudo de caso, de natureza exploratória, contando com sete unidades de análise. O caso escolhido foi uma turma da disciplina de Física Experimental IV dos cursos de graduação em Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e as unidades de análise foram sete estudantes selecionados dessa turma. A disciplina escolhida tinha um encontro semanal e cada EM se estendeu por três ou quatro encontros, perfazendo um total de 32 horas-aula. Durante a fase de coleta de dados, foram utilizadas como fontes de evidência registros no caderno de campo e nos protocolos de observação, questionários, relatórios produzidos pelos estudantes, entrevistas semiestruturadas e gravação da apresentação dos estudantes durante as discussões finais em cada EM. Por meio da pesquisa, respondemos às seguintes questões: i) como os EM contribuem para que os estudantes ampliem seus domínios do campo conceitual da Ótica, favorecendo a amenização de dificuldades típicas dos estudantes na aprendizagem de conceitos físicos da Ótica?; e ii) como os EM contribuem para que os estudantes deem sentido para conceitos da MDC+, em particular aos de “modelo científico”, “controle de variáveis” e “evidência experimental”? As evidências da pesquisa indicaram que: i) os EM constituem uma metodologia frutífera para auxiliar os estudantes a darem sentido a conceitos que são, tipicamente, de difícil apreensão no campo conceitual da Ótica; ii) os EM são úteis para fomentar situações aos estudantes que demandam a mobilização de conhecimentos vinculados aos conceitos de “modelo científico”, “controle de variáveis” e “evidência experimental”, auxiliando-os a atribuírem sentido a esses conceitos, avançando no domínio do campo conceitual da MDC+.

ABSTRACT:
The focus on scientific modeling has been pointed out as an alternative to promote the link between theory and practice in the teaching of Physics. Aligning with this perspective, a study was carried out focused on the analysis of the potentialities of the application of the teaching methodology called Modeling Episodes (EM) in laboratory activities in undergraduate courses in Physics, focused on situations in the conceptual field of Optics. The Didactic-Scientific Modeling (MDC+) by Heidemann, Araujo and Veit was adopted as a theoretical framework. Four EM were outlined addressing concepts in Optics, each emphasizing a specific concept of the scientific modeling process. The first EM emphasized the concept of "expansion", the second, the concept of "theoretical model of reference", the third, the concept of "control of variables" and the last one, the concept of "measurement". The research methodology used was an exploratory case study, with seven units of analysis. The chosen case was a class from the discipline of Experimental Physics IV of the undergraduate courses in Physics at the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS) and the units of analysis were seven students selected from that class. The chosen discipline had a weekly meeting and each EM extended for three or four meetings, making a total of 32 hours. During the data collection phase, records in the field notebook and in the observation protocols, questionnaires, reports produced by students, semistructured interviews and recording of the student’s presentation during the final discussions in each EM were used as sources of evidence. Through this research, we answered the following questions: i) how do EM contribute to students expanding their domains of the conceptual field of Optics, favoring the easing of student’s typical difficulties in learning physical concepts of Optics?; and ii) how do EM contribute so that students make sense of the concepts of the MDC+, in particular those of “scientific model”, “control of variables” and “experimental evidence”? The evidence of this research indicated that: i) EM are a fruitful methodology to help students make sense of concepts that are, typically, difficult to grasp in the conceptual field of Optics; ii) EM are useful to foster the creation of situations that demand the mobilization of knowledge linked to the concepts of “scientific model”, “control of variables” and “experimental evidence”, helping students to make sense of these concepts, advancing in the mastery of the MDC+ conceptual field.

38 Douglas Grando de Souza
O cultivo de Comunidades de Prática para a Formação Continuada de Professores na interface Escola- Universidade: um olhar histórico sobre as vivências do Núcleo de Pesquisas em Inovação Curricular
27/5/2021
Orientação: Dr. Eliane Angela Veit
Banca examinadora: Dra. Maria Inês Ribas Rodrigues (UFABC), Dr. Matheus Monteiro Nascimento (PPGEnFis/UFRGS), Dr. Alexander Monteiro Cunha (IF/UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

Diante dos problemas enfrentados na Formação Continuada de Professores no Brasil, marcada pelo distanciamento entre as discussões em nível universitário e as urgências experimentadas no cotidiano escolar, é fundamental que essa etapa formativa ampare a criação, implementação e avaliação coletivas de práticas docentes na interface entre Escola e Universidade. A literatura aponta que Comunidades de Prática podem auxiliar nesse problema e, de modo a contribuir para o cultivo de tais configurações sociais, consideramos valioso investigar iniciativas bem-sucedidas de trabalho com professores da Educação Básica e professores universitários investigadores em Ensino de Física. Em nossa investigação, empreendemos uma pesquisa educacional de caráter histórico em torno das experiências vividas por participantes do Núcleo de Pesquisas em Inovação Didática (Nupic), da Universidade de São Paulo, no período de 2003 a 2013. A partir da Análise de Conteúdo de oito entrevistas concedidas por participantes no grupo em algum momento, afirmamos a razoabilidade de compreender sua travessia histórica como a evolução de uma Comunidade de Prática, à luz da Teoria Social da Aprendizagem de Etienne Wenger. Construímos, então, uma narrativa capaz de situar práticas e identidades compartilhadas no interior do Nupic. Também investigamos os principais valores enunciados pelos entrevistados, contrastando-os às práticas identificadas na história da Comunidade de Prática. Essa extensa reconstrução das experiências e valores vivenciados permitiu identificar dez eixos que orientam o cultivo de Comunidades de Prática para Formação Continuada de Professores.

Palavras-chave: Formação Continuada de Professores; Comunidades de Prática; Ensino de Física.

ABSTRACT

In view the In-service Teachers Education problems in Brazil, characterized by the gap between discussions at University and the urgencies experienced at classroom, it’s essential that this formative stage can support the collective creation, implementation and evaluation of teaching practices at the interface between School and University. The literature points that Communities of Practice can assist and, in order to contribute to the cultivation of such social arrangements, we consider valuable to investigate successful work initiatives between Basic School physics teachers and researchers in the field of Physics Teaching. In our investigation, we undertook a historical educational research around experiences of participants in the Núcleo de Pesquisas em Inovação Didática (Nupic), from the Universidade de São Paulo, from 2003 to 2013. From the Content Analysis of eight interviews granted by participants in the group at some time, we affirm the reasonability of understanding its historical crossing as the evolution of a Community of Practice, in light of Etienne Wenger's Social Learning Theory. We constructed, then, a narrative capable of situating shared practices and identities within Nupic. We also investigated the main values enunciated by the interviewees, contrasting them with the practices identified in the history of the Community of Practice. This extensive reconstruction of the experiences and values lived allowed us to identify ten axes that guide the cultivation of Communities of Practice for the In-service Teachers Education.

Keywords: In-service Teacher Education; Communities of Practice; Physics Education.

37 Daniel Pigozzo
Do místico ao quântico: o emaranhamento de cosmovisões no desenvolvimento da Física Moderna e Contemporânea
29/3/2021
Orientação: Dr. Matheus Monteiro Nascimento e Dr. Nathan Willig Lima
Banca examinadora: Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Alexander Montero Cunha (IF/UFRGS), Dr. Cristiano Moura (CEFET/RJ), Dr. Matheus Monteiro Nascimento (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
Na presente dissertação, apresentamos uma investigação cujo objetivo geral é analisar o fenômeno cultural do misticismo quântico e os diferentes tipos de conhecimentos que ele mobiliza. Partindo de uma revisão integrativa da literatura, buscamos compreender como a comunidade acadêmica da área de Ensino lida com o tema, quais definições são apresentadas, quais abordagens são utilizadas, como se posicionam frente ao fenômeno e quais implicações para a Educação em Ciências são discutidas. Com isso, identificamos a importância de contribuir com uma caracterização epistemológica inédita do fenômeno, através de um dispositivo analítico baseado na Tese da Interpretação Parcial na perspectiva de Max Jammer. Para podermos realmente propiciar um melhor entendimento de como o misticismo quântico se materializa, a presente dissertação apresenta dois estudos de diferentes abordagens sobre as obras de dois sujeitos frequentemente associados ao fenômeno: Deepak Chopra e Fritjof Capra. O primeiro estudo é uma análise metalinguística – fundamentada na filosofia da linguagem de Bakhtin, Volóchinov e Medviédev – que aborda o livro A cura quântica. O segundo estudo é uma grande exploração teórica da filosofia sistêmica de Fritjof Capra e suas implicações para o Ensino de Física. Nossas principais conclusões focam na necessidade de se estabelecer um consenso em como definir o misticismo quântico e reconhecer que o fenômeno que identificamos atualmente possui características inalienáveis do atual contexto social e histórico. Além disso, argumentamos sobre a importância dos Estudos das Ciências e da Educação em Ciências lidarem com a forma que o discurso científico circula pela sociedade.

36 Leticia Glass
Do Kraft ao Qì: uma análise de Epistemologia-Política sobre o uso do termo Energia em práticas do Sistema Único de Saúde
26/3/2021
Orientação: Dr. Nathan Willig Lima e Dr. Matheus Monteiro Nascimento
Banca examinadora: Dra. Andreia Guerra (CEFET/RJ), Dr. Caetano Roso (IF/UFRGS), Dr. Alexandre Luis Junges (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Nathan Willig Lima (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
No ano de 2017 foi aprovada pelo Ministério da Saúde do Brasil uma Portaria que ampliou o número de terapias integrativas a serem oferecidas no Sistema Único de Saúde do Brasil. Essa política pública (Plano Nacional de Práticas Integrativas e Complementares), legitimada desde 2006, ao ser ampliada gerou uma série de reações contrárias de instituições científicas que se posicionaram sobre o tema através de cartas públicas. Partindo dessa controvérsia sociocientífica, esta pesquisa teve por objetivo descrever o processo e os mecanismos de tradução e estabilização de um conceito científico – a energia – em um contexto não legitimado pela comunidade científica, o das práticas integrativas e complementares, discutindo questões epistemológicas e políticas e de demarcação que estão associadas a esse processo. Valendo-se de conceitos da epistemologia-política de Bruno Latour, discutem-se questões acerca de um problema sociocientífico local e atual. Destaca-se a importância desse tipo de diálogo para uma Educação em Ciências que busca formar cidadãos capazes de se posicionar como sociedade em períodos como o que estamos vivendo, de controvérsias, pós-verdade e descrédito das ciências. A Educação em Ciências abarca a Educação em Saúde e discutir saúde pública em sala de aula tornou-se imprescindível. Essa pesquisa foi dividida em quatro estudos sequencias e independentes, mas que dialogam entre si. O primeiro estudo trata da controvérsia entre a política pública e o posicionamento das instituições científicas; o segundo estudo é uma revisão da literatura da área de educação em ciências sobre o tema das PICs; o terceiro estudo faz um resgate da gênese do conceito de energia na tradição científica, uma vez que esse conceito aparece nas portarias do Ministério da Saúde em outros contextos e com outros significados que não o da física, buscou-se avaliar possíveis influencias místicas dentro do contexto científico; no último estudo realizou-se o mapeamento da rede sociotécnica do Reiki, que foi utilizado para comparações externas e internas da sustentação e intervalo de validade e critérios de demarcação aplicados a essa terapia para sua legitimação como política pública ofertada no SUS.
Palavras-chave: epistemologia-política; práticas integrativas e complementares; reiki; educação em ciências.

35 Gabriel Wolter Martell
Educação em Ciências e suas relações com a democracia.
8/12/2020
Orientação: Dr. Fernanda Ostermann e Dr. Nathan WilligLima
Banca examinadora: Dr. Matheus Monteiro Nascimento (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Alexander Montero Cunha (IF/UFRGS), Dr. Luciano Denardin (PUCRS), Dra. Fernanda Ostermann (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
Esta dissertação propõe-se a questionar o caráter democrático das ciências e da educação em ciências. Partindo das ideias do filósofo austríaco Paul Feyerabend, “o pior inimigo da ciência”, sustenta que essas não são, de fato, democráticas. Afirmada tal evidência, sugere maneiras de viabilizar a democratização dessas estruturas, tanto por meio daquilo defendido pelo próprio Feyerabend quanto por aquilo afirmado por outros pensadores, sobretudo Ernesto Laclau, Chantal Mouffe e Boaventura de Sousa Santos. Ainda destaca as graves limitações da democracia neoliberal hegemônica, anunciando, para tal, outras práticas democráticas, como a democracia republicana, a democracia procedimentalista, a democracia participativa e a democracia radical e plural. Advoga, enfim, em favor da pluralidade, seja ela de tradições, de culturas, de pessoas ou de realidades, dada a inevitabilidade de conflitos, pois o poder e a política são intrínsecos à democracia, como sustentado por Laclau e Mouffe.
PALAVRAS-CHAVE: ciência; educação em ciências; democracia; pós-modernidade.

34 Marina Pinto Pizarro de de Freitas
Conhecimento Aberto na Educação em Ciências e Tecnologia: um estudo para a construção de uma educação emancipatória em sociedades do conhecimento.
3/12/2020
Orientação: Dr. Ives Solano Araujo e Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann
Banca examinadora: Dr. Tel Amiel (UnB), Dr. Rafael Peretti Pezzi (IF/UFRGS), Dr. Nathan Willig Lima (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
Promover uma educação dialógica e problematizadora, que fomente o engajamento pessoal de cada educando na sua emancipação e na luta pela superação das situações de injustiça e dependência em que se encontra, é o desejo de muitos educadores e educadoras. Alinhado com esse objetivo, o estudo teórico desenvolvido nesta dissertação parte da problematização sobre como o extenso uso de tecnologias proprietárias na educação impõe limitações aos educandos, molda suas formas de agir e pensar. Seu foco está na apresentação de alternativas ao paradigma proprietário no ensino de ciências e tecnologia, em especial o conhecimento aberto, como possibilidade para se concretizar uma educação emancipatória. Defende-se, então, o uso de Recursos Educacionais Abertos a luz da educação freiriana, fomentando assim uma cultura de colaboração e criação crítica e consciente no contexto educacional. Fundamentadas na Teoria da Sociedade do Conhecimento de Nico Stehr e nas ideias de Paulo Freire, as questões de pesquisa que dirigem esta investigação teórica são: i. Qual a concepção de conhecimento aberto originada dos movimentos de código aberto?; ii. Quais as implicações do conhecimento aberto no acesso ao conhecimento em uma sociedade do conhecimento?; iii. Quais as características de uma educação emancipatória em uma sociedade do conhecimento?; e iv. Quais as características e implicações de uma educação emancipatória baseada no conhecimento aberto em uma sociedade do conhecimento?. Inicialmente baseado nas concepções dos movimentos de código aberto e na Teoria de Hiperobjetos de Rafael Pezzi, é construída uma noção de conhecimento aberto como o conjunto obra-documentaçãolicença imerso em uma rede de outros conhecimentos abertos, sustentados pelas filosofias, práticas e ferramentas desses movimentos. Da leitura da TSC, entende-se que o conhecimento aberto diminui a escassez dos conhecimentos incrementais, que são diferenciados por serem adicionais em relação aos conhecimentos ordinários, e atenua barreiras para a formação de habilidades interpretativas e técnicas, ampliando assim as possibilidades de ação. Da articulação dessa leitura com a educação emancipatória, é proposto o conceito de Capacidade de Ação Emancipatória, caracterizada como conhecimentos, habilidades e a consciência necessária para a superação de situações de dependência e injustiça. Assim, maior contribuição na libertação é atribuída aos conteúdos e técnicas de Ciências e Tecnologias (C&T) ensinadas, já que esses têm influência direta e indireta nas oportunidades e modos de vida das pessoas. É também discutido que a formação das capacidades de ação emancipatória ocorre na estrita relação entre a consciência das situações de injustiça, o engajamento na libertação e o domínio das capacidades de ação necessária para a transformação da realidade, individual e coletiva. É nesse último elemento que o conhecimento aberto tem suas principais contribuições. Adicionalmente, uma educação emancipatória amplia as formas de participação social em C&T, favorecendo a produção de alternativas livres, colaborativas e descentralizadas, sem submeterem as pessoas ao controle e vigilância. Por fim, conclui-se que o conhecimento aberto é uma alternativa ao paradigma proprietário no ensino de C&T que pode contribuir para uma educação emancipatória, principalmente nos aspectos de dialogicidade entre reflexão e ação, consciência do lugar no mundo, esperança na, e possibilidades para a, transformação da realidade e criação de conhecimento, engajamento na própria libertação e desburocratização das mentes. As reflexões expostas propõem que o conhecimento aberto seja incorporado à educação emancipatória em C&T com todo seu potencial, não se resumido a ferramentas e materiais, mas como uma complexa rede de conteúdos, práticas e pessoas que, de um viés libertário, fortalecem as capacidades de ação que podem ser mobilizadas para a emancipação.

Palavras-chave: Conhecimento Aberto, Tecnologias Livres, Ciência Aberta, Paulo Freire, Sociedade do Conhecimento, Capacidade de Ação Emancipatória.

33 André Felipe Hoernig
Física Quântica, História e Filosofia da Ciência: conceitos, vida, crenças e religiosidade como motivadores na aprendizagem de Física
29/5/2020
Orientação: Dr. Neusa Teresinha Massoni e Dr. Dimiter Hadjimichef
Banca examinadora: Dr. Marcos Antonio Corbellini (La Salle), Dr. Luiz Fernando Ziebll (IF/UFRGS), Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
A presente investigação versa sobre possibilidades, planejamento e teste de uma estratégia para introduzir o Ensino de Física Quântica no Ensino Médio. Dessa forma, o objetivo geral desta dissertação é promover um Ensino de Física Quântica com base nos referenciais teórico-epistemológicos escolhidos. Optamos em seguir uma via mais humanitária, em que apresentamos o conteúdo físico priorizando o aprendizado conceitual e lançando grande atenção ao desenvolvimento histórico dos primórdios da Física Quântica. Embora esta seja uma via não original, nossa abordagem conceitual, ao invés de uma tratativa calcada em desenvolvimento matemático, repousa num ensino-aprendizagem de Física Quântica, ao contrário de Mecânica Quântica, e na articulação da ciência com a religiosidade, tomando como contexto o cenário do nascimento da Quântica, no começo do século XX. Acreditamos que esta vertente é mais adequada para alunos de Ensino Médio que são introduzidos ao tema pela primeira vez, dada nossa perspectiva humanitária. Enfatizamos as figuras por trás dos desenvolvimentos científicos da Quântica, exploramos quais eram seus contextos, suas crenças, sua religiosidade. Baseamo-nos na Teoria das Representações de Moscovici como um referencial de aprendizagem de grupo, e almejamos que os grupos sociais sobre os quais este tipo de análise é conduzido possam adquirir uma Representação Social adequada ao saber científico/físico atual, o que é um indício de aprendizagem e de alfabetização científica. Dessa forma, colocamos duas questões de pesquisa: i) Como ensinar Física Quântica com um viés histórico e epistemológico de maneira a promover uma representação social da ciência alinhada com o saber científico atual? e ii) É possível mostrar, na educação científica, que as crenças do pesquisador não embaraçam, tampouco impossibilitam seu fazer científico? O que se aprende quando se tenta esta perspectiva? Nosso objetivo geral foi o de ensinar Física Quântica, contudo desenvolvemos, além da apresentação do conteúdo físico, uma abordagem diferenciada com pretensões de transformar o ambiente de ensino-aprendizagem em um local de discussões mais profundas e que prepare os alunos para uma complexa vida em sociedade. Nossos resultados foram obtidos após um amplo estudo teórico, alinhado com atividades práticas que culminaram com a execução de um Módulo Didático de Física Quântica na modalidade de estudo de caso, com alunos de uma turma do Ensino Médio. Nossos resultados apontam que foi possível alcançar em boa medida uma aprendizagem conceitual de Física Quântica, em que as representações sociais do grupo se mostraram alinhadas à representação reificada/científica; apontam também que ao pesquisador/professor ligado ao Ensino de Física, mostra-se extremamente relevante mapear as Representações Sociais do grupo para guiar sua atividade didática, bem como identificamos que é possível mostrar, na educação científica, que as crenças e a religiosidade do pesquisador não embaraçam nem atrapalham a atividade científica. A Ciência em uma Sociedade Livre que defendemos e divulgamos não faz qualquer tipo de discriminação.
Palavras-chave: Ensino, Física Quântica, História e Epistemologia da Física, Representação Social, Religiosidade.

