PPGENFIS - Trabalhos de Conclusão

39 Daniel Batista de Freitas
Diagramas categoriais para auxiliar estudantes de física do ensino médio a realizar a ascensão do pensamento abstrato ao concreto
13/11/2023
Orientação: Dr. Alexsandro Pereira de Pereira
Banca examinadora: Dr. Paulo Roberto Menezes Lima Junior (UnB/DF), Dr. Helio da Silva Messeder Neto (UFBA/BA), Dra. Camila Greff Passos (IQ-UFRGS/RS), Dr. Nathan Willig Lima (PPGEnFís-UFRGS/RS), Dr. Alexsandro Pereira de Pereira (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
A pedagogia histórico-crítica (PHC) é uma construção teórica de uma filosofia da educação contra-hegemônica. É uma visão teórico-pedagógica, desenvolvida inicialmente pelo filósofo e pedagogo Dermeval Saviani, que demanda desenvolvimentos adicionais nas atividades de ensino-aprendizagem das disciplinas escolares formais. Esta tese visa contribuir com um estudo teórico e empírico do uso da PHC no ensino de física do ensino médio. Para isto, investigamos como articular os primeiros três momentos pedagógicos da PHC no ensino de física para a abordagem da categoria concreta “Satélites artificiais”, a qual sintetiza várias determinações e relações, de modo que os estudantes não perdessem de vista a totalidade dos processos reais. Ainda, procuramos investigar a catarse dos estudantes relativa à prática social no ponto de chegada do processo educativo por meio de entrevistas semiestruturadas. A solução encontrada para estabelecer um vínculo entre os objetivos de pesquisa e os pedagógicos foi a criação da ferramenta de diagramas categoriais, baseada no materialismo histórico-dialético. Com esta ferramenta, foi possível: (i) planejar e executar o ensino de tópicos de física relacionados com a gravitação newtoniana, promovendo o estudo de temas de contextos além dos estritamente vinculados com a disciplina; (ii) auxiliar os estudantes na ascenção da categoria concreta proposta do abstrato ao concreto, pela sua utilização como suporte psicológico; e (iii) avaliarmos o trabalho educativo realizado, que nos serviu de teste de proposição teórica. Nossos resultados revelaram que os estudantes enfrentaram dificuldades em compreender e aplicar a metodologia de diagramas categoriais, especialmente durante as suas pesquisas sobre as contradições levantadas nas diferentes totalidades. Os alunos mais interessados em física desempenharam um papel de liderança nos grupos, bem como demonstraram um bom domínio da lógica dialética durante a explicação de partes dos diagramas produzidos. Concluímos com uma avaliação positiva com relação ao potencial dos diagramas categoriais na organização do trabalho educativo sob a PHC no ensino de física, restando inconclusivo seu potencial com relação à avaliação da catarse na prática dos estudantes no ponto de chegada. Como perspectivas futuras, entendemos que o ensino explícito da lógica dialética aos estudantes, com a discussão de alguns exemplos de diagramas categoriais prontos, pode ser que reduza as dificuldades observadas.

Palavras-chave: Diagramas categoriais. Pedagogia histórico-crítica. Ensino de física. Ensino médio. Materialismo histórico-dialético.

Será transmitido em: https://mconf.ufrgs.br/webconf/ppgenfis

38 Greivin Antonio Núñez González
“A Licenciatura em Física e a perspectiva CTS: uma investigação sobre a possibilidade de um componente curricular reflexivo e crítico na formação docente na Venezuela pela articulação da ciência, o cenário sociopolítico atual do país e o tema petróleo”
28/8/2023
Orientação: Dra. Neusa Teresinha Massoni e Dr. Alan Alves Brito
Banca examinadora: Dra. Ana Cristina Pimentel Carneiro de Almeida (UFPA/PA), Dr. Cláudio Rejane da Silva Dantas (URCA/CE), Dr. Marcelo Leandro Eichler (IQ-UFRGS/RS), Dr. Dioni Paulo Pastorio (PPGEnFís-UFRGS/RS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís-UFRGS/RS), Presidente.

Tese

resumo
Por meio desta pesquisa, investigamos a possibilidade, as características, as estratégias, os referenciais para a criação de um componente curricular pautado no CTS, pensada e adaptada para a Licenciatura em Física da principal universidade formadora de docentes na Venezuela – a Universidad Pedagógica Experimental Libertador (UPEL). A tese está delineada em dois estudos. O Estudo Teórico que visa analisar a literatura nacional e internacional (especialmente a sul-americana) do período de 2003 até 2020, sobre a abordagem CTS no Ensino de Ciências e na formação de professores. O estudo faz um aprofundamento teórico, incluindo e articulando os fundamentos do movimento Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS), o Pensamento Latino-Americano em Ciência, Tecnologia e Sociedade (PLACTS), a Pedagogia Emancipatória de Paulo Freire e as ideias de Henry Giroux sobre a formação de professores. Através da metodologia de análise de conteúdo de Laurence Bardin surgiram treze categorias na revisão de literatura e quatro categorias analíticas, que fundamentam a proposta de uso da abordagem CTS e reflexões do PLACTS para uma formação crítica de cidadãos, enfatizando aspectos como a formação de professores de Ciências/Física, a redefinição do papel da escola e do currículo, e o papel transformador do professor como intelectual. O Estudo Empírico CTS busca responder a uma pergunta sobre a existência de componentes curriculares com enfoque CTS no curso de Física da UPEL, investiga, também, a visão de uma professora-pesquisadora desta instituição sobre a possibilidade de sugerir um componente curricular com enfoque CTS nessa área; e outra pergunta sobre a viabilidade de sua adaptação em duas universidades brasileiras para o contexto político, econômico e educacional da Venezuela. As respostas foram obtidas por meio de entrevista semiestruturada com uma professora-pesquisadora venezuelana, pela importância de sua implementação na Licenciatura em Biologia e Química, na UPEL, e pela observação e análise de discursos extraídos de produções escritas de estudantes que cursaram os dois componentes curriculares acompanhados, um na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), e outro no Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca (CEEFET-RJ). Os resultados revelam que não existe componente curricular com enfoque CTS na Licenciatura em Física da UPEL, mas foram encontradas em cursos de Biologia e Química. A professora-pesquisadora apoiou e fez interessantes sugestões a esta proposta na Licenciatura em Física e endossou o tema do petróleo como relevante para conscientizar futuros professores sobre sua importância para a Venezuela. Os resultados ratificam a premissa inicial e habilitam o pesquisador desta tese doutoral, enquanto venezuelano, a propor uma possível estrutura para um componente curricular CTS na Licenciatura em Física da UPEL, abordando questões sociais, científico-tecnológicas, pensamento crítico e projetos de pesquisa relacionados ao petróleo. Por fim, a pesquisa sugere que a UPEL pode se inspirar em estruturas curriculares existentes no Brasil, e nas Licenciaturas em Biologia e Química na Venezuela, sobre abordagem CTS para pensar na criação de um componente curricular similar na Física, com o tema do petróleo como um enfoque importante para conscientizar e engajar os futuros professores, visto que essa abordagem visa a formar tanto os professores como seus futuros alunos, cidadãos, mais críticos e preparados para participar ativamente da sociedade democrática.

Palavras-chave: CTS; Formação de professores; Licenciatura em Física; Paulo Freire; Henry Giroux, PLACTS; Petróleo; UPEL.

37 Camila Brito Collares da Silva
Feiras de Ciências como caminho para a formação e divulgação científica: desafios, potencialidades e tendências nos documentos e na voz de professores orientadores
14/7/2023
Orientação: Dra. Neusa Teresinha Massoni
Banca examinadora: Dra. Ivanise Maria Rizzatti (UFRR), Dra. Maria Elena Infante-Malachias (USP), Dr. Silvio Renato Dahmen (IF/UFRGS), Dr. Alexander Montero Cunha (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
No Brasil as Feiras de Ciências ocorrem há décadas, e são eventos criados para incentivar a educação e a produção científica nas escolas, e a divulgação da ciência para além dos muros das escolas. Feiras buscam engajar jovens na autoria de trabalhos, exercitando o explicar científico e promovendo o gosto pela ciência, e até mesmo pela carreira científica. Apesar das potencialidades das Feiras de Ciências, não há muitos trabalhos acadêmicos sobre essa temática. Através de Revisão da Literatura dos últimos 24 anos sobre o tema, identificamos uma tendência de se pesquisar sobre a dinâmica do(s) dia(s) da Feira, de identificar as temáticas mais usuais, bem como o envolvimento e expectativas dos jovens para apresentar à comunidade, mas observamos que pouco esforço de pesquisa é dedicado ao processo de desenvolvimento e orientação dos projetos e, em especial, sobre as visões de ciência que são construídas por estudantes e professores da Educação Básica. Estudos realizados pelo Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC) e o Centro de Gestão e Estudos Estratégicos mostram que as Feiras de Ciências são importantes espaços de divulgação científica, pois são bastante visitados pela população, o que tende a aproximar a ciência da sociedade, aspecto este que tem ainda maior relevância no momento atual, de proliferação de negacionismos e “pós-verdades”. Assumimos nesta investigação que o processo de construção de Feiras de Ciências, que envolve diferentes etapas, como a organização por parte da escola; a orientação e desenvolvimento dos projetos, a preparação para a comunicação à comunidade e a avaliação dos trabalhos; tudo isso torna esses eventos espaços de construção e autoria de conhecimentos por parte dos estudantes, e de formação de professores, como também de difusão de concepções sobre a natureza da ciência. Nossa hipótese de pesquisa, reforçada pela Revisão de Literatura, é que há uma lacuna, uma quase ausência de preocupação com a construção e difusão de visões alinhadas às epistemologias contemporâneas, permitindo o enraizamento de visões inadequadas tanto de estudantes como de professores da Educação Básica. Para responder às questões de pesquisa propostas em relação a todos esses pontos, realizamos: i) uma revisão da literatura sobre Feiras de Ciências no Brasil, que corroborou a lacuna já mencionada, consentindo que se propaguem ideias associadas à existência de um “método científico” universal (ideia já superada pela moderna Epistemologia), e a noção de que as Feiras de Ciências seriam meios de exercitá-lo; ii) uma análise de documentos orientadores disponibilizados pelas Feiras de Ciências, com sede no Rio Grande do Sul, que constituiu o Estudo I, e que apontou que esses documentos deixam de aproveitar, ou não lançam luz sobre o processo de desenvolvimento e orientação das/nas Feiras, enquanto uma via capaz de construir e difundir concepções atuais sobre a natureza da ciência. A nossa análise identificou três dimensões: “papel das Feiras”, “justificativas” e “concepções epistemológicas”, sendo que em 92% (23 de 25) dos documentos analisados localizamos termos associados à última dimensão; nas duas primeiras dimensões aparece a “vivência do método científico” como um dos importantes objetivos desses eventos, mas a falta de explicitação do seu significado foi tomada como privilegiando visões superadas do processo científico. Este aspecto foi entendido como uma oportunidade, pois foi possível ao final desta Tese, indicar caminhos para que as Feiras de Ciências explorem, de forma explícita, para além da produção e divulgação do conhecimento científico, aspectos epistemológicos, contribuindo, assim, com a popularização de visões mais alinhadas à História e Filosofia da Ciência (HFC) contemporâneas; e iii) um estudo de caso com a aplicação de questionários e realização de entrevistas com professores(as)-orientadores(as) de Feiras. O Estudo II apontou certas perspectivas positivas e possibilitou refletir as principais dificuldades no processo das Feiras, como a ausência de formação continuada sobre aspectos epistemológicos, a falta de tempo [de qualidade] para orientar o desenvolvimento dos projetos junto aos(às) estudantes, a ausência de padronização de critérios para a avaliação dos trabalhos, a escassez de recursos públicos, entre outros. A voz dos professores ratifica a importância e o papel das Feiras e Mostras de Ciências como: oportunidades de formação científica dos(as) estudantes, espaços de trocas que contribuem para despertar a curiosidade e o interesse destes pela ciência, os engajando na produção e apresentação de explicações científicas aos visitantes, e com isto aproximando a escola e a ciência da comunidade. Esses achados nos permitiram sistematizar no Capítulo 7, um conjunto de reflexões, indicadores e sugestões que buscam ser uma contribuição possível desta investigação para com a melhoria da formação e divulgação do pensamento científico e da difusão de visões atuais da natureza da ciência nas Feiras e Mostras de Ciências.

Palavras-chave: Feiras de Ciências; Natureza da Ciência; Concepções de Ciência; Pesquisa Científica; Educação Básica.

36 Estevão Luciano Quevedo Antunes Júnior
Ensino de Física, base nacional comum curricular e a docência nos anos finais do Ensino Fundamental: a necessidade de formação de uma intelectualidade crítica.
22/12/2022
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann e Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti
Banca examinadora: Dr. Matheus Monteiro Nascimento (PPGEnFís/UFRGS), Dr. André Vitor Fernandes dos Santos (UnB), Dra. Alcina Maria Testa Braz da Silva (CEFET/RJ), Dr. Caetano Castro Roso (IF/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
O objeto de pesquisa da nossa tese é o Ensino de Física no contexto dos anos finais do Ensino Fundamental, tendo como objetivos analisar os desafios que emergem a partir da Base Nacional Comum Curricular para o professor de Física, discutir a(s) forma(s) pela(s) qual(is) esses desafios podem direcionar uma formação de professores de Física mais crítica e investigar sobre como a estrutura curricular dos cursos de Licenciatura em Física pode contribuir para essa formação mais crítica. Para atender a esses objetivos recorremos à filosofia da linguagem do círculo de Bakhtin, às discussões em torno das teorias de currículo e os níveis de autonomia profissional de professores. A análise foi feita a partir de um método quantitativo interpretativo bakhtiniano, o qual articula a tradicional análise bakhtiniana com o método de mineração de texto, representando os enunciados por meio de redes textuais. Selecionamos, para a análise, as vozes vocalizadas e revocalizadas nas BNCC para as Ciências da Natureza nos anos finais do Ensino Fundamental, os planos de ensino desenvolvidos no contexto do Estágio de Docência em Física II (foco no Ensino Fundamental) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul e as ementas e objetivos de disciplinas com foco no Ensino Fundamental associadas à Instituições de Ensino Superior de formação de professores de Física no Brasil. Identificamos, tanto nos documentos como nas instituições brasileiras que formam professores de Física, vozes mais alinhadas a perspectivas tradicionais curriculares e que se direcionam à ideia do professor como racionalista técnico, com algumas exceções que se aproximam do caráter reflexivo do profissional.

Palavras-chave: Análise bakhtiniana. Mineração de texto; Rede textual; Método quantitativo interpretativo bakhtiniano; Ensino de Física; Ensino Fundamental II

35 Luciano Slovinscki
Um diagnóstico da pesquisa em Ensino da Astronomia no Brasil: Contribuições para a formação de professores da Educação Básica
19/12/2022
Orientação: Dr. Alan Alves Brito e Dra. Neusa Teresinha Massoni
Banca examinadora: Dra. Patricia Figueiró Spinelli (MAST/RJ), Dra. Daniela Borges Pavani (IF/UFRGS), Dr. Dioni Paulo Pastorio (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Alan Alves Brito (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Eduardo Mortimer (UFMG),

Tese

resumo
Atualmente, a Astronomia é uma das mais importantes áreas de interesse da Ciência, recebendo maciços investimentos e atenção da vasta comunidade que a ela se dedica, e o justo reconhecimento da sociedade. No Brasil, as pesquisas em Astronomia também se distinguem por sua qualidade, mas a área de pesquisa em Educação e/ou Ensino de Astronomia (EEA) não se afirmou como campo de pesquisa consolidado no País, apesar de ter surgido há quase cinco décadas. Dessa forma, a presente investigação pretende apresentar contribuições à pesquisa em EEA, no sentido de realizar um diagnóstico sobre a atual situação da área no País, tendo como foco principal a formação inicial e continuada de professores de Física e de Ciências da Natureza. Para isso, estruturamos nossa pesquisa em quatro estudos. O Estudo Um faz uma ampla revisão da literatura, na qual analisamos, de modo qualitativo e quantitativo, artigos científicos, teses e dissertações acadêmicas que tratam do tema, na intenção de tentar identificar padrões e tendências nos assuntos de interesse da EEA, a fim de tentar estabelecer um panorama crítico das discussões que os cercam. No Estudo Dois, investigamos como a Astronomia está inserida no contexto da educação formal e não formal do Brasil, e como isso impacta a formação inicial e continuada de professores. Exploramos os documentos oficiais da Educação no País para tentar identificar como eles relacionam a Astronomia ao Ensino, e buscamos implicações para o futuro, uma vez que a maioria deles é bastante recente. Nos Estudos Três e Quatro, buscamos trazer um diagnóstico da formação inicial de professores da área das Ciências da Natureza, com ênfase especial nas licenciaturas em Física, na perspectiva do Ensino de Astronomia. A partir de um recorte dos anos de 2019 e 2020, examinamos as matrizes curriculares das licenciaturas em Física, Química, Biologia e Ciências Naturais do Brasil quanto à presença de disciplinas de Astronomia, e relacionamos essas informações às contidas nos dados do censo da Educação Superior, buscando estimar o percentual de professores formados nesses anos que tiveram a oportunidade de cursar disciplinas de Astronomia. Os resultados mostraram que a EEA se expandiu principalmente ao longo das últimas duas décadas; que a realidade do Ensino de Astronomia ainda está distante do que a legislação prevê; e que as licenciaturas que mais permitem o acesso de seus alunos às disciplinas de Astronomia são as que formam o menor número de professores, o que, infelizmente, pouco contribui para modificar o cenário do Ensino de Astronomia no Brasil.

Palavras-chave: Ensino de Astronomia, Educação em Astronomia, formação inicial e continuada de professores

34 Marco Aurélio Torres Rodrigues
“Formação continuada de professores dos anos iniciais: problematizando a BNCC, utilizando o ensino por investigação na abordagem da Ciência e para o desenvolvimento de intelectuais reflexivos”
19/9/2022
Orientação: Dra. Neusa Teresinha Massoni
Banca examinadora: Dra. Cleci Teresinha Werner da Rosa (UFP), Dra. Lucia Helena Sasseron (USP), Dr. Carlos Ventura Fonseca (UFRGS), Dr. Alexander Montero Cunha (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
A presente pesquisa buscou identificar, aplicar e analisar que caminhos uma formação continuada, voltada a professores e professoras dos Anos Iniciais do Ensino Fundamental, deve trilhar para auxiliá-los a dar conta do novo mecanismo burocrático e normativo – a Base Nacional Comum Curricular (BNCC), fomentando a (re)construção de suas aulas de Ciências da Natureza e promovendo a autonomia docente em busca do desenvolvimento de um professor reflexivo segundo Contreras (2002). O desenvolvimento da pesquisa ocorreu através de dois estudos. Como referencial metodológico adotamos a pesquisa-ação na concepção de Lewin (1978). Assumimos como referencial teórico: i) a autonomia dos professores na visão de José Contreras (2002) e, ii) a alfabetização científica e o ensino por investigação na perspectiva de Lúcia Helena Sasseron. As reflexões dos professores e professoras (nossos sujeitos de pesquisa) foram interpretadas a partir da estratégia da análise textual discursiva de Moraes e Galiazzi (2007). Na realização da revisão da literatura identificamos que muitos autores interpretaram a BNCC como um currículo nacional, assim como apontam que o texto apresenta contradições quando analisamos exclusivamente o compromisso assumido em desenvolver a Alfabetização Científica e em relação às habilidades especificas de Ciências da Natureza para os Anos Iniciais do EF. Também como resultado da revisão, observamos que os professores e professoras generalistas têm dificuldades com conteúdos específicos de Ciências o que, de certa forma, justifica a priorização pelo desenvolvimento de outras disciplinas/temas no dia a dia da sala de aula. Outro apontamento importante foi que a maioria dos generalistas desconhecem o que significa Alfabetização Científica e como aplicá-la aos alunos dos anos iniciais. O Estudo I, realizado entre 2018 e 2019 com docentes da rede municipal de Santana do Livramento, RS, revelou que a BNCC não estava sendo estudada nas escolas da região; que a compreensão da BNCC e seu papel era superficial e esporádica; que os docentes, nossos sujeitos de pesquisa, apresentavam lacunas na sua competência profissional; que a Secretaria de Educação do Município, da óptica do professores, não oportunizava formação continuada em Ciências da Natureza e priorizava o ensino de Língua Portuguesa até o terceiro ano do EF, deixando Ciência em segundo plano. O Estudo II, realizado entre junho e novembro de 2021 através de uma formação continuada, contou com a participação de 15 professoras e um professor dos Anos Iniciais da rede pública municipal de Santana do Livramento, RS. Como uma possibilidade adotamos estratégias do Ensino por Investigação, proporcionando vivências investigativas aos docentes no sentido de incentivá-los a replicar em suas aulas. A pesquisa mostrou que o ensino por investigação na perspectiva de abordagem didática auxilia no planejamento de sequências capazes de abordas temas da unidade temática Matéria e Energia, torna os professores mais comprometido e mais segura para tratar objetos de conhecimento de Ciência e contribui com o desenvolvimento de professores reflexivos.

Palavras-chave: Ensino por investigação; Professores dos Anos Iniciais; BNCC; Matéria e Energia; Formação de Professores; Ciências da Natureza.

Abstract The present research sought to identify, apply and analyze which paths a continuing education, aimed at Elementary School Early Years teachers, should tread to help them deal with the new bureaucratic and normative mechanism - the National Common Curricular Base (BNCC), encouraging the (re)construction of their Natural Science classes and promoting teacher autonomy in search of teacher's reflexivity development (CONTRERAS, 2002). This research was perfromed through two studies. As a methodological reference, we adopted Lewin's conception of action research (1978). We assume as a theoretical reference: i) the Contreras' view for teacher's autonomy and, ii) the Sasseron's perspective for scientific literacy and teaching. The reflections of professors (our research subjects) were interpreted from the strategy of Moraes and Galiazzi's Discursive Textual Analysis. Carrying out the literature review, we identified that many authors interpreted the BNCC as a national curriculum, as well as pointing out that the text presents contradictions when we exclusively analyze the commitment assumed to develop Scientific Literacy and in relation to the specific skills of Natural Sciences for the EE Early Years. Also as a result of the review, we observed that generalist teachers and professors have difficulties with specific contents of Science, which, in a way, justifies the prioritization of the development of other subjects/themes in the daily life of the classroom. Another point was that most generalists are unaware of what Scientific Literacy means and how to apply it to students in the early years. Study I, carried out between 2018 and 2019 with teachers from the Santana do Livramento city schools, revealed that the BNCC was not being studied in schools in the region; that understanding of the BNCC and its role was superficial and sporadic; that the professors, our research subjects, had gaps in their professional competence; that the City Department of Education, from the teachers' point of view, did not provide continuing education in Natural Sciences and prioritized the teaching of Portuguese Language until the EE third year, leaving Science in the background. Study II, carried out between June and November 2021 through continuing education, had the participation of 15 teachers and a teacher from Early Years of the public city schools of Santana do Livramento, RS. As a possibility, we adopted Teaching by Investigation strategies, providing investigative experiences to teachers in order to encourage them to replicate in their classes. The research showed that teaching by investigation from the perspective of a didactic approach helps in the planning of sequences capable of approaching themes of the thematic unit Matter and Energy, makes teachers more committed and safer to deal with objects of knowledge of Science and contributes to the development of reflective teachers.

