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CT_PPGFCET_M_Muchenski, Julio Cesar

1. vsLo otro q a DPEPIEUOTIIOTOJT Sp CSISAUT OBILTOI groz ep ov vorde op oduro o v rios anu ogdejor e osjndur o ogoduo e SLO wo ogey q a joe E odwa o 9 v o e angus O 2 opeprjeuora10do1d op og5e o1 osTndwuuj 8 Op t191093 op og ejuosordos ewnSTY e a odua L3IOJ 3HU3 o opeprreuoro1odojd op oe ejo1 ospndtur g op eura109 O endruew Quowranimuy q 6 OPEPITEUODIOOIT OP CSISAUI v Z OL L AI L 229YUU0ODAI odura JoTeuI B o 9 B IOJ JOUDUI Omo OL LJAI e ejndiue e I B OPEPIDOJ3A 3 VSSE L anus oR LNDope g opuogoarad O op queynsorr epndiueiy o E m AUPJINSOI O O DD0YNODII 8 Io o S A U oogde e enduew q mup OPEPIDOTRA ejusume esseu LA U ogie e eqndivea e O ouowrou op pepnuenb ogoouo3 9 OJUSUITAOUI Sp m opepnuenb e vorrpouu v ioy onb opuauT q OPEOST BUISSIS 9 OL LATOSUOI OjuouTAOwUI op opepnuenb e ezuosoido e m Oo n je a sojuePyYSA 20 189 21 2 23 24 25 26 27 28 29 30 33 U 7 Total 00 14 01 01 04 05 08 12 01 05 02 03 Dos 37 estudantes matriculados na turma 02 foram transferidos e no dia da aplica o do question rio fal
2. 108 3 3 1 2 Cr tica a uma forma ing nua de empirismo l 111 3 3 1 3 Equ vocos da experimenta o no ensino de f sica que refor am obst culos a aprendizagem sas seat sete desen dee e a Ergo qe a Sole 115 3 3 1 4 Investiga o de situa es problema com a intencionalidade de entrela ar o racionalismo e O SMPIISMO amd sen set snesu gas Ha dea He eee da ost ee 123 3 3 2Modelando e Buscando Aproximac es Pressupostos Metodol gicos da Sequ ncia Did tica Como Refor o da Cultura de Laborat rio Justificativa do Produto 132 3 3 2 1 Primeiro contexto modelo para manipula o da entidade quantidade de movimento em um sistema isolado eee eeeeeeeeeeererereees 135 3 3 2 2 Segundo contexto manipulando a quantidade de movimento 139 3 3 2 3 Terceiro contexto manipula o da lei fundamental dos movimentos 144 3 3 2 3 1 Rela es de proporcionalidade ii iiiiiaeieaaaaaaaaananaraaaaama 144 3 3 2 3 2 Tecnologia como ferramenta de especula o complexa na experimenta o 149 3 3 2 3 3 Elementos de articula o c lculo tabelas e Gr fiCOS 157 3 3 2 4 Terceiro contexto especulando com o Tracker eee 165 AMETODOLOGIA assa asquassrasanas a arcano danaa saaana en a NASino sand u ek Tendas asas india asa Edisi 169 4 1 PESQUISA A O UMA PROPOSTA DE PR TICA EDUCACIONAL CR TICA E ESPEGUIEATIVA COMPLEXA aa rd E d
3. 68 290 426 0 067 57 620 047 01 64 022 274 0 133 74 692 653 0 167 76 826 729 0 2 70 424 502 0 233 78 960 805 0 267 96 033 412 0 3 100 301 563 Fit Name Line w Fit Builder Parameter Value A 1 300E5 7 Fit Equation px A t B B 5 483E4 1 0 333 98 167 487 11 0 367 96 033 412 0 4 104 569 715 14 z 7 Autofit rms dev 5 182E3 Drag table columns to yellow horizontal axis or green vertical axis for curve fitting non editable po E 2 p 230 100 E 4 P x a 1 r a Figura 22 manipulac o da lei fundamental dos movimentos para o carrinho de madeira Os estudantes esperavam para a raz o AG At F com F medido no dinam metro um valor de 2 03 N para forca impressora referente ao conjunto massa e suporte de 210 g Entretanto o valor de manipulac o pelo programa encontraram um resultado de 1 3N Imediatamente consideraram o resultado errado por m depois de guestionados o gue poderia ter produzido uma intervenc o na quantidade de movimento recordaram a presen a do atrito e o consideraram como poss vel for a dissipativa ao sistema considerado Escolhemos como ilustra o o trabalho dos estudantes 15 e 16 do grupo 3 para o carrinho de Fletcher analisado no Tracker 229 E Arquivo Editar V deo Trajet rias Coordenadas Janela Ajuda s B S m
4. grupos de pesquisadores buscam uma educa o cient fica e tecnol gica que abandone o lugar de part cipe t mido e contribua na busca de solu es para os problemas sociais BAZZO PEREIRA LINSINGEN 2008 p 159 Na manipula o das tecnologias que escolhemos para as atividades da sequ ncia did tica consideramos os instrumentos de uma comunidade cient fica bem estruturada como a nossa s o quase imediatamente padronizados Bachelard 2013 p 267 E para que os estudantes compreendam que tais tecnologias possuem uma t cnica e alguma complica o de manipula o inclu mos os estudantes na montagem dos aparelhos Pois achamos que a constru o de um aparelho objetivo evidente nem sempre percebemos a quantidade de precau es t cnicas que exige a montagem do mais simples aparelho Bachelard 2013 p 150 267 Acreditamos que com a manipula o dos aparelhos associados com a especula o que desejamos O conhecimento torna se objetivo na propor o em que se torna instrumental A doutrina da sensibilidade experimental uma concep o bem moderna Antes de qualquer empreendimento experimental o f sico deve determinar a sensibilidade dos aparelhos E o que o esp rito pr cient fico n o faz Bachelard 2013 p 268 Em nossa metodologia o aparelho experimental tamb m ter a fun o conforme Hacking 2012 lembra nos sobre Bacon que trata de dispositivos de evoca o que fa
5. COMTE 1978 p 10 Comte enaltece um dos pontos fundamentais da filosofia positiva no qual os descobrimentos e inven es da ci ncia e da tecnologia desempenham papel preponderante fazendo o homem caminhar para uma era em que a organiza o e pol tica seria produto das luzes da raz o COMTE 1978 p 10 entre os temas Por essa raz o o sistema comteano estruturou se em torno de tr s temas b sicos Em primeiro lugar uma filosofia da hist ria com o objetivo de mostrar as raz es pelas quais uma certa maneira de pensar chamada por ele filosofia positiva ou pensamento positivo deve imperar entre os homens Em segundo lugar uma fundamenta o e classifica o das ci ncias baseadas na filosofia positiva finalmente uma sociologia que determinando a estrutura e os processos de modifica o da sociedade permitisse a reforma pr tica das institui es A esse sistema deve se acrescentar a forma religiosa assumida pelo plano de renova o social proposto por Comte nos seus ltimos anos de vida COMTE 1978 p 16 109 Em rela o a filosofia da hist ria Comte defende o progresso da ci ncia e do esp rito humano que apresentariam o desenvolvimento de tr s fases distintas a teol gica a metaf sica e a positiva Que evidenciaria a evolu o do senso comum de aspectos pr cient ficos para aspectos mais cient ficos Parece nos que Comte traz sua viv ncia com a hist ria europeia que poss vel reconhec
6. portanto igual sua massa multiplicada por sua velocidade Ben Dov 1996 p 43 No caso do problema de artilharia envolvendo o canh o entrava em pauta a conserva o ou n o conserva o da quantidade de movimento Que segundo o Principia de Newton a quantidade de movimento total de um sistema n o submetido a uma for a externa permanece constante Ben Dov 1996 p 43 E a habilidade de Newton nesse caso em saber criar o fen meno e isolar o sistema desconsiderando poss veis fontes dissipativa Caracter sticas de um bom experimentador quando modela o problema n o vamos entrar na quest o se ele realizou ou n o experimentos com canh o ou foi experimentos de pensamento mesmo assim foi h bil em delimitar o problema Consideremos por exemplo o movimento de recuo de um canh o antes do tiro o canh o e o obus que ele cont m est o em repouso e a quantidade de movimento do sistema canh o obus nula A partir do instante em que ejetado o obus possui certa velocidade e portanto uma quantidade de movimento igual e de dire o oposta do obus Evidentemente como o canh o possui uma massa muito maior que a do obus sua velocidade de recuo menor que a velocidade do obus Ben Dov 1996 p 43 Destacamos a conserva o da quantidade de movimento por intu mos que ela ser til na investiga o de problemas que deveremos isolar sistemas e por acreditarmos que para os estudante
7. E a nona situa o problema Tabela 14 colis o de um carro antigo mais r gido e um carro moderno menos r gido Continua 9 SITUA O PROBLEMA efeitos diferentes em carros Admitindo por hip tese que as duas beldades abaixo tenham aproximadamente a mesma massa a diferen a que um um carro moderno e outro um antigo cl ssico e que infelizmente por imper cia dos seus condutores colidiram com um obst culo similar um poste de energia el trica presumindo que ambos no momento da batida estavam na mesma velocidade Visualmente constatamos que o ve culo moderno esquerda sofreu uma maior deforma o Em qual dos carros o efeito da batida foi mais intenso considerando que foi respeitado os mesmos dispositivos de seguran a Que fatores conceitos da f sica interferiram nesta maior intensidade sobre os ocupantes de ambos os ve culos 104 Fonte dispon vel Fonte dispon vel http saobernardodocampo zeebukbrasil com http www alagoas24horas com br conteudo 24 08 2013 s 19 43h vCod 116825 24 08 2013 s 19 46h Nas duas ltimas situa es foi nossa inten o perceber no estilo de racioc nio dos estudantes se este havia alguma abstra o sobre as entidades for a tempo de aplica o da for a e a varia o da quantidade de movimento relacionadas por proporcionalidade direta ou inversa Para que sent ssemos se necess rio fosse trabalhar na sequ ncia did t
8. Programa de P s Gradua o em Forma o Cient fica Educacional e Tecnol gica PPGFCET Universidade Tecnol gica Federal do Paran UTFPR Curitiba 2015 Este trabalho trata de uma pesquisa qualitativa sobre a media o de roteiros no ensino aprendizagem do experimento da segunda lei de Newton Iniciamos a pesquisa com uma an lise documental sobre a demanda hist rica procurando diagnosticar a produ o de roteiros da segunda lei nos ltimos 50 anos baseados nos arquivos hist ricos do Col gio Estadual do Paran os resultados da investiga o bibliogr fica mostraram que n o existiu evolu o did tico metodol gica em rela o as orienta es para a execu o das pr ticas experimentais em torno da segunda lei de Newton Mesmo com a evolu o tecnol gica e instrumental dos laborat rios j interfaceados com fotogates e computadores os roteiros ainda privilegiam uma concep o de ensino tradicional de ci ncia altamente reprodutivista Conclu mos que desde os projetos como o PSSC MIT o de Harvard e outros que tinham uma base tecnicista e que propunham o aprendizado de F sica tornando os estudantes pequenos cientistas e que proporcionou aos estudantes muita habilidade motora e uma aprendizagem automatizada e acabou negligenciando a parte cognitiva presente no processo entre observa es e fatos ao nosso ver isso corrobora com uma concep o de ensino de divulga o de ci ncia no estilo panfleto Para nos au