32 Kaluti Rossi de Martini Moraes
Uma investigação exploratória sobre as implicações das experiências de primeiro semestre de curso na decisão de evadir ou persistir dos estudantes de licenciatura em Física da UFRGS.
28/2/2020
Orientação: Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann
Banca examinadora: Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Pedro Fernando Teixeira Dorneles (Unipampa), Dra. Sandra Denise Prado (IF/UFRGS), Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
O objetivo geral desta pesquisa é investigar o processo de decisão pela persistência dos estudantes nos cursos de Licenciatura do Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (IF/UFRGS), em particular explorar as possíveis implicações das transformações institucionais vivenciadas no IF/UFRGS nesse processo, a exemplo da reforma curricular implementada em 2018. Amparados na sociologia de Vincent Tinto, adotamos uma lente interacionista na nossa investigação, assumindo que as vivências do estudante no contexto universitário influenciam predominantemente a sua decisão de evadir ou persistir no curso. Mais precisamente, Tinto defende que a persistência do estudante em um curso de graduação é uma manifestação da sua motivação, e que há um conjunto de construtos preditores dessa motivação que variam ao longo do semestre em virtude das experiências vivenciadas no contexto universitário, quais sejam: i) crenças de autoeficácia, que refletem o juízo do estudante sobre suas capacidades para suprirem o conjunto de tarefas inerentes às demandas acadêmicas do curso; ii) senso de pertencimento, que retrata a percepção do estudante quanto a sua relação de pertencimento como membro de uma comunidade (e.g., colegas, veteranos, professores) que valoriza sua participação no contexto universitário; e iii) percepção de currículo, que é o valor e/ou relevância atribuída pelo graduando aos estudos previstos no currículo dos seus cursos. Dirigidos por essas ideias, procuramos compreender em que medida as transformações vividas no contexto do IF/UFRGS podem influenciar a decisão dos seus estudantes de Licenciatura em Física em permanecer no curso. Para tal empreendimento, conduzimos, fundamentados nas ideias de Robert Yin, dois estudos de caso exploratórios. As questões de pesquisa do primeiro estudo foram: i) Quais elementos previstos no modelo de Vincent Tinto contribuem ou não na decisão de permanência dos estudantes durante o primeiro semestre do curso de Licenciatura em Física do IF/UFRGS?; e ii) Quais as transformações do contexto dos cursos de Licenciatura em Física do IF/UFRGS podem ter influenciado as crenças de autoeficácia, senso de pertencimento e percepção de currículo dos estudantes devido à experiência de primeiro semestre? Os resultados do primeiro estudo evidenciaram que os estudantes avaliam as experiências nas disciplinas cursadas no primeiro semestre de forma muito distinta, demonstrando sentimentos mais positivos em relação às atividades desenvolvidas no Instituto de Física do que em relação às realizadas em outras unidades (Instituto de Matemática e Estatística e Faculdade de Educação). Por isso, a questão de pesquisa que dirigiu o segundo estudo exploratório foi: Quais elementos das disciplinas de primeiro semestre do curso de Licenciatura em Física, lotadas no Instituto de Física, contribuem na construção da percepção de currículo distinta em contraste com as demais disciplinas? Os estudos foram realizados durante o ano de 2018. O caso do primeiro estudo, realizado no primeiro semestre, foi uma turma de 21 estudantes que ingressavam no curso de Licenciatura em Física diurno. Os resultados mostram: i) que a perspectiva interacionista de Tinto, nos seus aspectos centrais, apresenta adequação para explicar o processo de permanência dos estudantes de Licenciatura. Ademais, a qualidade da escolha pelo curso por parte dos calouros e a identificação deles com essa graduação figuram como elementos importantes nessa conjuntura; e ii) a importância da instituição de disciplinas que envolvam discussões sobre o Ensino de Física na primeira etapa do curso, principalmente para fomentar entre os calouros uma percepção de relevância dos estudos previstos e para propiciar a eles situações em que identifiquem uma atenção pedagógica por parte docentes. O Estudo 2, fortemente influenciado pelos resultados do estudo anterior, foi realizado no segundo semestre, tendo como caso 24 estudantes que ingressavam no curso de Licenciatura em Física noturno. Os resultados mostram que: as disciplinas da primeira etapa lotadas no IF/UFRGS contribuem para a instituição de uma identidade própria para o curso de licenciatura, que fomenta uma percepção positiva dos estudantes quanto ao sentimento de identificação com o curso. Concluímos que o processo de permanência dos estudantes de Licenciatura pode ser enquadrado a partir do modelo de motivação da persistência de Tinto. Entretanto, estudos futuros são necessários para compreendermos de que maneira se dão as interações entre a qualidade de escolha dos estudantes a identificação deles com o curso com os demais construtos preditores da motivação.

31 Luiz Felipe de Moura Rosa
Explorando a inserção de tópicos de Física Quântica em uma escola Estadual: um estudo sob a luz da perspectiva sociocultural.
19/7/2019
Orientação: Dr. Alexsandro Pereira de Pereira
Banca examinadora: Dr. Luciano Denardin de Oliveira (PUC/RS), Dra. Sandra Denise Prado (IF/UFRGS), Dr. Nathan Willig Lima (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Alexsandro Pereira de Pereira (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
A temática do presente estudo contempla duas linhas da área de Ensino de Física/Ciências, a saber: Linguagens e discurso e Inserção de tópicos de física moderna e contemporânea no ensino. Através do diálogo com a literatura pertinente à segunda linha, identificamos, enquanto tendências atuais, a fundamentação em referentes vinculados à perspectiva sociocultural; o uso de simulações como estratégias de ensino e pesquisa; e o foco em temas de física quântica,a dualidade onda-partícula em específico. Situamo-nos nessas tendências e estruturamos o presente estudo de forma que este possa vir a contribuir para as discussões da área. Nos concentramos na análise de interações discursivas emergentes durante uma atividade mediada pelo interferômetro virtual de Mach-Zehnder. Destacamos que está proposta têm caráter pioneiro, na medida em que foi implementada no contexto de uma escola pública estadual gaúcha. Nossa problemática de pesquisa é se os estudantes envolvidos na atividade conseguem regular a outros e a si mesmos no sentido de apropriar-se de explicações oficiais da física quântica? Para responder a essa pergunta nos apoiamos nas ideias do psicólogo norte americano James Wertsch, em específico, seu tratamento da ação mediada. O delineamento metodológico perpassa pelas dinâmicas na zona de desenvolvimento proximal e é, fortemente, apoiado nas características do enunciado.

Palavras-chave: Perspectiva sociocultural; Ação Mediada; Física Quântica; Interferômetro de Mach-Zehnder; Escola pública estadual.

Abstract:
The theme of the present study contemplates two lines of the area of Physics/Sciences Teaching, namely: Languages and speechand Insertion of topics of modern and contemporary physics in teaching. Through the dialogue with the literature pertinent to the second line, we identify, as current tendencies, the foundation in referents linked to the socio-cultural perspective; the use of simulations as teaching and research strategies; and the focus on quantum physics topics, the wave-particle duality in specific.We place ourselves in these tendencies and structure the present study so that it can contribute to the discussions of the area. We focused on the analysis of emerging discursive interactions during an activity mediated by the Mach-Zehnder virtual interferometer.We emphasize that this proposal has a pioneering character, since it was implemented in the context of a public school in the state of Rio Grande do Sul. Our research problem is whether the students involved in the activity can regulate others and themselves in order to appropriate official explanations of quantum physics? To answer this question we rely on the ideas of the North American psychologist James Wertsch, in particular, his treatment of mediated action. The methodological delineation runs through the dynamics in the zone of proximal development and is strongly supported in the characteristics of the statement.

Keywords: Socio-Cultural Perspective; Mediated Action; Quantum Physics; Mach-Zehnder Interferometer;State Public School.

30 Charles Xavier Rabelo
Um estudo sobre a transposição de atividades centradas na modelagem didático-científica em um contexto de formação de professores de Física.
12/4/2019
Orientação: Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann e Dr. Ives Solano Araujo
Banca examinadora: Dra. Eliane Angela Veit (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Pedro Fernando Teixeira Dorneles (UNIPAMPA), Dr. Leonardo Gregory Brunnet (IF/UFRGS), Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
Resumo

A literatura da área de ensino de Física vem apontando críticas às atividades experimentais tradicionalmente desenvolvidas nos laboratórios didáticos há bastante tempo. Diversas metodologias foram desenvolvidas para que tais atividades sejam melhor fundamentadas teórico e epistemologicamente. Poucos estudos, no entanto, investigam como tais metodologias são transpostas para as salas de aulas quando licenciandos buscam implementá-las em aulas de Física. Inserida nesse contexto, esta pesquisa tem como objetivo investigar o processo de transposição didática de uma metodologia de ensino para atividades experimentais para a Educação Básica. Em particular, analisamos a transposição da metodologia de Episódios de Modelagem, cujo âmago está na promoção de situações aos estudantes que envolvam, em algum nível, a construção, o uso e a validação de modelos científicos. Pretende-se, assim, contribuir para a construção de uma alternativa para tornar as atividades experimentais de Física nas escolas mais investigativas, promovendo uma aproximação dos estudantes com o conhecimento científico por meio de uma postura ativa na construção de argumentos baseados em modelos científicos. Buscamos responder a seguinte questão geral de pesquisa: Como licenciandos em Física transpõem a metodologia de Episódios de Modelagem para o Ensino Médio? Para tanto, realizamos um estudo de caso exploratório, na perspectiva de Robert Yin, com estudantes de licenciatura de uma disciplina de graduação sobre a experimentação no ensino de Física. Adotando a Teoria Antropológica do Didático de Yves Chevallard (1999) como referencial teórico: i. identificamos as tarefas e técnicas que os licenciandos participantes planejam para seus alunos e implementam quando conduzem Episódios de Modelagem na Educação Básica, assim como os discursos racionais (tecnologias e teorias) mobilizados por eles quando justificam e/ou geram tais tarefas e técnicas; ii. comparamos o planejamento da atividade com a implementação realizada pelos licenciandos com estudantes da Educação Básica; e iii. analisamos o planejamento e a implementação da atividade sob a perspectiva da fundamentação teórica que pauta a metodologia de Episódios de Modelagem. Como resultado, destaca-se que elementos centrais da fundamentação teórica da metodologia de Episódios de Modelagem, como o enfoque na modelagem científica, não repercutiram no planejamento e na implementação das atividades. Identificou-se, no entanto, atenção dos licenciandos com: i. a problematização das atividades, propiciando que os estudantes dessem sentido à investigação realizada; ii. a correspondência entre as etapas da atividade realizada e as preconizadas na metodologia de Episódios de Modelagem; e iii. a legitimação das suas ações, buscando a aprovação dos estudantes da Educação Básica.

Palavras-chave: Episódios de Modelagem, Formação de Professores, Teoria Antropológica do Didático.

Abstract

The literature of the field of Physics Education has been criticizing the experimental activities traditionally developed in didactic laboratories for a long time. Several methodologies have been developed for such activities to be better founded theoretically and epistemologically. Few studies, however, investigate how such methodologies are transposed to classrooms when graduates seek to implement them in physics classes. Inserted in this context, this research aims to provide and investigate the process of didactic transposition of a teaching methodology for experimental activities for Basic Education. In particular, we analyze the transposition of the Modeling Episode methodology, whose core is the promotion of situations for students that involve, at some level, the construction, use and validation of scientific models. The aim is to contribute to the construction of an alternative to make the experimental activities of Physics in schools more investigative, promoting an approximation of students with scientific knowledge through an active stance in the construction of arguments based on scientific models. We seek to answer the following general research question: How do Physics graduates transpose the methodology of Modeling Episodes for High School? To do so, we conducted an exploratory case study, from the perspective of Robert Yin, with undergraduate students of a undergraduate course on experimentation in Physics teaching. Adopting Yves Chevallard's (1999) Anthropological Theory of the Didactic as a theoretical frame: i. we identify the tasks and techniques that the participating undergraduate students plan for their students and implement when conducting Modeling Episodes in Basic Education, as well as the rational discourses (technologies and theories) mobilized by them when they justify and/or generate such tasks and techniques; ii. we compared the planning of the activity with the implementation carried out by the undergraduate students with students of Basic Education; and iii. we analyze the planning and implementation of the activity from the perspective of the theoretical foundation that guides the Modeling Episodes methodology. As a result, it is emphasized that central elements of the theoretical basis of the Modeling Episode methodology, such as the focus on scientific modeling, did not influence the planning and implementation of the activities. However, it was identified the attention of the undergraduate students with: i. the problematization of activities, allowing the students to make sense of the research carried out; ii. the correspondence between the stages of the activity performed and those recommended in the Modeling Episodes methodology; and iii. the legitimation of their actions, seeking the approval of students of Basic Education.

Keywords: Modeling Episodes, Teacher Training, Anthropological Theory of the Didatic.

29 Daniel Batista de Freitas
Modos de discurso usados por licenciandos em Física da UFRGS em questões sociocientíficas.
20/2/2019
Orientação: Dr. Alexsandro Pereira de Pereira
Banca examinadora: Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Magno ValérioTrindade Machado (IF/UFRGS), Dr. Paulo Vinicius dos Santos Rebeque (IFRS), Dr. Alexsandro Pereira de Pereira (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
Resumo

Esta dissertação tem como pano de fundo o discurso dos movimentos Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS) difundidos no Brasil. Por meio da realização de dois grupos focais, procurou-se evidenciar quais modos de discurso que alguns estudantes (de final de curso)do Curso de Licenciatura em Física da UFRGS laçam mão quando abordam questões sociocientíficas socioculturalmente referenciadas no contexto brasileiro de desenvolvimento da Ciência e Tecnologia. O dispositivo de análise em modos de discurso foi inspirado no trabalho de James V. Wertsch (1987), o qual é uma construção que classifica uma dada posição discursiva com base em duas dimensões, quais sejam, escopo de identificação (universal – particularista) e forma de legitimação (contextualizada – descontextualizada), que geram um quadro interpretativo das posições assumidas pelos indivíduos no debate. Os objetivos foram de identificar quais as posturas prováveis de serem mais assumidas durante os debates propostos e quais vozes eram evocadas para “povoar” o discurso, com especial atenção para se seriam evocadas vozes de um único movimento CTS ou de mais de um. Os temas levados para os debates foram: “a participação do Brasil no CERN”, que abordava o processo de associação formal do país com essa instituição, e “o Projeto Gráviton”, que abordava o desenvolvimento de um projeto brasileiro que buscou se inserir na disputa mundial pela detecção da previsão teórica das ondas gravitacionais. O resultado obtido foi que o modo de discurso mais provável de ser assumido é aquele em que o sujeito assume um escopo de identificação particularista e usa uma forma de legitimação contextualizada. E que as vozes do CTS foram pouco evocadas em comparação com outras, como por exemplo, da própria experiência do estudante.

Palavras-chave: Modos de discurso. Ciência-Tecnologia-Sociedade (CTS). Abordagem sociocultural. Licenciandos em Física.

Abstract

This master thesis has its background in the Science, Technology, and Society (STS) movement discourse such as spread in Brazil. By means of the realization of two focal groups, we sought to highlight the modes of discourse that some students assume (endof- course ones), undergraduates in Physics Teaching at UFRGS, while addressing issues socioculturally referenced in the Brazilian setting of the development of Science and Technology. The analytical device in modes of discourse was inspired by in the work of James V. Wertsch (1987), that is a work that classifies a given discoursive position based on two dimensions, such as, scope of identification (universal – particularistic) and form of legitimation (contextualized - decontextualized), that generate an interpretative picture of the positions taken by individuals in a debate. The goals were to identify which positions were likely to be taken over during the debates, and voices that were evoked to “fulfill” the discourse, with special attention if it would be evoked voices of a single STS movement or more than one. The themes taken for the debates were: “Brazil’s participation in CERN”, in which we addressed the process of country’s formal association with this institution, and “the Graviton Project”, in which we addressed the development of a Brazilian project that seeks to contribute, in the world dispute, with the detection of the theoretical prediction of gravitational waves. The results obtained was that the most likely to be assumed discourse is one in which the subject assumes a particularistic scope of identification, and uses a contextualized form of legitimation. In addition, we conclude that the STS voices were less evoked in comparison with others, such as the the student’s own experience.

Keywords: Modes of discourse. Science-Technology-Society (STS). Sociocultural approach. Undergraduates in Physics Teaching.