Keywords: Teaching by investigation; Teachers of the initial years; BNCC; Teacher training; Matter and Energy; Natural Sciences

33 Carolina de Barros Vidor
A constituição performativa de identidades na pesquisa em ensino de física: uma perspectiva pós-estruturalista a partir da filosofia política feminista de Judith Butler
27/10/2021
Orientação: Dr. Fernanda Ostermann e Dr. Flavia Rezende Valle dos Santos
Banca examinadora: Dra. Indianara Lima Silva (UEFS), Dra. Rochele de Quadros Loguercio (IQ/UFRGS), Dr. Nathan Willig Lima (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Paola Valero (Universidade de Stockholm), Dra. Fernanda Ostermann (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
O combate às desigualdades de gênero nas áreas científicas e tecnológicas (C&T) têm recebido atenção crescente no contexto brasileiro, resultando não apenas em um aumento expressivo do número de publicações sobre o tema nos últimos anos, mas também no desenvolvimento de iniciativas educacionais que visam estimular jovens mulheres a seguir carreira nessas áreas. Entretanto, estudos indicam que tais publicações e iniciativas tendem a abordar questões de gênero em C&T sem discutir explicitamente o constructo “gênero”, ou sem apresentar reflexões aprofundadas e teoricamente fundamentadas sobre as implicações sociais, educacionais e políticas das relações de gênero no contexto da formação acadêmico-científica. Mediante tais considerações, este trabalho adotou uma perspectiva teórico-conceitual e metodológica pós-estruturalista para analisar criticamente tanto “questões de gênero” abordadas na literatura de pesquisa em ensino de física quanto “questões de identidade” envolvidas na formação de pesquisadoras e pesquisadores em ensino de física, assumindo que “gênero” é um constructo complexo e por isso não deve ser entendido como uma categoria redutiva das identidades. As “questões de gênero” foram discutidas a partir de uma revisão sistemática da literatura, a qual incluiu 25 estudos brasileiros e 105 estudos internacionais abordando desigualdades de gênero na prática e no ensino da física publicados na última década (2010 – 2019). Os estudos foram categorizados em três categorias analíticas conforme as representações de problemas e os pressupostos sobre gênero subjacentes aos estudos. As “questões de identidade” foram discutidas a partir da análise crítica de entrevistas realizadas com sujeitos docentes e discentes vinculados ao Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física (PPGENFIS) da UFRGS. Para tanto, foram articulados alguns conceitos fundamentais da filosofia política feminista de Judith Butler, na qual as identidades são discursivamente constituídas em um processo performativo moldado por relações de poder generificadas, racializadas, posicionadas socioeconomicamente e historicamente contingentes. Os resultados foram articulados em três eixos analíticos, os quais permitiram descrever e discutir: (i) os processos de negociação do espaço acadêmico-científico que sustentam a constituição do PPGENFIS como um “lugar” onde se desenvolve a pesquisa e a formação de sujeitos pesquisadores em ensino de física; (ii) os processos de (des)vinculações entre as áreas da física e da educação que sustentam a constituição da área de ensino de física como um “objeto” (isto é, como algo produzido e identificável por meio das práticas discursivas) e dos objetos (de estudo) próprios à área de ensino de física; e (iii) os processos de formação institucionalizada e de autoformação dos sujeitos pesquisadores em ensino de física que sustentam os aspectos relacionais, racializados, generificados e de posicionamento socioeconômico que moldam as relações (inter)subjetivas dentro do PPGENFIS. Os resultados apresentados a partir desses três eixos analíticos permitiram identificar e caracterizar as normas de reconhecimento (norma da física, norma da excelência, norma da autonomia, norma da idealização, normas raciais e normas de gênero) que operam performativamente no PPGENFIS, bem como as condições sociais e materiais inerentemente atreladas a elas, levando em consideração que a existência social de um sujeito na pós-graduação em ensino de física depende da sua sujeição (isto é, subordinação e subjetivação) a tais normas de reconhecimento.
Palavras-chave: gênero; identidade; performatividade; Judith Butler; formação de pesquisadoras e pesquisadores em ensino de física.

32 Patrese Coelho Vieira
Uma estrela eclipsada na ciência: um resgate histórico de Cecilia Payne e seu papel na determinação da composição estelar
30/8/2021
Orientação: Dra. Neusa Teresinha Massoni e Dr. Alan Alves Brito
Banca examinadora: Dr. Ivã Gurgel (USP), Dra. Indianara Lima Silva (UEFS), Dra. Marina Trevisan (IF/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
O presente trabalho apresenta um relato histórico sobre a vida e obra da astrofísica britânicoestadunidense Cecilia Helena Payne-Gaposchkin (1900 – 1979), cuja trajetória pessoal esteve envolta em dificuldades enfrentadas, enquanto mulher cientista, para ingressar e permanecer na carreira profissional e na busca por reconhecimento e ascensão acadêmica. Está focado, principalmente, em seu papel fundamental na determinação da abundância relativa dos elementos químicos nas atmosferas das estrelas, no período de realização de sua pesquisa de doutorado, entre 1923 e 1925. Para tal, se tomou por base tanto publicações da época, realizadas pela própria cientista e também por seus pares, quanto fontes posteriores que tratam de sua história de vida e carreira profissional, analisadas dentro do contexto das perspectivas históricas atuais, através das bases conceituais da Teoria Fundamentada em Dados de Strauss e Corbin, da Teoria da Aprendizagem Significativa Crítica de Moreira, da Epistemologia de Fleck e da Crítica Feminista à Ciência de Schiebinger. Entendeu-se que a tese de doutorado de Payne representa um marco na Astrofísica, por apontar a homogeneidade da composição das estrelas e a alta concentração de hidrogênio e hélio nas atmosferas estelares em relação aos demais elementos analisados. Este último achado contrariava o estilo de pensamento então vigente, no qual elementos metálicos, como o ferro, teriam maior preponderância. Mesmo diante de tal feito, entendido como pioneiro, Cecilia Payne permaneceu subvalorizada profissionalmente por ser mulher, com progresso lento e continuamente desvalorizado, tendo seu legado encoberto.

Palavras-chave: Cecilia Payne; História da Ciência; Mulheres na História da Ciência; Astrofísica.

31 Elkin Adolfo Vera Rey
Cultivo de una Comunidad de Práctica virtual para la resignificación de los procesos de formación inicial de profesores de Física
12/7/2021
Orientação: Dra. Eliane Angela Veit e Dr. Ives Solano araujo
Banca examinadora: Dra. Sonia López Rios (Universidade de Antioquia), Dra. Lucia Helena Sasseron (USP), Dra. Maria Inês Ribas Rodrigues (UFABC), Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
La brecha entre la investigación educativa y la práctica docente es un tema ampliamente discutido por más de 20 años, tanto a nivel general, como específico de la enseñanza de las ciencias. Una alternativa señalada en la literatura para aportar en la reducción de esta brecha corresponde a las Comunidades de Práctica (CoP). En términos generales, una CoP se puede definir como una agrupación social en la cual sus integrantes desarrollan un compromiso mutuo, comparten una empresa conjunta y construyen un repertorio compartido; a su vez, las prácticas que realizan se constituyen en fuente de cohesión, aprendizaje y construcción de identidad. La tesis que defendemos es que una CoP de profesores se puede configurar como un entorno no formal de interacción entre universidad y escuela, es decir, un tercer entorno que contribuye para reducir la brecha entre investigación y práctica docente, resignificando procesos de la Formación Inicial de Profesor (FIP). Para defender nuestra tesis realizamos una revisión de la literatura y tres estudios empíricos enfocados en el cultivo de una CoP virtual de profesores de Física. La revisión de la literatura nos permitió identificar un vacío en cuanto a trabajos de investigación que implementen los principios para el cultivo de CoP propuestos por Wenger y colaboradores; por otra parte, nos motivó a adoptar como referente metodológico un enfoque etnográfico para Internet. El Estudio I se compuso de dos partes, la primera consistió en planificar un curso virtual de extensión sobre Recursos Educativos Abiertos (REA) para la Enseñanza de la Física, realizando un estudio teórico de los principios de Wenger y colaboradores para el cultivo de CoP. La segunda parte consistió en implementar el curso diseñado, para tal fin, contamos con la participación de estudiantes de últimos semestres de cursos de Licenciatura en Física y Matemáticas de cuatro instituciones diferentes (dos colombianas y dos brasileñas). Este estudio nos permitió conformar una red con ex alumnos del curso que denominamos red de interés, la cual dio forma a un primer núcleo de participantes y al desarrollo del proyecto de elaboración y publicación de un libro virtual. El libro, al igual que la participación en dos eventos académicos y la búsqueda e instalación de una nueva plataforma virtual fueron prácticas limitáneas que permitieron la conformación de la CoP virtual de profesores de Física, que adoptó el nombre de FisiCoP: Física en dispersión. El Estudio II se enfocó en reconstruir las prácticas limitáneas de FisiCoP a partir de la composición de dos historias de creación de valor, las cuales permitieron distinguir trazos en las trayectorias de aprendizajes individuales y colectivos de los participantes de estos proyectos. El Estudio III lo orientamos a determinar campos de identificación y negociabilidad de la identidad docente de los participantes del proceso de cultivo de la CoP virtual, a partir de dos escenarios de intervención: el sujeto “yo” profesor/investigador y la brecha entre investigación y práctica docente. Para finalizar, proponemos posibles acciones para el cultivo sostenible de una CoP virtual, integrando reflexiones que trazan las trayectorias de aprendizaje del Gestor/Investigador, al igual que algunos de los hallazgos de la revisión de la literatura y de los tres estudios realizados.

Palabras clave: Comunidad de Práctica virtual, Etnografía para Internet, Brecha entre investigación y práctica docente, Prácticas limitáneas e Identidad docente.

ABSTRACT
The "gap" between educational research and teaching practice is a topic that has been widely discussed in the literature for more than 20 years, both at the general and specific levels of science teaching. An alternative indicated in the literature to contribute to the reduction of this gap corresponds to the Community of Practice (CoP). A CoP can be broadly defined as a social group in which its members share a joint venture, a mutual commitment and a shared repertoire; at the same time, the practices they perform constitute a source of cohesion, learning and identity building. The thesis that we defend focuses on investigating to what extent a virtual CoP of physics professors is configured as a non-formal environment of interaction between university and school (a third environment) that contributes to the reduction of the gap between research and teaching practice. In this way, create synergies that allow to enhance the role of the preservice teachers in initial training and newcomers as natural agents for innovation in the school, resignifying processes of the Initial Teacher Training (TTI) of Physics. To defend our thesis, we started reviewing literature and three empirical studies. The review of the literature allowed us to identify a void in terms of research papers that implement the principles for the cultivation of CoP proposed by Wenger and colleagues; on the other hand, it motivated us to adopt as a methodological reference an ethnographic approach to the Internet. Study I was composed of two parts, the first was to plan a virtual extension course on OER for the Teaching of Physics by conducting a theoretical study of the principles of Wenger and collaborators for the cultivation of CoP. The second part consisted of implementing the course designed with the participation of students of last semesters of Bachelor's Degree in Physics and Mathematics from four different institutions (two Colombian and two Brazilian). This study allowed us to form a network of interest with alumni of the course, which shaped a first nucleus of participants and the development of the project of elaboration and publication of a virtual book. This book, as well as the participation in two academic events and the search and installation of a new virtual platform were limitary practices that allowed the formation of the virtual CoP of physics teachers, which adopted the name of FisiCoP: Physics in dispersion. Study II focused on reconstructing the limitary practices of FisiCoP, based on the composition of two stories of value creation, which allowed us to distinguish traces in the trajectories of individual and collective learning of the participants of these projects. Study III is aimed at determining fields of identification and negotiability of the teaching identity of the participants in the CoP cultivation process, based on two intervention scenarios: the subject "I" professor /researcher and the gap between research and teaching practice. Finally, we propose possible actions for the sustainable cultivation of a virtual CoP, integrating results and reflections of the literature review and the three studies carried out.

Keywords: Virtual Community of Practice, Ethnography for the Internet, Gap research-practice teaching, Limiting Practices and Teaching Identity.

30 Lisiane Araujo Pinheiro
O perfil e os desafios do educador em física na perspectiva das diretrizes curriculares nacionais de 2015 : a formação de profissionais críticos à educação básica
5/7/2021
Orientação: Dr. Neusa Teresinha Massoni
Banca examinadora: Dr. Elio Carlos Ricardo (USP), Dra. Cleci Teresinha Werner da Rosa (UPF), Dra. Roselane Zordan Costella (FACED), Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
O objetivo desta pesquisa foi investigar diferentes aspectos relacionados ao perfil do professor de Física e à formação de professores para a Educação Básica. Em um primeiro estudo, procuramos construir o perfil esperado do professor de Física para o Ensino Médio com base na análise de políticas públicas, o confrontando com o perfil pretendido, segundo a legislação que orienta a formação inicial no Ensino Superior, especialmente as Diretrizes Curriculares Nacionais para a Formação Inicial e Continuada dos Profissionais do Magistério da Educação Básica (DCNFP) de 2015. O Estudo I é um estudo de caso instrumental-documental, na acepção de Stake, e fez uso de técnicas de análise baseadas na Teoria Fundamentada, em que o traçado desses dois perfis permitiu perceber convergências e certas divergências nas respectivas legislações, que foram agrupadas em dois blocos – Bloco 1, legislação sobre o Ensino Médio; Bloco 2, legislação sobre a formação inicial de professores, com especial foco na formação de professores de Física –, em que tomamos como caso os cursos de Licenciatura em Física da UFRGS. Evidenciamos que existia, até 2015, uma legislação avançada e uma literatura fértil à discussão acadêmica, ao aprofundamento de conceitos, e que propiciava a implementação de melhorias no ensino e na formação docente, mas revelou também que o perfil do professor de Física tem se complexificado nas últimas décadas. O Estudo II é um estudo investigativo e teve o objetivo de identificar concepções, opiniões, sugestões, críticas e percepções de representantes de três grupos de agentes: licenciandos, professores atuantes egressos da Licenciatura da UFRGS e professores formadores, especialmente os envolvidos na reestruturação curricular dos cursos de Licenciatura da UFRGS decorrentes das DCNFP de 2015. Os resultados revelaram achados surpreendentes, tanto de desencanto com o currículo, por exemplo, o foco na sólida formação específica e a pouca articulação teoria-prática, a ausência de vivências interdisciplinares, uma frágil compreensão da contextualização; e de outro lado, o surgimento de novas e positivas expectativas à medida que os licenciandos avançam no curso. A análise indicou, em grande medida, um alinhamento de expectativas dos diferentes agentes investigados com respeito à reestruturação curricular decorrente da legislação de formação de professores para a Educação Básica, e permitiu identificar a interdisciplinaridade como uma vivência que a escola espera do professor crítico e preparado para o século XXI. O Estudo III é um estudo propositivo em que uma disciplina interdepartamental foi sugerida e implementada como forma de propiciar vivências interdisciplinares na Licenciatura em Física na UFRGS. O nascimento da proposta, o planejamento da disciplina e a imersão participativa nas duas primeiras aplicações são narradas. A Análise mostra uma evolução de uma proposta originalmente pouco amadurecida do ponto de vista interdisciplinar para uma versão com características tipicamente de vivência interdisciplinar na acepção de Fazenda, em que as vozes dos agentes (licenciandos e docentes formadores) atestam positivamente para essa iniciativa.
Palavras-chave: Ensino Médio; Ensino Superior; Formação de Professores; Perfil do professor de Física.

Abstract
The aim of this research was to investigate different aspects related to the profile of the Physics teacher and the training of teachers for Basic Education. In a first study, we tried to build the expected profile of the Physics teacher for Secondary Education based on the analysis of public policies, confronting it with the desired profile, according to the legislation that guides the initial training in Higher Education, especially the National Curriculum Guidelines for the Initial and Continuing Training of Basic Education Teaching Professionals (DCNFP) of 2015. Study I is an instrumentaldocumental case study, in the sense of Stake and made use of analysis techniques based on Grounded Theory, in which the tracing of these two profiles allowed us to perceive convergences and certain divergences in the respective legislations, which were grouped into two blocks - Block 1, legislation on High School; Block 2, legislation on initial teacher training, with special focus on the training of Physics teachers -, in which we took as a case the Physics Undergraduate courses at UFRGS. We evidenced that until 2015, there was an advanced legislation and a fertile literature for academic discussion, for the deepening of concepts, and that propitiated the implementation of improvements in teaching and teacher training, but it also revealed that the profile of the Physics teacher has become more complex in recent decades. Study II is an investigative study and aimed to identify conceptions, opinions, suggestions, criticisms, and perceptions of representatives of three groups of agents: undergraduates, working teachers egressing from UFRGS undergraduate courses, and teacher trainers, especially those involved in the curricular restructuring of UFRGS undergraduate courses arising from the 2015 DCNFP. The results revealed surprising findings, both of disenchantment with the curriculum, for example, the focus on solid specific training and the little articulation between theory and practice, the absence of interdisciplinary experiences, a fragile understanding of contextualization; and on the other hand, the emergence of new and positive expectations as the undergraduates advance in the course. The analysis indicated, to a large extent, an alignment of expectations of the different agents investigated with respect to the curricular restructuring arising from the legislation for teacher training for Basic Education and allowed the identification of interdisciplinarity as an experience that the school expects from the critical and prepared teacher for the 21st century. Study III is a propositional study in which an interdepartmental discipline was suggested and implemented as a way of providing interdisciplinary experiences in the Physics Undergraduate Program at UFRGS. The birth of the proposal, the planning of the discipline, and the participative immersion in the first two applications are narrated. The analysis shows an evolution from a proposal originally immature from the interdisciplinary point of view to a version with characteristics of typical interdisciplinary experience in the sense of Fazenda, in which the voices of the agents (undergraduates and teacher trainers) attest positively to this initiative.
Keywords: High School; Higher Education; Teacher Training; Physics Teacher Profile.

29 Daniel Farias Mega
Comunidades de Prática como Espaços Integradores em Institutos Federais
16/6/2021
Orientação: Dr. Ives Solano Araujo e Dr. Eliane Angela Veit
Banca examinadora: Dra. Marta Máximo Pereira (CEFET/RJ), Dr. Agostinho Serrano de Andrade Neto (ULBRA), Dra. Flávia S. Twardowski Pinto (IFRS/Campus Osório), Dr. Nathan Willig Lima (IF/UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
RESUMO
A criação dos Institutos Federais de Educação Ciência e Tecnologia (IFs), no ano de 2008, foi um marco significativo nas políticas públicas para a educação profissional no Brasil. Com o objetivo de ministrar, prioritariamente, educação profissional técnica de nível médio os IFs devem estar articulados ao dinamismo histórico dos contextos em que estão inseridos. Passada mais de uma década de sua criação os cursos de ensino médio integrado à educação profissional, particularmente os ofertados pelos IFs, ainda encontram dificuldades em institucionalizar práticas baseadas na integração dos conhecimentos de formação geral com os de formação específica. Por esse motivo, encontrar caminhos que possibilitem essa integração é um desafio importante para essas instituições. Defendemos a tese de que uma via possível para o enfrentamento desse problema, passa por estimular o desenvolvimento de comunidades de prática (CoP), entendidas como potenciais espaços não formais de aprendizagem, que promovam condutas educativas capazes de integrar os conhecimentos propedêuticos e técnicos. Nossa pesquisa se divide em quatro estudos. O primeiro é uma revisão da literatura, nacional e internacional, que investiga a utilização do conceito de comunidades de prática no ensino de ciências. Nos dois estudos seguintes empreendemos esforços para realizar pesquisas empíricas sobre dois grupos sociais que se mostravam prováveis comunidades de prática e que se caracterizavam pelo desenvolvimento de projetos orientados pelos princípios de autogestão, participação colaborativa e por um modelo de desenvolvimento de projetos que preza pela autonomia dos participantes e pela liberdade do conhecimento. No Estudo II investigamos em profundidade o funcionamento do Centro de Tecnologia Acadêmica (CTA) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Para tal realizamos uma pesquisa etnográfica que permitiu apurar em que medida os elementos constituintes de uma comunidade de prática estavam presente na atuação do grupo. No Estudo III voltamos nossa atenção para o contexto dos Institutos Federais e desenvolvemos uma pesquisa narrativa sobre Núcleo de Tecnologias Livres (NTL) do Instituto Federal do Rio Grande do Sul (IFRS) – Campus Rio Grande. Essa pesquisa narrativa permitiu compreender como se deu o processo de implementação e tentativa de consolidação do Núcleo no IFRS. Ambas as investigações empíricas somadas à revisão da literatura e aos referenciais teóricos sobre comunidade de prática forneceram as bases necessárias para que o último estudo fosse construído. O ensaio teórico que compõe o Estudo IV propõe diretrizes para o cultivo de comunidades de prática nos IFs, são elas: Primeira Diretriz – Reconhecer o valor das comunidades de prática para a promoção da formação integral; Segunda Diretriz – Definir um empreendimento conjunto capaz de possibilitar a formação integral; Terceira Diretriz – Promover um modelo de gestão capaz de estimular e fortalecer o compromisso mútuo; Quarta Diretriz – Viabilizar condições para a criação e o uso de um repertório compartilhado e Quinta diretriz – Criar pontes com a sociedade divulgando e avaliando os resultados. Entendemos que essas cinco diretrizes constituem um referencial teórico capaz de auxiliar os profissionais dos Institutos Federais a criar um terreno adequado para que as comunidades de prática sejam cultivadas dentro de suas instituições.
Palavras-chave: Comunidades de Prática, Espaços não formais de aprendizagem, Formação integral, Institutos Federais, Ensino médio integrado.

