Investigando a aprendizagem do campo conceitual associado à modelagem científica por parte de professores de física do ensino médio

Abstract

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

The purpose of this work was to investigate high school teachers learning about key concepts of scientific modeling such as idealizations, approximations, context validity, generalizations and expansions of models. The theoretical framework adopted was based on Gérard Vergnaud’s conceptual fields’ theory and on Mario Bunge´s epistemological viewpoint concerning scientific models and science development. We designed a didactical approach to introduce contemporary epistemological ideas imbricated with traditional high school physics subjects in a 40-hour distance learning course using a virtual environment. Initially, twenty high school teachers were enrolled in the course, but just eight of them finished it. There have been two face-to-face meetings, at the beginning and at the end of the course, a synchronous meeting per week and several asynchronous interactions (forum and emails). The tasks presented to the teachers involved problem-situations in which the key concepts of scientific modeling could be worked through exploratory computational activities. The results indicate that this approach fostered a conceptual understanding of the scientific modeling process by the teachers, motivating them to teach physics to their students taking into account the concept and role of modeling in science.