Atividades experimentais com enfoque no processo de modelagem científica : uma alternativa para a ressignificação das aulas de laboratório em cursos de graduação em física

Abstract

Ainda hoje são frequentes em aulas de laboratório de cursos de graduação em física atividades que levam os estudantes a agir mecanicamente na execução de roteiros excessivamente dirigidos, sem refletir suficientemente sobre os fundamentos teóricos que embasam seus experimentos. Muitas dessas atividades são amparadas em concepções epistemológicas inadequadas, favorecendo a construção, por parte dos estudantes, de concepções ingênuas sobre a natureza da ciência. Frente a esse quadro, faz-se necessário propostas para aulas de laboratório que coloquem os estudantes como protagonistas em suas investigaçoes e que evidenciem aspectos importantes do fazer experimental. Focados nessa necessidade, apresentamos neste artigo quatro atividades, envolvendo oscilações mecânicas, fluidos e termodinâmica, delineadas com o objetivo de ressignificar as atividades experimentais por meio do que denominamos de episódios de modelagem. Nessas atividades, os estudantes são postos frente a situações que: i) evidenciam aspectos importantes do processo de modelagem científica, dando oportunidade para que eles construam concepçôes epistemológicas não ingênuas, e ii) demandam uma postura ativa, possibilitando o desenvolvimento de competências relacionadas com a criação de questões de pesquisa, o delineamento de experimentos, a execução crítica de procedimentos experimentais e a análise de dados. Espera-se que essas atividades possam inspirar professores e pesquisadores que tenham o intuito de delinear e realizar atividades experimentais que favore¸cam o engajamento e a reflexão dos estudantes durante as suas investigações, utilizando conhecimentos científicos para enfrentar problemas sobre eventos reais.

Today, laboratory classes are still frequent in physics undergraduate courses: activities that lead students to act mechanically in the execution of excessively guided scripts, without reflecting enough on the theoretical fundaments that give base to their experiments. Many of these activities are supported by inadequate epistemological conceptions, fostering naive views about the nature of science. In face of this situation, it is necessary to propose laboratory classes that make students the protagonists of their own inquiries and highlight important aspects of the practice of experimentation. With focus on this necessity, we present in this article four activities that involve mechanical oscillations, fluids and thermodynamics. The activities have been designed with the purpose of reframe experimental activities through what we call Modeling Episodes. In these activities, students face situations that: i) highlight important aspects of the process of scientific modeling, giving them the opportunity to construct epistemological concepts that are wise and not naive, and ii) demand an active role of the students, allowing the development of competences related to the creation of research questions, the designing of experiments, the critical execution of experimental procedures and data analysis. We hope these activities may inspire teachers and researchers to design and execute experimental activities that are favor engagement and reflection by the students during their inquiries, allowing them to use their scientific knowledge to tackle real problems originated in real events.