ABSTRACT
The creation of the Federal Institutes of Science and Technology Education, in 2008, was a significant milestone in public policies for professional education in Brazil. In order to give priority, technical professional education at medium level, the institute federal must be linked to the historical dynamism of the contexts in which they are inserted. After more than a decade of its creation, high school courses integrated with professional education still find it difficult to institutionalize practices based on the integration of general education knowledge with those of specific training. For this reason, finding ways to make this integration possible is an important challenge for these institutions. We defend the thesis that a possible way to face this problem, is to stimulate the development of communities of practice (CoP), understood as potential non-formal learning spaces, that promote educational conduct capable of integrating basics and technical knowledge. Our research is divided into four studies. The first is a literature review, national and international, which investigates the use of the concept of communities of practice in science education. In the following two studies, we made efforts to carry out empirical research on two social groups that proved to be probable communities of practice and that were characterized by the development of projects guided by the principles of self- management, collaborative participation and a model of project development that values the autonomy of participants and the freedom of knowledge. In Study II we thoroughly investigated the functioning of the Academic Technology Center at the Federal University of Rio Grande do Sul. To this end, we conducted an ethnographic research that allowed us to determine to what extent the constituent elements of a community of practice were present in the group's performance. In Study III we turned our attention to the context of the Federal Institutes and developed a narrative research on the Core of Free Technologies of the Federal Institute of Rio Grande do Sul - Campus Rio Grande. This narrative research allowed us to understand how the process of implementation and attempt to consolidate the Center in IFRS took place. Both empirical investigations added to the literature review and the theoretical references on the community of practice provided the necessary bases for the last study to be built. The theoretical essay that makes up Study IV proposes guidelines for the cultivation of communities of practice in the federal institutes, they are: First Guideline - Recognize the value of communities of practice for the promotion of comprehensive training; Second Guideline - Define a joint venture capable of enabling integrated training; Third Guideline - Promote a management model capable of stimulating and strengthening mutual commitment; Fourth Guideline - Enable conditions for the creation and use of a shared repertoire and Fifth Guideline - Create bridges with society by disseminating and evaluating the results. We understand that these five guidelines constitute a theoretical framework capable of assisting professionals from Federal Institutes to create an adequate terrain for communities of practice to be cultivated within their institutions.
Keywords: Communities of practice, Non-formal learning spaces, Integrated training, Federal institutes, Integrated high school

28 Renato Felix Rodrigues
A Inferência à Melhor Explicação como heurística para o ensino de História da Ciência na formação de professores de Física
15/4/2021
Orientação: Dr. Alexsandro Pereira de Pereira
Banca examinadora: Dr. Breno Arsioli Moura (UFABC), Dr. Alexandre Bagdonas (UFLA), Dr. Silvio Luiz Souza Cunha (IF/UFRGS), Dr. Alexandre Luis Junges (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Alexsandro Pereira de Pereira (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
Esta tese busca desenvolver e implementar uma estrutura narrativa para abordar episódios da história da Ciência na formação de professores de Física. Suas bases teóricas são a Inferência à Melhor Explicação (IME) e a “visão consensual” sobre aspectos da Natureza da Ciência (NdC). O texto começa com uma revisão de discussões da literatura em ensino de Ciências a cerca do uso de História, Filosofia e Sociologia da Ciência (HFSC), com ênfase no contexto atual das pesquisas, formas de abordar NdC defendidas pela literatura, discussões sobre o uso da história da Ciência para abordar aspectos da NdC, dificuldades encontradas por professores da educação básica ao utilizar HFSC em suas aulas e algumas reflexões sobre o uso de HFSC e NdC na formação de professores. Em seguida, é apresentada uma breve introdução às características principais da IME, enquanto discussão da filosofia da Ciência. Na sequência, o estudo I indica pontos de aproximação entre as discussões da IME e os aspectos consensuais do uso de NdC no ensino de Ciências, chegando à esquematização que propomos para estruturar a abordagem de episódios históricos. O aporte teórico da IME nos orienta a focar nos critérios epistêmicos utilizados para a escolha de uma explicação em detrimento de suas concorrentes, problematizando as crenças nas quais esses critérios se baseiam. No estudo II esta perspectiva é aplicada a dois episódios históricos: o efeito fotoelétrico e a quantização de Planck. No primeiro deles a quase-história tipicamente utilizada na apresentação desse episódio é problematizada. No segundo episódio, optou-se por abordar a discordância entre duas representações históricas sobre um mesmo episódio histórico. Por fim, no Estudo III, foram analisadas aulas produzidas por três estudantes de licenciatura em Física, instruídos a abordar episódios históricos segundo esta perspectiva. Este estudo permitiu identificar dificuldades associadas à implementação dessa proposta, principalmente no caso de usuários com pouca experiência com discussões da história, filosofia e sociologia da ciência. As principais dificuldades encontradas foram: dominar as teorias científicas do período histórico específico; abordar, em profundidade, os confrontos explicativos; e identificar discussões epistemicamente relevantes.
Palavras-chave: Inferência à Melhor Explicação, Natureza da Ciência, História da Ciência, Filosofia da Ciência, Formação de Professores, Ensino de Física.

27 Diomar Caríssimo Selli Deconto
Pensamento bakhtiniano e perspectivas críticas: elementos para uma formação contra-hegemônica de professores de ciências.
10/12/2020
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann
Banca examinadora: Dr. Hélio Márcio Pajeú (UFPE), Dra. Alcina Maria Testa Braz da Silva (CEFET/RJ), Dra. Suzani Cassiani (UFSC), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
O presente trabalho, de natureza teórica, está inserido no contexto da formação de professores de Ciências, abordando-a sob a ótica do pensamento bakhtiniano em correlação com as perspectivas críticas de ensino de ciências. O objetivo da pesquisa reside em construir uma possível perspectiva de formação contra-hegemônica de professores de Ciências à luz do pensamento bakhtiniano e investigar a possibilidade de perspectivas críticas de ensino de ciências, como Ciência, Tecnologia e Sociedade, Letramento Científico e Questões Sociocientíficas, constituírem um caminho para a promoção de formações contra-hegemônicas como a construída neste trabalho. O desenvolvimento da pesquisa se dá a partir/com/em torno do pensamento bakhtiniano, tanto no sentido de fundamentar as reflexões elaboradas para construir a proposta de formação docente contra-hegemônica, como de estruturar metodologicamente a pesquisa. Assim, desenvolve-se uma proposição teórica construída no cotejamento de textos do Círculo bakhtiniano com textos de formação de professores, seguida da análise de teses da área de Educação em Ciências que tratam da formação docente sob as perspectivas críticas de ensino de ciências mencionadas. Diante disso, aponta-se que o pensamento bakhtiniano possibilitou a emersão de algumas dimensões basilares que caracterizam uma possível perspectiva de formação de professores de ciências: práxica, ética, estética, política, contextual e institucional, do conhecimento e investigativa. É sob essas dimensões que o pensamento bakhtiniano permite conceber uma perspectiva contra-hegemônica de formação em oposição àquela pautada pela racionalidade técnica, hegemônica. A análise do corpus, estabelecida no sentido de exemplificar a construção teórica desenvolvida, aponta que formações de professores pautadas pelas perspectivas críticas de ensino de ciências constituem, em parte, um caminho para formações alinhadas à perspectiva contra-hegemônica construída à luz do pensamento bakhtiniano, uma vez que contemplam as dimensões práxica, ética, estética, política e investigativa.

Palavras-chave: Formação de professores. Bakhtin. Perspectivas críticas de ensino de ciências. Contra-hegemonia. Educação em Ciências.

26 Josiane de Souza
Uma proposta de educação científica do campo para a Licenciatura em educação do campo”.
13/11/2020
Orientação: Dr. Fernanda Ostermann e Dr. Flavia Rezende Valle dos Santos
Banca examinadora: Dr. Antonio Fernando Gouvêa da Silva (UFSCAR), Dra. Conceição Paludo (FACED/UFRGS), Dr. Nathan Carvalho Pinheiro (UnB), Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
Nesse trabalho nos dedicamos a buscar perspectivas teórico-metodológicas que pudessem nos auxiliar na concepção da educação científica para a formação no âmbito das Licenciaturas em Educação do Campo. Inicialmente, realizamos uma breve retomada histórica das áreas de Educação em Ciências e Educação do Campo, no contexto brasileiro, para compreender como essas áreas se desenvolveram e com quais vozes têm dialogado ao longo de sua história. Na sequência, apresentamos nosso marco teórico da filosofia da linguagem de Bakhtin e a análise Bakhtiniana de uma revisão bibliográfica acerca de trabalhos acadêmicos produzidos pela área de Educação em Ciências, que buscam articulação com a Educação do Campo. Da análise realizada e da compreensão das histórias das áreas, evidenciamos a perspectiva crítica como voz comum entre os pesquisadores em Educação do Campo e alguns pesquisadores da Educação em Ciências. Desenvolvemos uma concepção inicial de educação científica do campo, afastada das visões capitalistas urbanocêntricas e da racionalidade técnica, e que relacionasse conceitos científicos aos propósitos da Educação do Campo. A partir dessa primeira conceituação, identificamos a voz dominante dos pesquisadores em Educação do Campo acerca da formação docente e encontramos alinhamento entre essa voz e o modelo de formação docente baseado na racionalidade crítica. Apoiadas, então, na racionalidade crítica, nos apropriamos da construção teórica de José Contreras (2012), que propõe o modelo de docente intelectual crítico para aprofundar a concepção de formação do professor de ciências no âmbito da Educação do Campo. Na tentativa de delinear um currículo para as Licenciaturas em Educação do Campo, partimos do diálogo com a voz dos autores da área de Educação do Campo sobre o currículo da formação docente, que se alinhou às teorias críticas de currículo. No âmbito da Educação em Ciências, dialogamos com as vozes críticas da perspectiva curricular que aproxima as ideias de Paulo Freira à abordagem CTS, e concluímos nossa proposta com as vozes de Boaventura de Sousa Santos e de Hugh Lacey, que contribuem para a revisão da concepção de ciência a ser incorporada nas perspectivas curriculares coerentes com nossa proposta de educação científica do campo. Por fim, ressaltamos os principais aspectos de nossa construção da educação científica do campo para a formação no âmbito das Licenciaturas em Educação do Campo e os desafios, relacionados a questões pedagógicas e à conjuntura política atual, que diagnosticamos estarem na contramão dessa concepção.
Palavras- Chave: Educação em Ciências, Educação do Campo, educação científica do campo, Licenciaturas em Educação do Campo, análise Bakkhtiniana

25 Alexandre Luis Junges
Aquecimento global: uma questão sociocientífica a ser discutida na formação de professores de física da educação básica
6/5/2019
Orientação: Dra. Neusa Teresinha Massoni
Banca examinadora: Dr. João Batista Siqueira Harres (PUC/RS), Dr. Valmir Heckler (FURG), Dr. Francisco Eliseu Aquino (UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
RESUMO

Um dos desafios da educação ambiental para o século XXI é a inserção da temática do aquecimento global e mudanças climáticas no ambiente escolar. Enquanto que a comunidade científica vem apontando para a urgência e necessidade da sociedade enfrentar o desafio das mudanças climáticas, a mesma resposta e preocupação parece não estar ocorrendo no contexto educacional, especialmente, no ensino de ciências. Diversos trabalhos da literatura têm identificado a presença de erros conceituais e concepções alternativas sobre aquecimento global e efeito estufa entre professores formados e em formação. Ao mesmo tempo, a inserção dessa temática na sala de aula e o seu devido aprofundamento, ainda ocorre de forma tímida, havendo um longo caminho a ser percorrido para que o tema receba a atenção que lhe cabe. De fato, a natureza complexa do tema torna o seu ensino uma tarefa difícil, especialmente no que concerne a identificação dos elementos controversos e não controversos dessa temática. Nesse sentido, a presente tese de doutorado visa contribuir para a inserção e aprofundamento da discussão sobre a temática do aquecimento global no contexto do ensino de ciências. Além disso, discute aspectos do ensino-aprendizagem de questões sociocientíficas complexas, conceitos da física básica do efeito estufa, a história da ciência do aquecimento global e a epistemologia da controvérsia científica. Num segundo momento, são apresentados os resultados de dois estudos empíricos realizados. O primeiro envolveu a aplicação e análise de um questionário, visando identificar opiniões e entendimentos de professores formados e em formação sobre os fenômenos do efeito estufa e aquecimento global. No segundo estudo empírico, são apresentados os resultados obtidos a partir de uma intervenção didática envolvendo o tema do aquecimento global, realizada junto a uma turma de licenciatura em Física. Com isso, espera-se contribuir com o aprofundamento de conceitos e apontando possíveis caminhos para a promoção de uma educação científica e ambiental voltada para a temática do aquecimento global e/ou mudanças climáticas.

Palavras-Chave: aquecimento global; efeito estufa; educação ambiental; questões sociocientíficas controversas.

ABSTRACT

One of the challenges of environmental education for the 21st century is the inclusion of global warming and climate change in the school classroom. However, while the scientific community has been pointing to the urgency and necessity of society to meet the challenge of climate change, the same response and concern does not appear to be occurring in the educational context, especially, in the science education. Several papers in the literature have identified the presence of conceptual errors and alternative conceptions on pre-service teachers an teachers about global warming and the greenhouse effect. At the same time, the inclusion of the issue in the school classroom, still occurs in a timid way. In this sense, there seems to be a long way to go, until the issue of global warming may receive the attention it deserves. In fact, the complex nature of the subject makes its teaching a difficult task, especially concerning the identification of the controversial and noncontroversial elements of the issue. The present PhD dissertation aims to contribute to the inclusion and deepening of the discussion on global warming in the context of science education. In addition to a discussion about the teaching and learning of complex socio-scientific issues, a theoretical and conceptual discussion is presented involving the basic physics of the greenhouse effect, the history of science of global warming and the epistemology of scientific controversy. Besides that, the results of two empirical studies are presented. The first one, concerns the application of a questionnaire, aiming to identify opinions and understandings of pre-service teachers and teachers about the phenomena of the greenhouse effect and global warming. In the second empirical study, we present the results obtained from a didactic intervention, carried out together with a group of pre-service teachers in a Physics, involving the issue of global warming. So, we hope to contribute to the deepening of concepts and to point out possible ways to promote a scientific and environmental education focused on the issue of global warming and climate change.

Keywords: global warming; greenhouse effect; environmental education; Physics education, controversial socio-scientific issues.

24 Matheus Monteiro Nascimento
O acesso ao ensino superior público brasileiro: um estudo quantitativo a partir dos microdados do Exame Nacional do Ensino Médio
7/1/2019
Orientação: Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti e Dra. Fernanda Ostermann
Banca examinadora: Dra. Graciella Watanabe (UFABC), Dr. Irlan Von Linsingen (UFSC), Dr. Leonardo Gregory Brunet (IF/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
Uma das maiores exigências da sociedade neoliberal é uma elevada qualificação educacional para a entrada, ou permanência, no mercado de trabalho. Hoje, um título do ensino superior é critério seletivo para a maioria dos cargos profissionais. Dessa forma, a educação superior deixou de ser um diferencial no campo profissional para se tornar condição mínima para o pleito de uma vaga de emprego. Por isso, se tornam relevantes os debates em torno das políticas públicas de acesso ao ensino superior. No Brasil, desde o ano de 2009, o desempenho dos estudantes no Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM) passou a ser critério de seleção para o ingresso nas universidades federais. Desde então, estudos têm indicado que essa política não consegue cumprir o papel de democratização do acesso ao ensino superior. Portanto, o presente trabalho pretende denunciar de que forma a prova do ENEM seleciona os alunos oriundos de contextos sociais favoráveis, contribuindo para a manutenção das desigualdades sociais. Além disso, são discutidas algumas possiblidades e ações capazes de tornar o acesso ao ensino superior mais democrático. As investigações realizadas, que metodologicamente se concentram em análises quantitativas articuladas com referentes da sociologia da educação, tiveram como objeto central o questionário socioeconômico do ENEM e a prova de Ciências da Natureza do exame, especialmente a prova de Física. Resultados indicam que a forma como os itens das provas objetivas são elaborados, favorece candidatos oriundos de escolas privadas ou federais, com elevado capital econômico e cultural. Contudo, foram identificados itens na prova de Física que tiveram pouca associação com o nível socioeconômico dos candidatos, critério fundamental para um exame de seleção. Investigando estudantes das classes populares que obtiveram bom desempenho no ENEM, foi possível perceber que o tamanho do núcleo familiar é uma característica decisiva para os processos de transmissão de disposições culturais valorizadas pela escola, como o gosto pela leitura e pela escrita, por exemplo. Em relação à escola, a política dos Institutos Federais desponta como alternativa no processo de democratização do acesso ao ensino superior.

Palavras-chave: ENEM; política pública; desigualdades; exame de seleção; capital cultural.

23 Tobias Espinosa de Oliveira
Adoção de inovações didáticas no ensino universitário de Física na perspectiva de transposições praxecológicas.
4/1/2019
Orientação: Dr. Ives Solano Araujo e Dr. Eric Mazur
Banca examinadora: Dr. Elio Carlos Ricardo (USP), Dr. Valmir Heckler (FURG), Dr. Magno Valério Trindade Machado (IF/UFRGS), Dr. Leonardo Albuquerque Heidemann (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
Resumo:
Diminuir a distância entre pesquisa e prática em educação em Ciências é um objetivo a ser
perseguido. Em particular, algumas inovações didáticas, como métodos ativos de ensino, que
apresentam bons resultados em pesquisas empíricas, enfrentam dificuldades ao serem inseridas
na prática docente em outros contextos. A disseminação de inovações didáticas se constitui em um problema em aberto. A leitura canônica de métodos de ensino como meras técnicas dificulta
o entendimento de suas especificidades e, consequentemente, das transformações necessárias
para adequá-los a uma realidade particular. Esses e outros problemas atrelados à disseminação
e adoção de inovações didáticas necessitam de uma ferramenta analítica capaz de orientar as
pesquisas da área e a prática de professores e instituições que desejem romper com status quo
educacional. O objetivo principal desta tese é propor, a partir da literatura e da Teoria
Antropológica do Didático (TAD), uma ressignificação ontológica, epistemológica e
metodológica das inovações didáticas, destacando a noção de Organização Praxeológica (OP)
como ferramenta analítica útil para a análise de métodos de ensino. Para isso, buscamos
responder duas questões de pesquisa: (i) Como as inovações didáticas e sua adoção podem ser
situados no âmbito da antropologia didática de Yves Chevallard? (ii) Como se deram a gênese,
o planejamento, a implementação e a avaliação de uma inovação didática na Universidade de
Harvard? Com o intuito de responder à primeira questão, realizamos um estudo teórico,
situando a TAD como referencial útil para o estudo de inovações didáticas. Nessa perspectiva,
os métodos são vistos como conhecimentos institucionalizados - social e historicamente
legitimados - que podem ser estudados em termos da práxis (tipos de tarefa e técnicas) e do
logos (discursos tecnológicos e teóricos). Ilustramos essas ideias com a construção de uma OP
de referência para o método Team-Based Learning e da OP planejada para uma aplicação desse
método em uma universidade pública brasileira. A partir dessa construção teórica, conduzimos
um estudo de caso exploratório para compreender a gênese, o planejamento, a implementação
e a avaliação de uma inovação didática em desenvolvimento na Universidade de Harvard, a
Applied Physics 50 (AP50). Verificamos que o processo de criação da AP50 envolveu três
etapas principais: o reconhecimento de um problema oriundo da forma como os alunos de
engenharia estavam tendo aulas de Física, a pesquisa, que envolveu a leitura de artigos e visitas a universidades, e o desenvolvimento que foi (e ainda é) influenciado pela instituição
(construção social) e por intercâmbio de informações com outros métodos de ensino, tanto na
construção do logos quanto da práxis da AP50. A AP50, segundo nossa análise, utiliza
elementos de aprendizagem por equipes e desenvolvimento de projetos, e é caracterizada,
principalmente, por uma abordagem do tipo scaffolding e avaliação diversificada. Ao ser
implementada, mesmo no local de origem, algumas modificações ocorreram, em função,
principalmente, dos constantes conflitos entre as instituições (e seus sujeitos) e a inovação. A
principal alteração foi a inserção de provas orais aos alunos, remetendo a uma pedagogia
tradicional. Por fim, a avaliação por meio de pesquisa é, para a AP50, determinante para o seu
desenvolvimento e evolução. Nos semestres de 2016/2 e 2017/2 foram realizadas medidas de
autoeficácia discente em ações específicas da AP50, cujos resultados legitimaram a práxis
desenvolvida na disciplina. A análise da estrutura da AP50 auxiliou na criação do instrumento
para a medida do construto mencionado. A perspectiva trazida pela TAD para os métodos de
ensino auxilia no entendimento de suas especificidades, transformações, articulações com
outros métodos e referenciais teóricos e avaliações – contribuindo para a diminuição da lacuna entre pesquisa e prática.

Palavras-chave: Teoria Antropológica do Didático, Inovações didáticas, Organização
praxeológica, Métodos de ensino, Ensino de Física.

Abstract:
Bridging the gap between research and practice is Science Education is a goal to be pursued. In
particular, some pedagogical innovations, such as active teaching strategies, present good
empirical results, but face difficulties when inserted into other contexts. The dissemination of
pedagogical innovations is an unsolved issue. The canonical view of teaching strategies as
simple techniques makes it difficult to understand their specificities and, consequently, the
necessary transformations to adapt them to a particular reality. These and other issues related
to the dissemination and adoption of pedagogical innovations need an analytical tool able to
guide the research field and the practice of teachers and institutions wishing to change the
current pedagogy. The main objective of this thesis is to propose an ontological,
epistemological and methodological re-signification of the pedagogical innovations,
highlighting the notion of Praxeological Organization (PO) as a useful analytical tool for the analysis of teaching strategies. To this end, we investigated two research questions: (i) How can pedagogical innovations and their adoption be situated into the Chevallard’s didactic
anthropology? (ii) How did the genesis, planning, implementation, and evaluation of a
pedagogical innovation at Harvard University occur? In order to answer the first question, we
carried out, from a theoretical study, a re-reading of teaching methods, placing TAD as a
theoretical framework for the study of pedagogical innovations. In this perspective, methods
are seen as institutionalized knowledge - socially and historically legitimized - that can be
studied in terms of praxis (types of task and techniques) and logos (technological and theoretical discourses). We illustrate these ideas with the construction of a reference PO for the Team-Based Learning method and the planned PO for an application of the method in a Brazilian
public university. From this theoretical construct, we conducted an exploratory case study to understand the genesis, planning, implementation, and evaluation of a pedagogical innovation under development at Harvard University, the Applied Physics 50 (AP50). We found the process of creating the AP50 involved three main steps: the recognition of a problem arising from the way engineering students were taking physics classes, the research, which involved reading papers and visits to universities, and the development that was (and still is) influenced by the institution (social construction) and exchange of information with other teaching strategies, both in the construction of logos and in the praxis of the AP50. The AP50, according to our analysis, uses elements of team learning and project development, and is characterized, mainly, by a scaffolding approach and diversified evaluation. When implemented, even at the origin place, some modifications occurred, mainly due to the constant conflicts between institutions (and their subjects) and innovation. The main change was the insertion of oral tests to the students, referring to a traditional pedagogy. Finally, the evaluation through research is, for the AP50, determinant for its development and evolution. In the semesters of 2016/2 and 2017/2 student self-efficacy measures were performed in specific actions of the AP50, whose results legitimized the praxis developed in the course. Analysis of the structure of the AP50
aided the creation of the survey for the measurement of the mentioned construct. TAD's
approach to teaching strategies assists in understanding its specificities, transformations,
articulations with other strategies and theoretical frameworks and evaluations - contributing to the reduction of the gap between research and practice.

Keywords: Anthropological Theory of Didactics, Didactic innovation, Praxeological
Organization, Teaching methods, Physics Education.