9. aplicado uma for a em um objeto durante um certo intervalo de tempo Pergunta 4 Admitindo que estudantes utilizando de seu arcabou o conceitual do qual j fazem parte conceitos como for a intervalo de tempo massa e varia o da velocidade s o capazes atrav s de uma atividade experimental artesanal e tecnol gico associando o racional e o emp rico perceber as rela es de proporcionalidade entre as grandezas e com propriedade transcender tais rela es e manipular de forma especulativa complexa a lei fundamental dos movimentos Pergunta 5 Estudante aumentando o realismo cient fico do tipo te rico da lei fundamental dos movimentos atrav s da manipula o te rico e experimental capaz de transcender o contexto da experimenta o para outros diferentes contextos em seu cotidiano como por exemplo a import ncia da utiliza o do cinto de seguran a ou na constru o de autom veis que em uma batida deformam mais para a seguran a dos ocupantes do ve culo As perguntas de 2 a 5 tangem a experimenta o artesanal e tecnol gica em uma perspectiva de manipula o racional e emp rica da 22 lei de Newton com os questionamentos girando em torno dos estudantes do 9 ano do ensino fundamental Il se entendem o conceito de for a como a varia o da quantidade de movimento 177 no tempo de um corpo ou for a como a acelera o adquirida por um corpo com determinada massa diferenciando a lei fundamental dos movimen
10. es de proporcionalidade com aspecto qualitativo Material Carrinho de brinquedo barbante roldana massas aferidas suporte com roldana em uma disposi o conforme a representa o a seguir na bancada Tarefa filme conforme as instru es do professor posicionando uma r gua que servir de escala em outra atividade e envie o v deo do movimento do carrinho de madeira para o endere o de e mail juliomuchenskiegmail com 1 coloque uma massa de 200g no suporte e deixe o carrinho correr a partir do repouso quantidade de movimento nula em seguida fa a o mesmo com uma massa de 400 q a Observando e comparando os dois procedimentos qual a rela o de proporcionalidade entre a for a aplicada e a quantidade de movimento houve varia o da quantidade de movimento Q m V Explique b Ainda em compara o aos dois procedimentos houve diferen a entre os tempos do primeiro e do segundo procedimentos E qual a rela o de proporcionalidade entre a for a aplicada e o tempo de cada procedimento Explique suas respostas 2 Se tudo correu bem em suas observa es voc chegou nas seguintes rela es 2 1 Que a For a proporcional varia o da quantidade de movimento F a AQ e que For a proporcional ao inverso da dura o do movimento F a 1 At portanto poss vel escrever que F AQ At Ou seja a for a diretamente proporcional varia o da quantidade de movimento e inve
11. es problema que envolvam entidades te ricas e experimentais observ veis Consideramos o question rio como parte integrante da sequ ncia did tica que proporemos sobre a lei fundamental dos movimentos Para identificar poss veis obst culos epistemol gicos Bachelard 2013 que dever o ser vencidos e que marcar o a evolu o do racioc nio dos estudantes Para corroborar com a investiga o das rela es entre for a tempo de aplica o da for a e varia o da quantidade de movimento e ainda relacionar com rela es de ci ncia tecnologia e sociedade abordamos a constru o de carros e sua evolu o ao longo de d cadas com uma preocupa o do aumento da seguran a em colis es em que as c lulas de vida s o pensadas de forma que o carro amorte a parte do impacto aumentando o tempo de intera o e diminuindo a for a do impacto Neste contexto de colis es e a preocupa o com a seguran a dos ocupantes apresentamos as problematiza es oito e nove que fecham a sondagem das entidades que podemos relacionar com a lei fundamental dos movimentos a oitava situa o problema 108 Tabela 13 teste de colis o para estudo de deforma o e amortecimento de impacto 8 SITUA O PROBLEMA deforma o dos carros O Latin NCAP realiza testes de colis o para assim oferecer aos consumidores informa o precisa sobre o desempenho em seguran a de seus carros O Latin NCAP oferece aos consumidores a oport
12. o e com uma caracter stica ing nua de indutivismo Para a sequ ncia did tica apostamos no entrela amento da teoria e experimenta o com contexto problematizados que foram investigados de forma complexa seja com a articula o atrav s do c lculo com a linguagem f sico matem tica entre as entidades relacionadas com a lei fundamental dos movimentos ou ent o com a manipula o de aparatos experimentais artesanais e tecnol gicos Especula o complexa que defendemos como uma caracter stica que os estudantes de ci ncia para todas as faixas et rias devem adquirir na medida que s o envolvidos na cultura de laborat rio que defendemos Encontramos ind cios nos dados analisados que houve uma reorienta o dos indicadores de especula o dos estudantes investigados claro que n o podemos tra ar aqui perfis epistemol gicos dos estudantes pois estes s o pessoais entretanto na forma como os estudantes evolu ram como representam as entidades relacionadas com a lei fundamental dos movimentos que de especula o ing nua com intui es animistas de explica es superficiais generalizadas e permeadas de mitos que refor am os obst culos epistemol gicos Passaram a representar na medida que as atividades foram sendo trabalhadas aspectos de especula o complexa no manuseio da articula o do c lculo e da manipula o dos aparelhos artesanais e tecnol gicos Portanto apesar de n o representar os perfis epistemol gicos somo
13. MUCHENSKI J C MIQUELIN A F Um Caso de n o Evolu o Da Experimenta o na Escola exemplo da 2a lei de Newton In ICSE 2014 2d International Congress of Science Education 2014 Foz do Igua u Proceedings of the 2d INTERNATIONAL CONGRESS OF SCIENCE EDUCATION 15 YEARS OF THE JOURNAL OF SCIENCE EDUCATION 2014 v 15 NEILL A Liberdade sem Medo Summerhill Tradu o Nair Lacerda 9 ed S o Paulo Ibrasa 1970 NEWTON S Principia Princ pios matem ticos de Filosofia Natural Livro Isaac Sir Newton 2 Ed 1 Reimpress o V rios tradutores S o Paulo Edusp 2008 OPEN SOURCE PHYSICS About OSP 05 2014 Dispon vel em lt http www compadre org osp webdocs about cfm gt 264 PALACIOS Eduardo Marino Garc a et al Ciencia tecnologia y sociedad una aproximaci n conceptual Madrid Organizac on de Estados Ibero americanos 2001 PHILLIPS B S Pesquisa Social Rio de Janeiro Agir 1974 PINHO J A F Atividades experimentais Do M todo Pr tica Construtivista 2000 Tese doutorado em educa o Universidade Federal de Santa Catarina SC PISA 2001 Programa Internacional de Avalia o de Estudantes Relat rio Nacional Bras lia dez 2001 PLAT O Di logos Fedro vol V p 6 99 Bel m Universidade Federal do Par 1975 POSTMAN N Tecnop lio a rendi o da cultura tecnologia Tradu o Reinaldo Guarany S o Paulo Nobel 1994 POSTMAN N WEING
14. P s Gradua o em Forma o Cient fica Educacional e Tecnol gica Curitiba 2015 Bibliografia f 260 265 1 Newton Isaac Sir 1642 1727 2 Leis da f sica ensino Ensino fundamental 4 Racioc nio 5 Teori Aprendizagem 7 Pr tica de ensino 8 Laborat rios 3 F sica Estudo e a do conhecimento 6 de f sica 9 F sica experimental 10 Ci ncia Estudo e ensino Disserta es I Miquelin Awdry Feisser orientador II Universidade Tecnol gica Federal do Paran Programa de P s gradua o em Forma o Cient fica Educacional e Tecnol gica III T tulo CDD 22 507 2 Biblioteca Central da UTFPR C mpus Curitiba Minist rio da Educa o Universidade Tecnol gica Federal do Paran Campus Ponta Grossa Nome da Diretoria Nome da Coo rdena o UNIVERSIDADE TECNOL GICA FEDERAL DO PARAN Nome do Curso TERMO DE APROVA O DISSERTA O DE MESTRADO N 02 2015 G nero de racioc nio de laborat rio no ensino de f sica especula o complexa de tipos da f sica no manuseio de atividades experimentais artesanais e tecnol gicas Por Julio Cesar Muchenski Esta disserta o foi apresentada s 9h00 do dia 19 de mar o de 2015 como requisito parcial para a obten o do t tulo de Mestre em ensino de ci ncias com rea de concentra o em Ci ncia Tecnologia e Ambiente Educacional e linha de pesquisa Forma o de Professores de Ci ncias do Mestrado Profissional do Programa de
15. deixando de ter uma postura passiva de simples receptor de uma transmiss o de postulados prontos da ci ncia e de simples usu rio leigo da tecnologia 1 4 APRESENTANDO O CEN RIO GERAL DA INVESTIGA O Expondo a delimita o do nosso problema ao qual nos propusemos a contribuir com a nossa pesquisa da possibilidade de apresentar uma metodologia de ensino de f sica com a experimenta o entrela ada com a teoria em uma concep o de ensino de ci ncia alinhado como Bachelard 2009 2013 e Hacking 2012 compreendem o equil brio e equival ncia entre o te rico e pr tico na pr tica da ci ncia Com a intencionalidade de trazer aos estudantes uma vis o mais cr tica e n o perempt ria da ci ncia proporcionando um entendimento de ci ncia como constru o humana assim valorizando o trabalho cient fico e n o simplificando o m todo cient fico o qual n o pode ser simplesmente transferido para o ambiente escolar Talvez sim transposta para o ambiente escolar no sentido de inspira o 30 mas completamente adaptada para a realidade e intencionalidade escolar no car ter did tico metodol gico Valorizando assim aspectos do processo de constru o da ci ncia e n o simplesmente apresentada como pronta e nas atividades experimentais simplificada em atividades que induzem a chamada redescoberta cient fica com teorias e leis encontradas por indu o a partir de premissas de observa o experimental ou ent