28 Laís Gedoz
Implicações do conhecimento conectado para o ensino de Física:Uma análise do projeto Gurias nas exatas.
19/2/2019
Orientação: Dr. Alexsandro Pereira de Pereira e Dra. Daniela Borges Pavani
Banca examinadora: Dr. Paulo Roberto Menezes Lima Junior (UNB), Dra. Marinês Domingues Cordeiro (UFSC), Dr. Alan Alves Brito (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Alexsandro Pereira de Pereira (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
Segundo dados disponibilizados pelo CNPq o número de mulheres na graduação, mestrado e doutorado é maior do que o de homens. No entanto, a distribuição de mulheres em relação a área de atuação não é homogênea. No Brasil, em áreas como Engenharias e Ciências Exatas e da Terra o número de mulheres é duas vezes menor do que o de homens. Um dos fatores que pode influenciar as meninas a se afastarem dessas áreas é a maneira como são ensinados os conteúdos. Considerando-se que a maior parte das posições de destaque na ciência são ocupadas por homens, podemos supor que isso afete a estrutura da ciência escolar e favoreça o sucesso masculino. O presente trabalho tem como objetivo analisar o projeto Gurias nas Exatas para buscar entender como podemos modificar o ensino de Física de maneira que seja mais igualitário em termos de gênero. Para isso, foram analisadas as atividades desenvolvidas pelo projeto utilizando-se uma ferramenta analítica desenvolvida pelos autores do presente estudo. Para realização desta pesquisa foi utilizado como aporte teórico a Teoria do Conhecimento Conectado. Essa teoria defende a tese de que a educação foi estruturada de maneira a favorecer o sucesso masculino. Devido a isso, as formas de conhecer utilizadas pelas mulheres não são valorizadas na educação. As questões de pesquisa que guiam o presente estudo são: (i) quais foram as implicações das atividades do projeto Gurias nas Exatas nas atitudes das meninas em relação à ciência? (ii) De acordo com a Teoria do Conhecimento Conectado, o projeto Gurias nas Exatas pode contribuir para a promoção de um ensino mais igualitário em termos de gênero? (iii) Se sim, quais seriam estas contribuições para o Ensino de Física? Os resultados apontam que ocorreu uma mudança de atitudes das meninas em relação à Ciência como, por exemplo, aumento da autoconfiança para a realização de pesquisas investigativas e atividades relacionadas às áreas das Ciências Exatas. Além disso, a realização de atividades exclusivas para meninas foi essencial para o aumento da autoconfiança das alunas. A Teoria do Conhecimento Conectado se mostrou um bom suporte para identificar e entender as contribuições do projeto Gurias nas Exatas para a promoção de um Ensino de Física mais igualitário em termos de gênero. No presente trabalho também apresentamos uma ferramenta analítica, desenvolvida pelos autores deste estudo, que pode ser utilizada por professores(as) e pesquisadores(as) para

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identificaram se um certa atividade está ou não contemplando as formas de conhecimento das mulheres. Concluímos que a perspectiva feminista utilizada nesse trabalho, Feminismo da diferença, pode ser uma perspectiva adequada para abordar questões de gênero no cenário educacional atual.

Palavras-chave: Questões de gênero; Ensino de Física; Formas de conhecimento; Meninas na ciência.

27 Estevão Luciano Quevedo Antunes Júnior
Formação continuada de professores em larga escala: um estudo sobre o Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física
6/3/2018
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann e Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti
Banca examinadora: Dr. Paulo Vinicius dos Santos Rebeque (IFRS/Bento Gonçalves), Dr. Leonardo Gregory Brunnet (IF/UFRGS), Dra. Daniela Borges Pavani (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
O Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física (MNPEF) surgiu como uma iniciativa da Sociedade Brasileira de Física (SBF) e como uma forma de Mestrado Profissional em rede, em que os mais de 60 polos vinculados devem seguir o mesmo currículo e as mesmas orientações, focadas muito mais no conteúdo de Física do que na formação pedagógica e/ou epistemológica dos professores. Entendemos, à luz do pensamento bakhtiniano, que os mais de 200 trabalhos concluídos até a metade de 2017, dos alunos-professores do MNPEF compõem um conjunto de enunciados cujos aspectos verbais e não verbais, expressam diferentes vozes, e que respondem e se direcionam a outras enunciações. A metodologia utilizada consistiu de um método misto que integra o dispositivo analítico bakhtiniano baseado em Veneu, Ferraz e Rezende (2015) à análise de correspondência fundamentada em Greenacre (2017). Analisando-se 208 trabalhos apresentados no contexto do MNPEF em 19 polos espalhados pelo Brasil, encontramos que mais de 85 por cento dos trabalhos foram orientados por docentes sem formação na área de ensino de Física/Ciências. Resultados indicaram que esses orientadores estão fortemente associados à orientação de trabalhos em que não há nenhuma proposta de articulação de referencial teórico no produto final desenvolvido. Quanto aos temas dos trabalhos, 73 por cento direcionaram-se a conteúdos de Física Clássica, configurando-se em produções não alinhadas a orientações do próprio programa que preconizam a introdução de tópicos de Física Moderna e Contemporânea nos currículos escolares.

Palavras-chave: Análise bakhtiniana. Análise de correspondência. Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física.

ABSTRACT

The National Professional Master in Physics Teaching (NPMPT) emerged as an initiative of the Brazilian Society of Physics (BSP) and as a form of Professional Master's in network, in which the more than 60 poles bound must follow the same curriculum and the same guidelines, focused much more on the content of Physics than on the pedagogical and/or epistemological formation of teachers. We understand, in the light of Bakhtinian thought, that the more than 200 works completed up to the middle of 2017, of the students-teachers of the NPMPT compose a set of statements whose verbal and non-verbal aspects express different voices, and which respond and other enunciations. The methodology used consisted of a mixed method that integrates the analytical device Bakhtinian based on Veneu, Ferraz and Rezende (2015) to correspondence analysis based on Greenacre (2017). Analyzing 208 works presented in the context of the NPMPT in 19 poles scattered throughout Brazil, we found that more than 85 percent of the works were instructed by teachers without training in the area of Physics/Science teaching. Results indicated that these advisors are strongly associated with the orientation of works in which there is no proposal of articulation of theoretical reference in the final product developed. Regarding the themes of the works, 73 percent were directed to Classical Physics content, being configured in productions not aligned with the program's own guidelines that recommend the introduction of Modern and Contemporary Physics topics in school curricula.

Keywords: Bakhtinian analysis. Correspondence analysis. National Professional Master in Physics Teaching.

26 André Luiz Cosenza Diestel
Uma análise de produtos educacionais para o ensino de Física Quântica desenvolvidos no âmbito de um Mestrado Profissional em Ensino de Física
25/5/2017
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann e Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti
Banca examinadora: Dra. Andreia Guerra de Moraes (CEFET/RJ), Dra. Eliane Dias Alvarez Schäfer (CAP/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

Observa-se uma expressiva expansão de mestrados profissionais (MP) na área de Ensino desde a homologação pela Capes, em 2001. Esta dissertação de mestrado analisa trabalhos e produtos educacionais criados no âmbito dos Mestrados Profissionais em Ensino de Física, na área do Ensino de Mecânica Quântica, em uma específica universidade federal. A pesquisa apoia-se em uma análise do discurso, tratando o Trabalho de Conclusão (dissertação+produto educacional) como um enunciado no sentido Bakhtiniano. A partir desta análise, destacamos uma série de inconsistências que permeiam desde o referencial teórico, em muitos casos usado apenas de forma a cumprir exigências sem que seja articulado significativamente à proposta metodológica, até referências que aparecem apenas para contemplar determinados grupos onde o autor está inserido. Por fim destacamos a pouca relevância dos Produtos Educacionais produzidos, não atendendo às demandas escolares e, em muitos casos, trilhando um sentido oposto às pesquisas na área de Ensino de Física.

Palavas-chave: Mestrado Profissional em ensino, produto educacional, física quântica.

ABSTRACT

A significant expansion of professional master’s degree (PM) in the field of Science Education is observed, since its approval in 2001. This dissertation analyses works and educational products created in the scope of professional master’s degree in Physics Teaching, focusing the topic of Quantum Physics Teaching, developed in a federal university. The research relies on a bakhtinian analysis, treating the conclusion work (dissertation + educational product) as an utterance, according to Bakhtin’s theory. From this analysis, it is possible to emphasize a series of inconsistencies that permeate the theoretical framework, in many cases used as a way of fulfilling demands, not significantly articulated to the methodological proposal, also including references that arise only to contemplate certain groups in which the author is inserted. Finally, it is highlighted the low relevance of educational products produced, which do not meet the schools’ demands, and, in many cases, follow an opposite way if compared to researches in the area of Physics Education.

Keywords: Professional Master’s degree, educational product, quantum physics.

25 Felipe de Araújo Carvalho
Investigação sobre potencialidades de estratégias que visam transformar concepções epistemológicas e desenvolver predisposições didáticas em estudantes de Licenciatura em Física
24/4/2017
Orientação: Dra. Neusa Teresinha Massoni
Banca examinadora: Dr. João Batista Siqueira Harres (PUC/RS), Dr. Livio Amaral (IF/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

O uso de elementos da Natureza da Ciência (NdC) nas salas de aula da Educação Básica é, cada vez mais, um objetivo presente na literatura especializada e nos documentos oficiais que regem a educação em seus diferentes níveis, em diversos países. Apesar do grande volume de pesquisas e esforços no sentido de oferecer subsídios teórico- epistemológicos aos professores, a NdC ainda não alcança os bancos escolares, mesmo entre aqueles professores que demonstram possuir concepções informadas referentes ao tema. Fundamentado nos referenciais epistemológico e metodológico de Bruno Latour, este trabalho propõe-se a (1) investigar as potencialidades do uso de microepisódios de ensino como estratégia didática em uma disciplina de História da Física e Epistemologia de um curso de Licenciatura em Física de uma universidade pública, no sentido de oferecer oportunidades para os estudantes – potenciais futuros professores – conceberem estratégias para a inserção da NdC em aulas de Física e (2) acompanhar esses mesmos estudantes por um período (cerca de um ano) após a conclusão da disciplina, no intuito de investigar suas impressões sobre o uso dos microepisódios de ensino, suas compreensões acerca a importância de abordar a NdC em sala de aula e os obstáculos que identificam a essa inserção. Através da análise de gravações das apresentações durante a disciplina e de entrevistas semiestruturadas, foi possível identificar que apesar de ser necessário oferecer situações práticas para que os futuros professores explorem formas de abordar a NdC nas salas de aula, os obstáculos não se resumem à dificuldade de instrumentalizar a discussão, mas também envolve fatores muito mais profundos, como a própria compreensão individual sobre a justificação do Ensino de Física na Educação Básica, o meio profissional no qual o professor está inserido e a possibilidade de retorno financeiro proporcionado pela docência. Tudo isso forma uma rede complexa que precisa ser melhor entendida para vislumbrar possíveis avanços.

PALAVRAS-CHAVE: Microepisódios de ensino. Natureza da Ciência. Formação de professores

ABSTRACT

Using the Nature of Science (NoS) in Basic Education classrooms is an objective increasingly present in the specialized literature and in the official documents that rule education at its different levels in many countries. Despite the great volume of researches and effort to offer theoretical-epistemological subsides for teachers, the NoS still does not reach the classroom, even among teachers that appear to have informed conceptions of the subject. Grounded on the epistemological and methodological references of Bruno Latour, this dissertation intends to (1) investigate the potentialities of the use of micro teaching episodes as a didactic strategy in a History of Physics and Epistemology subject from a Physics Education program from a public university, with the intent of offering opportunities for students - potential future teachers - to conceive didactic strategies to insert the NoS in the teaching of Physics and (2) follow the same students for a period (about an year) after the conclusion of the program for the purpose of investigating their impressions in regards of the use of the micro teaching episodes, their comprehensions of the importance of addressing the NoS in classes and the obstacles that they identify in this inclusion. Through an analysis of lecture recordings from the program and of semi structured interviews, it was possible to identify that in spite of offering practical situations in order for the future teachers to explore ways of approaching the NoS in class being necessary, the obstacles are not limited to the difficulty of instrumentalizing the discussion, but also involves deeper factors, such as the individual comprehension of the justification of Physics teaching in Basic Education itself, the professional environment in which the teacher is inserted and the financial return possibilities provided by teaching. All of these forms a complex network that needs to be better understood so that possible advances can be glimpsed.

KEY WORDS: Micro teaching episodes. Nature of Science. Teacher training.

24 Djonathan André Boaro
Uma investigação sobre o uso de aspectos epistemológicos nas estratégias didáticas de futuros professores de Física no Estágio Supervisionado.
10/4/2017
Orientação: Dra. Neusa Teresinha Massoni
Banca examinadora: Dra. Isabel Krey Garcia (UFSM), Dra. Daniela Pavani (UFRGS), Dr. Alexsandro Pereira de Pereira (UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
A pesquisa na área de Ensino de Ciências tem indicado que o ensino de Física na Educação Básica deve ser acompanhado de discussões acerca da natureza da ciência (NdC). Pesquisas apontam, no entanto, que essa inserção não tem ocorrido de maneira satisfatória, mesmo quando os docentes detêm visões epistemológicas alinhadas às visões contemporâneas. Neste contexto, a presente investigação objetivou compreender, através de estudos de caso etnográficos, as práticas didáticas de futuros professores de Física na disciplina de Estágio Supervisionado, ao final do curso de Licenciatura. Investigamos como um grupo de licenciandos se apropriou de conhecimentos de História e Epistemologia da Ciência e em que medida integrou e fez efetivo uso (ou não) desses conhecimentos em suas aulas de regência na escola, bem como os desafios e dificuldades enfrentadas. Para tal, realizamos imersão em sala de aula na disciplina de Estágio durante os semestres de 2015/2 e 2016/1, fizemos entrevistas em profundidade e utilizamos a Teoria Fundamentada em Dados (de Strauss e Corbin) para a análise qualitativa dos dados coletados. As ideias de Ludwik Fleck serviram-nos de referencial teórico-epistemológico, auxiliando-nos a compreender as interações desse coletivo de pensamento com outros coletivos (dentro e fora da universidade). Os resultados mostraram que os estagiários, na sua grande maioria, não conseguiram utilizar de maneira satisfatória os conhecimentos epistemológicos e históricos no decorrer da disciplina de Estágio Supervisionado. Em geral, eles apontaram ter dificuldade de empregar/operacionalizar na prática didática esses conhecimentos, e demonstraram pouco aprofundamento principalmente de aspectos epistemológicos. Contudo, suas falas indicam que eles percebem a possibilidade e importância de inserir elementos históricos e filosóficos da ciência nas aulas. Os estudantes reconhecem o uso desses elementos como uma alternativa aos “moldes tradicionais” de aulas de Física. Eles também avaliam positivamente o uso dos microepisódios de ensino, inseridos nas disciplinas de Estágio Supervisionado e História da Física e Epistemologia. Concluímos que precisa ser dada uma atenção especial aos conhecimentos epistemológicos durante a formação inicial, maior do que os de História da Ciência, e que algumas estratégias diversificadas podem contribuir para que os futuros professores se sintam mais confortáveis e seguros para promover essas discussões.

Palavras-chaves: História e Filosofia da Ciência; Estágio Supervisionado; Microepisódios de Ensino; Ludwik Fleck; Estilo de Pensamento.

Research in Science Education point out the importance to include discussions about nature of science (NOS) in physics classes on elementary and secondary education. However, researches point out this insertion has not occurred satisfactorily, even when teachers hold contemporary epistemological views. In this context, the present research aimed to understand, through ethnographical case studies, the didactic practices of pre- service Physics teachers in a Supervised Internship discipline, in the end of a physics’ teacher training course. We investigate how a group of undergraduate students appropriate knowledge from History and Epistemology of Science, and we also investigate the extent it was integrate and used (or not) in their classes at school, and challenges and difficulties they faced were considered as well. To do this we immerse in supervised internship during 2015/2 and 2016/1 semesters, we conducted in-depth interviews, and use Grounded Theory (of Strauss and Corbin) to qualitative analysis of the data collected. Ludwik Fleck's ideas served as a theoretical-epistemological reference, helping us to understand interactions of this thought collective with other collectives (inside and outside the university). The results show that mostly of the trainees were unable to use epistemological and historical knowledge in satisfactory way during the Supervised Internship. In general, they pointed out to have difficulties to implement this knowledge in didactic practices, they also showed little deepening of epistemological aspects. However, their statements indicate that they realize the possibility and importance to include historical and philosophical elements of science in the classes. Students recognize the use of these elements as an alternative to the "traditional molds" of physics classes. They evaluate positively the usage of teaching microepisodes, inserted in both disciplines of Supervised Internship and History Of Physics and Epistemology. We conclude that special attention needs to be paid to epistemological knowledge during teachers’ training courses, even bigger than History of Science. To use diversified strategies may contribute to making pre-service teachers feel more comfortable and secure promoting these discussions.

Keywords: History and Philosophy of Science; Supervised Internship; Teaching Microepisodes; Ludwik Fleck; Thought Styles.

23 Felipe Ferreira Selau
Atividades Experimentais e crenças de Autoeficácia: Um estudo de caso com o Método Episódios de Modelagem
13/3/2017
Orientação: Dra. Ives Solano Araujo e Dra. Eliane Angela Veit
Banca examinadora: Dra. Sonia López Rios (Universidade de Antioquia(Colômbia)), Dra. Sandra Denise Prado (IF/UFRGS), Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

Parte da comunidade de pesquisa em ensino de Física tem devotado atenção ao estudo de métodos ativos de ensino que primam pela centralização do processo de ensino-aprendizagem no aluno. Além da aprendizagem conceitual, tais métodos buscam favorecer o desenvolvimento de habilidades associadas ao trabalho colaborativo e à argumentação, e diminuir a evasão estudantil. Em disciplinas de Física experimental alguns desses métodos envolvem a aprendizagem por modelagem científica. Contudo, o sucesso de tais iniciativas depende, entre outros fatores, do quanto os alunos se julgam capazes de realizar as atividades propostas pelo professor, ou seja, do nível de autoeficácia dos alunos em realizar determinadas ações. Pesquisas do grupo de Ensino de Física da Universidade Internacional da Flórida apontam para uma baixa mudança ou redução em níveis de autoeficácia em função do uso de métodos ativos. Com base nesses resultados propomos um estudo de caso exploratório, único e incorporado com múltiplas unidades de análise. O objetivo geral dessa dissertação é o de estudar as influências do método EM (similar ao método MI) sobre as atitudes e crenças de autoeficácia dos estudantes em aprender Física, realizar atividades experimentais e trabalhar colaborativamente. Para isso procuramos responder às seguintes questões: Quais os impactos da aplicação de Episódios de Modelagem nas crenças de autoeficácia e atitudes dos estudantes em relação a: (i) aprender física?; (ii) realizar atividades experimentais?; e (iii) trabalhar colaborativamente? Para responder a tais questões de pesquisa, adotamos as orientações metodológicas para estudo de caso de Yin e utilizamos a Teoria Social Cognitiva, em específico, o conceito de autoeficácia, de Bandura. Para a investigação, realizamos um estudo exploratório com múltiplas unidades de análise (8 estudantes) na disciplina de Física Experimental II – A. Os resultados mostraram que as atitudes dos alunos frente ao aprendizado de Física com o método de ensino foram positivas tendo sido destacadas, principalmente, o planejamento e execução de seus próprios experimentos e as discussões fomentadas pelas apresentações dos resultados e correções das tarefas de leitura. Como fatores negativos foram mencionados: o fato da disciplina ser muito trabalhosa e de não ter tempo suficiente em aula para a realização dos planejamentos e análise de dados. Já as atitudes frente às atividades experimentais e trabalho colaborativo foram reforçadas para os sete alunos aprovados na disciplina. Sobre as crenças de autoeficácia em aprender física e em trabalhar colaborativamente, constatamos que as crenças dos alunos foram influenciadas positivamente pelas atividades desenvolvidas com o método de ensino, através de três das principais fontes destacadas por Bandura: experiências de domínio e vicárias e persuasão social. Também constatamos um reajuste nos níveis de autoeficácia devido às experiências vivenciadas com o método EM em comparação ao método utilizado na disciplina anterior (que utiliza roteiros dirigidos nos experimentos). Novas pesquisas são necessárias para dar continuidade a este estudo exploratório, investigando mais profundamente o processo de reajustamento dos níveis de autoeficácia.