22 Terrimar Ignácio Pasqualetto
O Ensino de Física via Aprendizagem Baseada em Projetos: um estudo à luz da Teoria Antropológica do Didático
18/12/2018
Orientação: Dra. Eliane Angela Veit e Dr. Ives Solano Araujo
Banca examinadora: Dr. Mauricio Pietrocola Pinto de Oliveira (USP/SP), Dr. Agostinho Serrano de Andrade Neto (ULBRA/RS), Dr. Luiz Fernando Ziebell (IF/UFRGS), Dr. Alexsandro Pereira de Pereira (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
RESUMO

As investigações sobre como tornar o ensino centrado nos estudantes e envolvê-los ativamente no processo de ensino-aprendizagem têm recebido especial atenção em pesquisas da área de ensino de Ciências nos últimos anos. Uma considerável parcela delas se dedica a medir e comparar a efetividade de diferentes metodologias de ensino, sem necessariamente se preocupar com as nuances e fatores de influência que permeiam o seu processo de implementação. Apesar disso, entender em profundidade as diferentes etapas da implantação de uma metodologia de ensino parece tão importante quanto conhecer sua efetividade. Por meio desse conhecimento, é possível identificar condições necessárias e restrições a serem superadas em prol da adoção da metodologia, desenvolver estratégias para sua adoção e difusão, bem como evitar distorções que deturpem os princípios da metodologia. Em função disso, esta pesquisa buscou acompanhar, no contexto de um Instituto Federal, o processo de institucionalização da metodologia Aprendizagem Baseada em Projetos (ABP) na disciplina de Física do Ensino Médio. Foram identificados os fatores que condicionaram ou restringiram seu desenvolvimento, as adaptações realizadas na metodologia ao longo de sua implementação e as condições que necessitam serem estabelecidas para que a metodologia possa sobreviver nesse ambiente. Para isso, foram desenvolvidos um estudo teórico amparado pela Teoria Antropológica do Didático (TAD) e um estudo de caso inspirado nas orientações metodológicas de Robert Stake e embasado pela TAD. O estudo teórico permitiu a seleção da proposta de ABP de Bender dentre outras identificadas na revisão da literatura, o exame de suas concepções e orientações metodológicas por meio de uma análise praxeológica, o estabelecimento de um Modelo Epistemológico de Referência sobre a ABP e a caracterização da ABP de Bender como uma alternativa a problemas, como o monumentalismo e o aplicacionismo, entre outros apontados pela TAD. Os resultados do estudo teórico subsidiaram a realização de um estudo de caso que acompanhou uma professora de Física interessada em implementar uma iniciativa de ABP, desde seu primeiro contato com a metodologia até a execução da iniciativa em suas aulas. Tomando o processo de institucionalização da ABP como uma transposição de um corpo de conhecimento entre contextos distintos, a investigação analisou individualmente tanto a fase de transposição externa (contato inicial com a ABP e planejamento da iniciativa) quanto a de transposição interna (execução da proposta planejada). As análises comparativas entre a proposta de Bender e a proposta planejada e, dessa última, com as ações efetivamente executadas, apontaram uma série de modificações na metodologia proposta por Bender. Essas modificações foram motivadas fundamentalmente por fatores como crenças da docente, características da pedagogia dominante, infraestrutura do estabelecimento de ensino e tempo disponível para execução do projeto. A partir dessas constatações, foram sugeridas ações que podem colaborar com a implementação e disseminação da ABP, bem como com a superação de restrições ao seu estabelecimento: valorização do trabalho dos professores inovadores, desenvolvimento de iniciativas de ABP multi/interdisciplinares, manutenção da estrutura existente e criação de espaços de criativos nos moldes de FabLabs, proposição de oficinas que tratem do trabalho colaborativo e da avaliação formativa, entre outras. Palavras-chave: Aprendizagem Baseada em Projetos, Ensino de Física, Teoria Antropológica do Didático,Inovação Didática, Metodologias Ativas de Ensino.

ABSTRACT

Research on how to make student-centered teaching, and how to actively involve them in the teaching-learning process, has received special attention in research in the area of science education in recent years. A considerable number of papers are dedicated to measuring and comparing the effectiveness of different teaching methodologies, without necessarily worrying about the nuances and influence factors that permeate their implementation process. In spite of this, understanding in depth the different stages of the implementation of a teaching methodology seems as important as knowing its effectiveness. Through this knowledge, it is possible to identify necessary conditions and constraints to overcome in favor of adopting the methodology, developing strategies for its adoption and diffusion, as well as avoiding distortions on the principles of the methodology. As a result, this research sought to follow, in the context of a Federal Institute, the process of institutionalization of the methodology Project-Based Learning (PBL) in high school physics. The factors that conditioned or restricted its development, the adaptations made in the methodology during its implementation and the conditions needed for the methodology survive in this kind of environment were identified. A theoretical study supported by the Anthropological Theory of the Didactic (ATD) was developed. This framework as also used to guide a empirical case study, inspired by the methodological orientations of Robert Stake too. The theoretical study allowed: the selection of Bender's PBL proposal among others identified in the literature review; the examination of its conceptions and methodological orientations through a praxeological analysis; the establishment of an Epistemological Model of Reference on PBL; and the characterization of the Bender's PBL as an alternative to problems, such as “monumentalism” and “applicationism”, among others pointed out by ATD. The results achieved supported the accomplishment of a case study that accompanied a physics teacher interested in implementing an PBL initiative, from her first contact with the methodology to the execution of the initiative in her classes. Taking the PBL institutionalization process as a transposition of a body of knowledge between different contexts, the research individually analyzed both the external transposition phase (initial contact with the PBL and planning the initiative) and the internal transposition phase (implementation of the planned proposal). The comparative analysis between Bender's proposal and the planned proposal, and also the latter with the actions actually carried out, pointed to a series of modifications in the methodology originally proposed by Bender. These changes were fundamentally motivated by factors such as the teacher’s beliefs, characteristics of the dominant pedagogy, the infrastructure of the school and the time available for the execution of the project. Based on these findings, actions were suggested to contribute to the implementation and dissemination of the PBL as: valuing the work of innovative teachers; developing multi/interdisciplinary PBL initiatives; maintaining existing structure and creation of creative spaces in the form of FabLabs; proposing workshops that deal with collaborative work; and formative evaluation, among other things.

Keywords: Project-Based Learning, Physics Education, Anthropological Theory of the Didatic, Didactic Innovation, Active Teaching Strategies.

21 Vagner Oliveira
Resolução de problemas abertos para Aprendizagem de Física no Ensino Médio na perspectiva da modelagem didático-científica
17/12/2018
Orientação: Dr. Ives Solano Araujo e Dra. Eliane Angela Veit
Banca examinadora: Dra. Cleci Teresinha Werner da Rosa (UPF), Dr. José Francisco Custódio Filho (UFSC), Dr. Cristiano Krug (IF/UFRGS), Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
RESUMO
Atividades de resolução de problemas de física em nível médio, via de regra, resumem-se à memorização, por parte dos estudantes, de procedimentos rotineiros e busca da equação que melhor se encaixa nos dados fornecidos no enunciado do problema. Os professores atribuem boas notas aos alunos que conseguem reproduzir tais algoritmos em provas e os alunos, com boas notas, acreditam que aprenderam física. No entanto, no cotidiano, na vida acadêmica e profissional, os indivíduos frequentemente se deparam com problemas novos, cuja solução é até então desconhecida por eles; problemas em que nem todas as informações iniciais são fornecidas e que diferentes caminhos de solução e conjunto de argumentos podem levar a resultados muito semelhantes. Esses problemas, denominados de problemas abertos, exigem e estimulam o desenvolvimento de um conjunto de habilidades e conhecimentos mais profundos e abrangentes do que os problemas fechados e os exercícios de aplicação, costumeiramente presentes nos livros didáticos e nas salas de aula. Como principal objetivo deste trabalho, buscamos ressignificar as atividades de resolução de problemas de física no ensino médio, a partir da inclusão de problemas abertos. Para alcançar esse objetivo, foram realizados dois estudos, um de caráter empírico, e outro de cunho teórico. No Estudo Empírico, foi elaborado, implementado e avaliado um módulo didático com resolução de problemas abertos em uma turma voluntária. Os resultados do primeiro estudo são convergentes com os da literatura, indicando que os estudantes apresentam dificuldades desde o primeiro estágio, em grande parte em virtude do baixo grau de conhecimento específico, procedimental e metacognitivo, das dificuldades de representação do evento real e das inadequadas crenças epistemológicas. Esses resultados evidenciam que é preciso enfrentar problemas abertos com o uso de uma nova abordagem, a ser construída levando-se em conta a forma como os alunos aprendem, considerando a construção do conhecimento científico, e enfatizando a resolução dos problemas abertos como um processo de representação. Tendo em vista que a Modelagem Didático-Científica engloba esses elementos, e já mostrou bons resultados em diversos estudos empíricos, esse foi o referencial escolhido para construir, no Estudo Teórico, uma articulação teórica entre os principais elementos do processo de resolução de problemas abertos de física e os principais componentes do campo conceitual da modelagem didático-científica. Com essa construção teórica, cunhada de Articulação Teórica de Referência, a resolução de problemas abertos de física pode ser encarada como um processo de modelagem, sob uma abordagem construtivista, mantendo a construção do conhecimento físico em primeiro plano. Palavras-chave: Resolução de problemas, problemas abertos de física, modelagem científica. Xi.
ABSTRACT
Physics problem-solving activities at high school usually refer to student memorization of procedures and the search for the equation that best fits the data provided in the problem statement. Teachers assign good grades to students who can replicate such algorithms on tests. Students with good grades believe they have learned a lot of physics. However, in everyday and professional life, individuals often encounter new problems, whose solution has been unknown to them; problems in which not all initial information is provided and that different solution paths and set of arguments can lead to similar results. These problems, denominated ill-structured problems, require and stimulate the development of a deeper and more comprehensive set of skills and knowledge than well-structured problems and application exercises commonly found in textbooks and classrooms. As the main objective of this work, we desire to re-signify the activities of solving physics problems at high school, based on the inclusion of illstructured problems. To reach this objective, two studies were carried out, one empirical and other theoretical. In the empirical study, a didactic module was developed, implemented and evaluated with the resolution of ill-structured problems in a voluntary group. The results of the first study are convergent with the literature, indicating that students present difficulties from the first stage, largely due to the low degree of specific, procedural and metacognitive knowledge, difficulties of representing the real event and inadequate epistemological beliefs. These results show that it is necessary to face the ill-structured problems with the use of a new approach, to be built considering the way students learn, the construction of scientific knowledge, and emphasizing the resolution of ill-structured problems as a representation process. The theoretical framework chosen was the Didactic-Scientific Modeling. It includes these elements and has already shown good results in several empirical studies. As the main results of this thesis, we propose a theoretical articulation between the main elements of the physics ill-structured problem solving and the main components of the field of didactic-scientific modeling. In this way, the resolution of physics ill-structured problems can be seen as a modeling process, under a constructivist approach, keeping the construction of physical knowledge in the foreground. Keywords: Problem-solving, physics ill-structured problem, scientific modeling.

20 Nathan Willig Lima
O Lado Oculto do Fóton: a estabilização de um actante mediada por diferentes gêneros do discurso
11/7/2018
Orientação: Dr. Fernanda Ostermann e Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti
Banca examinadora: Dra. Andréia Guerra de Moraes (CEFET/RJ), Dr. João Batista Harres (PUCRS), Dra. Sandra Denise Prado (IF/UFRGS), Dr. Ives Solano Araújo (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
Resumo:
Apresentamos, nesta tese, uma investigação sobre a estabilização ontológica do fóton, um actante inicialmente articulado no contexto da primeira revolução da Física Quântica. Partindo dos Estudos da Ciência de Bruno Latour, entendemos a ciência como uma rede que se estende por diferentes setores da sociedade e que, portanto, lida com diferentes gêneros do discurso. Além de identificar a importância do gênero científico (artigos seminais) no processo de autonomização dos fatos científicos, também reconhecemos que, na comunidade da Física, os livros didáticos, ou manuais de instrução, tem papel crucial no estabelecimento dos problemas exemplares bem como das teorias hegemônicas, tanto que, hoje, é possível um físico se formar sem estudar os artigos originais sobre Física Quântica. Ademais, os livros didáticos de ciências da Educação Básica são, atualmente, responsáveis pela extensão da rede científica para além dos laboratórios, autonomizando actantes como o fóton em esferas mais amplas da sociedade, papel que Latour poderia chamar de representação pública. O objetivo desta pesquisa é investigar a interação entres esses três gêneros do discurso (artigos seminais, livros didáticos de ensino superior e livros didáticos de ensino médio) e interpretar como que a estabilização ontológica do fóton é mediada por cada um deles. Ao fazer isso, estamos estendendo o programa de pesquisa de Latour em, pelo menos, três sentidos. Primeiramente, incluímos o papel do contexto didático na rede da ciência. Segundo, nossos objetos de investigação estão separados por um intervalo temporal maior do que o usual (aproximadamente cem anos). E, por fim, enquanto Latour dedica-se, principalmente, ao estudo de ciências empíricas, nosso trabalho volta-se para assim chamada Física Teórica, levantando questões ontológicas não discutidas originalmente por Latour. Para dar conta dessa extensão, o presente trabalho está dividido em duas partes. A parte I (Referencial Teórico) traz três artigos sobre as ideias de Bruno Latour e as possibilidades de sua aplicação na pesquisa em Educação em Ciências, o que temos chamado de Sociologia Simétrica da Educação em Ciências ou Estudos da Educação em Ciência. A parte II (Estudos Empíricos) traz quatro artigos (dois sobre as relações entre artigos seminais e livros de ensino superior e dois sobre as relações entre artigos seminais, livros de ensino superior e livros de ensino médio). O primeiro estudo empírico traz uma análise metalinguística do artigo original de Einstein de 1905 em que o quantum é articulado pela primeira vez sem que se precisasse recorrer a nenhum laboratório. No segundo artigo, apresentamos uma análise conceitual e matemática dos artigos de de Broglie e usamos as ideias de Latour para discutir o papel dos livros didáticos na autonomização de sua teoria. No terceiro artigo, analisamos visões epistemológicas em livros didáticos de Física aprovados no Plano Nacional do Livro Didático do Ensino Médio de 2015. E, no quarto artigo, discutimos a narrativa sobre o fóton nesses livros a partir de uma articulação teórica entre ideias de Latour e Bakhtin. Nossos principais resultados apontam o papel articulador da matemática na estabilização de actantes físicos e o papel ativo dos autores de livros didáticos na estabilização do fóton a partir da hibridização de diferentes visões e do uso de mecanismos de causação reversa.
Palavras Chave: Estudos da Ciência, Física Quântica, Sociologia Simétrica

Abstract:
We present an investigation about the ontological stabilization of photon, an actant articulated initially in the context of the first Quantum Revolution. Departing from Bruno Latour’s Science Studies, we take Science as a network spread through different sectors of society and which deals with different speech genders. Besides of identifying the importance of the scientific gender (scientific papers) in the process of autonomation of scientific facts, we also recognize that, in the Physics community, textbooks play a crucial role in the establishment of traditional problems as well as hegemonic theories. Nowadays, someone can conclude an undergraduate course on Physics without having read any of the original papers about Quantum Physics. Furthermore, textbooks in Basic Education are responsible by the extension of the scientific network beyond laboratories, autotomizing actants like the photon in wider spheres of society, what Latour would call public representation. The goal of this research is to investigate the interaction among these three speech genders (original papers, undergraduate textbooks and high school textbooks) and to interpret how the ontological stabilization of photon is mediated by each of them. By doing so, we are extending Latour’s research program in at least three ways. First, we include the didactic context in the science network. Second, our objects of investigation are separated in time by a greater gap (about a hundred years). And third, while Latour studied chiefly the empirical sciences, our work is directed towards the Theoretical Physics, raising ontological questions that were not discussed by Latour. To allow this extension, the work is divided in two parts. Part I (Theoretical Framework) presents three papers about Bruno Latour’s ideas and the possibilities of their application in the research on Science Education, what we have called The Symmetric Sociology of Science Education. Part II (Empirical Studies) presents four papers (two about the relation between original papers and undergraduate textbooks and two about the relation between original papers and high school textbooks). The first empirical study presents a metalinguistic analysis of 1905 Einstein’s paper in which the quantum is articulated by the first time without requiring any laboratory trial. In the second paper, we present a conceptual and mathematical analysis of de Broglie’s papers and we use Latour’s ideas to discuss the role of textbooks in the atomization of his theory. In the third paper, we analyze the epistemological visions present in the Physics textbooks approved by the 2015 National Plan of Textbook. In the fourth paper, we discuss the narrative about the photon present in these books departing from a theoretical articulation between Latour’s and Bakhtin’s ideas. Our chief results point to the articulating role of mathematics in the stabilization of physical actants and the active role of textbooks authors in the stabilization of photon through the hybridization of different visions and the use of the mechanisms of reverse causation.
Keywords: Science Studies, Quantum Physics, Symmetric Sociology

19 Claudio Rejane da Silva Dantas
Avaliação no ensino de Ciências no nível fundamental: investigando orientações oficiais e praticas docentes, fazendo "escuta" e pequenas intervenções em escolas.
29/12/2017
Orientação: Dr. Neusa Teresinha Massoni
Banca examinadora: Dra. Iramaia Jorge Cabral de Paulo (UFMT), Dra. Flavia Maria Teixeira dos Santos (FACED/UFRGS), Dr. Milton Andre Tumelero (IF/UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
O objetivo desta pesquisa foi investigar o processo de avaliação da aprendizagem no ensino de ciências (Componente Física), no Ensino Fundamental, em escolas públicas do Município de Porto Alegre, RS, coordenadas pela Secretaria Municipal de Educação (SMED). Adotamos a abordagem da pesquisa qualitativa e o “estudo de caso” na acepção de Robert Stake. A pesquisa contempla três estudos: (i) Estudo I, prospectivo de análise da lesgislação (nacional, estadual, municipal e escolar) e contatos com Professores(as) e Coordenadores(as) Pedagógicos(as) em dez escolas que buscou investigar o que estabelecem documentos oficiais e a literatura sobre a avaliação da aprendizagem e o que efetivamente acontece na escola. As análises foram amparadas pelas ideias de Phillippe Perrenoud e pela técnica categorial temática de Laurence Bardin; (ii) Estudo II, de observação da prática e “escuta” dos modos de fazer a avaliação de três professoras (dentre as dez do primeiro estudo) e a avaliação do ponto de vista dos estudantes buscando compreender as “artes de fazer” a avaliação da aprendizagem, as “invenções anônimas” das professoras que surgem como táticas de subversão, guiados, neste estudo, pela teoria das práticas e invenções cotidianas de Michel de Certeau (2014); (III) Estudo III, propositivo com intervenção em sala de aula para apresentação de uma proposta alternativa para avaliar e também para introduzir conceitos de Física na etapa final do Ensino Fundamental – Ensino por Microprojetos. Este buscou compreender se é possivel a redução da tensão irredutível entre avaliar para a seleção e avaliar para as aprendizagens e se é viável uma aproximação à avaliação formativa. Inspiramo-nos na proposta de Ensino por Projetos de Fernando Hernández e Montserrat Ventura adaptando-a para microprojetos.
O primeiro estudo mostrou que as legislações, escolar e oficiais, estabelecem orientações para a prática de uma avaliação formativa, a serviço das aprendizagens, através da diferenciação dos percursos de formação e individualização. Paradoxalmente, resistem na escola práticas de seleção e classificação dos estudantes, por meio da produção de hierarquias de excelências que são iniciadas pela disciplinarização e que se traduzem no uso da prova como principal instrumento e da nota como referência tradicional da comunicação dos resultados em lugar de conceitos. Parece que o ato de avaliar é complexo, indissociável de elementos históricos e culturais e carrega uma tensão irredutível: avaliar para a seleção ou avaliar para as aprendizagens. Evidenciamos também que o ensino da Física nas escolas investigadas é pouco considerado ou não é tratado, possivelmente por dificuldades associadas à formação. Os resultados do segundo estudo mostraram que os docentes fazem uso de estratégias e táticas em um processo de subversão das normas que lhes são impostas para avaliar como forma de “resistência”. Os três estudos de caso (três escolas) evidenciaram também a riqueza de “dar a palavra” e proceder à “escuta” dos professores, que é, ao mesmo tempo, uma escuta externa e uma “estuta de si” para compreender seus modos de fazer a avaliação, suas “bricolagens” para enfrentamento de problemas de várias ordens, violência, infrequência, ausência de sonhos e expectativas nos estudantes, desvalorização da profissão de professor, políticas desencontradas, salários atrasados, etc. A escuta da palavra parece auxiliar na reinvenção de suas histórias, como professores, auxiliar a diminuir a angústia e revela também demandas da escola à Universidade. Os estudantes defendem que o professor, na arte de fazer a avaliação, deveria ouvi-los mais e que não se limitassem ao quanto eles dominam o conteúdo. A implementação do ensino por microprojetos foi um valioso processo que permitiu uma aproximação cooperativa entre a Universidade-escola. Os resultados indicaram que os estudantes engajaram-se de maneira ativa nas tarefas dos microprojetos, nas leituras, nas pesquisas, na construção do diário de bordo; valorizaram a possibilidade de escolha de temas de seus interesses e o processo mostrou-se positivo na busca da autonomia, ainda que as explicações, nas apresentações finais, tenham sido breves. As professoras fizeram uso dos diversos instrumentos do ensino por microprojetos para realizar uma avaliação mais processual. Revelaram ter gostado da estratégia visando uma ressignificação e reflexão crítica de suas práticas de avaliação, mas disseram que ainda não se sentiriam confortáveis em aplicá-la sem auxílio de um professor de Física. É preciso “ouvir melhor a escola”, os profissionais e perceber suas verdadeiras necessidades, dificuldades, prontidão para as inúmeras incertezas e imprevistos que permeia o dia a dia das escolas. Esperamos que este estudo possa contribuir com a investigação da temática desafiadora que é avaliação no Ensino de Ciências.

Palavras-chave: Ensino de Ciências; Ensino Fundamental; Avaliação da Aprendizagem.

Abstract
The goal of this research is to investigate the assessment of learning in Science Education (with special attention to Physics), with special attention to physics, in elementary public schools in Porto Alegre, RS, coordinated by Municipal Secretary of Education (SMED, in portuguese). We adopt a qualitative research approach and a "case study" under Robert Stake‟s perspective. The study includes three studies: (i) Study I, a prospective analysis of the legislation (national, state, municipal and school) and interactions with Teachers and Pedagogical Coordinators from ten schools. This study sought to investigate what official documents and literature establish on the evaluation of learning and what actually happens in school. The analyzes were grounded on Phillippe Perrenoud‟s ideas and Laurence Bardin‟s thematic categorical technique; (ii) Study II, observation of practice, and "listening" of evaluation ways from three teachers (out of ten from the first study) and students‟ point of view about evaluation, seeking to understand the "arts of making" of learning assessment, "anonymous inventions" of the teachers that appear as tactics of subversion, guided in this study by the theory of the practices and daily inventions of Michel de Certeau (2014); (III) Study III, propositive with intervention in the classroom presenting an alternative proposal to evaluate, and also to introduce concepts of Physics in the final stage of Elementary Education - Teaching by Microproject. It sought to understand if it is possible to reduce the irreducible tension between assessing for selection and evaluating for learning, and whether an approach to formative assessment is viable. We are inspired by Fernando Hernández and Montserrat Ventura's Teaching by Projects project, adapting it to microprojects.
The first study showed that both legislations, scholar and official, establishes guidelines to a formative evaluation, serving to learning, through differentiation of training courses and individualization. Paradoxically, resist in the school practices of selection and classification of students, through the production of hierarchies of excellence that are initiated by the disciplinarization and translate in the use of test as the main instrument and notes as the traditional reference of communicating results instead of concepts. It seems that evaluating is complex, inseparable from historical and cultural elements, and carries an irreducible tension: evaluate for selection or evaluate for learning. We also show that the teaching of physics in investigated schools is little considered or even not treated, possibly due to difficulties associated with teachers‟ training. The results of the second study show that teachers use strategies and tactics to subvert the imposed norms to evaluate, as a form of "resistance". The three case studies (three schools) also highlighted the richness of "giving the floor" and "listen" to teachers, which is both an external listening and a "self-study" to understand their ways of making assessments, their to face problems of various orders (violence, infrequency, absence of dreams and expectations in the students, devaluation of the teaching profession, mismatched policies, back wages, etc). Listening to their words seems to aid the reinvention of their stories as teachers, to help lessen the anguish and also reveals demands from the school to the University. Students argue that the teacher, in the art of doing evaluation, should listen to them more often and not be limited to how much they dominate the content. To implement Teaching by Microprojects was a valuable process, allowing a cooperative approach between university and school. The results indicated that students actively engaged in tasks of microprojects – reading, researching, and construction a logbook. They also valued the possibility to choose topics of their interests, and the process was positive in the search for autonomy – although the explanations in the final presentations were brief. The teachers made use of various instruments when teaching by microprojects, trying to carry out a more procedural evaluation. They revealed that they liked the strategy for a re-signification and critical reflection of their evaluation practices, but they do not feel comfortable to apply it without the help of a physics teacher. It is necessary to "listen better to the school" – it professionals – and realize their true needs, difficulties, readiness for the innumerable uncertainties and unforeseen that permeates the day to day of schools. We hope that this study can contribute to the investigation of the challenging thematic that is evaluation in Science Education.