16. o permeada de um pensamento pedag gico pr cient fico em termos de ignor ncia e neglig ncia dos obst culos epistemol gicos que os estudantes de ci ncia possuem Elaborados segundo uma racionalidade de quem possui um perfil epistemol gico mais completo e menos provis rio a respeito de alguma entidade da f sica que ser abordada no experimento orientado pelo roteiro que certamente n o alcan ar os objetivos almejados pois os estudantes possuem um perfil epistemol gico menos completo e mais provis rio comparando com aquele que idealizou o roteiro Da investiga o da demanda hist rica encontramos fortes ind cios de que pelo menos para a delimita o do nosso problema de pesquisa que a elabora o dos roteiros de instru o para experimenta o a respeito da segunda lei de Newton os professores apresentam ind cios de obst culos epistemol gicos a respeito daquela entidade que procuram instruir a aprendizagem Obst culo refor ado pela alma professoral da juventude dos tempos da sua gradua o cujos conte dos apreendidos s o valorizados priori e desta forma s o expostos para os estudantes da escola b sica como verdades e pronto N o convidando desta forma os estudantes para o di logo e o exerc cio da raz o pelo contr rio a alma professoral no obst culo do conte do supervalorizado acaba equivocando se em acreditar que os estudantes aprender o aqueles conte dos por longas e repetidas explana es em to
17. o dada psicologicamente um racionalismo Eu o estou escutando sou todo ouvidos Eu lhe estou falando sou todo esp rito Mesmo que estejamos dizendo a mesma coisa o que voc diz um pouco irracional o que eu digo sempre um pouco racional Bachelard 2013 p 301 No adolescente do s timo ano este jogo bilateral natural pois o adolescente aceita de forma natural na discuss o passar de quem ensina para quem ensinado ou seja o estudante n o se imp e de forma constante e aceita a altern ncia de personagem no jogo Esta caracter stica refor ada pela pr pria organiza o do laborat rio de F sica Buscamos na intera o do ambiente de reciprocidade com os professores de ci ncias do CEP algumas a es que foram colocadas em pr tica no cotidiano do laborat rio de F sica desenvolvidas durante s pr ticas experimentais especialmente preparadas para o ensino fundamental Il descritas a seguir 44 1 Trabalhar em conjunto com a professor regente da turma na disciplina de ci ncias analisando seu plano de trabalho docente e encontrando a ponte entre os conte dos da disciplina de ci ncias e o princ pio f sico que poderia ser experimentado no laborat rio did tico de F sica 2 Esquematizar roteiros de experimenta o que promovessem atitudes que encorajassem o aprendizado independente e a pr tica reflexiva portanto os roteiros foram escritos em um formato que se estimula a investiga o seguind
18. o de E l para E C ou seja desorientando se em rela o ao senso comum com aspectos animistas de um esp rito pr cient fico para um senso comum com aspectos de abstra o para um esp rito cient fico Existem conforme o modelo um maior grau ou menor grau de orienta o em rela o a E C esperado pois para cada entidade a evolu o do perfil epistemol gico sempre provis rio e incompleto e em diferentes n veis de compreens o mesmo para aquele estado chamado de final Assim como existem tantos outros dom nios que n o s o afetados para as entidades da f sica e que n o s o alterados com a intera o com a cultura de laborat rio E justificando que escolhemos um modelo de ilustra o justamente porque o perfil epistemol gico e sua evolu o pr prio do estudante e somente ele pode tra ar um perfil fidedigno de determinado tipo da f sica mesmo assim com nossos resultados sentimo nos vontade em afirmar que houve ind cios de uma poss vel reorienta o de entidades manipuladas no laborat rio e que medida que foram trabalhadas em um n vel de 240 abstra o mais avan ado os estudantes puderam especul las de forma mais complexa Por exemplo nomina o de tipos da f sica que n o faziam parte do vocabul rio dos estudantes passaram a constituir como representaram nas respostas em rela o quest o 05 do question rio por exemplo o tipo quantidade de movimento no item 5 a 77 4 citaram o tipo como
19. o dos fatos priori todos dificultam a aprendizagem dos estudantes pois estes refugiam se nas suas intui es animistas que permitem o conservadorismo daquele conhecimento que julgam precioso e vital como dissemos parece que o ensino de ci ncia ignora esse senso comum pr cient fico que entorpece as mentes dos estudantes que se recusam com aclamados discursos de que qualquer tentativa de abstra o com a linguagem f sico matem tica extremamente dif cil recusando se a especula es complexas de entidades Vamos mais longe em afirmar que o ensino tradicional de ci ncia com toda a sua reprodu o memoriza o e automatiza o e supervaloriza o de fatos priori um refor o a especula o animista dos estudantes esvaziados de objetividade e preenchidos de subjetividade em um cen rio que nos parece pr cient fico mesmo com todo o avan o cient fico contempor neo no ensino tradicional de ci ncia remetemo nos ainda a aspectos escol sticos com livros did ticos que apostam na conserva o de conte dos justapostos que ano ap s ano s o repetidos por professores que assim aprenderam e que assim ensinam Com exaustivas li es e experimenta es repetidas em tom panflet rio apostando que na repeti o exaustiva que se encontra a verdadeira aprendizagem Iniciamos portanto com a sequ ncia did tica em particular na manipula o da conserva o da quantidade de movimento e condi es de um sistema is
20. o que promova a problematiza o a teoria e o empirismo Os estudantes do nono ano s o capazes de adquirir um g nero de racioc nio caracter stico da atividade te rico e experimental S o capazes de adquirir um perfil de especula o complexa na manipula o dos tipos te ricos nos aparelhos artesanais e nos aparelhos tecnol gicos poss vel a especula o complexa dos carrinhos do IBEC carrinho de Fletcher celulares e software Tracker 3 Contexto Como os professores podem realizar uma transposi o did tica da experimenta o que valorize o racional e o emp rico Como estruturar uma metodologia que permita tal transposi o did tica Como problematizar situa es que promovam o interesse dos estudantes para que busquem a investiga o manipulando a lei fundamental dos movimentos em uma metodologia que relacione de forma equilibrada o racional e o emp rico Como estruturar uma sequ ncia did tica que se alicerce na problematiza o na teoriza o e na experimenta o com a intencionalidade de aumentar o realismo cient fico das entidades relacionadas com a lei fundamental dos movimentos Quais estrat gias s o plaus veis no laborat rio do CEP para propiciar um ambiente com aspectos s cio culturais para utilizar como ferramenta na investiga o de situa es problema valorizando o jogo bilateral entre os participantes E como in
21. 161 132 Agora em nosso tempo as limita es foram superadas diante de toda a evolu o tecnol gica que destacamos e pesquisamos ao longo dos ltimos cinquenta anos portanto por hip tese acreditamos que mais do que nunca poss vel estreitarmos teoria e pr tica experimental pois para a segunda ineg vel seu papel fundamental no estabelecimento de uma ci ncia normal como Hacking 2013 ressalta sobre Kuhn Ele respeitava a teoria e conquanto tivesse uma boa percep o do trabalho experimental apresentava o como de import ncia secund ria Desde os anos 1980 houve uma mudan a substancial de nfase na medida em que historiadores soci logos e fil sofos prestaram mais seriamente aten o ci ncia experimental Como Peter Galison 1987 escreveu h tr s tradi es de pesquisa paralelas por m amplamente independentes a te rica a experimental e a instrumental HACKING 2013 p 21 Portanto no ensino de f sica deve se disseminar o estreitamente entre ju zos e sensa es entre o racional e o emp rico e que Kuhn 2013 alinha se em toda a obra A Estrutura das Revolu es Cient ficas e que exemplifico com apenas uma entre as muitas cita es e que mostra tal destaque As opera es e medi es que um cientista empreende em um laborat rio n o s o o dado da experi ncia mas o coletado com dificuldade N o s o o que o cientista v pelo menos at sua pesquisa se encontre bem
22. 2012 p 214 215 Queremos estudantes que n o realizam opera es repetitivas no aparelho tecnol gico mas que desafiado em diferentes fun es para diferentes objetivos portanto um usu rio especulador complexo das tecnologias um estudante que avance daquele que repete para aquele que representa daquele que reproduz algum ju zo valorizado como erudi o para aquele que especula de forma complexa 156 Estaremos interessados nas representa es que os estudantes constroem durante as atividades propostas na nossa sequ ncia did tica essas senten as declarativas buscaremos especula es complexas nas quais haver o ind cios da evolu o do perfil epistemol gicos dos estudantes No g nero de racioc nio que desejamos com a encultura o atrav s de um ensino de f sica te rico e experimental que enrigueca para que racionalidade dos estudantes avancem de um estilo de representa o com especula es leigas para um estilo de representa o com especula es complexas do mundo com o aux lio de uma linguagem f sico matem tica que contribua para uma aproxima o da racionalidade do esp rito cient fico De tal forma que evoluam de um perfil epistemol gico de entidades entrela ados de intui es animistas alicercadas de um realismo e empirismo ing nuos que constituir o obst culos epistemol gicos De tal forma que toda a imensa sobrecarga do sonho toda a valoriza o das subst ncias pelo tempo passado
23. Bachelard 2013 p 10 Fugindo da armadilha que o ensino erudito como estanque da raz o proporciona a metodologia para o ensino de f sica te rico entrela ado com a experimenta o tomamos como princ pio a epistemologia de Bachelard 2013 J que todo saber cient fico deve ser reconstru do a cada momento nossas demonstra es epistemol gicas s t m a ganhar se forem desenvolvidas no mbito dos problemas particulares sem preocupa o com a ordem 18 hist rica Tamb m n o hesitaremos em multiplicar os exemplos pois queremos mostrar que sobre qualquer quest o sobre qualquer fen meno preciso passar primeiro para a forma geom trica e depois da forma geom trica para a forma abstrata ou seja seguir a via normal do pensamento cient fico Bachelard 2013 p 10 11 Nesse processo de desconstru o com uma experimenta o apresentada em uma sequ ncia de atividades que se inspirar na via normal do pensamento cient fico desde a problematiza o particular at a forma mais abstrata passando pela geometriza o Em uma perspectiva de proporcionar uma s ntese psicol gica progressiva estabelecendo a respeito de cada no o uma escala de conceitos mostrando como um conceito deu origem a outro como est relacionado com outro Bachelard 2013 p 22 23 Queremos favorecer com a experimenta o n o uma atitude de contempla o animista diante dos tipos abordados pela f sica mas que