ABSTRACT

Part of the Physics Education Research (PER) community has devoted its attention to the study of Active Learning methods focusing on the centralization of the teaching-learning process at the students. Beyond the conceptual learning, these methods seek to foster the development of abilities associated to the collaborative work and argumentation, and also to decrease student’s dropout. In experimental physics disciplines, some of those methods involve the scientific modeling learning. However, the success of such initiatives depends on how much the students judge themselves capable of carrying out the activities proposed by the teacher, that is, it depends on the student’s self-efficacy levels in perform certain actions. Studies of the PER from the Florida International University show a small change or even a reduction on self-efficacy levels in function of the use of active methods. Based on those results we propose an exploratory case-study incorporated with multiple analysis unities. The general purpose of this dissertation is to study the influence of the EM method (similar to the MI method) on the students’ attitudes and self-efficacy beliefs about learning physics; conduct experimental activities; and work collaboratively. We tried to answer the following questions: What are the impacts of the EM application on the students’ self-efficacy beliefs and attitudes regarding: (i) learning physics?, (ii) carrying out experimental activities?, and (iii) working collaboratively? To answer these research questions we adopted the methodological orientations for Yin’s case-study and we used the Cognitive Social Theory, specifically, Bandura’s self-efficacy concept. For the investigation, we carried out an exploratory study with multiple analysis unities (8 students) at Experimental Physics II – A class. The results showed the students’ attitudes regarding the learning of physics as a teaching method were positive, specially: the planning and execution of their own experiments; the discussions fomented by the presentation of the results; and the evaluation of the reading assignments by the teacher. As negative factors it was mentioned: the fact that the class was quite laborious and short time to carry out the planning and data analysis in class. Regarding the self-efficacy beliefs about learning physics and work collaboratively, the students’ beliefs were influenced positively by the activities developed with the teaching method, through three of the main sources highlighted by Bandura: mastery, vicarious experiences and social persuasion. We also identified a readjustment on the self-efficacy levels due to the experience with the EM method when compared to the method used in the previous experimental physics class (which used guided experimental scripts). New studies are necessary to give continuity to this exploratory study, investigating more deeply the readjustment process of the self-efficacy levels.

22 Matheus Monteiro Nascimento
Análise de produtos educacionais desenvolvidos no âmbito de um Mestrado Profissional em Ensino de Física
10/3/2016
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann e Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti
Banca examinadora: Dr. Alexsandro Pereira de Pereira (PPG Ensino de Física/UFRGS), Dr. Dimiter Hadjimichef (Instituto de Física/UFRGS), Dra. Alcina Maria Testa Braz da Silva (CEFET/RJ), Dra. Fernanda Ostermann (PPG Ensino de Física/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

Este trabalho é a narrativa de uma experiência didática de aplicação de um módulo que integrou o tópico de Supercondutividade no Ensino Médio regular de uma escola pública situada na cidade de Veranópolis, RS, sob o referencial teórico da Teoria dos Campos Conceituais de Gérard Vergnaud. Descreve-se em detalhe as situações-problema e os recursos selecionados e utilizados, bem como a sequência como o tema foi abordado no ensino regular, com turmas de terceiro ano. A forma como o módulo foi pensado e o nível de profundidade que foi possível alcançar aparecem ao longo do texto, que também oferece uma revisão da literatura em que a relevância da inclusão da Física Moderna e Contemporânea no currículo do Ensino Médio é discutida. O resultado indica que é possível trabalhar assuntos de Física Moderna e Contemporânea no ensino regular, que os alunos apreciam e mostram disposição para aprender assuntos atuais e que o esforço para introduzir pequenas atualizações curriculares é válido e precisa ser incentivado como uma das possíveis alternativas para se alcançar a melhoria de qualidade na Educação Básica. Ao final, um produto educacional em formato de texto de apoio, orientação e motivação aos professores de Física é apresentado. Palavras chave: ensino médio, atualização curricular, supercondutividade.

ABSTRACT

This work is a narrative of an application teaching experience that composed the topic of Superconductivity in a Public High School located in Veranópolis city, RS, with the theoretical reference of the Conceptual Fields Theory from Gérard Vergnaud. The problem situations and the selected used resources are detailed described, as well the sequence like it was seen with high school third year students. The way the module was thought and the possible intensity level are throughout the text, which also offers a literature review where there are discussions about the relevance of the Modern and contemporary Physics inclusion in High School curriculum. The result indicates that it is possible to develop Modern and contemporary Physics issues in High School, because the students enjoy and cheer learning current topics, and that the effort to insert small curriculum changes is valid and needs to be encouraged as one possible solution to achieve the Basic Education quality improvement. At the end, it is presented an educational product as a supporting text, orientation and motivation to Physics’ teachers.

Keywords: Professional Master’s degree, educational product, discourse
analysis, theoretical referential.

21 Renato Felix Rodrigues
Sobre a estrutura organizacional das explicações científicas no Ensino de Física
7/3/2016
Orientação: Dr. Alexsandro Pereira de Pereira e Dr. Paulo Roberto Menezes Lima Junior
Banca examinadora: Dra. Fernanda Ostermann (PPG Ensino de Física/UFRGS), Dra. Flávia Maria Teixeira dos Santos (Faculdade de Educação/UFRGS), Dr. José Francisco Custódio Filho (UFSC- Universidade Federal de Santa Catarina), Dr. Alexsandro Pereira de Pereira (PPG Ensino de Física/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
Resumo

Explicações científicas são um dos elementos mais importantes do ensino de ciências. Elas estão relacionadas com a noção de natureza de ciência que reproduzimos, à compreensão adequada de conceitos e ao compartilhamento de hipóteses e princípios científicos. Embora não haja uma definição única de explicação científica que seja aceita de forma consensual por parte dos pesquisadores desse tema, nas últimas décadas ele tem sido abordado em um número crescente de trabalhos publicados em periódicos internacionais especializados em pesquisas sobre Ensino de Ciências. Apesar disso, consideramos que este tema tem recebido pouca atenção da comunidade de pesquisa em ensino de Ciências no Brasil, em particular no que diz respeito a atividades relacionadas à construção de explicações científicas durante a formação de professores. Neste trabalho investigamos elementos que fazem parte de explicações produzidas por futuros professores e a forma como estes elementos são relacionados entre si na organização da explicação. Para isso, propomos uma forma de estrutura organizacional de explicações científicas e a utilizamos para analisar seminários apresentados por alunos de um curso de licenciatura em Física durante uma das disciplinas deste curso, referente a tópicos relacionados ao conteúdo de mecânica. Nossa estrutura organizacional foi elaborada a partir de trabalhos realizados por James Wertsch (2008) sobre narrativas, a partir dos quais adaptamos para o estudo de explicações científicas duas estruturas que Wertsch propôs com respeito a narrativas: explicações específicas e moldes esquemáticos explicativos. Relacionamos as explicações específicas aos momentos explicativos propostos por Ogborn, Kress, Martins e Mcgillicuddy (1996) e os moldes esquemáticos explicativos a tipos de explicações propostos por filósofos das explicações – em particular o modelo Mecânico-Causal, as explicações de Unificação e explicações Funcionais. Em nossa análise empírica buscamos identificar objetivos pedagógicos que os diferentes tipos de explicações científicas identificadas se destinaram a atender e observamos uma (inesperada) baixa ocorrência de explicações científicas nos seminários que acompanhamos, acompanhada de uma forte ênfase no treinamento da habilidade de resolução de problemas matemáticos. Utilizamos estes resultados para problematizar questões relacionadas à formação de professores para a educação básica à luz do uso que é feito de explicações científicas.

Palavras-Chave: Ensino de Física; Explicações Científicas; Filosofia das Explicações; Formação de professores; Mecânica newtoniana.

ABSTRACT

Scientific explanations are among the most important elements in science teaching. They relate to the notion of nature of science we reproduce, to the better understanding of concepts and to share scientific principles and hypotheses. Although there is no single scientific explanation's definition consensually accept by researchers in this theme, in the last decades it has been addressed in an increasing number of papers published in international journals on science teaching. However, we believe that this issue has received little attention from the research community in science teaching in Brazil, specially about activities related to constructing scientific explanations during teacher training. In this work we investigate elements related to scientific explanations elaborated by future teachers, and the way those elements are related to each others in explanation organization. For this, we propose an organizational structure of scientific explanation and we use it to analyze seminars presented by students of a Brazilian physics' teacher graduation during one of its disciplines, about topics related to mechanics. Our organizational structure was drawn from works done by James Wertsch (2008) on narratives, from which we adapted two structures that Wertsch proposed with respect to narratives for the study of scientific explanation: specific explanations and explanatory schematic templates. We associated specific explanations with explicative moments proposed by Ogborn, Kress, Martins e Mcgillicuddy (1996) and the schematic explanatory templates to explanation types proposed by explanation philosophers – especially the Causal Mechanical model, the Unification approach and the functional explanations. In our empirical analyze we seek to identify teaching goals that the different types of scientific explanations identified intended to meet and We noticed a (unexpected) low occurrence of scientific explanation in the seminars we follow, beside a strong emphasis on education to provide training in mathematical problem solving abilities. We used those results to discuss issues related to training teachers to basic education in light of the way scientific explanations are used.

Keywords: Physics teaching; Scientific Explanation; Philosophy of explanation; Teachers Training; Newtonian mechanics.

20 Tobias Espinosa de Oliveira
Aprendizagem de Física, trabalho colaborativo e crenças de autoeficácia: Um estudo de caso com o método TEAM-BASED LEARNING em uma disciplina introdutória de eletromagnetismo
4/3/2016
Orientação: Dr. Ives Solano Araujo e Dr. Eliane Angela Veit
Banca examinadora: Dr. Elio Carlos Ricardo (USP/SP), Dr. Alan Alves Brito (IF/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

O ensino de Física Geral nas universidades brasileiras é frequentemente relacionado a dois problemas correlacionados: dificuldade de aprendizagem e desmotivação. Ambos são agravados pela adoção estrita do método de ensino tradicional, com aulas essencialmente expositivas e praticamente sem o incentivo para a interação e colaboração entre os alunos para a aprendizagem dos conteúdos. O objetivo geral desta pesquisa é investigar a melhora na aprendizagem de Física e o desenvolvimento de crenças de autoeficácia em aprender física e em trabalhar colaborativamente por meio de uma adaptação do método de ensino ativo Team-Based Learning (TBL). Essas crenças estão diretamente ligadas à motivação, pois tratam-se de julgamentos que o sujeito tem sobre as próprias capacidades de organizar e executar cursos de ações específicos, os quais afetam seu desempenho, quantidade de esforço e persistência para alcançar seus objetivos. O TBL tem como foco melhorar a aprendizagem e desenvolver habilidades de trabalho colaborativo, por meio de uma estrutura que envolve: o gerenciamento de equipes de aprendizagem, tarefas de preparação e aplicação de conceitos, feedback constante e avaliação entre os colegas. Procuramos responder às seguintes questões: (i) Em relação ao desempenho dos alunos em testes padronizados sobre conceitos básicos de eletromagnetismo, quais os principais resultados alcançados com a implementação do TBL em uma disciplina de Física Geral (Eletromagnetismo) em um curso de Física numa universidade pública brasileira (UFRGS)? (ii) Quais as atitudes dos alunos em relação à mudança de método de ensino tradicional para o TBL? (iii) Como o TBL influencia os estudantes em relação às suas crenças de autoeficácia em aprender física e em trabalhar colaborativamente? Para responder a tais questões, adotamos as orientações metodológicas para estudo de caso de Yin e, a fim de responder a terceira questão de pesquisa, utilizamos a Teoria Social Cognitiva, em específico, o conceito de autoeficácia, de Bandura. Para a investigação, realizamos um estudo exploratório que teve duas unidades de análise, uma ampla (a turma, com 27 alunos concluintes) e outra específica, João, um sujeito cujo senso de autoeficácia inicial era baixo e que possuía um histórico de reprovações no curso de licenciatura em Física. Os resultados mostraram que os ganhos normalizados médios da turma nos três testes padronizados que foram aplicados foram semelhantes àqueles atingidos por outros métodos ativos de ensino e superiores a resultados obtidos nos mesmos testes em turmas com o método de ensino tradicional. João obteve resultados similares à média da turma em dois dos três testes. As atitudes dos alunos frente ao método de ensino foram positivas tendo sido destacadas principalmente, as tarefas de estudo prévio e as discussões em equipe. Como fatores negativos foram mencionados: o fato da disciplina ser muito trabalhosa e de não ter tempo suficiente em aula para a realização das atividades previstas. Sobre as crenças de autoeficácia em aprender física e em trabalhar colaborativamente, constatamos que as crenças dos alunos foram influenciadas positivamente pelas atividades desenvolvidas com o método de ensino, por meio das principais fontes destacadas por Bandura: experiências positivas e vicárias, persuasão social e redução de estresse. Concluímos que o TBL tem potencial para auxiliar na aprendizagem conceitual de Física e em desenvolver crenças de autoeficácia em aprender física e em trabalhar colaborativamente. Novas pesquisas são necessárias para dar continuidade a este estudo exploratório, investigando mais profundamente a aprendizagem, por meio de um referencial teórico específico, e relacioná-la com a mudança nas percepções de eficácia pessoal proporcionadas pelo TBL.

Palavras-chave: Aprendizagem de Física; Crenças de autoeficácia; Team-Based Learning; Trabalho colaborativo.

ABSTRACT

The introductory physics education in the Brazilian universities is frequently related to two correlated problems: students’ difficulties of learning and lack of motivation. In both cases, the strict adoption of traditional teaching method (lecturing), with a timid or non-existent incentive for interaction and collaboration among students, plays a major role. The main goal of this research is to investigate the improvement in the physics learning, the development of self-efficacy beliefs in learn physics and in work collaboratively through an adaptation of the active teaching method Team-Based Learning (TBL). These beliefs are directly linked to motivation, because they are based on judgments made by the individuals about their own capabilities to organize and execute specific courses, which affect their performance, amount of effort and persistence to achieve their goals. The TBL focuses on improving learning and develop collaborative work skills, through a structure which involves: management of learning teams, reading assignments and tests of concepts application, constant feedback and evaluation by peers. We tried to answer the following questions: (i) In relation to student performance on standardized tests about basic concepts of electromagnetism, what are the main results achieved with the implementation of the TBL in an introductory physics class (electromagnetism) in one physics course in a Brazilian public university (UFRGS)? (ii) What are the attitudes of the students regarding the change of the traditional teaching method for TBL? (iii) How TBL affects the students regarding their self-efficacy beliefs in learning physics and in work collaboratively? Therefore, to answer the questions, we have adopted the methodological guidelines for case study of Yin and in order to answer the third research question, we use the Social Cognitive Theory, in particular, the concept of self-efficacy, of Bandura. For the investigation, we conducted an exploratory study which had two units of analysis, a wide (the class, with 27 college students) and other specific, João, an individual whose sense of initial self-efficacy was short and had a history of failures in the course degree in physics. The results showed that the mean normalized gains of the three class standardized tests that were applied were similar to those achieved by other active teaching methods and superior to results obtained in the same tests in classes with the traditional teaching method. João achieved the class average in two of the three tests. The attitudes of the students about the method were positive having been highlighted mainly the reading assignments and team discussions. As negative factors were mentioned: the amount of work and not having enough time in class to carry out all the planned activities. About the self-efficacy beliefs in learn physics and in work collaboratively, we found that the beliefs of the students were positively influenced by the activities developed with the teaching method, through the main sources highlighted by Bandura: positive experiences, vicarious experiences, social persuasion and stress reduction. We conclude that TBL has the potential to assist in the conceptual learning of physics and developing self-efficacy beliefs in learn physics and in work collaboratively. Further research is necessary to continue this exploratory study, by investigating deeper into learning through a specific a theoretical reference and relate it to the change in perceptions of personal efficacy provided by the TBL.

Keywords: Physics education; Self-efficacy beliefs; Team-Based Learning; Collaborative work.

19 Josiane de Souza
Apropriação discursiva de modelos de formação docente em trabalhos de conclusão de um Mestrado Profissional em Ensino de Física
27/2/2015
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann e Dra. Flávia Rezende Valle dos Santos
Banca examinadora: Dra. Andreia Guerra de Moraes (CEFET/RJ), Dr. Alexsandro Pereira de Pereira (IF/UFRGS), Dr. Leonardo Gregory Brunnet (IF/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (IF/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

Tem-se percebido uma expressiva expansão de mestrados profissionais (MP) na área de Ensino desde a homologação pela Capes, em 2001, de um documento que afirma a necessidade de desenvolvimento da pós-graduação profissional e o ajustamento do sistema de avaliação às características desse segmento. Considerando que a academia tem designado pouca atenção a essa modalidade de formação continuada, achamos instigante e necessário um trabalho que se voltasse a questões do MP no âmbito dessa área. Por ser pioneiro na extinta área de Ensino de Ciências e Matemática, o MP em Ensino de Física (MPEF) do Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul foi escolhido como objeto de estudo. Esse trabalho teve como objetivo investigar a apropriação discursiva do modelo de formação docente com a qual o MPEF da UFRGS se compromete em três trabalhos de conclusão desenvolvidos por alunos do curso. Através de análise bakhtiniana da proposta inicial do curso e de seu currículo, considerados como contexto-extraverbal, pudemos depreender que o modelo de formação propagado por esse programa de pós-graduação é o do especialista técnico. Em seguida, também através de análise bakhtiniana, pudemos depreender a forma como os professores-alunos se apropriam do discurso propagado pelo programa em seus trabalhos de conclusão, considerados como enunciados. Os resultados de nossa pesquisa apontam que os trabalhos de conclusão analisados apresentam responsividade voltada para os teste de avaliação nacionais e internacionais, para o referencial teórico do trabalho ou para as políticas educacionais, mas não para a realidade das escolas ou questões próprias da sala de aula. Assim como a direcionalidade, que foi voltada à academia, os trabalhos de conclusão geralmente se dirigem à figura do professor orientador e aos docentes do programa, possíveis membros da banca avaliativa. Os contextos extraverbais individuais se mostraram importantes nas escolhas dos professores-alunos sobre conteúdo, referencial teórico e nível de ensino para qual os produtos educacionais foram elaborados. Mas, ainda que esses contextos fossem bem diferentes entre si, todos os trabalhos de conclusão exibem indícios da racionalidade técnica, característica fundamental do modelo do professor especialista técnico. Por ser esse modelo o propagado pelo MPEF, pudemos entender que há fortes indícios de apropriação deste discurso pelos professores-alunos nos trabalhos de conclusão analisados.

