Problemas abertos como possibilidade de articulação de diferentes estratégias no ensino de Física

Abstract

Esta pesquisa apresenta os resultados de uma investigação realizada com estudantes do primeiro ano do Ensino Médio da Educação Básica em uma instituição privada no município de Viamão/RS, utilizando a resolução de problemas abertos como estratégia para ressignificar a prática de resolver problemas com o propósito de aprimorar a aprendizagem dos estudantes. A ressignificação parte da proposta de articulação da resolução de problemas abertos com outras perspectivas relacionadas ao ensino de Física e à educação em Ciências, incluindo a História e Filosofia da Ciência, a proposição de experimentos sem roteiros preestabelecidos, a utilização de problemas do tipo estimativa e a realização de um júri simulado. A investigação procurou responder à pergunta: Como a implementação de problemas abertos, articulados a diferentes estratégias de ensino, pode contribuir para a aprendizagem de Física no Ensino Médio? Sendo assim, o objetivo geral da pesquisa foi investigar o impacto da implementação de problemas abertos, articulados a outras perspectivas de ensino, na aprendizagem de Física no Ensino Médio. Os dados de pesquisa foram obtidos por meio de questionários, diários de campo, gravações de áudio e produções escritas dos estudantes, para, posteriormente, serem analisados qualitativamente por meio da Análise de Conteúdo. Para embasar as discussões iniciais, utilizaram-se as contribuições teóricas de autores como Daniel Gil Pérez, Miguel Ángel Gómez Crespo e Juan Ignacio Pozo, referentes aos aspectos pedagógicos da resolução de problemas, e de Larry Laudan, referente aos aspectos epistemológicos da resolução de problemas. A articulação de enunciados abertos com outras metodologias de ensino permitiu que os estudantes vivenciassem diferentes abordagens e estratégias de resolução, diversificando a prática de solucionar problemas. A análise dos resultados é convergente com a literatura e apresenta avanços, no sentido de contribuições para o desenvolvimento dos conhecimentos conceituais, procedimentais e atitudinais. Constatou-se que a diversificação, além de ampliar as possibilidades didáticas e contribuir para a aprendizagem da resolução de problemas abertos, é importante para o desenvolvimento de conceitos, procedimentos e atitudes. A riqueza do processo está na consolidação da elaboração de problemas e materiais didáticos autorais articulados a uma diversificação de estratégias metodológicas e perspectivas de ensino, de modo a ampliar as possibilidades para o Ensino de Ciências, em especial de Física e fundamentais à sua compreensão.

This study presents the results of a research project conducted with first-year high school students in the Basic Education system at a private institution in the municipality of Viamão, Rio Grande do Sul, using ill-scructured problem-solving as a strategy to reframe the practice of problem-solving with the aim of enhancing student learning. This reinterpretation is based on the proposal to integrate the resolution of open-ended problems with other perspectives related to physics instruction and science education, including the history and philosophy of science, the design of experiments without pre-established protocols, the use of estimation problems, and the conduct of a mock jury. The study sought to answer the question: How can the implementation of ill-structured problems, combined with other teaching strategies, contribute to the learning of physics in high school? Thus, the general objective of the research is to investigate the impact of implementing ill-structured problems, combined with other teaching strategies, on the learning of physics in high school. Research data were collected through questionnaires, field journals, audio recordings, and students’ written work, to be subsequently analyzed qualitatively using Content Analysis. To ground the initial discussions, we drew on the theoretical contributions of authors such as Daniel Gil Pérez, Miguel Ángel Gómez Crespo, and Juan Ignacio Pozo regarding the pedagogical aspects of problem-solving, and Larry Laudan regarding the epistemological aspects of problem-solving. The integration of ill-scructured statements with other teaching methodologies allowed students to experience different approaches and problem-solving strategies, diversifying their problem-solving practice. The analysis of the results is consistent with the literature and presents advances in terms of contributions to the development of conceptual, procedural, and attitudinal knowledge. It was found that diversification, in addition to expanding teaching possibilities and contributing to the learning of how to solve open-ended problems, is important for developing concepts, procedures, and attitudes. The strength of this approach lies in the integration of original teaching materials and problem-based learning with a variety of methodological strategies and pedagogical perspectives, thereby expanding the possibilities for science education—particularly in physics—and laying the groundwork for a deeper understanding of the subject.