24. Cilindro met lico Borracha Pedra Pano 2 Como voc sentiu a diferen a entre os materiais para classific los em quentes ou frios 3 Voc considera que o tato um bom term metro Explique Os materiais do kit apresentados na primeira coluna da tabela 1 foram deixados sem manipula o alguma no ambiente de laborat rio por um tempo suficiente para que estivessem em equil brio t rmico com o ambiente portanto todos com uma mesma temperatura E conforme o esperado os estudantes avaliaram de forma equivocada e distinguiram entre os materiais apontando que alguns estavam quentes madeira isopor borracha e pano e outros frios moeda cilindro met lico e 49 pedra Equivocadamente utilizando de uma intui o sensorial de um empirismo ing nuo Com a ideia de subst ncia e com a ideia de vida ambas entendidas de modo ing nuo introduzem se nas ci ncias f sicas in meras valoriza es que prejudicam os verdadeiros valores do pensamento cient fico Bachelard 2013 p 17 De forma subjetiva apontaram diferen as de temperatura para objetos de igual temperatura assim de forma subjetiva com uma percep o primeira obstru ram qualquer objetiva o em considerar o equil brio t rmico dos materiais com o ambiente do laborat rio A totalidade dos estudantes cometeram o mesmo equ voco inclusive discutiram sobre um material ou outro se este estava quente ou frio Uma vez identif
25. Por fim os estudantes de modo geral com algumas instru es particulares e tarefas distribu das no grupo e cientes de como operar a interface manipularam o carrinho de Fletcher sem dificuldades e foram provocados a refletir o tempo todo o experimento n o permitindo o conformismo do homo Faber em simula es repetidas sempre com o mesmo aparelho experimental Com a decis o em mente do que deveriam comparar na tabela e do que mediriam no aparelho passaram para a tomada de dados objetivos e ao exerc cio da articula o atrav s do c lculo e com uma especula o complexa da experimenta o os grupos manifestaram coment rios que nos interessavam e que transcrevo um deles do estudante 21 nossa as duas colunas s o praticamente iguais Aqui de fundamental import ncia o entendimento que uma aproxima o o esperado em rela o ao modelo manipulado Relevante o elemento 4d em que o aparelho tecnol gico permitiu ir al m do aparelho artesanal com os dados objetivos a articula o de maior abstra o comparado com as rela es de proporcionalidade fornecidas pela parte artesanal 224 A ideia de aproxima o foi refor ada com a constru o de gr ficos pelos estudantes que foram provocados em prever se o diagrama seria uma curva ou uma reta para auxiliar fomos para o quadro e recuperamos o plano cartesiano e duas formas de geometrizar dois tipos de dados com uma fun o do primeiro grau e como identific la e com uma fun
26. de aumentar o tempo de intera o com a diminui o da for a Auxiliando assim o entendimento de contexto de situa es problema que que envolvam colis es e a import ncia da utiliza o do cinto de seguran a nesse sentido orienta nos na elabora o da sequ ncia did tica Encontramos nas repostas de alguns estudantes para a quest o 07 novamente outro obst culo epistemol gico do tipo do mito da substancializa o aplicando a representa o de um tipo aprendido em outras situa es de modo geral sem muita reflex o que a imagem da in rcia conforme respondido pelo estudante 09 Estudante 09 Pois se pensarmos que o ve culo estava devagar quando ele parar pela lei da in rcia o seu deslocamento tamb m vai ser demorado Que dependendo da problematiza o seria adequado relacion la entretanto n o foi nesse sentido que exploramos a quest o mas sim em termos de proporcionalidade entre for a e tempo na rela o de impulso e varia o da quantidade de movimento A deforma o de carros e as situa es problema na quest o 08 e 09 nestas o intento era que os estudantes al m de perceber a rela o entre for a e o tempo de 202 intera o da for a tamb m relacionassem com aspectos de CTS Neste sentido na propor o com o avan o cient fico na ind stria e tamb m a preocupa o em termos de seguran a em termos de sociedade Os autom veis t m perdido em rigidez e ganho em seguran a pois a medida q
27. gica Thuillier 1994 p 154 Que os acusadores de Newton afirmam tratar se de um recurso da velha metaf sica ou da magia 85 Entretanto com o engendramento de Newton a respeito do tipo te rico for a ele encerrou em rela o a queda dos corpos o que Galileu tinha iniciado Em outras palavras para que a cinem tica de Galileu se tornasse uma teoria mec nica de pleno direito era preciso acrescentar lhe uma din mica Ben Dov 1996 p 35 O livro do Principia continha uma teoria mec nica completa Permitindo em princ pio calcular exatamente o movimento de qualquer corpo submetido a uma for a Essa teoria trazia tamb m uma resposta a importantes quest es deixadas pendentes por Galileu Por exemplo Arist teles explicava a queda dos corpos na Terra invocando a tend ncia de eles alcan arem seu lugar natural a saber o centro do universo centro ali s que coincidia com o da Terra Ben Dov 1996 p 35 O sistema de cren as que Newton escolheu para entender a realidade do mundo mec nico e as verdades que escolheu para explicar esse mundo mostra que as vezes o f sico deixa a manipula o das suas entidades te ricas e observ veis experimentais e vai para a filosofia com a epistemologia racionalidade ou metaf sica verdade e realidade Hacking 2012 p 192 De qualquer forma como o Newton representa imagens do seu mundo contribui para realizar o fechamento do problema de queda d
28. interpretado aqui por Kuhn 2013 Embora raramente na sua forma original hoje em dia essas realiza es s o relatadas pelos manuais cient ficos elementares e avan ados Tais livros exp em o corpo da teoria aceita ilustram muitas ou ou todas das suas aplica es bem sucedidas e comparam essas aplica es com observa es e experi ncias exemplares KUHN 2013 p 71 Na proposta outras estrat gias seriam combinadas a experimentac o como a construc o de material did tico e produc o de v deo aulas para gue melhorassem a encultura o cient fica Para tanto houve esfor os m tuos de cientistas professores t cnicos em filmagem fot grafos escritores psic logos e outros E o foco do PSSC era a escola norte americano de n vel m dio Seguindo a tend ncia um pouco depois surgiram outros grandes projetos curriculares para o ensino m dio como o da Funda o Nuffield na Inglaterra o Havard Physics Project nos Estados Unidos e Projeto de Ensino de F sica da Universidade de S o Paulo no Brasil Este ltimo foi patrocinado pela UNESCO e dava nfase elabora o de materiais e atividades experimentais O apontamento da influ ncia um tanto ex tica dos PSSC no ensino de f sica no Brasil surgiram do contexto de investiga o que apresentaremos credenciado pelas minhas pr ticas profissionais com experimenta o nos laborat rios de ensino de f sica do Col gio Estadual do Paran CEP desde 2004 Nossas inqui
29. o sistema de cren as dos estudantes e que s o alicer adas nas m dias de um tipo de divulga o cient fica n o especializada e de factoides Com os resultados que obtivemos na manipula o adequada do aparelho experimental o chamamento aos estudantes de uma maior reflex o a respeito da atividade que exigia o pensar o experimento equilibrou segundo os n meros que melhorou o equil brio entre o racional e o emp rico durante a experimenta o O que nos orienta para a pr xima atividade um ritmo de crescente desafio na manipula o do aparelho experimental E com a inten o de afastar qualquer comodidade em propiciar rotina em experimentos repetidos em que o homo Faber contenta se em repetir as mesmas tarefas por longo per odos de tempos apresentaremos na pr xima atividade outros contextos de manipula o de entidades e outros contextos com o aparelho experimental Para o outro item relativo a caracter stica do perfil de estudante experimentador que desejamos com a manipula o de entidades da f sica em particular as rela es de proporcionalidade entre quantidade de movimento massa e velocidade As v rias colis es problematizadas pelas trombadas entre os jogadores de rugby e as manipula es de colis es durante a experimenta o aumentaram o realismo da entidade te rica quantidade de movimento pelos estudantes em que 81 3 dos estudantes percebem a propor o direta em rela o a massa e a velocidade com a intensidad
30. observa o n o constituem uma base firme na qual o conhecimento cient fico deva ser alicer ado simplesmente porque tais proposi es est o sujeitas a falhas Os estudiosos da filosofia da ci ncia demonstraram repetidamente que mais de uma constru o te rica pode ser aplicada a um conjunto de dados determinado qualquer que seja o caso considerado KUHN 2013 p 158 Entretanto as proposi es de observa o n o devem ser completamente descartadas apenas n o devem assumir o papel fundamental defendido e utilizado pelos indutivistas para justificar leis e teorias da ci ncia pois o papel assumido incorreto Um historiador perspicaz observando um caso cl ssico de reorienta o da ci ncia por mudan a de paradigma descreveu o recentemente como tomar o reverso da medalha BUTTERFIELD 1949 p 1 7 processo que envolve manipular o mesmo conjunto de dados que anteriormente mas estabelecendo entre eles um novo sistema de rela es organizado a partir de um quadro de refer ncia diferente KUHN 2013 p 169 Pois a mesma base de dados pode servir uma estrutura te rica ou outra conforme a hist ria j mostrou Escolhemos pontuar sobre esse entendimento do indutivismo ing nuo por permear a forma de experimenta o no ensino que temos argumentado falho nos aspectos que coloca a teoriza o em segundo plano e imp e um empirismo ing nuo simplificando a import ncia da experimenta o como raci