Palavras-chave: Mestrado Profissional, análise bakhtiniana, formação de professores.

ABSTRACT

A significant expansion of professional master’s degree (PM) has been noticed in the Teaching area since the Capes ratification, in 2001, of a document which asserts the necessity of developing the professional post-graduation and of adjusting the evaluation system to this segment’s features. Taking into consideration that the academy has designated little attention to this continuing educational modality, we thought incendiary and necessary a study aiming PM questions within this area. The PM in Physics Teaching (PMPT) from the Physics Institute of Universidade Federal do Rio Grande do Sul, for being the pioneer in relation to the extinct Science and Mathematics Teaching area, was chosen as the object of study. This task had the objective of investigating the discursive appropriation of the teacher training model, which the PMPT at UFRGS engages with three final papers developed by the course students. Through the Bakhtin analysis of the course initial proposal and its curriculum, considered extra verbal-context, we were able to infer that the training model propagated by this post-graduation program is the technical specialist. Then, also through the Bakhtin analysis, we were able to infer the way professors-students appropriate of propagated speech along the program in their course final papers, considered enounced. The results of our research point that the final papers analyzed have responsiveness facing the national and international evaluation exam, the study theoretical reference or the educational policies, but not the reality of the schools or particular classroom questions. As well as the directionality, which was focused in the academy, the course final papers usually head for the teacher advisor and the program teachers, possible members of the evaluative banking. The individual extra verbal contexts showed to be important in order to professors-students choose the subject, theoretical referential and learning level for whom the educational products were developed to. However, though these contexts were very distinct among themselves, all the course final papers have evidence of technical rationality, fundamental feature of the technical specialist professor model. For being this model the one spread by PMPT, we could understand that there are strong evidences of this discourse appropriation by professors-students in the analyzed course final papers.

Key-words: professional master's degree, Bakhtin analysis, teacher education

18 Lucas Telichevesky
Uma perspectiva sociocultural para a introdução de conceitos de física quântica no ensino médio: análise das interações discursivas em uma unidade didática centrada no uso do interferômetro virtual de Mach-Zehnder
25/2/2015
Orientação: Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti e Dra. Fernanda Ostermann
Banca examinadora: Dr. Osvaldo Frota Pessoa Junior (USP/SP), Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira (IF/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti (IF/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

Neste trabalho é produzido, implementado e avaliado um curso sobre física quântica destinado a alunos do Ensino Médio. A unidade didática foi inspirada nas propostas de Ostermann et al. (2009) e Pessoa Jr. (1997, 2003). Ela introduz a física quântica considerando a óptica ondulatória como um contexto para introduzir algumas analogias conceituais básicas para conceitos fundamentais da física quântica. O conceito central desta abordagem é a dualidade onda-partícula e o Interferômetro Virtual de Mach-Zehnder (IVMZ) é utilizado como sua ferramenta didática principal ou, em termos vygotskyanos, ferramenta de mediação. A proposta foi aplicada no formato de uma oficina extracurricular em uma escola privada de Porto Alegre no Brasil. Um dos professores de física da escola se engajou e colaborou com este projeto. As aulas ocorreram entre os meses de Outubro e Novembro de 2013, em encontros semanais de uma hora. A perspectiva sociocultural de Vygotsky é utilizada para embasar as aulas do curso. A translinguística de Bakhtin e os conceitos vygotskyanos foram utilizados para a análise das falas dos estudantes durante as atividades do curso. Nesta perspectiva analítica buscamos compreender como os estudantes elaboram estratégias discursivas para entender o conceito de dualidade onda-partícula, analisando a importância das interações com parceiros mais capazes (como professores), textos, simulações e outras ferramentas didáticas. Os resultados indicam que os estudantes desenvolvam algum domínio das ferramentas mediacionais necessárias para compreender a dualidade ondapartícula em um nível satisfatório. O Interferômetro Virtual de Mach-Zehnder, os roteiros exploratórios e os professores mostraram-se importantes para aumentar as experiências de aprendizagem dos estudantes.

Palavras-chave: física quântica; dualidade onda-partícula; ensino médio; interferômetro de Mach-Zehnder; perspectiva sociocultural.

ABSTRACT

In this dissertation, it is developed, implemented and evaluated a quantum physics course directed to high school students. The course was conceived inspired in proposals of Ostermann et al. (2009) and Pessoa Jr. (1997, 2003). It introduces quantum physics considering wave optics as a context to introduce some basic conceptual analogies to quantum fundamental concepts. The core concept of this approach is the wave-particle duality and the Virtual Mach-Zehnder Interferometer (VMZI) is used as its main didactical tool or, in vygotskain terms, a mediational tool. The course was applied as an extracurricular workshop in a private school from Porto Alegre, Brazil. One of the school´s physics teacher collaborated and engaged in this project. The classes took place between October and November 2013, in a set of one-hour weekly meetings. Vygotsky´s sociocultural perspective is adopted to ground the practices of the course. Both Bakhtin´s translinguistics and Vygotsky’s concepts were used to perform the analysis of students’ utterances along didactical activities at the classes. In this analytical framework, we try to understand how students elaborate discursive strategies to understand the concept of wave-particle duality, analyzing the importance of interaction with more experienced peers (like teachers), texts, simulation and other teaching tools. The results indicate that the students developed some mastery of mediational means needed to understand the wave-particle duality at a satisfactory level. The Virtual Mach-Zehnder Interferometer, the exploratory guides and the teachers were important to enhance the students’ learning experiences.

Key-words: quantum physics; wave-particle duality; high school; Mach-Zehnder interferometer; socio-cultural perspective.

17 Alex Soares Vieira
Uma alternativa didática às aulas tradicionais: o engajamento interativo obtido por meio do uso do método Peer Instruction (Instrução pelos Colegas)
2/12/2014
Orientação: Dr. Ives Solano Araujo e Dr. Eliane Angela Veit
Banca examinadora: Dr. Pedro Fernando Teixeira Dorneles (UNIPAMPA), Dr. Fernando Lang da Silveira (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Luiz Fernando Ziebell (IF/UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

É consensual no campo da Educação que métodos tradicionais de ensino apresentam baixa eficiência no que se refere à aprendizagem dos alunos. Tais métodos são predominantemente baseados em aulas expositivas monológicas, com conteúdos expressos tais e quais nos livros didáticos, sendo a interação entre professor e alunos, e destes entre si, pouco explorada no processo de ensino-aprendizagem. Por outro lado, teorias construtivistas pregam que o ser humano organiza e constrói seu conhecimento a partir de interações tanto com outros seres humanos, quanto com o meio em que está inserido. Métodos de ensino que se utilizam de estratégias de engajamento cognitivo, como o Peer Instruction (Instrução pelos Colegas - IpC), têm como foco promover e qualificar tais interações em contexto de sala de aula, visando ir além da mera transmissão de informações, lugar comum nas aulas tradicionais. O presente trabalho tem como objetivo geral a investigação do IpC como estratégia didática, no contexto de uma universidade pública brasileira. Mais especificamente, foram investigados os ganhos de aprendizagem por parte de alunos, suas opiniões em relação ao método de ensino e a eficácia das discussões entre eles, em comparação com explanações por parte do professor no entendimento dos conteúdos. Foram realizados três estudos de caso exploratórios em duas turmas de graduandos do curso de Física, com 15 e 16 alunos respectivamente, e com duas turmas de graduandos da Engenharia com 17 alunos cada. Nesses estudos, a coleta de dados empíricos foi feita por meio de: testes padronizados (BEMA - Brief Electricity & Magnetism Assessment, Teste sobre Corrente Elétrica em Circuitos Simples e Avaliação sobre conhecimentos relacionados à Lei de Faraday-Lenz); entrevistas semiestruturadas referentes à metodologia utilizada e questões conceituais aplicadas durante as aulas. Também buscou-se estabelecer bases teóricas para as estratégias didáticas propostas pelo IpC, ao propor relações entre o método e o modelo de Ensino-Aprendizagem de Gowin. Os resultados obtidos mostraram que o desempenho dos alunos foi comparável com aqueles presentes na literatura. Quanto às atitudes, observou-se que, em sua maior parte, foram positivas quanto ao uso do IpC como estratégia didática. Por fim, obteve-se como resultado que as discussões entre alunos são mais significativas para o aprendizado dos estudantes, do que explicações detalhadas de aspectos do conteúdo por parte do professor. Tais resultados apontam o IpC como uma metodologia de ensino muito próspera, tanto em termos de desempenho dos alunos, quanto como estratégia potencialmente motivadora para a promoção da aprendizagem significativa.

ABSTRACT

It is well known that traditional teaching methods are inefficient. Such methods are characterized by lectures, with little or none dialogue with the students, focused on transmission of information. However, constructivist theories advocate that human beings organize and build their knowledge interacting with each other. Teaching methods that use cognitive engagement strategies, such as Peer Instruction (PI), are focused on to promote and qualify such interactions in classroom going beyond the lecture model. This work had as main goal the investigation of the PI as a teaching strategy in the context of a Brazilian public university. More specifically, it were investigated: the learning gains by students, their attitudes regarding the teaching method and the effectiveness of the peer discussions, compared to explanations by the teacher, to foster conceptual understanding. Three exploratory case studies were carried on with four groups: two of undergraduate physics majors and two of undergraduate engineering students. In these studies, data were collected through: a) tests (BEMA - Brief Electricity & Magnetism Assessment; a test about electric current in simple circuit; and a test about applications of Faraday-Lenz Law);b)semi-structured interviews; and c) answers to Conceptests. The theoretical framework was based on Gowin’s model of teaching and learning. The results showed students’ performance was similar to those found in the international literature for interactive engagement methods. Regarding attitudes, most students were very positive about the use of PI. Finally, our preliminary results point out that peer discussions are more significant for student’s learning than just detailed explanations of the content by the teacher.

16 Diomar Caríssimo Selli Deconto
A perspectiva Ciência, Tecnologia e Sociedade na disciplina de Metodologia do Ensino de Física: um estudo na formação de Professores á luz do referencial sociocultural
24/11/2014
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann e Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti
Banca examinadora: Dra. Simoni Tormohlen Gehlen (UESC), Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Paulo Roberto Menezes Lima Junior (IF/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

Este trabalho envolve a temática Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS) na formação de professores de Física. O objetivo da pesquisa foi estudar a compreensão sobre inter-relações CTS e aspectos didático-pedagógicos do enfoque que um grupo de licenciandos cursantes da disciplina de “Metodologia do Ensino de Física” apresentava. Além disso, como condição para o desenvolvimento da pesquisa, o trabalho envolveu também a estruturação da disciplina em questão, que foi incorporada ao currículo da Licenciatura em Física da UFRGS, recentemente, bem como a implementação da mesma. A estruturação da disciplina contemplou a inserção da perspectiva CTS, cujo estudo não tinha espaço em outras disciplinas do curso. O referencial teórico-metodológico que fundamentou a investigação desenvolvida neste contexto foi a perspectiva sociocultural, a partir da teoria da mediação de Vygotsky e da sociolinguística de Bakhtin. A análise dos dados da pesquisa, que envolveu o discurso dos 11 licenciandos cursantes da disciplina, foi desenvolvida com base nos pressupostos da teoria de Bakhtin. Os resultados da pesquisa mostraram que a intervenção possibilitou alguns avanços nas compreensões iniciais dos licenciandos sobre CTS e suas inter-relações, considerando fatores do contexto social, institucional e cultural que influenciam diretamente na compreensão que os mesmos possuem sobre o tema.

Palavras-chave: formação de professores, CTS, metodologia do ensino de Física, Vygotsky, Bakhtin.

ABSTRACT

This work addresses the Science, Technology and Society (STS) perspective in the context of Physics teachers training. The goal of this research is study the undergraduates’ understanding of interrelationships of STS perspective and its didactical-pedagogical characteristics, delineated in a group of students attending the discipline Physics Teaching Methodology. Moreover, as part of the present research, organization of a syllabus was carried out, incorporating it into course curriculum. This organization included the insertion of STS perspective, since this topic has not been addressed in other disciplines of this Physics teachers training program. The theoretical and methodological framework that grounds the present research is the sociocultural perspective, enlightened by Vygotsky’s theory of mediation and Bakhtin's sociolinguistics. The data analysis, which involves the speech of 11 undergraduates students of the discipline, was guided by the assumptions of Bahktin’s theory. The results have shown that the didactical intervention produced advances in some initial undergraduates’ insights about STS and its interrelations, concerning the social, institutional and cultural contexts which directly influence their comprehension about this topic.

Keywords: teachers training, STS, methodology of physics teaching, Vygotsky, Bakhtin.

15 Alberto Ricardo Präss
Representações Sociais da Física
30/10/2014
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira
Banca examinadora: Dr. Agostinho Serrano de Andrade Neto (ULBRA), Dra. Naira Maria Balzaretti (IF/UFRGS), Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti (PPGENFIS/UFRGS), Dr. Marco Antonio Moreira (PPGENFIS/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

Nesta dissertação de mestrado, procurou-se identificar as possíveis representações sociais da Física entre pessoas (N = 9.617) de diferentes grupos sociais. A importância dessas representações sociais decorre de que o processo educacional não ocorre em um vazio, mas sim em um ambiente onde os aprendizes possuem percepções e representações que podem influenciar a aprendizagem, pois como qualquer atividade humana, são perpassadas pelas representações sociais (Jodelet, 1984). O social interfere de diversos modos, dependendo do contexto concreto em que se situam os indivíduos e grupos, da bagagem cultural que regula os padrões de percepção e dos códigos e valores compartilhados socialmente. Da teoria da aprendizagem significativa (Ausubel, 2003), sabemos que o aluno deve mostrar uma predisposição para a aprendizagem significativa e, além disso, é possível que o significado psicológico, atribuído ao significado lógico de um conteúdo, esteja vinculado às crenças e ideologias compartilhadas pelo grupo social do aprendiz, pois mesmo que esse significado psicológico seja um fenômeno idiossincrático, existe a possibilidade de significados sociais ou partilhados. Na primeira etapa da pesquisa foi implementado um teste de associação livre de palavras, seguido de uma análise prototípica dos termos evocados, chegando-se a um mapa dos prováveis constituintes do núcleo central e elementos periféricos da representação. Nessa etapa procurou-se identificar os termos mais importantes, sem levar em conta os grupos sociais. Na segunda etapa, foi implementado um teste do tipo “obtenção de dados de preferência por ordenação direta”, utilizando termos salientes da primeira etapa. O processamento dos dados foi feito usando um algoritmo de escalonamento multidimensional, que gerou mapas perceptuais globais e estratificados por grupos sociais. A estratificação levou em conta o tipo de contato que os grupos tiveram com a Física como disciplina escolar ou acadêmica. No caso dos estudantes de nível superior, selecionaram-se os cursos com um número de respondentes maior que o número de termos da pesquisa. A confrontação dos mapas perceptuais mostrou configurações distintas, mas com tendências que sugerem a existência de representações sociais ou coletivas sobre a Física.

Palavras-chave: Aprendizagem significativa, Ensino de física, Representações sociais, Teorias de aprendizagem.

ABSTRACT

In this Masters' dissertation, we tried to identify possible social representations of physics among people from different social groups (N = 9,617).The importance of these social representations stems from the fact that the educational process is not isolated, but it occurs in an environment where the learners' perceptions and representations can influence learning, because like any human activity, it is pervaded by social representations (Jodelet, 1984 ).Social relations interfere in various ways, depending on the specific context in which individuals and groups are situated, the cultural baggage that regulates perception standards, and socially shared values and codes. From the theory of meaningful learning (Ausubel, 2003), we know that the student must show a positive attitude in order to achieve a meaningful learning and, moreover, it is possible that the psychological meaning attributed to the logical meaning of a subject is linked to the beliefs and ideologies shared by the social group of the learner. Even if that psychological meaning is an idiosyncratic phenomenon, the possibility of social or shared meanings still exists. In the first stage of the research, we conducted a free word-association test, followed by a prototypical analysis of evoked terms, coming to a map of the likely constituents of the central core and peripheral elements of the representation. At this stage we tried to identify the most important terms, without considering the different social groups. In the second stage, a test of the "preference data obtained by direct ordination" type was implemented, using salient terms of the first stage. Data processing was done using a multidimensional scaling algorithm, which generated perceptual maps, both global and stratified by social groups. The stratification took into account the type of contact the groups had with physics as a school or college discipline. For college students, we selected the courses with a number of respondents greater than the number of research terms. The comparison of the perceptual maps showed distinct configurations, but with trends that suggest the existence of social or collective representations of physics.

Keywords: Meaningful learning, Social representations, Teaching physics.

14 Patrese Coelho Vieira
Perspectivas sobre a evolução histórica do conceito de luz e sua interação com a fotografia para o ensino da Óptica
4/7/2014
Orientação: Dra. Neusa Teresinha Massoni e Dr. Marco Antonio Moreira
Banca examinadora: Dr. Luiz Orlando de Quadro Peduzzi (UFSC), Dr. Flavio Horowitz (IF/UFRGS), Dr. Silvio Luiz Souza Cunha (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFis/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação Produto (Recurso Digital)

resumo
RESUMO

A presente dissertação pretende mostrar o desenvolvimento, a execução, a análise e as conclusões provenientes de uma pesquisa de mestrado em Ensino de Física cuja finalidade esteve em avaliar o impacto de uma abordagem histórica e emprego da fotografia no ensino de Óptica para o Ensino Médio. Para tal, foi elaborado e aplicado a um grupo de estudantes um minicurso que tratou da evolução histórica do conceito de luz, discutiu tópicos próprios da Óptica, tais como reflexão e refração, e inseriu pontos da Física Moderna e Contemporânea, como a dualidade onda-partícula para a luz e o efeito fotoelétrico. O minicurso também contou com o uso da fotografia pinhole e de câmeras fotográficas digitais por parte dos discentes, visando contextualizar os conteúdos e motivar os alunos para o estudo da Física. Para fins de avaliação da proposta, houve o acompanhamento simultâneo de uma turma de controle, a qual também se ateve ao estudo da Óptica, porém seguiu um ponto de vista tradicional de ensino, sem qualquer discussão histórica e uso de recursos fotográficos. A pesquisa envolveu duas aplicações: a primeira no ano de 2012, em formato de Estudo Preliminar, e outra em 2013, como um Estudo Complementar. A análise qualitativa complementada por estatística descritiva indicou que as turmas experimentais apresentaram ganhos de aprendizagem em relação às turmas de controle, ainda que modestos, e que o minicurso representa, em relação à abordagem tradicional, um avanço no sentido de proporcionar um ambiente propício à criticidade.