Keywords: Science teaching, elementary school e learning assessments.

18 Camila Riegel Debom
Representações da Astronomia
19/12/2017
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira
Banca examinadora: Dra. Isabel Krey Garcia (UFSM), Dr. Francisco Catelli (UCS), Dr. Jorge Ricardo Ducati (IF/UFRGS), Dra. Daniela Borges Pavani (PPGENFIS/UFRGS), Dr. Marco Antonio Moreira (PPGENFIS/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
Resumo
Nas últimas décadas diversos produtos oriundos do desenvolvimento científico têm se tornado cada vez mais presentes na vida das pessoas e em razão disso os estudantes, atualmente, têm seu acesso à informação facilitado. No entanto, o contexto escolar é visivelmente menos afetado que o restante da sociedade pelos recentes avanços tecnológicos. O modelo de escola atual brasileiro em pouco difere do modelo de escola de décadas atrás. Por outro lado, não é difícil perceber que a instituição que poderíamos nomear educação básica, de modo geral, assume um papel importante nesta mesma sociedade em relação à qual se vê descontextualizada. Neste trabalho foi investigado como o conhecimento sobre Astronomia se estabelece dentro da sociedade, supondo que diferentes grupos sociais apresentariam diferentes representações de conhecimentos relacionados tanto com Astronomia quanto com qualquer outro assunto científico. A teoria das Representações Sociais é tomada como marco teórico para uma investigação acerca desta temática, procurando estabelecer como o conhecimento de Astronomia é influenciado pelo contexto social dos indivíduos. Uma Representação Social é construída essencialmente por influência do meio social em que os sujeitos se encontram inseridos, na tentativa de transformar algo desconhecido em familiar e, nesse sentido, destaca-se o papel da mídia na abordagem de conceitos emprestados da Ciência, exercendo pressão para que os indivíduos cristalizem representações sobre tais conceitos. As representações sociais de um determinado assunto podem não ser consonantes com os conhecimentos cientificamente aceitos, pertencendo apenas ao universo consensual. Nesse sentido, foi conduzido um estudo piloto sobre Representações Sociais em um grupo de estudantes do 6º ano do Ensino Fundamental do interior de um município da região metropolitana de uma capital brasileira, utilizando-se a técnica dos mapas mentais. Adicionalmente foi desenvolvida e aplicada com os estudantes, que tinham entre 11 e 12 anos, uma estratégia didática com duração de 8 horas-aula que se apropriou de pressupostos da teoria da Aprendizagem Significativa e que tencionava permitir a aproximação das possíveis representações sociais em Astronomia apresentadas pelos estudantes daquelas aceitas pela comunidade científica e, acima de tudo, formalizando um contato científico com a Astronomia. Verificou-se que apesar de pertencerem a um grupo social relativamente bem delimitado, os estudantes apresentam poucas regularidades no que diz respeito às relações que estabelecem entre conceitos da Astronomia e outros termos. Somada à tentativa de identificação das Representações Sociais e à atividade intervencionista foram conduzidos testes de evocação de palavras com os pais dos estudantes tencionando estudar a relação entre as ideias evidenciadas pelos estudantes e seu convívio social. Outros dois estudos foram conduzidos em igualdade de condições, envolvendo estudantes de Ensino Médio, elaboração de mapas mentais, uma sequência de 14 hora-aula de Astronomia e testes de evocação de palavras. Também aplicou-se testes de evocação de palavras com os pais dos estudantes e o resultado foi coerente com o que se observou no estudo piloto. Os estudantes apresentam noções de Astronomia rasas, porém compatíveis com o conhecimento propagado pela própria educação formal. Não houve relação explícita entre Astronomia e pseudociência ou, catastrofismos. Embora rasas, as noções iniciais dos estudantes demonstraram amadurecimento após a sequência de aulas. Os testes de evocação de palavras foram determinantes em demonstrar que há regularidade entre os grupos de estudantes abordados no primeiro e no segundo estudos. Percebeu-se que a identificação destas Representações Sociais é complexa e ainda que é difícil estabelecer em que medida os conhecimentos evidenciados refletem a influência da socialização ou da formação científica pobre. Assim, a identificação de Representações Sociais constitui uma temática promissora na pesquisa em ensino de Ciências pela sua relação direta com obstáculos representacionais que possam prejudicar a aprendizagem científica de conceitos e, especialmente, pela escassez de trabalhos na área.

Palavras-chave: mapas mentais, representações sociais, Astronomia.

Abstract
In the last few decades the products coming from scientific development had become continually more present in people daily lives and because of that the students, nowadays, have their access to information eased. However, the educational context is visibly less affected than the rest of the society by the recent technological advancements. The actual Brazilian school model is barely different of how it was decades ago. On the other hand, it’s not hard to perceive that the institution called basic education, commonly, takes an important place in this very same society, in relation to which is seen out of context. This work approaches an investigation about how the knowledge in Astronomy establishes within the society, supposing that social groups would have distinct representations of Astronomy as of any other scientific subject. The theory of social representations is the theoretical framework in the theme for a study of how Astronomy concepts are affected by the individuals social context. A Social Representation is built essentially by influence of the social environment in which the subjects are situated, trying to translate unknown things into familiar ones and, in this sense, it’s emphasized the role of media on addressing concepts borrowed from science and simultaneously exerting pressure to individuals set up representations of those concepts. Occurs that social representations on a certain subject may not be consonant with scientific knowledge, belonging exclusively to the consensual universe. In this sense, it was conducted a mapping regarding social representations of a 6th grade student group (middle school) in a countryside school of a city located in the metropolitan area of a principal city in Brazil , using the mind maps technique. Additionally, we developed and applied a didactical strategy which appropriated the meaningful learning assumptions with the students, whose we’re all 11and 12 years old, trying to provide an approximation between the representations students had shown and that scientifically accepted and, above all, formalizing a scientific contact among children and Astronomy. It was verified that although the students were inserted in a relatively well delimited social group they present few regularities in what concerns the relationship among Astronomy concepts and other terms. Added to the try on identifying students social representations and to the classroom activity, it was conducted an investigation with the students’ parents using word evocation tests in a way for understand relations between what students had shown in the mental maps and their social acquaintanceship. Two other studies were conducted on equal terms, involving high school students, mental mapping, a 14-hour sequence of Astronomy classes, and word recall tests. Word recall tests were also applied to the students' parents and the result was consistent with what was observed in the pilot study. The students present shallow Astronomy notions, but compatible with the knowledge propagated by the formal education itself. There is no explicit relation between Astronomy and pseudoscience or, catastrophisms. Although shallow, the initial notions of the students demonstrated maturity after the sequence of classes. The word evocation tests were determinant in demonstrating that there is regularity among the groups of students addressed in the first and second studies. It was noticed that to identify a social representation is a difficult task, specifically to ascertain in which way the information expressed by the students reflects influence of the social context or, more probably, a poor scientific background. Therefore, identifying social representations consists in a promising theme on the science learning research area, especially because of its direct connection with representational obstacles which can hinder the scientific learning of concepts an, particularly, by the scarcity of works in the area.

Keywords: mind maps, social representations, Astronomy

17 Maykon Gonçalves Müller
Adoção e Difusão de inovações didáticas em disciplinas de Física Geral: estudos de caso em duas universidades públicas brasileiras.
24/11/2017
Orientação: Dr. Ives Solano Araújo e Dra. Eliane Angela Veit
Banca examinadora: Dr. Agostinho de Andrade Serrano (ULBRA), Dra. Cleci Werner da Rosa (UPF), Dra. Naira Balzaretti (IF/UFRGS), Dr. Claudio Cavalcanti (IF/UFRGS), Dr. Ives Solano Araújo (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
Tornar o ensino centrado nos estudantes tem sido foco de atenções de grande parte da área de pesquisa e ensino de Ciências nos últimos 30 anos. Essa tendência tem origem nos resultados poucos positivos em relação à aprendizagem de conteúdos de Ciências, especialmente de Física, obtidos através das abordagens tradicionais. Neste contexto, ressignificar as atividades didáticas, especialmente os métodos de ensino utilizados pelos professores, torna-se, portanto, fundamental. A despeito dos esforços de professores e pesquisadores no desenvolvimento de novos métodos de ensino centrados nos estudantes, a abordagem tradicional ainda é onipresente na prática instrucional universitária, tanto no contexto internacional, quanto nacional. A não adoção de práticas inovadoras por parte dos professores, apesar dos resultados notoriamente positivos obtidos por meio delas, indica que existem muitas barreiras no processo de mudança da prática docente. Por conseguinte, compreender em profundidade o processo de difusão e mudança das práticas de ensino pode contribuir para que novos métodos sejam incorporados com sucesso, tendo sua adoção continuada. É nesse contexto que a presente tese se insere. Em linhas gerais, nossa pesquisa visa investigar, no contexto de duas universidades públicas brasileiras: a adoção de métodos de ensino inovadores centrados nos estudantes, em disciplinas de Física Geral; os fatores que influenciam a adoção e a difusão de tais métodos, em comparação com disciplinas equivalentes de universidades de outros países; os impactos na aprendizagem de conteúdos de Física e nas crenças e atitudes dos estudantes acerca dos métodos de ensino. Para isso, utilizando as orientações metodológicas para estudos de caso de Yin, e embasados pela Teoria de Difusão de Inovações de Rogers, realizamos três estudos de caso, dois exploratórios e um explanatório. Os resultados do primeiro estudo evidenciam que o processo de mudança da prática docente foi influenciado pela percepção de uma vantagem relativa frente à prática instrucional anterior, pela compatibilidade entre as crenças de ensino e aprendizagem da professora e os pressupostos básicos dos métodos, pela observabilidade dos resultados obtidos na implementação e pela forma como esses métodos foram inseridos no contexto de ensino, isto é, com suporte de especialistas. Os resultados do segundo estudo apontam que a continuidade da prática inovadora dessa professora variou entre uma adaptação e uma reinvenção dos métodos de ensino centrados nos estudantes Ensino sob Medida (EsM) e Instrução pelos Colegas (IpC). As modificações feitas nos métodos foram balizadas pelas crenças da professora e pela dificuldade de cumprir o cronograma de conteúdos da disciplina. Em termos dos impactos na aprendizagem, nossa análise indica que o desempenho dos estudantes em um teste padronizado foi inferior ao apontado pela literatura. Por outro lado, os métodos contribuíram para um bom engajamento dos estudantes na disciplina, bem como para o desenvolvimento de atitudes positivas em relação ao IpC e ao EsM. O terceiro estudo, realizado em uma universidade diferente dos dois primeiros estudos, identificou que os docentes investigados fizeram uso de variações dos métodos Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP), IpC e EsM. As modificações nos métodos foram realizadas de acordo com as necessidades específicas dos docentes, pelos contextos de ensino em que se encontravam e pelas suas crenças e experiências anteriores. Ainda em relação à adoção dos métodos, o processo de tomada de decisão de modificar a estrutura da disciplina de Física I, através da adoção de uma variação do EsM, foi coletivo, tornando o método uma prática estabelecida após a primeira experiência de seu uso. Segundo os docentes, a adoção dos métodos centrados nos estudantes foi responsável por uma melhora no engajamento e na aprendizagem dos estudantes. Contudo, um resultado negativo apontado pelos docentes foi a cultura que os estudantes desenvolveram em copiar as respostas das denominadas pré-aulas. Inferimos que este resultado está atrelado ao fato de que tais atividades eram avaliadas por grau de correção, e não pelo engajamento dos estudantes. Entre os docentes investigados, a difusão das inovações didáticas se deu através de uma estrutura descentralizada, onde um dos professores pode ser compreendido como um inovador local que difundiu os métodos ativos entre seus pares. Compreendemos que o modelo de difusão averiguado foi eficiente, pois a taxa de adoção dos métodos ativos, ou variações deles, foi elevada. Contudo, ressaltamos que a presença de um especialista (agente da mudança) poderia ter evitado a descontinuidade da prática do EsM.

16 Paulo Vinicius dos Santos Rebeque
Politicas públicas de formação continuada de professores: Investigações sobre o Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física
6/10/2017
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann e Dra. Ana Sofia Alves da Silva Cardoso Viseu
Banca examinadora: Dra. Lizete Maria Orquiza de Carvalho (UNESP), Dra. Glória Regina Pessoa Campello Queiroz (UERG), Dr. Alan Alves Brito (IF/UFRGS), Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
RESUMO

Na presente tese de doutorado, apresentamos nossas investigações acerca do Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física (MNPEF) enquanto dispositivo de política pública de formação continuada de professores. O desenvolvimento de nossa pesquisa foi fundamentado na articulação dos quadros conceituais da Sociologia da Ação Pública e da Filosofia da Linguagem do Círculo de Bakhtin. Nessa perspectiva, nosso esquema geral de investigação consistiu na análise bakhtiniana de uma complexa cadeia de enunciados oriundos dos modos de regulação que delimitamos no interior do MNPEF, notadamente, a regulação de controle e a regulação autônoma. Assim, concentrados nos primeiros 21 Polos Regionais (PR) do MNPEF criados em 2013, nosso objetivo foi estudar os modos de regulação desse programa, descrevendo e analisando a existência dos modos de regulação de controle - estruturas concebidas para coordenar e orientar as ações dos atores sociais - e dos modos de regulação autônoma, relativos à forma como esses atores convivem e (re)ajustam essas orientações. O corpus de nossa pesquisa foi construído, por um lado, pautado na regulação de controle e uma cadeia de documentos referentes tanto ao contexto específico do MNPEF, quanto o contexto amplo da pós-graduação nacional, e, por outro lado, no âmbito da regulação autônoma, por trabalhos de conclusão oriundos das primeiras turmas e por entrevistas realizadas com professores que atuam em distintos PR. Nossas investigações apontam o MNPEF como um dispositivo de política pública multirregulado, balizado sobretudo pelas regulamentações da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) para os cursos de Mestrado Profissional em Ensino (MPE) e pelos órgãos administrativos nomeados pela Sociedade Brasileira de Física (SBF), entidade coordenadora do programa. Ao olharmos para o MNPEF como uma ação pública, identificamos a coexistência de modos de regulação de controle e de regulação autônoma. Contudo, não identificamos nenhum elemento que potencialmente ilustre ações conjuntas no âmbito nacional do NPEF, mas apenas alguns indicativos de ações conjuntas que influenciam exclusivamente o contexto local dos PR, caracterizando, assim, processos de microrregulação local.

Palavras-chave: Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física, Sociologia da Ação Pública, Filosofia da Linguagem do Círculo de Bakhtin

15 Angelo Mozart Medeiros de Oliveira
Fundamentos metodológicos para a medida de carga cognitiva e do conhecimento prévio num contexto de ensino de cinemática com o auxílio de uma hipermídia
9/12/2016
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira
Banca examinadora: Dr. Francisco Catelli (UCS), Dr. Agostinho Serrano de Andrade (ULBRA/RS), Dr. Silvio Luiz Souza Cunha (IF/UFRGS), Dra. Daniela Borges Pavani (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Marco Antonio Moreira (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
Fundamentos metodológicos para a medida de carga cognitiva e do conhecimento prévio num contexto de ensino de cinemática com o auxílio de uma hipermídia

RESUMO
Neste trabalho foi analisada a utilização de um sistema hipermídia como um instrumento de avaliação de conhecimento prévio e de medida educacional, dentro da perspectiva da teoria da carga cognitiva e da teoria da aprendizagem significativa, em ensino de cinemática. Para isso, foi realizada uma revisão da literatura em hipermídias adaptativas e a resolução de problemas. A parte experimental do trabalho foi fundamentada na literatura em hipermídias e os resultados foram analisados com o citado aporte teórico. Para tanto, foi realizada uma aproximação teórica entre a aprendizagem significativa e a teoria da carga cognitiva, juntamente com os aspectos teóricos elaborados pela literatura em hipermídia adaptativa. Em um primeiro estudo, foi desenvolvida uma metodologia exploratória para a construção de uma hipermídia programada para registrar dados referentes às respostas dos alunos, e, também, a sua navegação dentro da hipermídia ao longo da realização de um teste sobre velocidade média, sendo aplicado sobre alunos do primeiro ano do Ensino Médio do Instituto Federal do Rio Grande do Sul, no campus Ibirubá, RS, Brasil. O primeiro estudo revelou que a atribuição teórica da dificuldade das questões foi satisfatória e que os alunos possuem a tendência de se estabilizar em determinada dificuldade. No segundo estudo, aplicado sobre alunos do primeiro ano do Ensino Médio do Instituto Federal do Rio Grande do Sul, no campus Bento Gonçalves, RS, Brasil, foi abordado um estudo de caso, onde o conteúdo produzido pelos alunos foi analisado a partir da sua interação com a hipermídia num contexto de ensino de cinemática, só que agora com uma carga de matéria superior ao primeiro estudo e não apenas sobre a velocidade média. Além de corroborar a atribuição da dificuldade das questões, percebeu-se que não é possível alinhar o estilo cognitivo do aluno com o seu estilo de navegação. Sob a luz do referencial teórico, tentou-se entender esses resultados e fez-se uma crítica à lógica da tentativa de utilizar o estilo cognitivo como método de adaptação da navegação. Por fim, sugere-se uma série de diretrizes que devem ser seguidas para futuros estudos em hipermídias adaptativas no ensino de cinemática.

Palavras-chave: Cinemática. Aprendizagem Significativa. Carga Cognitiva. Conhecimento Prévio. Resolução de Problemas. Adaptação. Estilo Cognitivo. Hipermídia.

Methodological grounds for the assessment of cognitive load and of a previous knowledge in the context of kinematics teaching with the aid of a hypermedia

ABSTRACT
In this research it was analyzed the use of a hypermedia system as a evaluating instrument of previous knowledge and learning assessment, within the perspective of the cognitive load theory and of the meaningful learning theory, in the teaching of kinematics. For this, initially a review of the literature on adaptative hypermedia and problem solving. The experimental part of research was based on the literature about hypermedia and the findings were interpreted in the light of these theories. It was also made a theoretical approximation between the meaningful learning theory and the cognitive load theory, together with the theoretical features of adaptative hypermedia found in the literature. In the first study an exploratory methodology was developed for the construction of a hypermedia programmed to make records of the answers given by the students as well as their browsing within the hypermedia during a test on average speed applied to students of high school first year of the Federal Institute of Rio Grande do Sul, Ibirubá campus, Brazil. Findings of the first study suggest that the theoretical distribution of the difficult level of the questions was satisfactory and that the students tend to stay in the certain difficult. The second study was carried out with high school first year students of the Federal Institute of Rio Grande do Sul, campus Bento Gonçalves, Brazil. A case study was done, in which the content produced by students in their interaction with the hypermedia in the context of kinematics teaching was analyzed, but in this case with a context load higher than in the first study that was just about average speed. In addition of corroborating the level of difficult of the question it was found that it is not possible to align the students cognitive style and their browsing style, In the light of the theoretical framework an attempt was made to interpret these findings and a critical position was assumed regarding the logic of using cognitive style as adaptative method of browsing. At the end, a series guideline is proposed for future studies about the use of adaptative hypermedia in the teaching of kinematics.

Keywords: Kinematics. Meaningful learning. Cognitive load. Previous knowledge. Problem solving. Adaptation. Cognitive style. Hypermedia.

14 Nathan Carvalho Pinheiro
Por uma pesquisa em ensino de física menos universal: usando um modelo teórico de níveis de contexto mutuamente constitutivos para interpretar a educação científica em diferentes idioculturas
16/8/2016
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann
Banca examinadora: Dr. João Batista Harres (PUC-RS), Dr. Alexsandro P. de Pereira (PPGEnFis), Dr. Alan Alves Brito (IF/UFRGS), Dr. Demétrio Delizoicov (UFSC), Dra. Fernanda Ostermann (PPGEnFis), Presidente.

Tese

resumo
RESUMO

A presente pesquisa investigou diferentes usos e sentidos atribuídos ao conceito de contextualização na educação científica e explorou um modelo teórico para pensá-lo, baseado na psicologia cultural de Michael Cole. A partir desse modelo expandimos a ideia de contextualização, frequentemente utilizada apenas para designar descrições explícitas de situações relacionadas a algum exercício ou conceito científico em uma tarefa de ensino-aprendizagem. Ao invés disso, o modelo propõe pensar nas relações de múltiplos contextos com tais tarefas, não apenas aqueles descritos explicitamente, mas também a própria situação em que as tarefas são realizadas e o conjunto de traços culturais e normas próprios dos sujeitos (idiocultura) nela engajados. O modelo propõe ainda que há uma relação de constituição mútua entre esses diferentes níveis de contexto: a tarefa necessariamente ocorre em uma situação e em uma idiocultura, porém também ajuda a formá-las. Essas ideias foram utilizadas para analisar como diferentes níveis de contexto influenciaram o desenvolvimento de situações de ensino-aprendizagem em três estudos de caso: (1) um estudo sobre resolução de problemas com diferentes tipos de descrições de contextos com estudantes de Ensino Médio, no qual foi feita uma análise quantitativa das resoluções desenvolvidas; (2) um estudo sobre concepções de interdisciplinaridade nas ciências da natureza entre professores de escolas do campo, a partir de interações discursivas entre eles e com docentes da Universidade em uma discussão em grupo; (3) um estudo sobre as expectativas sobre a atividade docente e a construção de planos de ensino por licenciandos em Física e em Educação do Campo, a partir de suas respostas a um questionário aberto e suas produções de trabalhos em grupo. Nos três estudos foi possível inferir a influência de diferentes níveis de contexto analisados no desenvolvimento das atividades, sendo que em alguns essa influência foi mais forte que em outros. No estudo 1 verificou-se influência da descrição do contexto em alguns problemas, enquanto em outros não. Nos estudos 2 e 3 ficou clara uma forte influência de uma idiocultura da educação do campo no desenvolvimento das atividades. Ficou clara também, nesses dois últimos estudos, a necessidade de se considerar a idiocultura dos sujeitos no planejamento de atividades de ensino, e a possibilidade de utilizar a diversidade de idioculturas como recurso didático para pensar a educação científica situada em contextos.
Palavras-chave: Contextualização, Educação do Campo, Psicologia Cultural.