31. pois nunca tal refer ncia poder ser fixada a uma determinada lei em outras palavras digamos que mesmo que estiv ssemos de acordo completamente quanto aos fatos a respeito do mundo isto quanto s senten as que pensamos serem verdadeiras mas ainda assim pode ser que jamais constatemos que quando eu falo de gatos voc fala de cerejas Hacking 2012 p 178 Pois como representamos imagens sobre os fatos depende do sistema de cren as que possu mos e 114 Al m disso o seu sistema de refer ncia pode diferir do meu de uma forma t o sistem tica que a diferen a entre n s jamais apare a independente da verdade a respeito dos gatos e das cerejas Hacking 2012 p 179 Agora vamos ater nos ao papel do observador no Indutivismo ing nuo que deve ser preciso na observa o livre de qualquer preconceito e imparcial Entretanto durante o experimentar como decidir o que medir para coletar dados espec ficos necess rio algum ju zo ou teoria para definir o que observar E o que medir Destaca se a import ncia do observador pois a observa o depende de quanto o observador possui de conhecimento este define o que se procura durante o experimento de observa o A afirma o de qualquer proposi o de observa o deve ser precedida de teoria contundente em apontar que a ci ncia iniciada com a observa o falso portanto derrubando o princ pio do indutivismo ing nuo Assim as proposi es de
32. problematiza o de n mero sete abordando o cinto de seguran a Tabela 12 varia o da quantidade de movimento e a rela o com a for a e o tempo de aplica o da for a 7 SITUA O PROBLEMA a import ncia do cinto de seguran a V Movimento do corpo de um passageiro SOM cinto de seguran a no momento de uma colis o Fome More SARA pa SPADA do Aparato es mms Fonte dispon vel http www canalkids com br cidadania transit o cinto htm 24 08 2013 s 19 15 h Fonte dispon vel http www apatru org br sites institucional 002 internal asp dados 1 1 3 2 1 698 24 08 2013 s 19 16h Em 1953 devido ao elevado n mero de acidentes e de v timas no tr nsito nos Estados Unidos foi realizada uma pesquisa visando identificar as causas dos acidentes bem como das les es graves ou fatais nos ocupantes de ve culos automotores Principal causa da morte dos ocupantes choque contra o volante e ou painel eje o do ve culo Hipoteticamente o que pode minimizar os efeitos em uma batida para os ocupantes do ve culo considerando para uma mesma velocidade e para um ve culo com a mesma massa a Uma colis o r pida com um obst culo parado ou uma colis o demorada com o mesmo objeto parado Justifique b Uma batida de maior dura o por m com uma for a pequena ou uma batida muito r pida por m com uma intensidade de for a maior Justifique Os estudantes j foram informados por
33. ser de grande utilidade na parte experimental artesanal e tecnol gica da investiga o da lei fundamental dos movimentos Tempos e filmagens que ser o aproveitados quando os estudantes far o an lise dos filmes no laborat rio de inform tica trabalhando com o software Tracker e comparando resultados de cada m todo aplicado para coleta de dados Usufruir do software Tracker para investiga o da lei fundamental dos movimentos 22 lei de Newton a partir dos filmes da parte experimental artesanal e da tecnol gica registrados pelos estudantes em seus aparelhos celulares depois comparar os resultados obtidos na parte experimental tecnol gica com os obtidos com o carrinho de Fletcher Contribuir para a acomoda o da lei fundamental dos movimentos pelos estudantes com a manipula o dos tipos te ricos que se relacionam na lei fundamental dos movimentos em diferentes atividades experimentais E a associa o com contextos problematizados tais como perceber a utiliza o da import ncia dos cintos de seguran a ou na ind stria automobil stica na constru o de autom veis mais deform veis para aumentar a seguran a dos ocupantes do ve culo posicionados na chamada c lula de vida em uma perspectiva de ci ncia tecnologia sociedade 27 1 3 3Hip teses O par experimental artesanal e tecnol gico manipulado de forma especulativa complexa em uma perspectiva contempor nea de experimenta o na ci ncia entrela ando o raci
34. tico e agora sim percebam que conseguem interagir com o mundo que contextualizamos nas situa es problema Se a especula o intenciona apresentar uma estrutura qualitativa para determinado dom nio a experimenta o em alguns momentos segue sua pr pria vida qual ser o ponto de contato entre os dois Resposta o c lculo constr i a estrutura hipot tico dedutiva razoavelmente bem formada que pode ser encontrada nos livros texto Quem escreve o dicion rio s o os homens que fazem os c lculos Eles constroem a ponte sem ntica entre a teoria e a observa o A especula o e o experimento n o precisam em geral estar conectados muito proximamente mas a atividade que eu chamo de c lculo faz essas duas reas se aproximarem o suficiente para discernirem o encaixe quantitativo entre elas Hacking 2012 p 313 Acreditamos que na experimenta o envolvendo a parte quantitativa da lei fundamental dos movimentos com sua manipula o no carrinho de Fletcher com a cria o do fen meno que permitiu o descarte de poss veis fontes de dissipa o como por exemplo a elimina o que deve ser discutida com os estudantes da for a de atrito com a utiliza o do colch o de ar no trilho base e um poss vel isolamento do fen meno Ao mesmo tempo nessa fase da manipula o na atividade experimental com a articula o do c lculo entrela amos o modelo da lei fundamental dos movimentos com a estrutura matem tica que e
35. 2 2 Conhecimentos pr vios dos estudantes sobre quantidade de movimento e conserva o da quantidade de movimento Na leitura e an lise dos dados relativos as quest es de 05 09 e com a intencionalidade de apurar se os conceitos associados a lei fundamental dos movimentos mesmo que pouco elaborados faziam parte do senso comum dos estudantes n o tivemos nenhuma surpresa em encontrar representa es que remetem a obst culos como o da substancializa o em que os estudantes procuram aplicar um conceito parcialmente entendido em diferentes situa es uma esp cie de explica o que utilizam de modo geral para explicar diferentes contextos que caracteriza um esp rito pr cient fico que conforme j apontamos na nossa primeira an lise com o question rio nas quest es de 01 04 trata se de um esp rito de um realismo ing nuo e empirismo imediato que foi refor ado pelas m dias e tamb m pelo ensino tradicional de ci ncia O que os ind cios apontam reduzida forma o conceitual dos estudantes sobre elementos como quantidade de movimento o conceito de conserva o e prec ria a utiliza o de termos como for a varia o da velocidade e intervalo de tempo Atendo nos a entidade for a que aparece na intera o entre as bolas do p ndulo os estudantes escrevem que em vez da quantidade de movimento ser transferida de uma esfera para a outra o que transferido a for a como se uma esfera passasse para a outra a en
36. 2013 p 72 Rejeitamos a tabula o como simples complemento natural da representa o a entendemos juntamente com o c lculo e a experimenta o como elementos articuladores e que assim os estudantes a utilizem para especular os tipos envolvidos no tipo te rico da lei fundamental dos movimentos articulando os atrav s da interven o experimental e assim aumentando o realismo dos tipos para os estudantes pois Os melhores tipos de evid ncia para a realidade de uma entidade postulada ou inferida nossa capacidade de entender algo a respeito de seus poderes causais como por exemplo por meio da medi o Hacking 2012 p 384 Defendemos que os estudantes tenham essa encultura o da atividade experimental conhecendo a montagem do aparelho sua manipula o o que observar e medir entender o que calcular e o que importante registar Enfim o cientista contempor neo baseia se numa compreens o matem tica do conceito fenomenal e se esfor a para equiparar nesse ponto a raz o e experi ncia O que lhe chama a aten o j n o o fen meno geral o fen meno org nico hier rquico que traz a marca de ess ncia e de forma e como tal perme vel ao pensamento matem tico Bachelard 2013 p 82 Acreditamos assim que o estudante estar alerta com as distor es que podem surgir durante a manipula o do aparelho experimental e que podem constituir os erros experimentais que tamb m s o de nosso i
37. 6 6 6 9 7 0 7 2 7 4 Figura 21 tela do INEP mostrando o IDEB observado e o projetado para o CEP Fonte portal do INEP dispon vel http ideb inep gov br resultado resultado resultado seam cid 5381442 03 01 2015 s 18 01h Somos completamente a favor da exist ncia de mecanismos para medir como anda o ensino brasileiro por m tais mecanismos mostram se falhos em identificar problemas de concep o de ensino como no caso do ensino de ci ncias pois nossa escola que apresenta bons resultados em tais ndices mesmo com um ensino de ci ncias de valoriza o da memoriza o da reprodu o e de transmiss o autom tica ou seja tradicional Para corroborar com nosso discurso o resultado do desempenho de estudantes brasileiros em mecanismos avaliativos internacionais como o ranking do PISA 2009 o Brasil entre 65 pa ses participantes ocupa a 532 posi o em ci ncias fonte PISA 2009 o Brasil apresenta resultados que na am rica latina superado por pa ses como M xico Chile e Uruguai equiparando se para dem rito nosso com pa ses que possuem condi es muito inferiores em termos de financiamento educacional evidenciando falta de planejamento e um estudo para revolucionar o curr culo 198 4 4 1 2 1 Apontamentos em rela o a representa o dos estudantes a respeito da ci ncia e da experimenta o Cremos que o ndice inicial de 75 dos estudantes com vis o tradicional para a ci ncia conforme o gr fico1 po