Palavras-chave: História da Ciência, Fotografia, Ensino de Óptica.

ABSTRACT

This dissertation aims to show the development, execution, analysis and conclusions from a masters research in Physics Teaching, whose purpose was to assess what impact the historical approach and the use of photography could pass to the Optics teaching for High School. For that, it was elaborated and applied to a group of students a minicourse, that reported the historical evolution of the concept of light, discussing topics of Optics, such as reflection and refraction, and inserting points of Modern and Contemporary Physics, such as duality wave-particle to the light and the photoelectric effect. The same minicourse also included the use of pinhole photography and digital cameras by students, seeking to contextualize the content and motivate students to study physics. For evaluation of the proposal, there was simultaneous monitoring of a control group, which also adhered to the study of Optics, but followed a traditional view of education, without any historical discussion and use of photographic resources. The research involved two applications: the first in 2012, in the Preliminary Study format, and another in 2013, as a Complementary Study. The qualitative analysis, complemented by descriptive statistics, indicated that the experimental groups showed learning gains compared to the control groups, although modest, and that the short course, in comparison to the traditional approach, represents a breakthrough in providing an environment conducive to critical.

Keywords: History of Science, Photography, Optics Teaching.

13 Breno Dröse Neto
Aprendizagem de conceitos físicos relacionados com circuitos elétricos em regime de corrente alternada com uso da placa Arduino
10/9/2013
Orientação: Dra. Eliane Angela Veit e Dr. Ives Solano Araujo
Banca examinadora: Dr. Pedro Fernando Teixeira Dorneles (UNIPAMPA/Bagé), Dr. Fernando Lang da Silveira (PPGENFIS/UFRGS), Dr. Carlo Requião da Cunha (IF-UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (PPGENFIS/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

O objetivo deste trabalho foi investigar as dificuldades encontradas pelos alunos na aprendizagem de circuitos elétricos em regime de corrente alternada (CA). Especificamente investigamos: i) dificuldades de aprendizagem em relação aos conceitos de reatância e impedância presentes em circuitos RLC de CA; ii) a contribuição da visualização da diferença de fase entre a tensão no capacitor/indutor e a tensão da fonte de CA na compreensão dos processos físicos envolvidos nesses elementos do circuitos e iii) a contribuição da análise da tensão nos elementos presentes em circuitos elétricos (resistivos, RC, RL e RLC) em tempo real através da placa Arduino para o entendimento do comportamento desses em regime de corrente contínua e alternada. Para tanto foi desenvolvido, amparado na Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel, um material didático constituído por: i) um aparato experimental que, por meio de uma placa Arduino conectada a um computador, fornece gráficos em tempo real do comportamento da tensão em função do tempo nos diferentes tipos de circuitos trabalhados; ii) questionários online, para a determinação do conhecimento prévio dos alunos, cujas respostas serviram para o professor orientar a sua exposição em aula, à semelhança do que ocorre na estratégia de “Ensino sob Medida” (EsM) e iii) e guias de atividades para que os alunos, trabalhando em aula em pequenos grupos com a metodologia “Predizer, Interagir e Explicar” (P.I.E.), explorassem os circuitos elétricos que construíam com a placa Arduino. O equipamento experimental foi utilizado pelo professor em pequenas demonstrações e, especialmente, pelos alunos em todas as atividades realizadas em pequenos grupos, na etapa Interagir do P.I.E. Foram realizados dois estudos: o primeiro, do tipo piloto e duração de 9h, com alunos do curso de licenciatura em Física da UNIPAMPA teve o objetivo de testar e melhor material didático desenvolvido; já o segundo, um estudo de caso exploratório com alunos da Física (Bacharelado e Licenciatura) da UFRGS matriculados na disciplina de Eletrônica básica, com duração de 6 horas, teve o objetivo de responder às questões propostas na pesquisa. Em ambos os estudos todos os alunos já haviam cursado a disciplina de Física III, Eletromagnetismo, tendo os conhecimentos básicos necessários para a aprendizagem dos conceitos de impedância e reatância. Os resultados da nossa análise qualitativa mostram que os estudantes eram capazes de argumentar sobre a diferença de fase entre a tensão nos elementos constituintes do circuito RLC de CA, inclusive dois meses após o término das atividades. De modo geral, para os aprendizes o capacitor/indutor não é um agente capaz de restringir a corrente elétrica em um circuito de CA, assim como ignoram a contribuição do resistor para a impedância. Os resultados apontam que a visualização da diferença de fase entre a tensão no capacitor/indutor seja um agente facilitador da aprendizagem dos processos físicos envolvidos nesses elementos, bem como auxiliam no entendimento e argumentação sobre a fase existente entre os componentes do circuito RLC de CA. A principal contribuição da análise através da placa Arduino foi seu rápido feedback e fácil manuseio, que aliado à metodologia adotada auxiliaram no entendimento das questões propostas aos alunos. Entretanto, salientamos que os resultados são preliminares e que mais esforços deverão ser envidados para subsidiar as conclusões da presente pesquisa.

ABSTRACT

The purpose of this study is to investigate the difficulties related to the learning of basic concepts of alternating current circuits. In particular, we investigated: i) learning difficulties associated with the concepts of reactance and impedance in RLC circuits (AC); ii) the contribution of real-time graphical visualization of phase’s difference between the voltage on the capacitor/inductor and on the AC source to understand the physical processes involved in the electric elements the circuits and iii) the contribution of a real-time voltage analysis using an Arduino board to compare the behavior of electrical elements in a circuit whether with direct or alternating current source. To answer our research questions a didactical material was developed based on Ausubel's Meaningful Learning Theory and it consists of: i) an experimental setup (Arduino board connected to a computer); ii) online questionnaires to detect the student’s misconceptions and iii) student’s activity guides using the "Predict, Interact and Explain" methodology to explore electrical circuits mounted on a protoboard. The experimental equipment was used by the teacher in short demonstrations, and by the students while developing experimental activities in small groups. A pilot study was conducted with undergraduate Physics students to test and improve the developed instructional material. This study was conducted at the Federal University of Pampa (UNIPAMPA-Brazil) and lasted 9 hours. Then an exploratory case study to answer the research questions was conducted with undergraduate physics majors at the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS-Brazil) enrolled in a basic electronics course. This study lasted 6 hours. In both studies, all students had the basic knowledge needed for learning the concepts of impedance and reactance. The qualitative results show that students were able to argue on the phase difference between the voltages on the elements of the AC RLC circuit, even two months after the end of the activities. In general, the apprentices considered that the capacitor/inductor does not restrict the electric current in an AC circuit, as well as ignore the resistor's contribution to the impedance. The results suggest that the real-time graphical visualization of the voltage on the capacitor/inductor helps the students to understand the physical processes involved in these elements and, specifically, to understand the phase’s difference between the components of the AC RLC circuit. The main contribution of the Arduino board is related to its quick feedback and easy handling. This, combined with the didactical methodology we used, helped to foster students’ understanding. However, our results are preliminary and more efforts should be made to support the conclusions of this research.

12 Maykon Gonçalves Müller
Metodologias interativas de ensino na formação de professores de Física: um estudo de caso com o Peer Instruction
7/3/2013
Orientação: Dra. Eliane Angela Veit e Dr. Ives Solano Araujo
Banca examinadora: Dr. Anderson Coser Gaudio (UFES), Dr. Rudi Gaelzer (IF/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (IF/UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (IF/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

O objetivo geral deste trabalho é investigar a prática de metodologias interativas de ensino, em específico o método Peer Instruction, Instrução pelos Colegas (IpC) em uma tradução livre, no contexto de uma escola de educação básica brasileira. Resumidamente, procuramos responder às seguintes questões: i) Em comparação com o ensino tradicional, quais os resultados obtidos através da implementação do método IpC em uma escola de ensino básico brasileira em termos da motivação para aprender Física, engajamento cognitivo e desempenho em Testes Conceituais por parte dos alunos? ii) Como viabilizar o uso dos computadores do projeto governamental ―UCA‖ (Um Computador por Aluno) como sistema de votação para o IpC? iii) A discussão entre os colegas, no contexto de nossa pesquisa, promove a convergência para a resposta correta em testes conceituais, conforme apontado por alguns estudos na literatura? iv) Quais os principais conflitos e dificuldades que professores principiantes encontram ao utilizar o IpC? v) Que vantagens e limitações são apontadas por eles quanto ao uso do IpC como estratégia didática? Adotamos como referencial teórico a Teoria da Educação de Gowin e como referencial metodológico o estudo de caso segundo a perspectiva de Yin. A investigação realizada contou com dois estudos de caso. O primeiro foi realizado em uma turma de 34 alunos de terceiro ano do Ensino Médio de uma escola pública federal, ao longo de uma sequência didática sobre tópicos de Eletromagnetismo. Nesse estudo, observou-se que as discussões entre os colegas mostraram-se frutíferas, propiciando a participação ativa dos alunos e levando à convergência para a resposta correta. Concluiu-se que a metodologia pode ser aplicada com sucesso no contexto de uma sala de aula de ensino médio, utilizando os computadores do projeto UCA como sistema de votação, dadas as condições de infraestrutura para usá-los pelo período de duração da aula (e.g. carga nas baterias). A participação ativa dos alunos em sala de aula, aliada aos comentários positivos em relação ao método, mostram que é possível, através do método IpC, modificar a dinâmica de sala de aula, aumentando significativamente a interação interpessoal e a motivação dos alunos. O segundo estudo foi realizado com dois graduandos do curso de Licenciatura em Física, no seu período de regência no estágio de docência, os quais utilizaram o IpC pela primeira vez. Concluímos que os principais conflitos vivenciados pelos graduandos relacionam-se à escolha dos Testes Conceituais e ao comportamento dos estudantes durante a etapa da votação desses testes. Além disso, o feedback de aprendizagem dos conceitos compartilhados com os estudantes, proporcionado pelo IpC, não foi efetivamente aproveitado para guiar as atividades de ensino. Quanto às vantagens apontadas, destacam-se a discussão entre os estudantes sobre tópicos de Física e o engajamento desses em sua própria aprendizagem. Em relação às limitações, destacam-se a necessidade de tempo para refletir sobre os Testes Conceituais e a limitação do tempo de aula para resolução de problemas.

ABSTRACT

The main purpose of this work is to investigate the practice of interactive teaching methods, in particular the Peer Instruction method (PI) in the context of a Brazilian School of basic education. In short, we seek to answer the following research questions: i) What are the results produced by Peer Instruction, in a Brazilian high school, in terms of motivation to learn physics, student engagement and performance in Concept Tests compared with traditional teaching? ii) How to use OLPC (One Laptop Per Child project) computers as voting system for PI? iii) In the context of our research, does peer discussion actually promote convergence towards the correct answer in ConcepTests, as pointed out in the literature? iv) What are the major conflicts and difficulties that teachers face when using PI? v) What advantages and limitations are pointed out by teachers using PI? To answer these questions, we adopted as theoretical background Gowin’s Educational Theory and Yin’s methodological framework for case study research. The investigation included two case studies. The first study was conducted in a class of 34 students in the third year of a Federal Public High School over an instructional sequence on topics of Electromagnetism. In this study we gathered evidences about the convergence to the correct answer in the student’s responses through peer discussion. We conclude that this methodology can be successfully implemented in the context of a High School classroom using computers of the OLPC project as a voting system, given the infrastructural conditions to use them in class (e.g. batteries charge lasting, at least, the class period or electrical outlets to connect the laptops). The second study was conducted with two physics pre-service teachers applying PI for the first time. We conclude the main conflicts experienced by them are related to the choice of ConceptTests and the behavior of their students during the voting sessions. Furthermore, student’s answer to the ConcepTests has not been effectively used as feedback to guide teaching activities. Regarding the advantages, stand out the discussion among students about topics of physics and the engagement of them in their own learning. As limitations, the short time to reflect upon the ConceptTests and also to implement problem-solving activities can be highlighted.

11 Nathan Carvalho Pinheiro
Educação de qualidade na perspectiva de professores de física da educação básica: um estudo das interações discursivas em grupos focais, baseado na sociologia da educação de Pierre Bordieu
19/12/2011
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann
Banca examinadora: Dra. Glória Queiros (UERJ/RJ), Dr. Ives Solano Araujo (IF/UFRGS), Dr. Claudio Jose Holanda Cavalcanti (IF/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (IF/UFRGS), Presidente. Dra. Eliane Angela Veit (IF/UFRGS), Suplente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

O conceito de qualidade da educação ainda não recebeu a devida atenção nos periódicos de ensino de ciências, embora tenha grande repercussão nos periódicos de educação. O presente trabalho visa contribuir para o preenchimento dessa lacuna, abordando o problema a partir da perspectiva de professores de física, química, biologia e matemática em atuação no ensino médio. Para tal foram organizados dois grupos focais, um composto exclusivamente por professores de física e o outro pelos professores das demais disciplinas, ambos direcionados à discussão do conceito de educação científica de qualidade. Os registros de ambos grupos foram submetidos a uma análise de conteúdo e interpretados à luz da sociologia da educação de Pierre Bourdieu, tendo em vista dois objetivos principais: (1) Identificação de fenômenos sociológicos descritos por Bourdieu no discurso dos professores; (2) Caracterização da opinião dos professores quanto ao conceito de qualidade da educação e quanto às suas especificidades na educação científica. Os resultados mostram que os professores acreditam estar passando por uma situação de precarização da educação porém, em coerência com a teoria de Bourdieu, parece haver um processo de dissimulação que dificulta a identificação de causas estruturais para esse fenômeno. Adicionalmente, os professores mostraram desconfiança quanto à utilização do conceito de qualidade em educação, o que parece ser motivado por experiências negativas com propostas que se baseavam nesse conceito. A caracterização obtida para o que de fato seria uma educação científica de qualidade na perspectiva dos professores pode servir de subsídio para propostas de promoção da educação de qualidade que evitem esse tipo de desencontro.

Palavras-chave: qualidade na educação, Bourdieu, professores, grupos focais, análise de conteúdo, indicadores educacionais.

ABSTRACT

The concept of quality in education has not received enough attention in science education journals, although it resonates powerfully educational journals. The present work aims to contribute to filling this gap by addressing the problem from the perspective of teachers of physics, chemistry, biology and mathematics at work in high school. To this end, we organized two focus groups, one composed exclusively of physics professors and other teachers from other disciplines, both aimed at discussing the concept of quality science education. The records of both groups were subjected to content analysis and interpreted in the light of Pierre Bourdieu sociology, aimed at two main objectives: (1) Identification of sociological phenomena described by Bourdieu in the discourse of teachers; (2) Characterization the opinion of teachers about the concept of quality of education and of their specificities in science education. The results show that teachers believe they are going through a situation of reduced quality of education but, consistent with Bourdieu's theory, there seems to be a process of dissimulation difficulting to identify the structural causes for this phenomenon. Additionally, teachers showed suspicion regarding the use of the concept of quality in education, which seems to be motivated by negative experiences with proposals that were based on this concept. The characterization obtained for what actually would be a quality science education from the perspective of teachers can serve as input to proposals to promote quality education that prevents this kind of mismatch.

Keywords: quality in education, Bourdieu, teachers, focus group, content analysis, educational indicators.

10 Angelo Mozart Medeiros de Oliveira
Análise da Relação de Estudantes com as Atividades experimentais de Eletromagnetismo utilizando o Vê de Gowin em Contraposição ao Relatório Tradicional
26/7/2011
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira
Banca examinadora: Dr. Paulo Pureur Neto (IF- UFRGS), Dr. Antonio Endler (IF- UFRGS), Dr. Anderson Coser Gaudio (UFES), Dr. Marco Antonio Moreira (IF- UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

Neste trabalho apresentamos uma investigação desenvolvida ao longo do ano de 2009 em uma disciplina de Física Básica de Eletromagnetismo da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). O objetivo foi analisar as visões de mundo e a relação dos estudantes com o relatório tradicional e com o laboratório de ensino. Dentro desta estratégia de pesquisa foi utilizado o Vê de Gowin, um instrumento heurístico muito utilizado para explicitar o processo de produção do conhecimento. Nesse contexto ele foi utilizado em contraposição ao relatório tradicional. Entendemos por relatório tradicional aquele que os alunos já estão acostumados a realizar em semestres anteriores. A teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel foi utilizada para avaliar os roteiros já disponíveis para as atividades experimentais. Ainda nessa perspectiva, vimos a estreita relação que a teoria educativa de Gowin tem com a teoria da aprendizagem significativa, o que nos possibilitou uma visão ainda mais aprimorada dos roteiros. Destacamos que para avaliar a relação dos estudantes com as atividades experimentais, utilizamos como referencial epistemológico a contribuição de Thomas Khun. Os resultados mostram que os alunos possuem boa aceitação ao novo método de avaliação, que também conseguiu explorar de forma mais objetiva os aspectos essenciais à formação do futuro físico no que se refere ao papel da atividade experimental. Contudo, vemos que o aproveitamento dos alunos permanece constante frente à mudança avaliativa. Isto significa que a introdução do Vê não prejudica o desempenho dos alunos. Por fim, especulamos que características próprias de nossa comunidade são refletidas pelos alunos nos relatórios.

Palavras-chave: Ensino de Física; Eletromagnetismo; Relação teoria e prática; Diagramas V; Regras Khunianas.

ABSTRACT

This dissertation presents a research carried out during 2009, in the discipline of Electromagnetism at introductory college level, at the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS), Brazil. It aimed at analyzing the students’ worldviews and their reaction to the standard lab report model and to the lab classes. Within this research strategy, Gowin’s Vee, which is a heuristic instrument that can make explicit the knowledge production process, was used. In this context, this instrument was utilized as a counterpoint to the traditional lab report model. In our view, this traditional report is the one students are familiar with, since they have already made reports in previous semesters. Ausubel’s meaningful learning theory was used to evaluate the available guides for experimental activities. Under this perspective , we verified the close relationship that exists between Gowin’s educating theory and Ausubel’s meaningful learning theory, and this has provided us with a more refined view of such guides for experimental activities. We emphasize that, in order to evaluate the students’ relation with the experimental activities, we applied Kuhn’s contributions as part of the theoretical framework of this research. Findings indicate that students seem to react positively to the new evaluation method, and, moreover, that they seemed to explore in a more objective way the essential aspects related to the formation of the future physicist, in what concerns the role of experimental activity. Nevertheless, it was possible to notice that students’ performance remained constant in regard to this evaluative change. This might mean that the introduction of the Vee does not hinder students’ performance. Finally, it was explored to which extent the community’s main features were reflected on the students’ reports.