ABSTRACT
This study investigated different uses and meanings attributed to the concept of contextualization in science education and explores a theoretical model to think about it, based on cultural psychology Michael Cole. From this model we expanded the idea of context, often used only to designate explicit descriptions of situations related to some exercise or scientific concept in a teaching-learning tasks. Instead, the model proposes thinking in multiple contexts relations in wich these tasks are embeeded, not only those explicitly described, but the very situation in which tasks are performed and the set of distinctive cultural traits and standards (idioculture) of the subjects engaged in it. The model also suggests that there is a mutual constitutive relationship between these different levels of context: the task necessarily occurs in a situation and in a idiocultura, but also helps to form them. These ideas were used to analyze how different context levels influenced the development of teaching-learning situations in three case studies: (1) a study on problem solving with different types of descriptions of contexts with students from high school, in which a quantitative analysis of developed resolutions was made; (2) a study of interdisciplinary conception in natural sciences from the peasant schools teachers, through discursive interactions between them and with the University professors teachers in a group discussion; (3) a study of the expectations of the teaching activity and the construction of teaching plans for undergraduates in physics and in peasant education, made from their responses to an open questionnaire and their productions of group works. In the three studies it was possible to infer the influence of different levels of context in the development of activities, and in some such influence was stronger than in others. In study 1 we found influence of the description of the context in some problems, while not in others. In studies 2 and 3 became clear a strong influence of a peasant education idioculture in the development of activities. It was clear, too, in these last two studies, the need to consider idioculture of subjects in the planning of teaching, and the possibility of using the diversity of idiocultures as a teaching resource to think science education embeeded in contexts.
Keywords: Contextualization, Peasant Education, Cultural Psychology

13 Carlos Raphael Rocha
Inserindo conceitos e princípios de Mecânica Quântica no Ensino Médio: estados quânticos e superposição linear de estados
16/11/2015
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira e Dra. Victoria Elnecave Herscovitz
Banca examinadora: Dr. Nelson Studart Filho (UFABC), Dr. Guilherme Frederico Marranghello (UNIPAMPA), Dr. Magno Valério Trindade Machado (IF/UFRGS), Dra. Rejane Maria Ribeiro Teixeira (PPGEnFis), Dr. Marco Antonio Moreira (PPGEnFis), Presidente.

Tese

resumo
RESUMO

Esta pesquisa apresenta os resultados da investigação da compreensão de alguns conceitos de Mecânica Quântica por 239 alunos (137 de primeira série e 102 de terceira série) de Ensino Médio de duas escolas públicas em um curso de, aproximadamente, 25 horas-aula, ao longo de cerca de três meses. A aplicação do curso foi realizada em duas etapas e teve foco nos conceitos e princípios fundamentais da Mecânica Quântica. Os alunos da primeira etapa foram avaliados através de um questionário de conhecimentos prévios, três testes escritos, um questionário de opiniões e uma entrevista com cada uma das turmas analisadas. Na segunda etapa, além dos instrumentos mencionados, foram inseridos um mapa mental, três testes rápidos e a entrevista foi realizada com três alunos de cada turma, escolhidos aleatoriamente. Adotou-se, como referencial teórico para o desenvolvimento metodológico desta pesquisa e para a análise dos dados coletados, a teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel e a teoria dos campos conceituais de Gérard Vergnaud. A superposição linear foi considerada como um subsunçor necessário para a compreensão dos conceitos de estado de um sistema físico e o de superposição linear de estados. A compreensão dos conceitos foi verificada utilizando as seguintes situações-problema: experimento de dupla fenda, experimento de Stern-Gerlach, polarização da luz, emaranhamento quântico e criptografia quântica, além de outras que foram abordadas de forma menos destacada. A utilização de um pseudoorganizador prévio, com a superposição linear de ondas e de vetores sendo considerada como subsunçor para os conceitos de Mecânica Quântica apresentados, pareceu auxiliar a aprendizagem destes tópicos, visto que boa parte dos alunos se saiu bem nas avaliações realizadas. As situações utilizadas pareceram ter auxiliado na compreensão dos conceitos abordados e a aprendizagem dos alunos pareceu ter sido na direção de uma aprendizagem significativa. O curso lançou mão da utilização de simulações computacionais, um texto de apoio e apresentação de slides, além de buscar a criação de um ambiente em que os alunos se sentissem confortáveis para externalizar seus conhecimentos para que então se conduzisse a um conhecimento cientificamente aceito. Poucos alunos tiveram uma postura negativa perante o conteúdo apresentado e a aceitação mostrou que conteúdos de Física Moderna e Contemporânea parecem estimulá-los para a aprendizagem e auxiliar na promoção da atualização dos currículos de Física de Ensino Médio. Verificou-se, também, que os conteúdos trabalhados no curso foram satisfatoriamente compreendidos tanto por alunos de primeira série quanto de terceira série do Ensino Médio, mostrando assim que a Física Moderna e Contemporânea pode ser abordada em qualquer momento neste nível de ensino.

Palavras-chave: mecânica quântica, ensino médio, aprendizagem significativa, campos conceituais

ABSTRACT

This research presents the results of research of the understanding of some concepts of quantum mechanics by 239 students (137 of first grade and 102 of third grade) of secondary school from two public schools on a course of approximately 25 hours over about three months. The application of the course was accomplished in two stages and we aimed the fundamental concepts and principles of Quantum Mechanics. Students of the first stage were evaluated with a questionnaire to assess their prior knowledge, three written tests, a survey of opinions and an interview with each class. In the second stage, in addition to the aforementioned instruments, a mind map, three rapid tests and the interview with three students in each class, randomly chosen, were inserted into the research. The theory of meaningful learning of David Ausubel and the theory of conceptual fields of Gerard Vergnaud were adopted as a theoretical background for the study development and the data analysis. The linear superposition was considered a subsumer necessary to understand the concepts of state of a physical system and the linear superposition of states. The comprehension of the concepts was verified using the following problem situations: double-slit experiment, Stern-Gerlach experiment, polarization of light, quantum entanglement and quantum cryptography, as well as others with less emphasis. With the linear superposition of waves and of vectors considered as subsumer to the concepts ii of quantum mechanics, the use of a fake advanced organizer seemed to improve the learning of these topics, as we see in the assessments. The situations seemed to enhance the understanding of the concepts and the learning seemed to be closer to a meaningful learning. Computer simulations, a handout and slides presentation were used and an environment where students feel comfortable to express their knowledge so that then lead to a scientifically accepted knowledge were promoted. Just a few students had a negative attitude towards the content presented and the great acceptance showed that contents of Modern and Contemporary Physics seems to stimulate them for learning and promote the update of the Physics curricula on secondary school. Also, the contents were satisfactorily understood both by first graders as third grade of secondary school, showing that the Modern and Contemporary Physics can be approached at any time in this level of education.

Keywords: quantum mechanics, secondary school, meaningful learning, conceptual fields.

12 Jader da Silva Netto
Complementaridade onda-partícula e emaranhamento quântico na formação de professores de Física segundo a perspectiva sociocultural
6/10/2015
Orientação: Dr. Fernanda Ostermann e Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti
Banca examinadora: Dr. Orlando Gomes Aguiar Junior (UFMG), Dr. Frederico Firmo de Souza Cruz (UFSC), Dr. Emerson Luna (IF/UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
RESUMO

Esta pesquisa foi realizada em um Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia e dedicou-se ao estudo de alguns conceitos de Física Quântica na formação de professores de Física, sob a perspectiva do referencial sociocultural, tendo o foco dirigido à complementaridade de segundo tipo, uma das teses da interpretação de Copenhagen, e ao emaranhamento quântico. O marco teórico-metodológico adotado foi a teoria da mediação de Vygotsky e a filosofia translinguística de Bakhtin. Foram realizados três estudos qualitativos com o objetivo de investigar quais são os significados socialmente construídos sobre conceitos de Física Quântica por professores de Física em formação, sendo um estudo piloto e duas intervenções didáticas junto a uma disciplina de Física Moderna e Contemporânea em nível de graduação. As atividades de ensino foram conduzidas a partir de exposições teóricas e simulação computacional com o Interferômetro Virtual de Mach-Zehnder, orientada por roteiros exploratórios. A partir do estudo dos fenômenos da interferência e emaranhamento quânticos nesse dispositivo semiótico, buscou-se compreender em que medida as ações mediadas pelo uso do software como recurso didático atuaram no sentido de promover entre os professores uma construção conceitual colaborativa sobre esses conceitos da Física Quântica. A análise do discurso, fundamentada em conceitos bakhtinianos, possibilitou uma melhor compreensão sobre o processo de construção de conceitos culturalmente válidos acerca da interferência quântica, da complementaridade e do emaranhamento. No contexto explorado, verificamos que se estabeleceu o dilema da manutenção de visões antagônicas, o que pode ser evidenciado a partir dos modelos explicativos elaborados pelos estudantes. Para aqueles que atribuíram um caráter corpuscular aos fótons, os fenômenos intermediários permanecem como um conflito ainda não resolvido, enquanto para os demais a complementaridade onda-partícula passou a compor um nova classe de conceitos. A noção de não-localidade, necessária para compreender o emaranhamento quântico, não foi reconhecida pelos estudantes, evidenciando a forte presença de noções clássicas nos modelos explicativos utilizados na tentativa de obter uma explicação plausível para o fenômeno.

Palavras-chave: Referencial Sociocultural, Ensino de Física Quântica, Formação de Professores, Interferômetro Virtual de Mach-Zehnder.

ABSTRACT

The research presented in this thesis was developed in a Federal Institute of Education, Science and Technology is directed to research about an approach of the some foundations of Quantum Physics in pre-service teachers’ training, based on the sociocultural perspective and this work focuses on the second kind of complementarity, one of the thesis of the Copenhagen interpretation, and the quantum entanglement. The theoretical and methodological framework adopted in this research is the Vygotsky’s theory of mediation and Bakhtin’s translinguistics philosophy. Three qualitative researches were performed in order to investigate which are the socially constructed meanings on QP foundations in the context of pre-service teachers’ training: one in an introductory course with physics teachers and two along a didactic intervention during a pre-service teachers’ training course on Modern and Contemporary Physics. The teaching activities were conducted mediated by theoretical lectures and computer simulation using the Virtual Mach-Zehnder Interferometer, conducted by the exploratory guide. From the study of interference phenomena and quantum entanglement in this semiotic tool, one tries to understand how the pupils actions are mediated by the software in the sense of promoting a collaborative conceptual construction among teachers about these foundations of QP. Discourse analysis grounded on Bakhtin’s concepts allowed us to evaluate the potentialities of the software and a better understanding of the process of conceptual construction that are culturally valid about quantum interference, complementarity and entanglement. In this context we perceive that was created the dilemma of maintaining competing visions, which can be evidenced from the explanatory models designed by the students. For the students that admitted a corpuscular character to photons so that intermediate phenomena remain as a unresolved cognitive conflict, while for others the wave -particle complementarity has became a new class of concepts. The non-locality notion, pre-requisite to understand the quantum entanglement, wasn’t learned by the students, demonstrating the strong presence of classical notions in explanatory models used to obtain a plausible explanation for the phenomenon.

Keywords: Sociocultural perspective, Quantum Physics teaching, Pre-service teachers training; Virtual Mach-Zehnder Interferometer.

11 Mara Fernanda Parisoto
Ensino de Física a partir de situações da Engenharia
24/8/2015
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira
Banca examinadora: Dr. Paulo Pureur Neto (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Cleci Teresinha Werner da Rosa (UPF), Dra. Andreia de Freitas Zompero (UEL), Dra. Naira Maria Balzaretti (IF/UFRGS), Dr. Marco Antonio Moreira (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
RESUMO

Dentre os problemas tradicionalmente acatados pela educação em ciências, cita-se o desenvolvimento e avaliação de estratégias para o ensino de conceitos científicos. A literatura também apresenta vários problemas no Ensino de Física Básica para a Engenharia, tais como a falta de profissionais na área, a dificuldade de aplicar conceitos de Física na futura área de atuação, as altas taxas de reprovação e evasão, falta de habilidade de comunicação dos formandos na área, pouca consciência dos estudantes dos aspectos sociais, ambientais, econômicos e legais que fazem parte da Engenharia Moderna, pouca ou inexistência de relações entre teoria e prática, notas estatisticamente piores no Ensino Tradicional. Com o intuito de atender a estas demandas, a presente pesquisa busca desenvolver e avaliar uma proposta didática composta por situações de Física aplicadas à Engenharia, Unidades de Ensino Potencialmente Significativas e o Método de Projetos na perspectiva de Rogers, de modo que a integração facilite a Aprendizagem Significativa, crítica e ativa de conceitos da Termodinâmica, favorecendo a elaboração de projetos, pelos alunos, na futura área de atuação, bem como se preocupando com a ementa. Como metodologia de pesquisa, foi utilizada a integração entre métodos qualitativos e quantitativos. O método qualitativo utilizado foi a pesquisa do tipo etnográfica e no quantitativo utilizou-se estatística descritiva e inferencial. Para a coleta de dados, foi utilizado um delineamento quase experimental para amostras temporais equivalentes. Utilizou-se a integração entre os métodos qualitativos e quantitativos e vários instrumentos para coleta dos dados, devido à possibilidade de aumento da profundidade e extensão dos resultados encontrados a partir do cruzamento de tais informações. Na parte do desenvolvimento, foram construídas duas UEPS que, integradas ao Método de Projetos e as situações-problema, foram implementadas em três turmas mistas da Engenharia (duas de controle e uma experimental), com uma carga horária de 60 horas cada turma, totalizando 180 horas de implementação da proposta. Escolheu-se a área da Termodinâmica, pois na revisão da literatura não foram encontrados trabalhos nessa área. Na parte inicial da pesquisa, identificou-se qualitativamente e quantitativamente que a maioria dos alunos não possuem conhecimentos prévios sobre conceitos de Termodinâmica. Depois do processo de instrução, a maioria dos alunos mostrou indícios de Aprendizagem Significativa, conceitual, procedimental e de aplicação, inclusive apresentando maior retenção desses conhecimentos se comparado ao grupo de controle. Como encaminhamento para a continuidade do trabalho, pretende-se: 1) identificar quais são os invariantes operatórios dos alunos na área abrangida pela proposta; 2) encontrar métodos que facilitem a comparação entre os dados apresentados pelos alunos nos diferentes instrumentos, fazendo a triangulação entre eles, para buscar indícios de como ocorre à evolução do campo conceitual da Termodinâmica ao longo do processo de instrução; 3) preparar cursos para professores e instrutores; 4) re-implementar a presente proposta alterando os fatores necessários; 5) avaliar qualitativamente e quantitativamente a nova versão; 6) identificar se os professores continuam utilizando a integração depois do término da pesquisa; 7) pesquisar como ocorre à implementação em outras disciplinas da Física Básica.

ABSTRACT:

One of the problems traditionally faced by education in sciences is the development and evaluation of strategies for teaching scientific concepts. The literature also presents many problems in the Basic Physics Teaching for Engineering, such as the lack of professionals in the area, the difficulty to apply the Physics concepts on the future acting field, the elevated rate of reprobation and evasion, formed students with lack of communication ability, low conscience of students about social, environmental, economical and legal aspects that are part of the Modern Engineering, little or absence of relation among theory and practice, and the students’ scores, which are statically worse in Traditional Education. In order to attend these demands, this research seeks to develop and evaluate a didactic proposal composed by Physics situations applied on Engineering, Potentially Significant Education Units and the Projects Method on the Rogers' perspective, so that the integration facilitate the Meaningful Learning - which should be active and critic - of Thermodynamics concepts, favoring creation of projects by the students on the future acting field, and concerning with the contents. As research methodology, integration among qualitative and quantitative methods was used. The qualitative method used was the ethnography research and the quantitative method was descriptive and inferential statistic. For gathering data was used an almost experimental lineation for temporal equivalent samples. It was used the integration among the qualitative and quantitative methods and many tools for gathering data due to the possibility of growth of the profundity and extension of the found results from the intersection of that information. In the development stage was built two UEPS that, integrated to the Projects Method and the problemsituations, was implemented on three Engineering mixed classes (two of control and one experimental), with during time of 60 hours each class, totaling 180 hours of the proposal implementation. Thermodynamics was chosen because works in this field was not found in the literature revision. In the initial step of the research was quantitatively and qualitatively found that most students have not previous knowledge of Thermodynamics concepts. After the instruction process, most students presented signs of Meaningful Learning - conceptual, procedural and of application - including presenting higher retention of these knowledges comparing it with the control group. It was also identified a motivation increase, decrease of the evasion and reprobation rates, and an increase of the students understanding about the relation between Engineer and Physics. As forwarding to the continuity of this work, it is intended to: 1) which are the invariable operatives of the students in the area covered by the proposal? 2) Find methods that facilitates the comparison of the data presented by students on the different tools, making triangulation between these, to find evidence of how the evolution of the Thermodynamics conceptual field occurs over the instruction process; 3) develop courses to teachers and instructors; 4) implement this proposal changing the necessary factors; 5) evaluate qualitatively and quantitatively the new version; 6) Are the teachers remain using the integration after the end of the research? 7) How occur the implementation on other disciplines of Basic Physics?

10 Daniela Schittler
Laser de Rubi: Uma abordagem em Unidades de Ensino Potencialmente Significativas (UEPS)
27/5/2015
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira
Banca examinadora: Dr. Agostinho Serrano de Andrade Neto (ULBRA-RS), Dra. Iramaia Jorge Cabral de Paulo (UFMT), Dr. Silvio Luiz Souza Cunha (PPGFIS/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Marco Antonio Moreira (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

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RESUMO

A Tese em Ensino de Física, “Laser de Rubi: uma abordagem baseada em Unidades de Ensino Potencialmente Significativas (UEPS)”, possui como referencial teórico principalmente a Teoria da Assimilação e da Retenção Significativas de Ausubel sendo complementada com viéses da Teoria de Educação de Novak, do Modelo de Ensino de Gowin, da Teoria dos Campos Conceituais de Vergnaud e da Teoria dos Modelos Mentais de Johnson-Laird. Ao considerar a área e o tema abordado na tese foi escolhida a metodologia de Pesquisa Qualitativa considerando suas características principais, como por exemplo, interpretativa, detalhada, que constrói suposições e não visa generalizações. A escolha da metodologia de ensino, Unidades de Ensino Potencialmente Significativas (UEPS), ocorreu por conjugar do mesmo referencial teórico escolhido para a tese. O trabalho foi elaborado com a pretensão de inserir o tema Laser de Rubi no primeiro ano do Ensino Médio. Para que se concretizasse esta pretensão foi elaborada a Unidade de Ensino Potencialmente Significativa com o tema Laser de Rubi que contemplou o total de 16 horas/aula. Entende-se que a Física Moderna e Contemporânea deve pertencer ao currículo dos três anos do Ensino Médio. É claro que o desafio é maior no 1º ano comparado com o 3º ano porém, o reconhecimento e a motivação dos alunos também são maiores. A UEPS foi aplicada no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Farroupilha - Câmpus Júlio de Castilhos, RS, Brasil, em dois momentos: em 2012 em duas turmas do Curso Técnico em Informática Integrado e, em 2013, em duas turmas do Curso Técnico em Informática Integrado e três turmas do Curso Técnico em Agropecuária Integrado, totalizando o público-alvo da pesquisa em 120 alunos. De acordo com a Teoria de Ausubel, existem duas condições que favorecem a aprendizagem significativa, o material ser potencialmente significativo e a predisposição do aprendiz em aprender significativamente. Para tornar o material potencialmente significativo utilizou-se a UEPS e de acordo com os resultados obtidos, as metodologias e abordagens diversificadas utilizadas na UEPS promoveram essa predisposição. Os resultados da aplicação refletem a característica da pesquisa qualitativa de não obter generalizações, pois mesmo envolvendo 7 turmas de 1º ano do Ensino Médio, em períodos diferentes e em turmas com diferentes perfis, as conclusões diferem e são apresentadas no decorrer do trabalho.

Palavras-chave: Aprendizagem Significativa; Ensino de Física; Física Moderna e Contemporânea; Ensino Médio Técnico; Unidades de Ensino Potencialmente Significativas.

ABSTRACT

This doctoral dissertation on the Teaching of Physics, “Ruby Laser: An approach based on the Potentially Meaningful Teaching Units (PMTUs)”, has as theoretical framework Ausubel’s Assimilation and Retention Theory, complemented with biases from Novak’s Theory of Education, Gowin’s Teaching Model, Vergnaud’s Theory of Conceptual Fields, and Johson-Laird’s Theory of Mental Models. Considering the area and the theme approached here, Qualitative Research became the chosen methodology because of its basic features, such as, for example, that it is interpretative and detailed, it encourages assumption construction, it does not aim at generalizing. The choise of the PMTUs as the methodological teaching support occurred due to the fact that it agrees with the same referential framework of this dissertation. Its aim was to insert the topic ‘ruby laser’ in the first year of high school so that, in order make possible such an insertion, a PMTU about ruby laser was developed for a total of 16 class hours. It is understood here that Modern and Contemporary Physics should be part of the three-year high school curriculum and that this challenge is bigger at the first year than at the third year of high school though students’ recognition and motivation are also bigger. This PMTU was applied in the Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Farroupilha – Campus Júlio de Castilhos, RS, Brasil, at two different instances: in 2012 with two different classes/groups of the Curso Técnico em Informática Integrado and in 2013, in two different classes/groups of the Curso Técnico em Informática Integrado and in three different classes/groups of the Curso Técnico em Agropecuária Integrado, with a total amounting to 120 the number of students that constituted the target audience of this research. According to Ausubel’s theory, there are two conditions that favor meaningful learning the instructional material must be potentially meaningful and the student predisposition to meaningfully learn. PMTUs were used to make materials potentially meaningful and, according to the learning outcomes, it seems possible to say that the varied methodologies and approaches used in the PMTUs promoted such a predisposition. Research findings reflect a characteristic of qualitative research according to which generalizations do not occur since, even in a research involving 7 (seven) first year high school classes/groups, in different instances and with groups with a different profile, conclusions differ and they are presented along this work.

Keywords: Meaningful Learning; Physics Teaching; Teaching of Modern and Contemporary Physics; Technical High School; Potentially Meaningful Teaching Units.