38. 66 Figura 7 roteiro sobre a segunda Lei de Newton de 2009 67 Figura 8 afresco de Giuseppe Bezzuoli agui reproduzido tem a intenc o de representar um dos supostos experimentos de Galileu na presenca de Giovani de M dici Fonte http www artinvest2000 com bezzuoli giuseppe galileo piano INCHAALO MET sko nto nt aa kona a ea obl 79 Figura 9 esquema do indutivismo para previs o e explica o de novos fen menos EE ea Ed ed a PS a a ra es 112 Figura 10 esquema representando teste experimental submetido aos par metros da lei ou teoria que O prop s a enseeeeeaeeaaaaaaaeenaaaaaananaa 112 Figura 11 situa o problematizadora sobre conserva o da quantidade de MOVIE MO anti raia od Sta a a a o ta Ri dh o ooo da DO Dn 136 Figura 12 Maur cio de Souza Essa historinha um resumo O original completo encontra se na revista Casc o n mero 98 eee 137 Figura 13 situa o problematizadora envolvendo rela es de proporcionalidade 139 Figura 14 contexto da import ncia da utiliza o do cinto de seguran a 145 Figura 15 imagem do programa Tracker representando o intervalo do filme escolhido para an lise 25 09 2014 s 14 48 hore 166 Figura 16 imagem do programa Tracker das ferramentas de especula o complexa gr fico e aproxima o do modelo que representa a curva 25 09 2014 s 15 35 h RE A A PRO MOO O PARENT BA ERRO o BH ALA KOR KARA O a REAR Po BRANKA 167 Figur
39. Bachelard 2013 p 278 3 3 2 3 Terceiro contexto manipula o da lei fundamental dos movimentos Escolhemos para manipula o da entidade te rica uma atividade experimental que dividimos em duas partes uma de articula o com a an lise das rela es de proporcionalidade entre for a varia o da quantidade de movimento e intervalo de tempo da aplica o da for a e de cunho mais artesanal com o carrinho de madeira do que fazem parte do acervo hist rico do laborat rio do CEP desde a poca do projeto IBECC UNESCO E outra de articula o entre a lei fundamental dos movimentos for a varia o da quantidade de movimento e o intervalo de tempo da intera o e a experimenta o com articula o atrav s do c lculo tabelas e diagramas e com um aparato mais tecnol gico com o carrinho de Fletcher 3 3 2 3 1 Rela es de proporcionalidade Na primeira parte da atividade V escolhemos como problematiza o a import ncia da utiliza o do cinto de seguran a conforme a apresentamos acompanhada de um v deo como ilustra o 145 3 SITUA O PROBLEMA A IMPORT NCIA DO CINTO DE SEGURAN A Fonte PSP wwwyousube Co match A DAREM 20 em 21 09 2014 ds 2001 h R m PATA Mnonsrou Pa dlravesidosacrash tests 3 SITUA O PROBLEMA A IMPORT NCIA DO CINTO DE SEGURAN A Em 1953 devido ao elevado n mero de acidentes e de v timas no tr nsito nos Estados Unidos foi realizada uma pesquisa visando
40. Cultura IBECC cuja proposta era de aperfei oar a forma o cient fica dos estudantes da escola de n vel m dio com a disciplina de F sica fazendo parte do curr culo para o futuro ingresso nas universidades Para tanto passou a elaborar livros did ticos e paradid ticos e material para laborat rio conforme a foto de um kit que faz parte do acervo hist rico do laborat rio do CEP 7 Que caracteriza se pela valoriza o do relat rio experimental Guiado por descri o do aparato experimental coleta de dados constru o de gr ficos determina o de constantes an lise de resultados e claro a se o dedicada aos erros experimentais 59 Fotografia 4 material de laborat rio para estudo de movimentos orientados pelo IBECC Fonte Muchenski J C 2013 O IBECC associado a UNESCO acompanhando o PSSC nos Estados Unidos propuseram um curso de capacita o de professores na d cada de 60 e com a inten o que os professores cursistas se tornassem multiplicadores e difundissem a proposta do PSSC por todo o pa s da demanda hist rica que investigamos apontou que os professores do CEP foram influenciados pelo otimismo de um novo modo de ensinar ci ncias em particular o ensino de F sica Em nosso acervo encontramos as caixas de experimenta o e os manuais que as acompanhavam Os manuais do PSSC foram traduzidos para o portugu s por uma equipe do IBECC na Universidade de S o Paulo USP e o material experim
41. Em 15 de ago de 2008 43 Fotografia 2 a montagem do quebra cabe as Fonte Muchenski J C Em 15 de 260082008 PARES DRI RR ka ERRANTE SRI NEM E JRR AD SRD CDE NO 47 Fotografia 3 estudantes contestando a intui o por sensa o t rmica Fonte Muchenski J C Em 15 de agosto de 2008 50 Fotografia 4 material de laborat rio para estudo de movimentos orientados pelo IBECC Fonte Muchenski J C 2013 Za eka des aca 59 Fotografia 5 arm rio da ind stria Bender Fonte MUCHENSKI J C 2013 62 Fotografia 6 montagem integrando os elementos artesanais e tecnol gicos 134 Fotografia 7 carrinho do conjunto do IBECC alinhado com a proposta do PSSC para realiza o da parte artesanal da experimenta o da 22 lei de Newton Fonte MUGHENSK J C 20 api ga Ga 142 Fotografia 8 carrinho de Fletcher utilizado para medidas de velocidade e tempo de intera o com fotogates Para manipula o da rela o entre for a varia o da quantidade de movimento e tempo de intera o Fonte MUCHENSKI J C 2014 RR M KO O O AO A RT NR EN E OR DE O KO KO O A PAR RR O ANA 148 Fotografia 9 para ilustrar a configurac o do v deo do carrinho de madeira para manipula o no Tracker Fonte MUCHENSKI J C 2014 166 LISTA DE GR FICOS Gr fico 1 investiga o de como os estudantes representam imagem da ci ncia e da SXPOTIMENTAC O es v a ka dr tku p tek a R nk E dd ea k e
42. NEWTON 54 2 2 1A Influ ncia do PSSC no Brasil ikat uit 58 2 2 2 A N o Evolu o do Roteiro Experimental Sobre a Segunda Lei de Newton 62 3 REFERENCIAL TE RICO ias aii rotosisidaia if fd gd 72 3 1 DEMANDA HIST RICA SOCIAL E ECON MICA E O MUNDO MEC NICO DEISAAS NEM TON oka dd E E E 72 3 1 1 O Livro do Principia e a Lei Fundamental dos Movimentos 76 3 1 2 Galileu Racional e ou Emp rico rrenan 78 3 1 3 Pressupostos da Teologia e da Alquimia que Influenciaram as Representa es de Newton a Respeito do Mundo eee eee eee eee eee eee nenene ener 82 3 2 ESTUDANTES DO NONO ANO REPRESENTANDO A RESPEITO DO ENSINO DE CIENCIA E DE ENTIDADES CIENTIFICAS s ssuazassusssasssssstinaaseesassassasraciasar tka 87 3 2 1 Elabora o de um Question rio Para Investigar as Representa es 90 3 2 1 1 Questionando o senso comum dos estudantes em rela o ci ncia e SNESE SOFT NG A Sh tis Deise isso ar loan dores do els E dop ba ne E Dane Rada doo kon Ri 91 3 2 1 2 Questionando o senso comum dos estudantes em rela o a entidades te ricas relacionadas com a lei fundamental dos Movimentos 98 3 3 ENTRELA ANDO O RACIONAL E O EMP RICO NA MANIPULA O DA LEI FUNDAMENTAL DOS MOVIMENTOS een 104 3 3 1 O Racional o Emp rico e a Especula o Como Elemento Articulador 106 3 3 1 1 Por que n o estamos criticando o Positivismo de Comte
43. P s Gradua o em Forma o Cient fica Educacional e Tecnol gica O candidato foi arguido pela banca examinadora composta pelos professores abaixo assinados Ap s delibera o a banca examinadora considerou o trabalho aprovado Prof Dr Awdry Feisser Miquelin UTFPR ORIENTADOR Prof Dr Marcos Antonio Floczak UTFPR Prof Dr Ronei Clecio Mocellin UFPR O Termo de Aprova o encontrar se na Coordena o do Curso Minist rio da Educa o Universidade Tecnol gica Federal do Paran Campus Curitiba Diretoria de Pesquisa e P s Gradua o Programa de P s Gradua o em Forma o Cient fica Educacional e Tecnol gica PPGFCET UNIVERSIDADE TECNOL GICA FEDERAL DO PARAN TERMO DE LICENCIAMENTO Esta Disserta o e o seu respectivo Produto Educacional est o licenciados sob uma Licen a Creative Commons atribui o uso n o comercial compartilhamento sob a mesma licen a 4 0 Brasil Para ver uma c pia desta licen a visite o endere o http creativecommons org licenses by nc sa 4 0 ou envie uma carta para Creative Commons 171 Second Street Suite 300 San Francisco California 94105 USA 0909 minha fam lia em especial ao meu saudoso e amado pai Guilherme minha sempre presente amada m e In s minha compreensiva e amada esposa Narahiane a minha querida filha amada Giulianna e para o meu querido irm o F bio AGRADECIMENTOS Todo trabalho de pesquisa dispendioso de tempo
44. Retomada de conte dos ii Chamamento para a abstra o iii Montagem do aparelho experimental pelos estudantes iv Manipula o experimental v Discuss o no grande grupo em rela o as particularidades da experimenta o vi Nossas reflex es e preparo para a pr xima fase Para o elemento 1b da nossa matriz dial gica relativa a essa atividade desenvolvida voltamos para o quadro no dia 27 10 2014 e fizemos uma recupera o do que aconteceu na ltima atividade no laborat rio sempre solicitando a contribui o dos estudantes aos pontos que quer amos refor ar daquela pr tica e preparando o esp rito para a pr xima atividade que ocorreria um equil brio entre o emp rico e o racional Recordamos da ltima atividade as condi es de um sistema isolado associado ao elemento 4c identifica o de for as externas e internas ao sistema e o poss vel descarte de alguns tipos Por ltimo lembramos as varia es que experimentaram em rela o ao p ndulo de Newton com o algo que era transferido de uma esfera para a outra era a entidade chamada quantidade de movimento que depende da massa e da velocidade Com um chamamento para a nova pr tica a busca do equil brio entre o racional e o emp rico destacamos os elementos 4a 4b 4c e 4d que nessa fase da experimenta o haveria uma maior exig ncia da abstra o e que tivessem o esp rito fortalecido pois a manipula o da entidade quantidade de movimento
45. a lei fundamental dos movimentos parece ter propiciado um bom entendimento por parte dos estudantes na compreens o das rela es de proporcionalidade entre os tipos afirmamos devido aos resultados que apresentaremos na pr xima tabela em que os estudantes n o tiveram dificuldade em manipular aumentando o realismo na forma como passaram a representar a segunda lei de Newton Manipula o associado com o contexto artesanal que permitiu aos estudantes por observa o simples perceber as diferen as de um procedimento para o outro sem tomadas de tempo por algum tipo de cron metro pois os filmes nesse momento da atividade n o foram solicitados com esse intento 219 Na pr xima tabela escolhemos registrar a geometriza o que a manipula o artesanal dos carrinhos de madeira permitiu aos estudantes em rela o a lei fundamental dos movimentos em termos das rela es de proporcionalidade da representa o da lei sistema internacional de unidades dos tipos da f sica envolvidos fundamental dos movimentos e tamb m as unidades no Tabela 27 Especulando a lei fundamental dos movimentos artesanalmente Grupos Manipula o da lei fundamental dos movimentos 1 Rela es de proporcionalidade 2 Representa o da entidade a Fa AQ b F a 1 At a F AQ At b F no S I Grupo 1 do 04 dos 05 04 dos 05 05 dos 05 04 dos 05 estudante 01 ao 07 estudantes estudantes estudantes estudantes Grupo 2 do 07
