Modelagem didático-científica : integrando atividades experimentais e o processo de modelagem científica no ensino de Física

Abstract

A forma dissociada como teoria e prática são frequentemente tratadas no ensino de Física contribui para que os estudantes tenham dificuldades para utilizar os conhecimentos científicos para representar eventos reais, que não são idealizados como os eventos abordados na maior parte dos problemas propostos nos livros-texto usuais. Entendendo que o domínio do processo de modelagem científica é fundamental para que os estudantes aprendam Ciências, aprendam sobre Ciências e aprendam a fazer Ciências, Brandão, Araujo e Veit se amparam na Teoria dos Campos Conceituais de Vergnaud e na concepção de modelagem científica de Bunge para propor um referencial teórico-metodológico para a modelagem no Ensino de Física intitulado de Modelagem Didático- Científica (MDC). Os autores defendem a tese de que o processo de modelagem científica pode ser considerado um campo conceitual subjacente aos campos conceituais específicos da Física. Para isso, eles explicitam conhecimentos associados com o enfrentamento de problemas que envolvem o uso, a exploração e a validação de versões didáticas de modelos científicos. No entanto, não é objetivo desse referencial esclarecer como conceitos especificamente relacionados com o processo de contrastação empírica se vinculam com os conceitos mais gerais relacionados com a modelagem científica. Para preencher tal lacuna, apresentamos neste artigo uma expansão desse aporte teórico-metodológico em que, com base nas concepções de Bunge sobre a contrastação de ideias científicas, inserimos o trabalho experimental no campo conceitual associado ao processo de modelagem didático-científica e derivamos invariantes operatórios de referência para esse campo conceitual. Por fim, exemplificamos seu uso para amparar o delineamento e a condução de atividades experimentais com enfoque no processo de modelagem científica e discutimos implicações para a pesquisa em ensino de Física.

The dissociated way with which the theory and practice are often treated in Physics teaching contributes to students' difficulties in using scientific knowledge to represent real events, which are not idealized situations as the events presented in most textbook problems. Considering that the process of scientific modeling is of fundamental importance for students to learn Science, about Science and how to do Science, Brandão, Araujo and Veit, supported by Vergnaud's Theory of Conceptual Fields and by Bunge's concept of scientific modeling, propose a theoreticalmethodological framework for modeling in Physics Education named Didactical-Scientific Modeling (DSM). The authors defend the thesis that it is possible to consider the process of scientific modeling as a conceptual field underlying the specific conceptual fields of Physics. They elucidate knowledge associated to the facing of problems that involve the use, exploration and validation of didactical versions of scientific models. However, the goal of this framework is not to explain how the concepts related to empirical testability are connected to scientific modeling concepts. In order to fill this gap, we present in this article an expansion of this theoretical-methodological framework based on Bunge's concepts on contrasting scientific ideas. In this regard, we insert experimental work concepts in the conceptual field associated to the process of didactical-scientific modeling. Lastly, we exemplify its use in order to support the design and execution of experimental activities focused on the scientific-didactical process, and we also discuss some implications for future research in Physics Education.