9 Glauco Cohen Ferreira Pantoja
Unidades de ensino potencialmente significas em Teoria Eletromagnética: influências na aprendizagem de alunos de graduação e uma proposta inicial de um campo conceitual para o conceito de campo eletromagnético
26/5/2015
Orientação: Dr. Marcos Antonio Moreira
Banca examinadora: Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti (PPGEnFís/UFRGS), Dr. Luiz Fernando Ziebell (IF/UFRGS), Dra. Iramaia Jorge Cabral de Paulo (UFMT), Dr. Agostinho Serrano de Andrade Neto (ULBRA-RS), Dr. Marco Antonio Moreira (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

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RESUMO

Neste trabalho discutimos os resultados de uma pesquisa envolvendo três estudos sobre as Unidades de Ensino Potencialmente Significativas, propostas por Moreira (2011), aplicadas ao Eletromagnetismo, tendo como corpo estruturante as equações de Maxwell. Discutimos, primeiramente, a relevância do trabalho como associada a uma potencial facilitação dos mecanismos de aprendizagem significativa cientificamente aceita e epistemologicamente coerente por parte dos alunos e, pois, ao desenvolvimento de possíveis novos modelos mentais e esquemas de assimilação que se distanciem do conhecimento de senso comum, recorrente em alunos de diversas faixas etárias. Abordamos, ainda, o conhecimento obtido sobre as pesquisas cobrindo aprendizagem (por parte de alunos e professores) de conteúdos de eletromagnetismos em propostas didáticas diferenciadas, dificuldades (de estudantes e de professores) no trato com assuntos envolvendo teoria eletromagnética, análises de materiais didáticos e currículos envolvendo eletromagnetismo, e discussões teórico-epistemológicas sobre conteúdos da disciplina. Percebe-se que o maior número de publicações na área está nas duas primeiras categorias e há evidências de o conhecimento dos estudantes se encontrar muito distante do conhecimento científico e de as propostas didáticas enfocando ensino por investigação e outras metodologias (como a de Shen e Linn, 2011) serem frutíferas. Apresentamos, ainda, no trabalho as ideias norteadoras do referencial teórico, a saber, as teorias dos Campos Conceituais (as relações entre os complexos conceitos de esquema, de situação e Campo Conceitual) e dos Modelos Mentais (as relações complexas entre modelo de trabalho e a tentativa de junção disto com a referência epistemológica dos Campos Conceituais, entendendo modelos mentais como geradores de operações de pensamento de curto prazo). Discutimos como estas ideias se enquadram na montagem das UEPS a partir de princípios norteadores: 1) conhecimento prévio é o ponto de partida do ensino-aprendizagem, 2) aprendizagem significativa envolve a integração entre pensamentos, sentimentos e ações de forma construtiva, 3) a aprendizagem significativa só ocorre se for intencional, deliberada, 4) as situações dão sentido aos conceitos, 5) os modelos mentais operam na memória de trabalho, 6) o ensino deve intercalar a diferenciação progressiva e reconciliação integradora, 7) a aprendizagem significativa é progressiva, 8) o papel do professor é de provedor de situações-problema para os estudantes, 9) existe uma relação triádica entre professores, alunos e materiais educativos, 10) a aprendizagem significativa deve ser crítica. Descrevemos as três UEPS implementadas no primeiro estudo (Campo Elétrico, Campo Magnético e Indução Eletromagnética) e as quatro implementadas no segundo estudo (Campo, Campo Elétrico, Campo Magnético e Indução Magnética). Apresentamos as ligeiras diferenças entre elas, enfatizando mais o aspecto conceitual e colocando a formalização em um estágio posterior à conceitualização. Por fim, são discutidas as representações internas usadas pelos estudantes para processar operações de pensamento para conduzir o domínio classes de situações e a estabilização de Modelos Mentais (provisórios) em Esquemas de Assimilação (mais estáveis). Discutem-se, ainda, as Classes de Situações mapeadas para o Eletromagnetismo de nível de ciclo básico de Graduação, bem como as representações mais adotadas pelos estudantes, isto é, apresenta-se uma proposta inicial x para o Campo Conceitual do Conceito de Campo Eletromagnético recortado em três partes: Eletrostática, Magnetostática e Eletrodinâmica. Propomos, também, quatro grandes classes de situações possíveis de orientar o ensino de Eletromagnetismo envolvendo as quatro ações seguintes: Descrição de Interações, Representação Analógica, Representação Simbólica, e Cálculo do Campo. Através da síntese teórica de Greca e Moreira (2002), foi possível classificar as ações dos estudantes nos Campos da Eletrostática, da Magnetostática e da Eletrodinâmica. Propusemos tipos de Representação Interna para análise da ação cognitiva dos estudantes tanto em Curto como em Longo Prazo. Classificamos as ações dos estudantes em determinadas formas, distinguindo entre as Ações dos estudantes com base na conceitualização empregada por eles em distintas classes de Situações. Com respeito ao conceito de Campo, classificamos as ações em: Descrição de Interações Físicas (I); Representação Analógica do Campo (A); Representação Simbólica do Campo (S). Com respeito ao conceito de Campo Elétrico, classificamos as ações em: Descrição de Interações Elétricas (I.E); Representação Analógica do Campo Elétrico (A.E); Representação Simbólica do Campo Elétrico (S.E); Cálculo do Campo Elétrico (C.E). Com respeito ao conceito de Campo Magnético, classificamos as ações em: Descrição de Interações Magnéticas (I.B); Representação Analógica do Campo Magnético (A.B); Representação Simbólica do Campo Magnético (S.B); Cálculo do Campo Magnético (C.B). Com respeito ao conceito de Campo Eletromagnético, classificamos as ações em: Descrição de Interações Eletromagnéticas (I.J); Representação Analógica do Campo Eletromagnético (A.J); Representação Simbólica do Campo Eletromagnético (S.J); Cálculo do Campo Eletromagnético (C.J). Discutimos, por fim, as implicações do trabalho para a ideia de Aprendizagem Significativa progressiva, a Influência das UEPS no Ensino e na Aprendizagem de Eletromagnetismo em nível de graduação e a importância da estruturação do Campo Conceitual do conceito de Campo Eletromagnético, tanto para a organização do Ensino como para estudo de Processos Significativos de Aprendizagem.

Palavras-chave: Eletromagnetismo, UEPS, Aprendizagem Significativa.

ABSTRACT

In this work we discuss the first results of two studies on the Potentially Meaningful Teaching Units (PMTU) proposed by Moreira (2011), applied to the teaching of Electromagnetism and based on the Maxwell’s equations. We firstly discuss the relevance of the work as being associated to a potential facilitation of students’ meaningful learning mechanisms (scientifically correct and bounded to epistemological coherence) and so to the development of new possible mental models and assimilation schemes that progressively getting further common sense. We discuss, yet, knowledge produced in the literature covering learning of electromagnetism content in new didactical approaches, difficulties students tackle when studying the subject, didactical stuff and curricular analyses on electromagnetism, and theoretical-epistemological discussions on the electromagnetic theory. We found a greater number of researches in the first two categories compared to the other ones. There is evidence that students’ knowledge is distant from scientific knowledge and that didactical proposals based on inquiry teaching and other methodologies (as the one due to Shen and Linn, 2011) are prompted to facilitate meaningful learning. We also present the guiding ideas in the theoretical framework, which is based in the Conceptual field theory (the relations between the complex concepts of scheme, situation and conceptual field) and in the Mental model theory (the relations between working model, the attempt of merging this idea to the epistemological reference of Conceptual field, thinking as mental models of generators of short-term thought operations). We discuss how these ideas are framed when building a PMTU once we present guiding lines to be followed: 1) prior knowledge is the starting point to teaching-learning processes, 2) meaningful learning embraces the integration of thoughts feelings and actions in a constructive way, 3) meaningful learning just occurs if it is intentional, if it is done by the student’s free will, 4) situations gives rise to concepts, 5) mental models operate in the working memory, 6) teaching must mix progressive differentiation and integrative reconciliation, 7) meaningful learning is progressive, 8) the teacher must provide problem-situations for the students, 9) there is a triadic relationship among teachers, students and educative materials, 10) meaningful learning must be critical. We describe three PMTU implemented in the first study (Electric Field, Magnetic Field and Electromagnetic Induction) and four that were implemented in the second study (Field, Electric Field, Magnetic Field and Electromagnetic Induction). We present the slight differences among then, emphasizing the conceptual bias we have given by putting formalization in the stage that followed conceptualization, instead of working on it in parallel with conceptualization. We discuss internal representation used by students to process thought operations driven to master classes of situations, the stabilization of Mental Models in Assimilation Schemas, the Classes of Situations we’ve mapped to Electromagnetism (universities basic cycle), as long as the most used representation carried by the students, namely, an initial proposal for a Conceptual Field for the concept of Electromagnetic Field, that was divided in three parts: Electrostatics, Magnetostatics and Electrodynamics. We also discuss four great classes of situation that are useful for orienting Electromagnetism teaching: Description of Electromagnetic xii Interactions, Analogical Representation of the Electromagnetic Field, Symbolic Representation of the Electromagnetic Field and Calculations of the Electromagnetic Field. Using the theoretical synthesis between Conceptual Field Theory and Mental Models Theory, due to Greca and Moreira (2002), it was possible to classify students’ actions in problem-solving on Electrostatics, Magnetostatics and Electrodynamics. We also propose types of Internal Representation for analyzing students’ cognitive action in long and short term. We classify students’ actions distinguishing among them by conceptualization they used when mastering different classes of Situations. With respect to the concept of Field, we classified these actions in four different and complementary ways, namely: Description of Physical Interactions (I); Analogical Representation of the Field (A); Symbolic Representation of the Field (S). With respect to the concept of Electric Field, we classified those actions in: Description of Electric Interactions (I.E); Analogical Representation of the Electric Field (A.E); Symbolic Representation of the Electric Field (S.E); Calculation of the Electric Field (C.E). We classified the cognitive actions of the students when tackling Situations related to the concept of Magnetic Field in: Description of Magnetic Interactions (I.B); Analogical Representation of the Magnetic Field (A.B); Symbolic Representation of the Magnetic Field (S.B); Calculation of the Magnetic Field (C.B). We classified the cognitive actions of students tackling the concept of Electromagnetic Field in: Description of Electromagnetic Interactions (I.J); Analogical Representation of the Electromagnetic Field (A.J); Symbolic Representation of the Electromagnetic Field (S.J); Calculation of the Electromagnetic Field (C.J). We finish this work discuss the implications of the work for the idea of progressive Meaningful Learning, the influence of PMTU in Teaching and Learning of Electromagnetism in undergraduate level and the importance of structuring the Conceptual Field for the concept of Electromagnetic Field, both for the organization of Teaching and study of Meaningful Learning Processes.

Keywords: Electromagnetism, PMTU, Meaningful Learning.

8 Leonardo Albuquerque Heidemann
Ressignificação das atividades experimentais no Ensino de Física por meio do enfoque no processo de modelagem científica
4/5/2015
Orientação: Dr. Eliane Angela Veit e Dr. Ives Solano Araujo
Banca examinadora: Dra. Marta Azucena Pesa (Universidade Nacional de Tucumán, Argentina), Dr. Maurício Pietrocola Pinto de Oliveira (USP), Dr. Magno Valerio Trindade Machado (IF/UFRGS), Dr. Alexsandro Pereira de Pereira (PPGEnFís/UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (PPGEnFís/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
RESUMO

A forma dissociada como teoria e prática são frequentemente tratadas no ensino de Física contribui para que os estudantes tenham dificuldades para dar sentido aos conhecimentos científicos. Analisando especificamente as aulas de laboratório usualmente desenvolvidas em cursos de Física, observa-se, com frequência, a realização de atividades conduzidas por meio de roteiros excessivamente dirigidos, que levam os estudantes a agir de forma mecânica, sem refletir suficientemente sobre os fundamentos teóricos que amparam suas investigações. Entendendo que é fundamental que os estudantes compreendam o processo de modelagem científica para que vinculem teoria e prática nas aulas de Física, assume-se como objetivo principal nesta tese ressignificar as atividades experimentais por meio do enfoque no processo de modelagem científica. Para alcançá-lo, foram realizados três estudos de caso dirigidos pelas orientações metodológicas de Yin e um estudo teórico. Nos estudos de caso, foi investigada a repercussão da realização de atividades experimentais com enfoque no processo de modelagem científica em uma disciplina experimental para graduandos dos cursos de licenciatura e de bacharelado de Física, que englobava conhecimentos de oscilações mecânicas, fluidos e termodinâmica. No primeiro estudo de caso realizado, as atividades foram delineadas e conduzidas com amparo na metodologia de ciclos de modelagem de Hestenes e na concepção de modelagem científica de Bunge. A partir do segundo estudo realizado, foi adotada também a Modelagem Didático-Científica Reflexiva de Brandão, Araujo e Veit, que, amparada na Teoria dos Campos Conceituais de Vergnaud, estabelece a modelagem científica como um campo conceitual subjacente aos campos da Física, definindo uma estrutura conceitual e invariantes operatórios de referência para o campo conceitual da modelagem didático-científica. Os resultados dos dois primeiros estudos levaram à realização de um estudo teórico em que foi ampliado o referencial de Brandão, Araujo e Veit. Com base em uma análise realizada sobre concepções de Bunge sobre a contrastação de ideias científicas, foram vinculados conceitos específicos do trabalho experimental, como os de evidência e de predição, com conceitos mais gerais do campo conceitual da modelagem didático-científica, como os de modelo teórico e de teoria geral. Associados aos conceitos especificamente relacionados com o fazer experimental, foram identificados doze novos invariantes operatórios de referência. A vinculação desses conceitos e invariantes operatórios ao processo de modelagem científica pode ser entendida como a contribuição original desta tese para a área de ensino de Física. Essa contribuição amparou a realização do terceiro estudo de caso. Resumidamente, os principais resultados dos estudos de caso foram: i) atividades experimentais com enfoque no processo de modelagem científica têm potencial para promover atitudes positivas dos estudantes em relação às atividades experimentais; ii) a realização de debates explícitos sobre metamodelagem são essenciais para que os estudantes compreendam o processo de modelagem científica; e iii) o desenvolvimento de competências por parte dos estudantes relacionadas com o enfrentamento de problemas de modelagem demanda tempo e o enfrentamento de uma grande diversidade de situações. Esses resultados evidenciam que, para que os estudantes efetivamente se tornem competentes para construir, explorar e validar modelos científicos, situações de modelagem devem permear todo o currículo dos cursos de Física.

Palavras-chave: modelagem científica; atividades experimentais; teoria dos campos conceituais; modelagem didático-científica.

ABSTRACT

The dissociated manner in which theory and praxis are often handled in the physics education has contributed to the difficulty students have in making sense of scientific knowledge. Through the specific analysis of commonly developed laboratory classes in physics courses, one is able to frequently observe activities conducted through excessively guided plans. Such plans lead students to act in a mechanical way, with no sufficient thought on the theoretical basis that supports their inquiries. Through the understanding that it is fundamental for students to comprehend the process of scientific modeling so that they are able to link theory to practice in physics lessons, the main objective of this dissertation is considered to be the resignification of experimental activities through focus on the process of scientific modeling. To reach this objective, three case studies, under the methodological guidance of Yin, and one theoretical study have been conducted. In the case studies, the repercussions of the use of experimental activities with focus on the process of scientific modeling in an experimental subject on mechanical oscillation, fluids and thermodynamics for undergraduates in the Brazilian equivalent to a bachelor's course in physics were investigated. In the first case study, the activities were designed and conducted with the support of Hestenes' Modeling Cycle Methodology and of Bunge's conception of scientific modeling. From the second study on, the Reflexive Didactic-Scientific Modeling of Brandão, Araujo and Veit was also adopted. Grounded on Vergnaud's Theory of Conceptual Fields, the Reflexive Didactic-Scientific Modeling establishes scientific modeling as a conceptual field that underlies the fields of physics, defining a conceptual structure and referential operational invariants for the conceptual field of didactic-scientific modeling. The results of the first two studies led to a theoretical study in which the Brandão, Araujo and Veit's referential was amplified. With grounds on an analysis performed on Bunge's conceptions of the contrasting of scientific ideas, specific concepts from the experimental work, such as those of evidence and prediction, were linked to general concepts of the conceptual field of didactic-scientific modeling, such as those of theoretical modeling and of general theory. Twelve new referential operational invariants were identified, associated to the concepts specifically related to experimental work. The link between these concepts and operational invariants and the process of scientific modeling may be understood as the original contribution of this dissertation to the field of the physics education. This contribution supported the third case study. In summary, the main results of the case studies were: i) experimental activities with focus on the process of scientific modeling have the potential to promote positive attitudes towards experimental activities in students; ii) explicit debates on metamodeling are essential to students' comprehension of the process of scientific modeling; and iii) the development of competencies related to dealing with modeling problems by students demands time and facing a great diversity of situations. These results show that, in order for students to become effectively competent to build, explore and validate scientific models, modeling situations must be present throughout the curriculum of physics courses.

Keywords: scientific modeling; experimental activities; theory of conceptual fields; didactic-scientific modeling.

7 Erika Regina Mozena
Investigando enunciados sobre a Interdisciplinaridade no contexto das mudanças curriculares para o Ensino Médio no Brasil e no Rio Grande do Sul
24/9/2014
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann e Dra. Flavia Rezende Valle dos Santos
Banca examinadora: Dr. João Zanetic (USP/SP), Dra. Alcina Maria Testa Braz da Silva (IFRJ), Dra. Neusa Teresinha Massoni (PPGENFIS/UFRGS), Dra. Eliane Angela Veit (PPGENFIS/UFRGS), Dr. Dimiter Hadjimichef (PPGFÍS/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (PPGENFIS/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
RESUMO

A partir das mudanças curriculares operadas no Brasil e no Rio Grande do Sul na direção de se institucionalizar a interdisciplinaridade na escola básica e das lacunas apresentadas pelas pesquisas da área, principalmente com relação ao papel da física, buscamos nesse trabalho a compreensão das contradições de sentidos da interdisciplinaridade no contexto do ensino médio em enunciados de instâncias educacionais diversas. Nesse contexto, nossa meta também foi entender o papel da disciplina escolar física nesse diálogo. Estudamos, assim, a dialogia em enunciados concretos proferidos em situação, que compreendem o que chamamos de instância governamental (LDB, DCNEM (1998), DCGEB (2010), DCNEM (2012), assim como os Referencias Curriculares do Rio Grande do Sul (2009): as Lições do Rio Grande), instância especializada (Ivani Fazenda e o GEPI) e a instância escolar (103 projetos interdisciplinares produzidos durante formação de professores nas Lições do Rio Grande em 2009 e 2010). Para realizar esses objetivos, fundamentamo-nos, tanto teórica como metodologicamente, na postura filosófica de Bakhtin e sua ampla noção de dialogicidade, pois focamos a significação e os efeitos dos sentidos dos enunciados sobre interdisciplinaridade, em meio a relações dialógicas e sociais distintas, envoltas em tensões de poder, representadas aqui pelo sistema educacional brasileiro. Também como referencial teórico, pautamo-nos nas noções de escola e epistemologia docente, como pensados por Tardif e Lessard, que compreendem a profissão do professor como um trabalho situado de interações humanas. Nessa perspectiva, procuramos entender as relações entre as diversas instâncias e os saberes docentes com relação à interdisciplinaridade, tais como são mobilizados e construídos em situações concretas. Nossa estratégia metodológica foi baseada na análise bakhtiniana do contexto extraverbal e dos horizontes sociais de valores, dos propósitos comunicativos e formas típicas de estruturação dos enunciados, além do estudo do tema da interdisciplinaridade e das relações dialógicas com outros enunciados, seus interlocutores e vozes. Os resultados desta pesquisa apontam para a ausência de diálogo entre as instâncias educacionais analisadas, muito ambiguidade, confusão e falta de embasamento teórico na concepção de interdisciplinaridade promovida pela instância governamental. Já com relação à instância especializada, Fazenda e GEPI, apesar de defenderem a polissemia do termo, apresentam uma concepção que privilegia o ser humano, não encontrada nas outras instâncias. Ainda, ambas as instâncias governamental e especializada outorgam ao professor o papel de desenvolver a interdisciplinaridade escolar. Com relação à instância escolar, concluímos que os professores por sua formação desde os bancos escolares, condicionantes e demandas, não conseguem se desvencilhar do senso comum, da multidisciplinaridade. Nessa questão, a física se mostra um ponto bastante complicado nessa relação, pois sua natureza exata acaba afastando-a da dimensão humana dos projetos que são mais caros aos professores. Assim, além de denunciar e pedir pela redação mais cuidadosa de documentos governamentais, sugerimos que tanto as instâncias governamental quanto a especializada voltem-se para o diálogo com o professor, ajudando-o a implementar a interdisciplinaridade na sala de aula, por meio de exemplos mais concretos, além de um estudo conceitual disciplinar mais acurado. Também apontamos a interdisciplinaridade, como defendida por Fazenda e o GEPI, como um caminho para promover um mundo mais dialógico, em que haja respeito pelas opiniões alheias: o mundo polifônico de Bakhtin.

ABSTRACT

In this thesis we seek to understand the contradictions in the meanings of the concept of interdisciplinarity in the context of high school utterances of various educational levels. This discussion occurs in the context of curricular reforms carry out in Brazil and in Rio Grande do Sul, with the aim of institutionalizing interdisciplinarity in basic school and the gaps presented by the researches in the area, especially regarding the role of physics, We have studied the dialogy in concrete utterances expressed in situations which comprise what we call government level (LDB, DCNEM (1998), DCGEB (2010), DCNEM (2012), as well as Rio Grande do Sul Curriculum References (2009): Lessons from Rio Grande), specialized levels (Ivani Fazenda and GEPI) and the school level (103 interdisciplinary projects produced during teacher training in Lessons of Rio Grande in 2009 and 2010). In order to achieve these goals, we have based ourselves, both theoretically and methodologically, in Bakhtin philosophical position and his broad notion of dialogism, since we focus on the meaning and effects of the senses of utterances about interdisciplinarity, among distinct dialogic and social relations, shrouded in tension power,, represented here by the Brazilian educational system. Also, as a theoretical reference, we have based our research on the notions of school and teacher epistemology, as thought by Tardif and Lessard, comprising the teaching profession as a work situated of human interactions. In this perspective, we seek to understand the relationships among the different levels and teacher knowledge in relation to interdisciplinarity, as they are mobilized and constructed in concrete situations. Our methodological strategy was based on Bakhtin's analysis of extra-verbal context and social horizons of values, the communicative purposes and typical ways of text structuring, besides the study of the concept of interdisciplinarity and the dialogical relations with other utterances, his interlocutors and voices. Our results pointed to the absence of dialogue among the analyzed educational levels, a lot of ambiguity, confusion and the lack of theoretical foundation in the concept of interdisciplinarity promoted by the government level. As part of the specialized level, Fazenda and GEPI, despite defending the polysemy of the term, they present a conception which privileges the human being, not found in the other levels. Nevertheless, both governmental and specialized levels confer to the teacher the role of developing interdisciplinary in school. Regarding to school level, we conclude that teachers, due to their education since the school benches, constraints and demands, are unable to break away from the common sense of multidisciplinarity. In this matter, Physics shows itself a rather complicated point in this relationship, because its exact nature turns it away from the human dimension of the projects which are more dear to the teachers. In this way, besides reporting and asking for more careful drafting of government documents, we suggest that both government and specialized levels should turn to the dialogue with the teacher, helping them to implement interdisciplinarity in the classroom, through more specificl examples, in addition to a more accurate disciplinary conceptual study. We also have pointed interdisciplinarity, such as advocated by Fazenda and the GEPI, as a way to promote a more dialogic world in which there is respect for others' opinions: the polyphonic world of Bakhtin.