46. a necessidade da concep o da pesquisa a o como investiga o educacional pois como pesquisadores participantes estamos envolvidos e sentimo nos necess rios na caminhada em busca de uma metodologia de experimenta o que contribua com um g nero de racioc nio de laborat rio Metodologia que provoque o desconforto nos estudantes quando apresentados a problemas instigantes qualquer que seja o problema particular o sentido da evolu o epistemol gica claro e constante a evolu o de um conhecimento particular caminha no sentido de uma coer ncia racional Bachelard 2009 e assim exigindo a reflex o e o posicionamento cr tico para a busca de respostas para resolu o dos problemas estudantes que tamb m possam utilizar da colabora o com seus pares discentes e com os professores atrav s do di logo estabelecido e liberto de qualquer hierarquia de conhecimentos Em outros termos para que a ci ncia objetiva seja plenamente educadora preciso que seu ensino seja socialmente ativo um alto desprezo pela instru o o ato de instaurar sem rec proca a inflex vel rela o professor aluno A nosso ver o princ pio pedag gico fundamental da atitude objetiva Quem ensinado deve ensinar Quem recebe instru o e n o a transmite ter um esp rito formado sem dinamismo nem autocr tica BACHELARD 2013 p 300 Escolhemos na constru o de roteiros de apoio de experimenta o o favorecimento para q
47. adaptamos para a nossa necessidade e chamaremos de encultura o de laborat rio ou seja os estudantes devem familiarizar se com o ambiente de laborat rio que n o necessariamente tem que ser em um ambiente parte pois a pr pria sala de aula pode ser utilizada como ambiente para a experimenta o f sica ou n o f sica pois sempre a proposta de constru o de ju zos deve ser entrela ada com a experimenta o que pode ser simplesmente de pensamento Tal cultura de unir o racional e o emp rico deve iniciar no ambiente escolar e continuar na vida cotidiana dos estudantes A utiliza o n o especulativa complexa da tecnologia tamb m nossa preocupa o n o queremos do estudante em rela o ao aparelho experimental uma manipula o autom tica que manuseia sem entendimento do seu funcionamento da sua montagem e que desta forma n o pensa o experimento e n o tem a clareza do que est manipulando como tipo te rico ou observ vel experimental portanto n o sabe exatamente o que est medindo Esse estudante que no contexto escolar do laborat rio n o utilza a tecnologia de forma que desenvolva suas potencialidades como experimentador caracteriza se por ser um usu rio leigo MIQUELIM 2009 p 35 das tecnologias A discuss o da utiliza o especulativa complexa ou leiga da tecnologia remete nos Gr cia Antiga e que nos lembrado em um dos cap tulos do livro de Neil Postman 1994 Tecnop lio a rendi
48. adicionando massas no carrinho Aqui qualquer semelhan a da proposta do http www physicsclassroom com 2009 e com os guias traduzidos do PSSC pelo Pe Vienken n o mera coincid ncia descartando alguns encaminhamentos a proposta muito similar com a mesma ideia de constru o do gr fico a partir da coleta de dados gr fico de for a e acelera o e da inclina o da reta retirar a rela o entre for a e acelera o portanto a segunda lei de Newton O m todo ignora o conhecimento pr vio dos estudantes que passado as primeiras instru es j n o resta lugar para o senso comum nem se ouvem as perguntas do leitor Amigo leitor ser substitu do pela severa advert ncia preste aten o aluno Bachelard 2013 p 31 O roteiro de experimenta o que comanda de uma forma que transparece a atividade como natural mas n o natural J n o ci ncia da rua e do campo uma ci ncia elaborada num mau laborat rio Bachelard 2013 p 30 Que de certa forma desligado das observa es primeiras dos estudantes Do mesmo modo a experi ncia que n o retifica nenhum erro que monotonamente verdadeira sem discuss o para que serve A experi ncia cient fica portanto uma experi ncia que contradiz a experi ncia comum Ali s a experi ncia imediata e usual sempre guarda uma esp cie de car ter tautol gico desenvolve se no reino das palavras e das defini es falta lhes precisamente
49. ancorada em uma forma empirista um tanto ing nua que apregoa ser poss vel gerar princ pios indutivamente a partir da observa o ou seja leis e teorias a partir da experi ncia foi produzido material de laborat rio pela ind stria Bender e que a seguir apresentamos a imagem de um dos arm rios 62 Jj Fotografia 5 arm rio da ind stria Bender Fonte MUCHENSKI J C 2013 E os guias de experimenta o redigidos pelo Pe Aloysio Vienken convergente proposta do PSSC que acompanhavam os arm rios com os kits de experimenta o 2 2 2 A N o Evolu o do Roteiro Experimental Sobre a Segunda Lei de Newton No laborat rio do CEP inserido neste otimismo de mudan a do ensino de F sica no contexto da d cada de 70 encontramos no acervo hist rico materiais de laborat rio do IBECC e da Bender com os devidos manuais de recomenda o para utiliza o dos materiais nas experimenta es sugeridas e escolhemos a experimenta o da 22 lei de Newton para acompanharmos a evolu o ou n o evolu o da pr tica ao longo dos ltimos 50 anos E como tal experimenta o v m sendo sugerida pelos manuais que acompanham os materiais de laborat rio e elaborados pelas empresas envolvidas na produ o de tais materiais Em um trecho do material traduzido do PSSC e que reproduzido na pr xima imagem Ii 3 Como Depende a Acelera o da F r a da Massa A varia o na velocidade de um objeto pro porcio
50. as entidades envolvidas na lei fundamental dos movimentos n o se inicia na primeira aula de f sica com a abordagem sobre as entidades mas muito antes de como os estudantes as utilizam para explicar o contexto apresentado alicer ados no seu senso comum E como importante conhecer as impress es dos estudantes pois A ideia de partir do zero para fundamentar e aumentar o pr prio acervo s pode vingar em culturas de simples justaposi o em que um fato conhecido imediatamente uma riqueza Mas diante do mist rio do real a alma n o pode por decreto tornar se ing nua imposs vel anular de um s golpe todos os conhecimentos habituais Bachelard 2013 p 17 18 100 Para sabermos que barreiras ter o que ser superados e outras representa es que dever o ser constru das com a inten o sempre n o de revolucionar uma maneira de pensar mas sim de aperfei o lo Portanto partiremos quase sempre das imagens em geral muito pitorescas da fenomenologia primeira e com que dificuldades essas imagens s o substitu das pelas formas geom tricas adequadas Bachelard 2013 p 11 Na sexta problematiza o continuamos a investigar como os estudantes interpretam atrav s de uma fenomenologia primeira situa es de transfer ncia da quantidade de movimento agora diferente do p ndulo com diferencia es de massa e velocidade entre os corpos que interagem utilizando como contexto a pr tica esportiva do ru
51. bancos da gradua o e atenuar a saudades daqueles tempos da chamada f sica dura nas longas discuss es que promoveram nas tardes de quintas feiras E tamb m meu agradecimento a tantos outros professores que contribuem de alguma forma para o programa FCET Por fim agrade o o enriquecimento para o meu mote de pesquisa que minha banca qualificadora permitiu dos rem dios que o Prof Dr Ronei Clecio Mocelin como fil sofo soube indicar ao que ecoava a minha pesquisa e ao Prof Dr Marcos Antonio Florczak pelos chamamentos pontuais e objetivos Ambas as contribui es permitiram uma maior afina o do meu trabalho Se pud ssemos ent o traduzir filosoficamente o duplo movimento que atualmente anima o pensamento cient fico aperceber nos amos de que a altern ncia do a priori e do a posteriori obrigat ria que o empirismo e o racionalismo est o ligados no pensamento cient fico por um estranho la o t o forte como o que une o prazer dor Com efeito um deles triunfa dando raz o ao outro o empirismo precisa ser compreendido o racionalismo precisa de ser aplicado GASTON BACHELARD p 11 2009 RESUMO MUCHENSKI Julio Cesar G nero de racioc nio de laborat rio no ensino de f sica especula o complexa de tipos da f sica no manuseio de atividades experimentais artesanais e tecnol gicas 2015 272 p Disserta o de Mestrado Profissional em Forma o Cient fica Educacional e Tecnol gica
52. carrinho de Fletcher Depois de algumas tentativas que nossos voluntariosos acionadores do cron metro n o conseguiram nenhum registro de tempo pois al m de acionarem com um atraso quando cravavam o tempo o carrinho j havia avan ado uns bons cent metros e quando conseguiram foram tempos variados e diferentes daqueles tempos medidos no carrinho de Fletcher sempre muito pr ximos E um dos estudantes o estudante 36 observou olhem que a medida do celular tem duas casas decimais de diferen a a menos que comparado com o cron metro do carrinho Com a falta de sucesso nas tentativas em cronometrar manualmente e pela observa o de uma maior precis o do aparelho experimental pareceram convencidos e empolgados com a sua utiliza o gt Para o elemento 4d aproveitamos para provocar o tempo todo o entrela amento entre o racional e o emp rico por exemplo questionando os estudantes em como poder amos averiguar se n o surgiriam erros durante as medi es encaminhamos a discuss o utilizando nossa equa o causal da lei fundamental dos movimentos onde poder amos comparar a equival ncia da medida com o dinam metro da for a com as medidas e depois de manipulados pela articula o atrav s do c lculo do termo AG At o qual pelos estudantes foi observado e manifestado que o esperado seriam valores aproximados entre F e AQ AP gt Aproveitamos nesse momento para com os estudantes esbo armos a tabela que seria preenchida
