Um estudo de caso explanatório sobre o desenvolvimento de atividades experimentais com enfoque no processo de modelagem científica para o ensino de Física

Abstract

Atividades experimentais realizadas nos cursos superiores de Física frequentemente incentivam os estudantes a agir de forma mecânica, sem refletir sobre os fundamentos teóricos que amparam suas investigações. Desse modo, contribuem para o desenvolvimento de um ensino dicotomizado, em que aspectos teóricos e experimentais são tratados de forma dissociada. Motivada por esse cenário, esta investigação, dando continuidade a um estudo exploratório previamente realizado, tem por objetivo avaliar atividades experimentais delineadas com o intuito de associar teoria e prática no ensino de Física por meio do enfoque no processo de modelagem científica. Para amparar tanto o delineamento das atividades, que tratavam de oscilações mecânicas, fluidos e termodinâmica, como a análise de seus resultados, foi utilizado como referencial teóricometodológico a Modelagem Didático‐Científica de Brandão, Araujo e Veit. Foi avaliada a influência das atividades realizadas: nas atitudes dos estudantes frente às atividades experimentais; nas suas concepções sobre conceitos relacionados com o processo de modelagem científica; e nos seus avanços e dificuldades para enfrentar situações relacionadas com a construção, o uso e a validação de modelos didáticos‐científicos. Os resultados sugerem que: i) a liberdade que os estudantes dispunham para delinear e conduzir seus experimentos foi um fator determinante para que eles construíssem atitudes favoráveis ou desfavoráveis às atividades experimentais realizadas, ii) os estudantes permaneceram com concepções confusas sobre os conceitos de modelo, teoria e modelagem e iii) foi bastante tímido o avanço dos participantes em suas capacidades para enfrentar as situações propostas.

Experimental activities conducted in undergraduate physics courses usually stimulate students to act mechanically, not requiring them to think about the theoretical framework their investigations are based upon. This kind of activity contribute toward a dichotomized learning, in which theoretical and experimental aspects are treated in a dissociate manner. Concerned with this scenario, the purpose of the present explanatory study is to evaluate the potential of experimental activities planned to promote the association of theory and practice on physics education through scientific modeling. The planning of the modeling activities about mechanical oscillations, fluids and thermodynamics phenomena, as well as the data analysis, was based on the theoretical‐ methodological framework of Brandão, Araujo and Veit. It was evaluated the influence of the experimental activities conducted on: the attitudes of undergraduate physics majors toward laboratory class; their understanding about concepts related to the process of scientific modeling; and their advancement and difficulties to face situations related to the construction, application and validation of didactic‐scientific models. The results shown: i) the freedom the student had to design and conduct their experiments was a determining factor for them to build favorable or unfavorable attitudes toward experimental activities; ii) the students remained confuse regarding the concepts of model, theory and modeling; iii) the advancement on their competence to face the proposed situations was rather timid.