Formação de conceitos científicos mediada por recursos computacionais : estudo de caso aplicado à termodinâmica

Abstract

Este trabalho investigou como as sequências de atividades mediadas por recursos computacionais contribuem para o processo de formação dos conceitos científicos de calor, trabalho e entropia entre estudantes licenciandos em Química. Essa pesquisa atravessa diversos campos do conhecimento como educação, psicologia e computação, visando a estruturar e a analisar diferentes estratégias pedagógicas mediadas por tecnologias computacionais tais como a animação interativa, a modelagem e a simulação computacional. A fundamentação teórica do eixo didático e pedagógico encontra-se apoiada nos estudos de Zabala e Galperin, enquanto que o eixo psicológico busca inspiração na Teoria Histórico- Cultural de Vigotski e em seus estudos experimentais do desenvolvimento de conceitos científicos. Para responder esse problema de pesquisa, foi utilizado o método de investigação de estudo de casos, sob o enfoque explanatório. Os casos ou unidades de análise consistiram em dois grupos de estudantes do curso de licenciatura em Química do Instituto Federal Fluminense, RJ, Brasil, cujas ideias conceituais foram acompanhadas durante as atividades computacionais, em termos de emprego dos signos e sua aplicação não mecânica, reflexão acerca das propriedades gerais e essenciais dos objetos e capacidade de abstração. Com isso, foi proposto um desdobramento das ideias de Zabala e Galperin relativas às qualidades desejáveis nas sequências de atividades mediadas por recursos computacionais, bem como descrito um modelo teórico para a dinâmica do processo de formação dos conceitos científicos durante as respectivas sequências de atividades.

This study aimed to investigate how the sequences of activities mediated by computational resources contribute to the formation process of scientific concepts of heat, work and entropy among chemistry undergraduate students. Our research goes through several fields of knowledge such as education, psychology and computing, in order to structure and analyze different teaching strategies mediated by educational technologies such as interactive animation, modeling and computer simulation. The theoretical basis for didactics and pedagogy is supported by the Zabala and Galperin studies, while the psychological framework is inspired in the Historical-cultural Theory of Vygotsky and his experimental studies on the development of scientific concepts. To answer our research problem, the case study method was used under an explanatory focus. Our cases or units of analysis consisted of two students groups from the graduate program of chemistry of Fluminense Federal Institute, RJ, Brazil, whose conceptual ideas were followed during computational activities, in terms of signs employment and its non mechanical application, reflection on the general and essential properties of objects and the capacity for abstraction. As a result, we were able to propose a deployment of Zabala and Galperin ideas focused on the qualities desirable in the sequences of activities mediated by computational resources and also describe a theoretical model for the dynamic formation process of the scientific concepts during the respective sequence of activities.