6 Maria Cecilia Pereira Santarosa
Investigação da Aprendizagem em Física básica universitária a partir de um ensino que integra situações e conceitos das disciplinas de Cálculo I e Física I
5/12/2013
Orientação: Dr. Marco Antônio Moreira
Banca examinadora: Dra. Irene Maria Fonseca Strauch (MAT/UFRGS), Dra. Maria Madalena Dullius (MAT/UNIVATES), Dr. Daniel Adrian Stariolo (IF/UFRGS), Dr. Paulo Machado Mors (PPGEnFis/UFRGS), Dr. Paulo Pureur Neto (IF/UFRGS), Dr. Marco Antonio Moreira (PPGEnFis/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
RESUMO

A presente tese teve por objetivo investigar e desenvolver formas alternativas de abordagem dos conteúdos matemáticos de Cálculo I, através de sua integração com conteúdos da disciplina de Física I, com vistas à aprendizagem significativa em física básica universitária. A investigação foi de caráter qualitativo, descritivo e interpretativo, fundamentada em estudos etnográficos. Para tanto, as intervenções da pesquisa ocorreram em turmas de Física Geral I A, disciplina ofertada para os discentes de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS. Na primeira fase de pesquisa, de caráter exploratório, concluiu-se que os conceitos matemáticos centrais do Cálculo I - derivadas e integrais - ora são contornados enquanto desenvolvido o conteúdo da Mecânica, ora são apresentados antecipadamente, com linguagem e notações distintas daquelas veiculadas no Cálculo I. A significação de tais conceitos, porém, não é estritamente necessária à resolução das situações-problemas propostas na disciplina. Na segunda fase de pesquisa, houve o desenvolvimento de material instrucional do Cálculo I para a disciplina de Física Geral I A. O referido material foi embasado na integração entre aquelas áreas, sendo distribuído nos seguintes módulos: vetores e trigonometria, noções de Cálculo Diferencial, e noções de Cálculo Integral. Contatou-se que o significado lógico do material dependia fortemente do modo com que era introduzido aos discentes: se trabalhado articuladamente ao longo do desenvolvimento do campo conceitual da Mecânica, e não de forma compartimentalizada, é que seria bem sucedido. Ainda na segunda etapa, vislumbrou-se a necessidade de criar estratégias de ensino que favorecessem a troca de significados entre os sujeitos participantes da pesquisa. Já na terceira etapa realizou-se, finalmente, a investigação da aprendizagem assentada na proposta integrada de ensino, a partir da visão de um professor de Cálculo. Sendo assim, no decorrer das atividades colaborativas, foi percebida a correlacionabilidade entre os conteúdos do Cálculo e os da Física. As atividades individuais, por sua vez, demonstraram que muitos discentes careciam de subsunçores, poucos externalizavam a correlação entre Cálculo e Física. Tal fato demonstra a existência de uma estrutura cognitiva compartimentada mesmo se tratando de conhecimentos correlacionados. Discutem-se, pois, as implicações deste estudo para o ensino do Cálculo direcionado aos discentes da Física.

Palavras-chave: Aprendizagem significativa; Ensino Integrado; Situações Físicas; Conceitos Matemáticos; Etnografia em sala de aula.

ABSTRACT
This thesis aims to investigate and develop alternative ways of addressing the mathematical content of Calculus I, through its integration with content of Physics I, with a view to meaningful learning basic physics university. The research was qualitative, descriptive and interpretive, based on ethnographic studies. Therefore, the interventions occurred in the research groups of General Physics IA, discipline offered to the students of Physics, Federal University of Rio Grande do Sul - UFRGS. In the first phase of research, exploratory, it was concluded that the central mathematical concepts of Calculus I - derivatives and integrals - why are contoured as content developed of mechanics, are now presented in advance, with language and notation different from those conveyed in Calculation I. The significance of these concepts, however, is not strictly necessary to the resolution of problem situations in the proposed discipline. In the second phase of research was the development of instructional material from Calculus I for the introductory physics course I A. Such material was based on the integration between these areas, being distributed in the following modules: vectors and trigonometry, notions of differential calculus, integral calculus and basic. It was found that the logical meaning of the material relied heavily on the manner in which it was introduced to the students: it worked articulately throughout the development of the conceptual field of mechanics, not so compartmentalized, that would be successful. Still in the second stage, saw the need to create teaching strategies that would promote the exchange of meanings between subjects participating in the research. In the third step was conducted, finally, the investigation of learning grounded in the proposed integrated education, from the perspective of a teacher of Calculus. Thus, in the course of collaborative activities were perceived correlations between the contents of Calculus and Physics. Individual activities, in turn, demonstrated that many students lacked basic subsumers necessary for meaningful learning in mechanics and, among those who had the subsumers, few perceived correlations between calculation and Physics. This fact demonstrates the existence of a cognitive structure compartmentalized knowledge despite being correlated. We discuss therefore the implications of this study for teaching Calculus directed to students of physics.

Keywords: Meaningful learning; Integrated Education; Physical Situations; Mathematical Concepts; Ethnography in the classroom.

5 Thaís Rafaela Hilger
Representações Sociais de Conceitos de Física Moderna e Contemporânea
22/7/2013
Orientação: Dr. Marco Antonio Moreira
Banca examinadora: Dra. Sandra Denise Prado (IF-UFRGS), Dr. Rubem Erichsen Junior (IF-UFRGS), Dr. Sérgio Ribeiro Teixeira (IF-UFRGS), Dr. Agostinho Serrano de Andrade Neto (ULBRA), Dra. Luiza Rodrigues de Oliveira (ISERJ), Dr. Ives Solano Araujo (IF-UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
RESUMO

Na perspectiva da aprendizagem significativa, o conhecimento prévio, ou subsunçor, do aprendiz é imprescindível para que ocorra a ancoragem cognitiva. As representações sociais, juntamente com outras ideias que compõem a ecologia representacional mental do aprendiz, podem ser relevantes em relação ao que se pretende aprender, pois atuam como subsunçores. Algumas dessas ideias podem ter sofrido a influência de meios de divulgação, que auxiliam na difusão de conceitos científicos – ou quase científicos – e podem influenciar o conhecimento das pessoas, por isso se faz necessário investigar qual o significado atribuído a tais conceitos na elaboração de representações sociais. À luz dos referenciais teóricos da aprendizagem significativa e das representações sociais, é apresentado um estudo, cujos objetivos são: 1) a partir das representações em relação à Física Quântica, identificados no trabalho de mestrado, propor uma unidade de ensino potencialmente significativo para tratar deste tema a fim de investigar a possibilidade de modificação nessas representações; e 2) identificar possíveis representações sociais sobre outros conceitos de Física Moderna e Contemporânea que possam atuar como subsunçores no processo de aprendizagem significativa. Para alcançar os objetivos, a pesquisa é dividida em duas frentes de trabalho: a primeira dá continuidade à investigação do mestrado sobre o conceito de Física Quântica, buscando a evolução conceitual, através da análise de mapas mentais e conceituais abordados no decorrer de uma proposta de ensino, e a segunda trata da investigação de outros conceitos que possam ser alvo de representações sociais, por meio de questionários de associação de palavras, para alcançar o grande público, como por exemplo, estudantes de Ensino Médio, universitários, moradores de uma mesma região, que compartilhem a mesma cultura, etc. Os resultados indicam a existência de possíveis representações sociais sobre os temas pesquisados e a possibilidade de mudança representacional utilizando a proposta de ensino sobre Mecânica Quântica.

Palavras-chave: representações sociais, aprendizagem significativa, Física Quântica, Física Moderna e Contemporânea.

ABSTRACT

In the perspective of the meaningful learning theory, previous knowledge, or subsumers, are indispensable for cognitive anchoring. Social representations, together with other ideas that compose the learner’s mental representation ecology, might be relevant regarding what is to be learned since they act as subsumers. Some of these ideas might have been influenced by the diffusion media, that help to disseminate scientific concepts – or almost cientifick – and might influence people’s knowledge. That’s why it is necessary to investigate the meaning assigned to these concepts in the construction of social representations. Under the frameworks of meaningful learning and social representations theories a research study was carried out with the following objectives: 1) from the social representations identified in the master’s degree study, regarding Quantum Mechanics, to construct a potentially meaningful teaching until to deal with this subject and to investigate the possibility of changing such representations; 2) to identify possible social representations about other concepts of Modern an Contemporary Physiscs that might act as subsuming concepts in meaningful learning. To reach these objectives the research was divided into two work fronts: the first one provides some continuation to the study carried out in the master’s degree about the concepts of Quantum Physics, looking for a conceptual evolution, through the use of mental and conceptual maps using during the teaching process, and the second one deals with the research of the other concepts that might be target of social representations, through word association questionnaires, to reach a large audience such as, for exemple, high school students, college students, citizens of a given region that share the same culture, etc. Research findings suggest the existance of possible social representations about the chosen topics and also the possibility of a representational change of them using a didactical proposal to teach Quantum Mechanics.

Keyworks: social representations, meaningful learning, quantum physics, modern and contemporary physics.

4 Eliane Dias Alvarez Schäfer
Impacto do Mestrado Prfissonal em Ensino de Física da UFRGS na prática docente: um estudo de caso
28/6/2013
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann
Banca examinadora: Dra. Andreia Guerra de Moraes (CEFET/RJ), Dra. Shirley Takeco Gobara (UFMS), Dr. Cláudio José de Holanda Cavalcanti (PPGEnFis/UFRGS), Dr. Dimiter Hadjimichef (IF/UFRGS), Dra. Sandra Denise Padro (PPGEnFis/URFGS), Dra. Fernanda Ostermann (PPGEnFis/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
RESUMO

Este trabalho tem por objetivo principal analisar o impacto de um Mestrado Profissional de Ensino de Física na vida profissional de seus alunos. Apresenta-se uma análise sobre os saberes profissionais, cunhados por Tardif (2007), e sobre a autonomia profissional, cunhada por Contreras (2002), dos alunos desse curso que também são professores de física, que são denominados de alunos-professores nesse trabalho. Trata-se de uma pesquisa do tipo qualitativa constituída das seguintes etapas: entrevista semiestruturada (com vinte alunos em diferentes situações em relação ao curso), estudo de caso (com dois alunos-professores oriundos do Mestrado Profissional) e coleta de dados não presencial (investigação documental). A análise dos enunciados foi conduzida segundo preceitos do arcabouço teórico de Bakhtin. Os achados evidenciam que as ações envolvidas na prática pedagógica dos alunos desde a questão curricular, passando pelo planejamento, crenças e concepções estão impregnadas de elementos do racionalismo técnico. Nesse sentido, apenas um aluno-professor exerce sua autonomia profissional em todos os quesitos investigados, aproximando-se do modelo de professor chamado de intelectual crítico. Dessa forma, entende-se que a formação obtida parece não abalar o modelo da racionalidade técnica, que ainda está presente na prática docente da maior parte dos professores investigados. Por outro lado, encontra-se presente nos enunciados uma voz autoritária oriunda da escola, que detém o poder para determinar como e de que forma o aluno-professor pode atuar.

Palavras-chave: Saberes docentes; autonomia profissional; análise bakhtiniana, Mestrado Profissional em Ensino de Física.

ABSTRACT

In this thesis we analyze the impact of a Professional Master of Physic Education in the life of their students. Thus, we present an analysis on professional knowledge, coined by Tardif (2007), and on professional autonomy, coined by Contreras (2002). This is a qualitative study consisting of the following steps: semistructured interview (with twenty students in different situations with regard to the course), case study (a study with two student teachers from the Professional Master) and data collection without attending (documentary research). The analysis of the statements was conducted under the framework of Bakhtin. The findings show that the actions involved in the teaching practice of students from the curricular issue, through the planning, beliefs and conceptions are imbued with elements of technical rationalism. Accordingly, only one student-teacher plays professional autonomy in all aspects investigated, approaching the model called critical intellectual. Thus, it is understood that the training received does not seem to affect the technical rationality model, which is still present in the teaching practice of most teachers investigated. Moreover, there is an authoritative voice coming from the school, that is presented on the statements of the student-teacher and that holds the power to determine how and in what way he can act.

Keywords: Teacher's knowledge, professional autonomy, bakhtinian analysis, professional master of physics education.

3 Paulo Roberto Menezes Lima Junior
Evasão do ensino superior de Física segundo a tradição disposicionalista em sociologia da educação
17/4/2013
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann e Dra. Flávia Rezende Valle dos Santos
Banca examinadora: Dr. Alberto Villani (USP), Dra. Maria Alice Nogueira (UFMG), Dr. Ives Solano Araujo (IF/UFRGS), Dra. Neusa Teresinha Massoni (IF/UFRGS), Dr. Paulo Machado Mors (IF/UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (IF/UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
RESUMO

Nesta tese de doutorado, dedicamo-nos a identificar as razões da evasão em cursos de graduação em Física a partir de um caso particular: o Instituto de Física da UFRGS. A pesquisa consiste de três níveis de análise (estrutural, individual e institucional), articulados sob o marco teórico da tradição disposicionalista em pesquisa sociológica, que tem em Pierre Bourdieu seu maior expoente. Na análise estrutural, identificou-se que filhos de classe popular e dominante são igualmente propensos a evadir ou concluir o curso. No entanto, identificou-se que filhos de classe popular são sensivelmente mais propensos a ficar retidos no curso e acumular reprovações nas disciplinas de Física Básica. Nesse sentido, a análise estrutural permite sustentar que, embora tenham todos a mesma chance de evasão, os filhos das elites são mais propensos a evadir em direção a carreiras mais prestigiadas enquanto os filhos de classe popular são mais propensos a evadir por fracasso escolar. Na transição para a análise individual, foi preciso e possível lançar um olhar crítico sobre as conclusões tiradas na análise anterior. Partindo das contribuições de Bernard Lahire, identificaramse, por meio de entrevistas em profundidade e retratos sociológicos, as condições materiais e os patrimônios de competências e disposições que constituem razão da evasão de cinco ex-alunos do curso de Física. Enfim, na análise institucional, elaboramos uma apropriação disposicionalista do modelo paradigmático de Vincent Tinto. Nela, avançamos o conceito de disposição institucional e aplicamos esse conceito para caracterizar a vida e o funcionamento do Instituto de Física. Foi entrevistada uma amostra representativa dos alunos atualmente matriculados no curso (n=35) e foi realizada uma análise do conteúdo de suas entrevistas. Como resultado, foi possível identificar que o Instituto de Física, em vista de suas próprias disposições institucionais, não pode ser considerado capaz de proporcionar a todos os seus alunos as mesmas oportunidades de aprender. Em vista disso, sugerimos uma agenda de ação para a Instituição baseada nos próprios resultados dessa pesquisa.

Palavras-chave: Evasão; Graduação em Física; Sociologia da Educação.

ABSTRACT

In this thesis, we strived to identify reasons for dropout in undergraduate physics’ courses from studying a particular case: the Institute of Physics at UFRGS. The research consists of three levels of analysis (structural, institutional and individual), articulated under the theoretical framework of the dispositionalist tradition in sociological research, which finds in Pierre Bourdieu its greatest representative. In structural analysis, we found that working class and elite students are equally susceptible to dropout. However, we found that working class students are much more likely to be retained in the course and accumulate low grades physics. In this sense, structural analysis supports the that, although they are equally likely to evade, elite students are more likely to dropout the course toward more prestigious careers while working class students are more likely to evade due to school failure. In the individual analysis, it was necessary and possible to cast a critical eye on the conclusions drawn in the previous analysis. Building on the contributions of Bernard Lahire, we identified through in-depth interviews and sociological portraits, material conditions, skills and dispositions that responsible for the dropout of five former physics’ students. Finally, for the institutional analysis, we developed a dispositionalist appropriation to the paradigmatic model of Vincent Tinto. Here, we advance the concept of institutional arrangement and apply this concept to characterize the life and functioning of the Institute of Physics. We interviewed a representative sample of students currently enrolled in the course (n = 35) and performed a content analysis of their interviews. As a result, it was identified that the Institute of Physics, due to its own institutional arrangements, can not be considered capable of providing all students equal opportunities to learn. From this conclusion, we suggest an agenda for institutional action based on our research findings.

Keywords: Attrition; Undergraduate in Physics; Sociology of Education.

2 Alexsandro Pereira de Pereira
Distribuição Conceitual no Ensino de Física: Uma Aproximação Sociocultural às Teorias de Mudança Conceitual
21/12/2012
Orientação: Dra. Fernanda Ostermann
Banca examinadora: Dr. Eduardo Fleury Mortimer (UFMG), Dr. Olival Freire Jr. (UFBA), Dra. Neusa Teresinha Massoni (UFRGS), Dr. Ives Solano Araujo (UFRGS), Dr. Emerson Gustavo de Souza Luna (UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (UFRGS), Presidente.

Tese

resumo
RESUMO

O presente trabalho apresenta um modelo alternativo para analisar a dinâmica das concepções no ensino de ciências, baseado na noção de “distribuição conceitual”. O objetivo central desse estudo é reconsiderar o problema da mudança conceitual a partir de uma perspectiva sociocultural. De acordo com o nosso modelo de distribuição conceitual, as concepções em ciências, tanto as alternativas como as científicas, são vistas como sendo “distribuídas” entre agentes e os recursos textuais que eles empregam; especialmente recursos textuais na forma de explicação – escrita ou falada. A partir dessa perspectiva, as concepções são distribuídas: (1) socialmente, na interação em pequenos grupos; (2) instrumentalmente, no sentido de que envolvem tanto pessoas (agindo individual ou coletivamente) como instrumentos de conhecimento tais como mapas, simulações computacionais ou explicações. Esse modelo difere das teorias clássicas e re-enquadradas de mudança conceitual ao sugerir que diferentes grupos podem gerar diferentes representações da realidade física, mesmo na comunidade científica. A partir dessa perspectiva, as concepções em ciências são vistas como um processo ativo que frequentemente envolve disputa e contestação entre pessoas, mais do que como um corpo estruturado de conhecimento que elas possuem. As afirmações básicas desse modelo são ilustradas a partir de exemplos da física quântica. A física quântica é um caso exemplar de arena científica onde ocorrem disputas e contestação sobre a realidade física. Os debates sobre os fundamentos dessa teoria sofreram mudanças fundamentais durante a transição do período de “monocracia da escola de Copenhague” (Jammer, 1974, p. 250) para o período atual, em que comunidade de físicos reconhece e legitima a existência de uma controvérsia científica acerca da interpretação da mecânica quântica (Freire, 2003). Inicialmente, esboçamos uma síntese da história sociocultural de contestação na física quântica. A seguir, são discutidos alguns exemplos referentes à produção e ao consumo das explicações oficiais da física quântica no contexto da formação inicial de professores de Física. Implicações para a pesquisa em ensino de física quântica são delineadas ao final.

ABSTRACT

In this doctoral dissertation, a particular model to analyze the dynamic of conceptions in sciences teaching, based on the notion of “conceptual distribution”, is outlined. The general goal of this study is to reconsider the problem of conceptual change from a sociocultural perspective. According to our model of conceptual distribution, both naïve and scientific conceptions are viewed as being “distributed” between agents and the textual resources they employ, especially textual resources in the form of explanation – written or spoken. From this perspective, conceptions are distributed: (1) socially, in small group interaction; and (3) instrumentally in the sense that it involve both people (acting individually or collectively) and instruments of knowledge such as maps, computer simulations or explanations. This model differs from classical e reframed approaches to conceptual change in suggesting that different groups have quite different accounts of physical reality, even within science community. From this perspective, conceptions are viewed as an active process that often involves contention and contestation among people rather than a structured body of knowledge they possess. The basic claims of this model are illustrated with examples of quantum mechanics. This theory is an exemplary case of scientific arena in which dispute and contestation about physical reality take place. Discussions about the foundations of quantum mechanics have undergone fundamental changes during the transition from the period of “monocracy of the Copenhagen School” (Jammer, 1974, p. 250) to the present time, identified as the physics community recognizing and legitimating the existence of a scientific controversy about the interpretation of quantum mechanics (Freire, 2003). First, we present a synthesis of the sociocultural history of contestation in quantum mechanics. Then, discuss some examples concerning the production and the consumption of official explanations of quantum physics in the training of pre-service physics teachers. Implications for research on the teaching of quantum physics are outlined.

1 Rafael Vasques Brandão
A Estratégia da Modelagem Didático-Científica Reflexiva para a Conceitualização do Real no Ensino de Física
23/10/2012
Orientação: Dr. Ives Solano Araujo e Dra. Eliane Angela Veit
Banca examinadora: Dr. Carlo Requião da Cunha (UFRGS), Dr. Luiz Fernando Ziebell (UFRGS), Dra. Fernanda Ostermann (UFRGS), Dr. Laércio Ferracioli (UFES), Dr. Mauricio Pietrocola Pinto de Oliveira (USP), Dr. Ives Solanno Araujo (UFRGS), Presidente.

Tese

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RESUMO

No contexto das pesquisas em Ensino de Física é praticamente consensual a relevância de estratégias didáticas que privilegiem uma reflexão crítica dos conteúdos trabalhados, tanto por parte de estudantes, quanto por parte de professores. Com base nos resultados obtidos em dois estudos empíricos, ambos de propósito exploratório, um com enfoque qualitativo (Estudo I) e outro quantitativo (Estudo II), partiu-se da premissa de que a estratégia da modelagem didático-científica reflexiva é uma das mais promissoras, podendo contribuir não só para a aprendizagem de conceitos científicos e para a resolução de problemas, como também para a construção de concepções e competências associadas à natureza da Ciência e à prática científica contemporâneas. O termo ‘modelagem didático-científica reflexiva’ resume o significado atribuído ao referencial desenvolvido neste trabalho, para o Ensino de Física e a pesquisa nessa área, centrado na estratégia da modelagem científica com fins didáticos e reflexivos. Tal estratégia tem como objetivo favorecer o desenvolvimento de concepções e competências associadas à natureza, à construção, à validação, à exploração e à revisão de modelos didático-científicos que, por sua vez, podem ser entendidos como versões didáticas de modelos científicos. O referencial foi desenvolvido em um estudo teórico de propósito integrador (Estudo III) que tomou como ponto de partida a proposição de que a modelagem científica pode ser vista como um campo conceitual subjacente ao domínio de campos conceituais específicos da Física. Seu fundamento apoia-se, sobretudo, em dois referenciais utilizados em pesquisas em Ensino de Ciências: a teoria dos campos conceituais de Gérard Vergnaud, de natureza didático-teórica, e a postura epistemológica de Mario Bunge sobre o processo de modelagem científica. Desse ponto em diante, o trabalho passou a ter como objetivo a busca por suporte empírico para o referencial desenvolvido. Nesse sentido, são apresentadas evidências de concepções, dificuldades enfrentadas, avanços obtidos e invariantes operatórios utilizados por professores de Física do Ensino Médio no processo de conceitualização do real, no contexto de uma disciplina de pós-graduação, com ênfase em atividades de modelagem computacional com fins didáticos, oferecida pelo IF-UFRGS, no âmbito do Mestrado Profissional em Ensino de Física. Tais evidências foram obtidas em dois estudos empíricos realizados junto à disciplina de pós-graduação, em semestres consecutivos: um de propósito descritivo (Estudo IV) e outro explanatório (Estudo V), ambos de natureza qualitativa e com o intuito de dar sustentação ao que o autor entende pelas formas predicativa e operatória do conhecimento acerca do processo de conceitualização do real através da estratégia da modelagem didático-científica no Ensino de Física.

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.