Keywords: physics teaching; electromagnetism; theory-practice relationship; Vee Diagrams; Khunian rules.

9 Mara Fernanda Parisoto
Aplicações do Eletromagnetismo, Óptica, Ondas e Física Moderna na Medicina
31/3/2011
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira
Banca examinadora: Dra. Iramaia Jorge Cabral de Paulo (UFMT), Dr. Cristiano Krug (IF/UFRGS), Dr. Silvio Luiz Souza Cunha (IF/UFRGS),

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

O ensino de Física, geralmente, está desvinculado não apenas de outras disciplinas, mas também, de qualquer contexto que lhe possa dar significado. No entanto, segue diretrizes estaduais e nacionais que apontam para necessidade de interdisciplinaridade e contextualização. Assim, enfatiza-se a importância da utilização de várias estratégias para atingir alunos que aprendem de diversas maneiras: cinestésica, visual e auditiva. Sob essa perspectiva, o presente trabalho tem por objetivo principal, a partir do desenvolvimento de vários recursos didáticos, promover a aprendizagem significativa nos alunos. Para tanto, utilizaram-se várias ferramentas, tais como texto de apoio, atividades experimentais, novas tecnologias, mapas conceituais, diagramas V de Gowin e situações-problemas. Tais ferramentas foram utilizadas em cursos para professores, futuros professores de Física do Ensino Médio e, também, para pessoas que utilizam radiações ionizantes para tecidos biológicos em seu trabalho, usando, para tal, conceitos de Eletromagnetismo, Óptica e Física Moderna e Contemporânea na área de Física aplicada à Medicina. Através de análise qualitativa e quantitativa, verificamos se tais recursos tiveram algum impacto positivo, no sentido de perceber se houve indícios de aprendizagem significativa junto aos alunos do curso. Para alcançar os objetivos propostos, na metodologia, foram seguidas as seguintes etapas: 1º) extensa revisão bibliográfica em periódicos CAPES A1, A2 e B1 de 2000 á 2009; 2º) estudo de materiais alternativos para a confecção dos recursos a serem utilizados ao longo do curso; 3º) elaboração de sugestões de atividades educacionais; 4º) organização de entrevistas semiestruturadas, pré-testes e pós-testes; 5º) aplicação do curso, 6º) aplicação das entrevistas, dos pré-testes e pós-testes; 7º) análise dos dados, 8º) melhoria do curso; 9º) reaplicação do curso, 10º) reaplicação das entrevistas, dos pré-testes e pós-testes e 11º) análise dos dados para verificar presença de indícios de aprendizagem significativa; 12º) comparação entre os grupos estudados para buscar indícios de qual seria a melhor forma de ensinar tais conteúdos. Em todas as etapas, foram utilizadas a Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel (2002), a Teoria de Aprendizagem Significativa Crítica de Moreira (2005) e a Teoria dos Campos Conceituais de Vergnaud (1990). No texto de apoio e na análise de dados, além das teorias de aprendizagem mencionadas, também serviu de referencial teórico a epistemologia de Toulmin (1977). O curso foi aplicado em quatro oportunidades distintas. Dentre outros aspectos a pesquisa permite sugerir: o ensino de Física aplicado na Medicina constitui, ainda, uma área pouco investigada; poucas propostas didáticas têm sido implementadas e avaliadas; os conhecimentos prévios são pouco investigados na Física aplicada à Medicina; o fator tempo parece ser relevante na aprendizagem; é fundamental oferecer feedback aos alunos, em relação a seus erros e acertos; as metodologias diferenciadas facilitam o surgimento de indícios de aprendizagem significativa; o uso de simulações computacionais, juntamente com atividades experimentais facilita a aprendizagem significativa; mostra-se importante a existência de questões orientadoras para o desenvolvimento das simulações computacionais; o professor precisa explicar o conteúdo antes de realizar as leituras orientadas e os estudos em grupo; quanto mais detalhado é o material, maiores são os indícios de aprendizagem significativa.

Palavras-chave: Ensino de Física; Física aplicada À Medicina; Aprendizagem significativa.

ABSTRACT

The teaching of physics is, in general, not only disconnected from the teaching of other disciplines but also from any context that could make it meaningful. However, it complies with state and national guidelines that point to the need of being interdisciplinary and contextualized. Thus, we emphasize here the importance of using multiple strategies to reach all of the students with their different ways of learning: kinesthetically, visually and audibly. In this perspective, this research aims, mainly from the construction of many teaching resources, at promoting students’ meaningful learning. With this purpose, we used several tools, such as a supporting text, experimental activities, new technologies, concept maps, Gowin’s V diagrams, and problem-situations. Such tools were used in courses for teachers, future teachers, and for people who use ionizing radiation for biological tissues at their work, using concepts of Electromagnetism, Optics, Modern and Contemporary Physics, in the area of Physics Applied to Medicine. Through qualitative and quantitative analysis, we analyzed whether there was any evidence of meaningful learning among the participants of the courses. To achieve the proposed objectives, in our research methodology, we proceeded in accordance to the following steps: 1) an extensive literature review in periodicals CAPES A1, A2 and B1, from 2000 to 2009; 2) the study of alternative materials for the development of materials to be used in the course; 3) the suggestions of educational activities; 4) organization of interviews, pre-tests and post-tests; 5) application of the course; 6) application of the interviews, pre-tests and post-tests; 7) data analysis; 8) course improvement; 9) re-application of the course; 10) reapplication of the interviews, pre-tests and post-tests; 11) data analysis to look for evidence of meaningful learning; 12) comparison between groups to seek any evidence for what could be the best way to teach such content. At all stages of the experiment, we used the theory of Meaningful Learning of Ausubel (2002), the theory of Critical Meaningful Learning of Moreira (2005), the theory of Conceptual Fields of Vergnaud (1990). In the supporting text and data analysis, we also used Toulmin's epistemology (1977). The course was applied in four different moments. Research findings, among other things, suggest that: the teaching of physics applied to medicine is an area that has been scarcely researched; only a few didactic proposals have been implemented and evaluated; alternative conceptions have been poorly investigated in Physics Applied to Medicine; time seems to be an important element in learning; it has been essential to offer students some feedback related to their mistakes and successes; the use of different methodologies might facilitate the emergence of evidence for meaningful learning; the use of computer simulations, along with some experiments might facilitate meaningful learning; it seems to be relevant to have guiding questions when using computer simulations; the teacher should explain the content before making any guided readings and group studies; the more detailed the material, the more evidences we might have for meaningful learning.

Keywords: Physics teaching; Physics applied to Medicine; Meaningful learning.

8 Glauco Cohen Ferreira Pantoja
Sobre o ensino do conceito de evolução temporal em Mecânica Quântica
30/3/2011
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira e Dra. Victoria Elnecave Herscovitz
Banca examinadora: Dra. Iramaia Jorge Cabral de Paulo (UFMT), Dr. César Zen Vasconcellos (IF/UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Marco Antonio Moreira (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

O Ensino de Mecânica Quântica Não Relativística é uma linha de pesquisa que tem adquirido relevância na área de Ensino de Física. A investigação de conceitos estruturantes facilitadores da aprendizagem deste ramo do conhecimento é de suma importância, sobretudo dadas as dificuldades de aprendizagem observadas, maiores nesta área do que em muitas da Física Clássica. Foi delineada uma proposta didática enquadrada nos moldes das teorias da Aprendizagem Significativa de D. Ausubel e dos Campos Conceituais de G. Vergnaud, visando facilitar a aprendizagem significativa dos conceitos de sistema físico, variáveis dinâmicas, estado de um sistema físico e evolução temporal. Tais conceitos foram selecionados por sua posição basilar na Física e pelas diferenciações, algumas sutis e outras não, na comparação entre a Física Clássica e a Física Quântica Não Relativística. Foram estudados os padrões de assimilação na forma predicativa do conhecimento, bem como o uso de invariantes operatórios no domínio de situações-problema em Instrução com carga horária de 12 horas-aula presenciais (além de períodos extra-classe para resolução de tarefas pelos participantes). A Instrução constituiu-se de 6 aulas do tipo expositivo-dialogado no qual se incitava a negociação de significados entre professor e aprendizes tanto pelo uso de situações-problema como por perguntas em que era necessária a manipulação conceitual. Os estudantes apresentaram, em sua maioria, conceitos vagos no pré-teste, que deram indícios de ser modificados ao longo da Instrução. Há evidências de que alguns destes conceitos mudaram para formas bem claras, outros foram parcialmente melhorados e ainda uns poucos, por mau entendimento ou falta de reforço instrucional, pareceram transformar-se em obstáculos epistemológicos. Há indicações de que os conceitos de sistema físico e de variáveis dinâmicas foram aprendidos, no que tange a seus atributos essenciais mais gerais; enquanto o primeiro parece ser aceito nas situações clássicas e quânticas, o segundo apresenta diferenciações que deram evidências de ser bem absorvidas por grande parte dos alunos. O conceito de estado de sistema físico no âmbito da Mecânica Quântica, por incluir novas facetas, apresentou maior dificuldade de aquisição e, além disto, parece ter sido subsurnido corno urna modificação do conceito de variáveis dinâmicas. Há indicativos de assimilação do conceito de superposição de estados sob o de probabilidade ao invés do de amplitude de probabilidade, propiciando entendimento por muitos dos alunos, de princípios quânticos corno relacionados a uma informação incompleta ou a uma impossibilidade de determinação dos estados de sistemas quânticos. A despeito da confusão associada a este aspecto específico da noção de superposição de estados, tal conceito pareceu ter sido dominado pela maioria dos estudantes na forma operatória. Menciona-se como ponto positivo que o conceito de evolução temporal foi modificado ao longo da instrução, apesar de revelar-se associado na maioria das vezes ao conceito de sistema físico, fato não esperado inicialmente. Além disto, o conceito de evolução temporal parece ter sido associado ao de causalidade, que dá indícios de ter assumido uma forma estável. Alguns dos estudantes, porém, mostraram evidência de relação entre o conceito de evolução temporal em Mecânica Quântica e a idéia incorreta de falta de preditividade de estados quânticos, o que os levou a crer que a determinação de um estado quântico só é possível se este for um auto-estado do operador associado à variável dinâmica que está sendo medida. A análise das respostas aos problemas e, em partes, à entrevista (realizada com uma das turmas) evidenciou o uso de invariantes operatórios, isto é, posse por parte dos estudantes de proposições relativamente fixas consideradas como verdadeiras acerca do real.

ABSTRACT

Non Relativistic Quantum Mechanics Teaching constitutes a research topic that has acquired relevante in Physics Teaching. Inquiry on structural concepts that facilitate meaningful learning in this area of knowledge is quite important, taking into account the learning difficulties that are greater in this field than in the ones associated with Classical Physics. We designed a didatic approach based on Ausubel's Meaningful Learning Theory and Vergnaud's Conceptual Fields Theory in order to facilitate the Meaningful Learning of the concepts of physical system, dynamical variables, state of a physical system and time evolution. These concepts were selected by their structural position in Physics and by the differentiations, some subtles and others not in the comparison between Classical Physics and Non-Relativistic Quantum Mechanics. The assimilation patterns in the predicative form of knowledge were studied, as well as the use of operatory invariants (concepts-in-action and theorems-in-action) in the mastering of situations proposed in an instruction with average duration of 12 hours inside class (besides the period of problem solving consumed by the students that occurred outside class). The instruction had six expositive-dialogued lectures in which meaning negotiation between teacher and learners was stimulated by problem-situations or by conceptual manipulation. Most of the students shown vague concepts in the pre-test that seemed to be changed during the Instruction. There are evidences that some of these concepts changed into quite accurately forms, others partially modified and some few concepts, because of misunderstanding or lack of instructional reinforcement, seemed to change into epistemological obstacles. There are some indications that the concepts of physical system and dynamical variables have been mastered quite well, taking into account the more general essential attributes of these concepts; while the first seemed to be accepted in Classical and Quantum situations, the second shows some differentatiations that most of times gave evidence of being well assimilated by the very great part of the students. The concept of quantum state, for including new features, was acquired with a higher levei of difficulty and, besides that, it seemed to be subsumed as a differentiation of the one of dynamical variable. There are some evidences indicating the assimilation of the concept of state superposition under the one of probabilities instead of the one of probability amplitude, what led much students to understand quantum principies as related to an incomplete information or to impossibility of determination of quantum states. Despite this confusion associated to this specific feature of the concept of state superposition, it seemed to be mastered by most of the students in the operatory form. We mention as a positive aspect the modification of the concept of time evolution during the instruction, in spite of showing a strong association to the concept of physical system, which turned out to be an element, or variable, we had not anticipated at the beginning of this research. Moreover the concept of time evolution seemed to be attached to the one of causality which seemed to assume a stable form, however, some of the students shown some evidence of relation between this concept and the wrong idea of lack of predictability of quantum states. The last finding led them to believe that determination of the quantum state is only possible if it's an eigenstate of the operator attached to the dynamical variable that is being measured. The analysis of the answers to the problems and, in some sense, to the enterview (made with one of the groups) shown evidence of using of operatory invariants, this means students' beliefs in relatively steady propositions considered true about reality.

7 Leonardo Albuquerque Heidemann
Crenças e atitudes sobre o uso de Atividades Experimentais e Computacionais no Ensino de Física por parte de Professores do Ensino Médio
17/3/2011
Orientação: Dra. Eliane Angela Veit e Dr. Ives Solano Araujo
Banca examinadora: Dr. Rafael Peretti Pezzi (IF/UFRGS), Dr. Fernando Lang da Silveira (IF/UFRGS), Dra. Cecília Maria Soares Gomes de Sousa (UNB), Dr. Ives Solano Araujo (IF/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

A literatura aponta diversas vantagens para o uso de atividades experimentais (AE) e de atividades computacionais (AC) no ensino de Física. Estudos mais recentes têm concluído que a combinação desses dois recursos pode ser ainda mais eficaz do que quando usados isoladamente. No entanto, raros são os professores que exploram tais estratégias didáticas em suas aulas com frequência e de forma adequada. O objetivo geral deste trabalho é investigar as causas que levam os professores da educação básica a desprezarem as AE e as AC e a muitas vezes utilizar esses recursos de forma inadequada. Para isso, buscamos investigar quais são as principais crenças dos professores em relação a essas estratégias e seus possíveis usos combinados, assim como suas atitudes frente à aplicação dessas estratégias no ensino de Física. Resumidamente, procuramos responder às seguintes questões de pesquisa: i) Como professores da educação básica percebem e exploram as AE e as AC no ensino de Física? ii) Que vantagens e limitações são por eles apontadas quanto ao uso de tais recursos e como eles percebem suas possíveis combinações? Para responder a tais questões, adotamos a estratégia de estudos de caso amparando-nos nas orientações metodológicas de Yin e utilizamos, no último dos estudos realizados, a “Teoria do Comportamento Planejado” de Ajzen. Para a investigação, foram realizados três estudos de caso exploratórios que envolveram, respectivamente, 52 alunos de um mestrado profissional, 64 alunos de uma curso de especialização e 53 outros professores de Física em exercício. Os resultados mostraram que os docentes atribuem grande importância ao uso de AE no ensino de Física; já em relação às AC, apesar de considerarem que podem ser muito úteis, não atribuem a mesma importância do que às AE. Pode-se concluir também que, de modo geral, os professores não apresentam um sólido conhecimento sobre o uso de AE e AC, apresentando dificuldades para, principalmente, destacar suas limitações. Poucos deles percebem a necessidade de estratégias didáticas adequadas para que as AE e as AC efetivamente contribuam para a aprendizagem de Física. Em relação ao uso integrado de AE e AC, os resultados mostraram professores mais próximos do uso isolado desses recursos, defendendo que apenas um deles é suficiente para se ensinar Física, do que do uso combinado deles, explorando as vantagens de ambas estratégias didáticas.

ABSTRACT

The literature points out several advantages to the use of experimental activities (EA) and computational activities (CA) in physics education. Recent studies have concluded that combining these two resources can be even more effective than using just one of them. However, rare are the teachers who explore such didactical strategies in their classes frequently and properly. The aim of this study is to investigate the causes that lead teachers of basic education to despise or use inappropriately EA and CA . For this, we investigated what are the main beliefs of teachers in relation to these strategies and their possible integration, as well as their attitudes to implementing these strategies in physics teaching. In short, we tried to answer the following research questions: i) How the basic education teachers perceive and explore the AE and AC in the teaching of physics? ii) What are the advantages and limitations outlined for them in the use of such resources and how they perceive their combinations? To answer these questions, we adopted the strategy of case studies grounded in the methodological framework of Robert Yin and the "Theory of Planned Behavior" of Icek Ajzen. For this investigation, there was carried out three exploratory case studies that involved, respectively, 52 students of a professional master's degree, 64 students from a specialization course and 53 other physics teachers in service. The results showed that teachers attribute great importance to the use of EA in the physics teaching; however with respect to CA they do not attribute the same importance, although they consider that CA can be very useful. We conclude also that, in a general way, teachers do not have a solid knowledge about the use of CA and EA, presenting difficulties to highlight its limitations. Few of them realize the need for appropriate teaching strategies for the EA and CA that might effectively contribute to the learning of physics. Regarding the integrated use of CA and EA, the results showed teachers closer to the isolated use of these resources, arguing that only one of them is enough to teach physics, instead of explore the advantages of combining both recourses.

6 Eliane Cappelletto
O vê de Gowin conectando teoria e experimentação em Física geral: questões didáticas, metodológicas e epistemológicas relevantes ao processo
27/3/2009
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira
Banca examinadora: Dr. Marco Aurélio Idiart (IF - UFRGS), Dra. Irinéia de Lourdes Batista (UEL), Dr. Ives Solano Araujo (IF - UFRGS), Dr. Marco Antonio Moreira (IF - UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

Neste trabalho apresentamos uma investigação desenvolvida ao longo de três anos em cursos introdutórios de Física da Universidade Federal do Rio Grande. O objetivo foi minimizar a dicotomia observada entre teoria e laboratório. A estratégia de ensino utilizada nas disciplinas de Física Geral para Engenharia fez uso do Vê de Gowin, um dispositivo heurístico capaz de explicitar como se dá o processo de produção do conhecimento científico. A construção de diagramas Vê foi utilizada para auxiliar na compreensão de textos nas aulas teóricas e como alternativa aos tradicionais relatórios nas aulas experimentais. A professora também fez uso dos Vês para organizar o ensino, em especial das aulas de laboratório. Alicerçados na teoria da aprendizagem significativa de Ausubel e Novak e nas teorias de ensino de Gowin e Moreira, e fundamentados em algumas idéias-chave de epistemólogos e filósofos da ciência contemporâneos, procuramos estimular uma integração entre teoria e experimentação, buscando contribuir para uma compreensão mais efetiva dos conceitos físicos e das concepções epistemológicas veiculadas nas aulas de Física. Na pesquisa, optamos por uma metodologia interpretativa, de imersão, mas também fizemos uso de vários dados quantitativos, procurando indícios da validade da estratégia. Os resultados mostraram que a eficácia do instrumento, para promover a desejada integração, depende da atuação decidida do professor. Indicaram também que as concepções dos estudantes sobre a ciência, o cientista e o modo como se dá a construção do conhecimento, ensinadas muitas vezes de forma implícita em aula, são persistentes e capazes de interferir na aprendizagem de teorias físicas.

Palavras-chave: Ensino de Física; Física geral; Diagramas Vê; Integração Teoria-Prática.

ABSTRACT

In this paper, we presents a research carried out over three years in Physics introductory courses at Federal University of Rio Grande. The aim of the present study was to minimize the observed dichotomy between theory and lab. The teaching strategy in General Physics disciplines for Engineering has made use of Gowin's Vee, a heuristic device able to explain the process of scientific knowledge production. The construction of Vee diagrams was used to assist understanding of texts in theory classes and as an alternative to traditional reports in the experimental classes. The teacher also made use of it to organize the education, especially for laboratory classes. We based our work on the theory of Ausubel and Novak's meaningful learning and on Gowin and Moreira's theories of teaching and we also grounded it on some key ideas of contemporary epistemology and philosophy of science. We want to promote theory-experiment integration, seeking to contribute to a more effective comprehension of physical concepts and epistemological conceptions expressed in Physics classes. In research, we opted for an interpretative methodology, but we also made use of several quantitative data, looking for evidence of strategy's validity. The results showed that the effectiveness of the instrument performance to promote the desired integration depends on the teacher's decisive role. They also indicated that the students conceptions about science, the scientist and how the knowledge construction is made, that are taught many times implicitly in class, are persistent and can interfere in the physical theories learning.

Keywords: Physics education; General Physics; Vee diagrams; Theory-practice integration.

5 Thaís Rafaela Hilger
Representações Sociais da Física Quântica
19/3/2009
Orientação: Dr. Marco Antônio Moreira
Banca examinadora: Dr. Sérgio Ribeiro Teixeira (IF/UFRGS), Dr. Ives Solano Araújo (IF/UFRGS), Dr. José Francisco Custódio Filho (UDESC), Dr. Marco Antônio Moreira (IF/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

Apresenta-se um estudo preliminar a respeito das possíveis representações sociais da Física Quântica entre estudantes de diferentes grupos sociais. Após levantamento prévio sobre associações possíveis para a expressão "Física Quântica", foi elaborado um questionário composto por um teste de associação escrita de conceitos (TAEC) e um teste de associação numérica de conceitos (TANC). Responderam ao questionário 494 pessoas, divididas em três grupos: graduandos no curso de Física, estudantes de outros cursos superiores e alunos de Ensino Médio. As respostas aos questionários foram analisadas utilizando estatística multidimensional, o que permitiu a obtenção de diagramas que refletem a estrutura conceitual compartilhada pelos grupos sociais investigados. À luz dos referenciais teóricos da aprendizagem significativa e das representações sociais, foi possível verificar a existência ou não destas representações, que podem atuar como subsunçores para o ensino de Física, juntamente com outras ideias que compõem a ecologia representacional mental do aprendiz. Algumas dessas ideias podem ter sofrido a influência de meios de divulgação, como mídia, livros e filmes. Esses meios auxiliam na propagação de conceitos científicos - ou quase científicos - influenciam o conhecimento das pessoas, por isso se faz necessário investigar qual o significado atribuído a tais conceitos na elaboração de representações sociais. Os resultados indicam a existência de representações sociais compartilhadas entre sujeitos de alguns grupos investigados, permitindo sua identificação e caracterização. Foram encontrados indícios da influência dos meios de divulgação nas representações sociais dos alunos de Ensino Médio, que devem ser mais bem estudados em trabalhos futuros.

Palavras-chave: Representações sociais; aprendizagem significativa; Física Quântica.

ABSTRACT

A preliminary study regarding possible social representations of quantum physics among students from different social groups is described. Based on an initial survey on word associations to the expression "quantum physics" a questionnaire was constructed including a test of written concept associations (WCA) and a test of numerical concept association (NCA). This questionnaire was answered by 494 students, divided into three groups: physics undergraduate students, high school students, and undergraduate students from subjects other than physics. Data was analysed using the multidimensional scaling technique which provided spatial diagrams that reflect the conceptual structure shared by the investigated social groups. In the theoretical framework of the meaningful learning and social representations theories it was possible to gather evidences of the existence or not of social representations which may act as subsumers in the learning of physics together with other representations that constitute the mental representational ecology of the learners. Some of these representations might be an effect of information provided by books, movies and other media. This media disseminate information regarding scientific - or almost scientific concepts - and influence people's knowledge. Given that previous knowledge is the main variable influencing the acquisition of knew knowledge it is important to investigate the social representations resulting from this dissemination of information. Research findings suggest the existence of social representations about quantum physics shared by some of the subjects and groups studied. Specially in the case of high school students some evidence was obtained about the existence of social representations that should be more explored in future studies.

Keywords: Social representations; meaningful learning; quantum Physics.

4 Paulo Roberto Menezes Lima Junior
Diferenças e semelhanças entre graduandos em Física com respeito ao gênero: uma análise das interações discursivas sob a perspectiva sociocultural.
12/3/2009
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann e Dra. Flavia Rezende Valle dos Santos
Banca examinadora: Dra. Silvânia Sousa Nascimento (FAE/UFMG), Dra. Márcia Barbosa (IF/UFRGS), Dra. Maria de Fátima Oliveira saraiva (IF/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (IF/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

Na pesquisa brasileira em educação científica, há uma lacuna no que diz respeito ao interesse e à participação das mulheres na ciência. Recentemente, a pesquisa internacional tem apontado que diferenças no processo de socialização podem produzir nos homens e nas mulheres diferentes maneiras de conhecer o mundo. O presente trabalho busca investigar algumas diferenças e semelhanças entre estudantes de graduação em Física com respeito ao gênero. A fundamentação teórico-metodológica desta pesquisa está na teoria da mediação de Vigotski e na filosofia da linguagem do círculo de Bakhtin. A pesquisa contou com a participação de 22 estudantes de graduação em Física. Foi proposto a esses estudantes que debatessem sobre um tema da Física tão bem como suas visões de ciência. O uso que os estudantes fizeram da linguagem científica permitiu responder às seguintes questões: (1) Existe algum indício de que, quando discutem um tema de Física, homens e mulheres estão propensos a pensar de maneira diferente? (2) Existe alguma diferença entre homens e mulheres quanto às visões de ciência que carregam? (3) Existe alguma tendência entre os homens de dominar a situação do debate? Os resultados de pesquisa, ao mesmo tempo em que denunciam a dominação masculina, ilustram como as mulheres podem resistir a essa dominação. Enfim, a partir dessa pesquisa é possível defender a inclusão das mulheres na ciência não somente como uma questão de justiça social, mas como a saída mais vantajosa para a própria ciência, que poderá ganhar novas epistemologias e estilos de linguagem baseados nas maneiras tipicamente femininas de conhecer.

Palavras-chave: Disparidades de Gênero; Mulheres na Física; Visões de Ciência; Interações discursivas.

ABSTRACT

There is a particular gap between Brazilian and international research in science education concerning women’s attitudes toward and participation in the fields of science. Recently, international research has asserted that gender differences in socialization may produce different ways of understanding the world amid men and women. This study aims to investigate some differences and similarities between Physics’ undergraduate students concerning gender. The theoretical framework that supports this inquiry is Vigotski’s theory of mediation and Bakhtin’s linguistic philosophy. This research was made on 22 Physics’ undergraduate students. It was suggested that these students had a debate on some topic in Physics as well as their views of science. Students’ use of scientific language let us respond the following questions: (1) Is there any sign that, while discussing physics, men and women are more likely to think in different ways? (2) Is there any difference between men and women concerning the views of science they support? (3) Are men more likely then women to dominate the debate? As well as stressing male domination, research results illustrate how women may resist to this domination. At last, from this research, it is possible to argue that an increase in women’s participation in the fields of science and science education may result in new epistemologies and styles of language based on women’s ways of knowing.

Keywords: Gender disparities; Women in Physics; Views of science; Discursive interactives.

3 Carlos Raphael Rocha
Sobre o Ensino do Conceito de Estado em Cursos Introdutórios de Mecânica Quântica
18/12/2008
Orientação: Dr. Marco Antônio Moreira e Dra. Victoria Elnecave Herscovitz
Banca examinadora: Dr. Joecir Palandi (UFSM), Dra. Naira Balzaretti (IF/UFRGS), Dr. Ives Solano Araújo (IF/UFRGS), Dr. Marco Antônio Moreira (IF/UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

Apresenta-se um estudo desenvolvido em três etapas com o intuito de analisar as principais dificuldades de compreensão pelos alunos de dois importantes conceitos da Mecânica Quântica (MQ): estado quântico e superposição linear. As três etapas da pesquisa consistiram em: elaboração, implementação e avaliação de uma proposta em três minicursos em congressos de ensino de Física nos estados do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina; elaboração, apresentação e avaliação de um curso de 18 horas ministrado na Universidade do Vale do Rio dos Sinos, RS; revisão do material apresentado no curso anteriormente mencionado e apresentação, implementação e avaliação de curso de 20 horas na Universidade Federal do Rio Grande do Sul, RS. Sob a luz dos referenciais teóricos da aprendizagem significativa de Ausubel e dos campos conceituais de Vergnaud, criaram-se situações-problema que pudessem promover a aprendizagem significativa dos tópicos apresentados em cada etapa da pesquisa. Constatou-se que as formulações do experimento de dupla fenda e do experimento de Stern-Gerlach chamaram a atenção dos alunos e se constituiram em bons exemplos de aplicação dos conceitos de estado de um sistema quântico, de superposição linear de estados, de colapso do vetor de estado, de possíveis valores de medida e de probabilidades de obtenção dos valores de medida e efetivamente facilitaram a compreensão de muitos destes conceitos. A inclusão de tópicos contemporâneos (Emaranhamento Quântico e Criptografia Quântica) motivou os alunos para o aprendizado dos primeiríssimos princípios da MQ. Nos minicursos foi muito grande o interesse despertado pela proposta nos minicursos, um ponto a favor de sua aplicação, ainda que o curto período de contato com os tópicos apresentados não permitisse a verificação da ocorrência de aprendizagem significativa. Pode-se dizer, contudo, que a abordagem utilizada propiciou um bom início de aprendizado da MQ por parte dos alunos e que outros conceitos essenciais, tais como o de operador linear e de evolução temporal de sistemas quânticos, precisam ser mais trabalhados em atividades futuras.

Palavras-chave: mecânica quântica, aprendizagem significativa, campos conceituais.

ABSTRACT

A study, developed in three stages, designed to analyze the main difficulties in understanding two important concepts of Quantum Mechanics (QM) is presented. The main concepts of this study are: quantum state and linear superposition. The three stages of this research are: elaboration, implementation and evaluation of a pedagogical proposal in three short-term courses in educational meetings in the states of Rio Grande do Sul and Santa Catarina; elaboration and presentation of a 18 hours course at the University of Vale do Rio dos Sinos, in São Leopoldo, RS; revision of the material presented in the before mentioned course and presentation of a 20 hours course at the Federal University of Rio Grande do Sul, in Porto Alegre, RS. In the light of Ausubel’s meaningful learning and Vergnaud’s conceptual fields theories, problem-situations were designed seeking the promotion of meaningful learning of the contents presented in the different stages of the research. The formulations of the Stern-Gerlach experiment and the double-slit experiment seemed to motivate the students to learn and were good examples of application of the quantum concepts of the state of the quantum system, linear superposition of states, the collapse of the state vector, the possible values of measurement results and the probability of obtaining the measurement results. Research findings suggest that these experiments facilitated the comprehension of much of these concepts. The inclusion of contemporary topics (Quantum Entanglement and Quantum Cryptography) motivated the students for the learning of the very first principles of QM. The interest on the proposal showed during the short-term courses was very high, a point in favor of this activity, although the short period of contact with the contents presented did not allow the verification of meaningful learning. Although the used approach seemed to be a good way to introduce QM to the students, some other essential concepts need more studies, such as the linear operator and the time evolution of quantum systems.

Keywords: quantum mechanics; meaningful learning; conceptual fields.

2 Alexsandro Pereira de Pereira
Fundamentos de Física Quântica na Formação de Professores: Uma Análise de Interações Discursivas em Atividades Centradas no Uso de Um Interferômetro Virtual de Mach-Zehnder
5/3/2008
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann e Dr. Trieste Freire Ricci
Banca examinadora: Dr. Osvaldo Frota Pessoa Junior (USP), Dra. Naira Maria Balzaretti (IF-UFRGS), Dra. Márcia Russman Gallas (IF-UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (IF-UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

Neste trabalho apresentamos uma investigação sobre o ensino de física quântica na formação inicial de professores. Essa pesquisa foi desenvolvida junto a uma disciplina da sétima etapa do curso de Licenciatura em Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, durante o segundo semestre de 2007, através de uma atividade de ensino centrada na exploração de um software que simula o interferômetro de Mach-Zehnder. Inspirados nos trabalhos de Müller e Wiesner (2002) e Pessoa Jr. (2005), utilizamos o conceito de dualidade onda-partícula como o eixo central das discussões em sala de aula. O objetivo desse estudo consiste em analisar as tensões nos enunciados de estudantes, à luz do referencial sociocultural, e avaliar em que medida os enunciados dos estudantes se articulam à internalização de conceitos de física quântica no uso de instrumentos semióticos. Os resultados mostraram que as ações mediadas pelo uso do interferômetro virtual de Mach-Zehnder, como ferramenta cultural, auxiliaram os processos de compreensão, por parte dos alunos, viabilizando a negociação de significados em sala de aula que são aceitos e compartilhados pela comunidade científica.

Palavras-chave: análise do discurso; formação de professores; Física Quântica; interferômetro virtual de Mach-Zehnder.

ABSTRACT

In this paper, we present a research of quantum physics teaching in the context of a teachers preparation course. This investigation has been developed in a seventh level discipline of a Bachelor Degree Course in Physics Education, in the Federal University of Rio Grande do Sul, during the second semester of 2006, through a didatical activity based on the use of a computer program that simulate the Mach-Zehnder interferometer. Ispired by Müller and Wiesner (2002) and Pessoa Jr. (2005), we used the concept of wave-particle duality as the central espect of discussions in the classroom. The aim of the present study was to analyze the student’s utterences, in the light of sociocultural theories, and to investigate how the speech of the studants articulates it self to the internalization of quantum physics concepts, in the use of semiotics instruments. The results showed that the actions mediated by the use of virtual Mach-Zehnder interferometer, as a cultural tool, supported the comprehendig process in studants, feasing the negotiation of meanings that are accepted and shared in scientific community.

Keywords: teacher's preparation; quantum physics; virtual Mach-Zehnder interferometer; discursive analysis.

1 Rafael Vasques Brandão
Investigando a aprendizagem do campo conceitual associado à modelagem científica por parte de professores de Física do Ensino Médio
3/3/2008
Orientação: Dr. Ives Solano Araujo e Dra. Eliane Angela Veit
Banca examinadora: Dr. Luiz Fernando Ziebell (IF-UFRGS), Dr. Mauricio Pietrocola (USP), Dr. Marco Antonio Moreira (IF-UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (IF-UFRGS), Presidente.

Texto da dissertação

resumo
RESUMO

O objetivo deste trabalho foi investigar a aprendizagem por parte de professores de Física do ensino médio de conceitos específicos ao campo conceitual associado à modelagem científica, tais como: idealizações, aproximações, domínio de validade, expansão e generalização de modelos. O referencial teórico adotado para a realização deste estudo está baseado na teoria dos campos conceituais de Gérard Vergnaud e na visão epistemológica de Mario Bunge no que concerne aos modelos e ao progresso do conhecimento científico. Nesse sentido, elaboramos uma estratégia didática de modo a introduzir noções epistemológicas contemporâneas, imbricadas com conteúdos de Física, implementada na forma de um curso a distância de 40 horas, utilizando um ambiente virtual de aprendizagem. Inicialmente, vinte professores matricularam-se no curso, mas somente oito o concluíram. Houve dois encontros presenciais, um no início e o outro ao final do curso, um encontro virtual por semana e inúmeras interações em sessões assíncronas (fóruns e emails). Diversas das tarefas propostas aos professores envolveram situações-problema nas quais os conceitos associados à modelagem científica foram trabalhados através de atividades exploratórias de simulação computacional. Os resultados indicam que a abordagem utilizada favoreceu a aprendizagem conceitual do processo de modelagem científica por parte dos professores, motivando-os a ensinar Física aos seus estudantes levando em consideração os conceitos e o papel da modelagem no contexto da Ciência.

ABSTRACT

It is almost a consensus in the context of physics education research the relevance of teaching strategies that emphasize a critical reflection of the contents worked, by students and teachers. Based on the results of two empirical studies, both with an exploratory purpose, being the first one a qualitative approach (Study I) and the other quantitative (Study II), we started from the assumption that the strategy of didactic-scientific modeling is one of the most promising to promote the learning of scientific concepts, problem solving and construction of conceptions and competences associated with the nature of science and contemporary scientific practice. The term ‘didactic-scientific modeling’ summarizes the meaning assigned to the framework developed in this work for the physics teaching and research in this area, centered on the strategy of scientific modeling with educational purposes. This strategy aims to promote the development of conceptions and competences associated with the nature, construction, validation, operation and review of the didactic-scientific models, in turn, can be understood as educational versions of scientific models. The framework was developed in a theoretical study with an integrative purpose (Study III) which started from the proposition that scientific modeling can be seen as a conceptual field underlying the domain of specific conceptual fields of physics. The theoretical background was mainly composed by the Gérard Vergnaud’s conceptual fields theory and the Mario Bunge’s epistemological conception concerning scientific modeling process. From this point on, the work has aimed the search for empirical support for the framework developed. In this sense, there are evidence of conceptions, difficulties encountered, progress made and operational invariants used by high school physics teachers in the process of conceptualization of the real in the context of a graduate course, with an emphasis on computer modeling activities with didactic purposes, provided by the IF-UFRGS, under the Professional Master in Physics Teaching. Such evidences was obtained by two empirical studies in the postgraduate course in consecutive semesters: with a descriptive (Study IV) and other explanatory (Study V) purpose, both qualitative and in order to give support to what the author meant by predictive and operative forms of knowledge about the process of conceptualization of the real through the strategy of didactic-scientific modeling in the physics teaching.