53. comum com um racioc nio mais cient fico atrav s de uma cultura de ensino de laborat rio que promova o ensino te rico e experimental 176 Quando a experimenta o apresentada no modelo tradicional de ci ncias como comprova o cient fica estabelece o contexto que o conceito cient fico pode ser assimilado pelo estudante por m a sua acomoda o pelo estudante uma outra hist ria por isso o questionamento se haver enriquecimento no processo ensino aprendizagem ao apresentarmos uma nova metodologia de experimenta o pautado na investiga o especulativa complexa da ci ncia com a inten o de enriquecer mais o processo de ensino aprendizagem com a articula o atrav s da linguagem f sico matem tica entre teoria e experimenta o Pergunta 2 Como substituir uma atividade experimental sobre a 22 lei de Newton ancorada na experimenta o do ensino tradicional de ci ncia com a caracter stica de comprova o experimental para uma atividade experimental de problematiza o da 22 lei de Newton ancorada na ci ncia de especula o atrav s da articula o entre teoria e pr tica experimental Pergunta 3 A atividade de par experimental e tecnol gico em uma perspectiva de investiga o cr tica e problematiza o da 22 lei de Newton contribui para o aperfei oamento do perfil conceitual dos estudantes do 9 ano do ensino fundamental para o reconhecimento da varia o da quantidade de movimento quando
54. da articula o atrav s do c lculo para dialetizar o emp rico e o te rico Por outro lado apesar dos resultados em rela o a representa o do sistema isolado que obtivemos no item 1 b do experimento I de obst culo epistemol gico por parte dos estudantes Para o experimento Il 75 75 percebem que depois da intera o entre o proj til e o barco deve haver uma compensa o contr ria ao movimento do proj til representada pela produ o de um movimento no barco Destacado pelo estudante 10 No primeiro disparo o barco n o se movimentou j no segundo ele se movimentou em sentido contr rio para compensar a velocidade do proj til Que mostra que um ponto de partida interessante para a pr xima fase Ill na atividade IV que pode apresentar simula es de colis es com diferentes configura es de massa e velocidade explorando compensa es que auxiliar o no entendimento das rela es de proporcionalidade Em termos de estudantes andaime encontramos no grupo 3 estudantes com uma boa representa o em termos de conserva o da quantidade de movimento e das rela es de proporcionalidade podemos escolher o estudante 21 como exemplo Sem o proj til o barco permaneceu parado mesmo depois de queimar o barbante E com o proj til se moveu lentamente mas o proj til se moveu r pido O barco teve de se mover para continuar a conserva o Para o experimento Ill tivemos resultados que corroboram com os apontamento
55. dialetizar atrav s da articula o das rela es de proporcionalidade o aumento do realismo em rela o a entidade te rica quantidade de movimento Com a intencionalidade de aumentarmos a abstra o exigindo mais da raz o dos estudantes pois apostamos no aperfei oamento do perfil epistemol gico desses estudantes 4 4 3 Desconstru o das Representa es Equivocadas da Experimenta o Fase III do Nosso Espiral Auto Reflexivo Na terceira atividade que j descrevemos nos deparamos com um obst culo epistemol gico dos estudantes em rela o a representa o de experimenta o que investigamos com o question rio e conforme destacamos a influ ncia do chamamento para experimenta o de fontes midi ticas que refor am uma imagem l dica m gica e de um certo ocultismo que permeiam as mentes dos nossos estudantes E constatamos na pr tica o quanto tal representa o de um devir forte obst culo relacionado a fantasia de um laborat rio que explode ou que inventa coisas e foi com esse mpeto que muitos estudantes manipularam os experimentos portanto muito mais emp rico imediato do que racional 4 4 3 1 Manipula es da entidade quantidade de movimento atrav s das rela es de proporcionalidade Refletimos sobre como contornar tal obst culo que permeiam representa es equivocadas da experimenta o e passamos para as seguintes 210 etapas da fase III do nosso espiral que transcreveremos aqui i
56. diferentes campanhas da import ncia da utiliza o do cinto de seguran a portanto j possuem uma representa o de imagem sobre o assunto mas em termos de aplica o da ci ncia na constru o dos cintos em termos de materiais que permitam a manipula o da for a aplicada e o 102 tempo de aplica o da for a ser que os estudantes utilizam de uma representa o acertada dessas entidades Ou faz uso do senso comum cheio de um empirismo imediato que queremos que seja abandonado Aqui queremos destacar a import ncia do question rio envolvendo as problematiza es pois interessa nos as concep es dos estudantes para que sejam afastados das suas intui es primeiras animistas que formam sua alma pr cient fica e que ingressem em um processo de encultura o cient fica que exige pensar contra as primeiras intui es e o empirismo imediato Logo toda cultura cient fica deve come ar como ser longamente explicado por uma catarse intelectual e afetiva Resta ent o a tarefa mais dif cil colocar a cultura cient fica em estado de mobiliza o permanente substituir o saber fechado e est tico por um conhecimento aberto e din mico dialetizar todas as vari veis experimentais oferecer enfim raz o raz es para evoluir Bachelard 2013 p 24 Sendo assim nenhum m todo de ensino de f sica te rico e experimental ter sucesso em termos de aprendizagem se este ignorar como os estudantes concebem situa
57. do saber pois muitas vezes a diferen a entre os estudantes e professores pode ser quantificada como uma pilha de livros e de viv ncias a mais Assim acredito que n o criaremos uma barreira ao di logo com os estudantes e poderemos assim conhecer suas cren as seus ideais suas vontades e seus projetos de vida Do conhecimento pr vio dos estudantes ser o ponto de partida para desconstruirmos representa es equivocadas que constituem o perfil epistemol gico dos estudantes Contribuindo para o aspecto formativo contribuindo para mudar a sua cultura que ele adquira um racioc nio cient fico com uma maior racionalidade e 250 o afastamento do racioc nio pr cient fico alicer ado nas intui es primeiras que de maneira geral est o equivocadas 5 3 2 Da Atividade Ile III Retomamos que o ensino tradicional de ci ncia desconsidera um ponto crucial os obst culos epistemol gicos dos estudantes que quando apresentado um tipo da f sica manipulado em uma experimenta o o esp rito pr cient fico do estudante se contentar com repostas superficiais dando uma sensa o de erudi o com a aplica o de alguma representa o provis ria que faz parte do seu realismo ing nuo E infelizmente estanca qualquer possibilidade de entrela ar o racional e o emp rico pois j possuem as respostas e que conserva a mente pregui osa Sejam obst culos da substancializa o da valoriza o do ju zo de menor valor valoriza
58. dos 07 07 dos 07 04 dos 07 04 dos 07 estudante 08 ao 14 estudantes estudantes estudantes estudantes Grupo 3 do 05 dos 06 06 dos 06 03 dos 06 03 dos 06 estudante 15 ao 21 estudantes estudantes estudantes estudantes Grupo 4 do 07 dos 07 03 dos 07 06 dos 07 06 dos 07 estudante 22 ao 28 estudantes estudantes estudantes estudantes Grupo 5 do 05 dos 08 07 dos 08 07 dos 08 07 dos 08 estudante 29 ao 37 estudantes estudantes estudantes estudantes Estudantes que responderam total 28 27 25 24 dos 33 participantes Os dados escolhemos apresentar no gr fico a seguir N mero de estudantes E item a E Item b Total de estudantes investigados N o representa a soma dos intens a e b e sim os estudantes participantes Manipula o da lei fundamental dos movimentos E tem a E Item b 1 Rela es de proporcionalidade 28 27 33 2 Representa o da entidade Total de estudantes investigados 25 24 33 Gr fico 8 estudantes participantes que a manipula o da entidade foi satisfat ria Definitivamente em termos do elemento 4d a primeira parte da atividade de car ter mais artesanal foi de fundamental import ncia para que os estudantes representassem de forma adequada a entidade te rica lei fundamental dos 220 movimentos e o contexto intencionava o preparo dos estudantes para a especula o complexa do carrinho de Fletcher e do Tracker com uma maior exig ncia tecnol gica pois saben
59. dos movimentos Neste ponto da manipula o das entidades relacionadas com a lei fundamental dos movimentos e retomando os elementos 3c e 4d com os 226 contextos de problematiza o e a manipula o racional e experimental das entidades de forma artesanal e tecnol gica os estudantes adquiriram uma representa o razo vel das entidades e como elas relacionam se com todas estas imagens de uma entidade provocando a varia o de outras aplicado em diferentes contextos j existe um realismo da entidade te rica lei fundamental dos movimentos e podemos propor uma outra especula o complexa utilizando a ferramenta tecnol gica Tracker e com outros exerc cios de abstra o Novamente apostamos na diversifica o da manipula o experimental racional e emp rica em diferentes aparelhos tecnol gicos fugindo do comodismo de repetidas a es em um mesmo aparelho isto j conhecido que atrai o homo Faber 4 4 4 3 Manipula o com o Tracker da lei fundamental dos movimentos Chegando perto do final da nossa sequ ncia did tica e com a inten o que os estudantes extra ssem particularidades que os carrinhos de madeira e de Fletcher n o permitiram ainda para a fase IV do nosso espiral auto reflexivo planejamos mais algumas a es xi agendamento do laborat rio de inform tica do CEP xii instala o do software Tracker nos computadores de um dos laborat rios xiii apresenta o do Tracker aos estudantes para manip
60. e este n o foi diferente e a fam lia quem acaba perdendo ao deixar de compartilhar desse tempo conosco Por isso come o agradecendo a compreens o das minhas queridas e amadas esposa Narahiane e filha Giulianna pelos intermin veis dias que emprestaram para a elabora o da minha pesquisa Parceria e amizade as considero em alto grau de valoriza o encontrei ambas na minha empreitada da pesquisa parceria em ter aceitado o desafio de orientar minha investiga o e amizade daquele que sempre soube incentivar quando havia algum pretexto que chamava aten o em nosso mote de pesquisa por tanto o meu muito obrigado ao Prof Dr Awdry Feisser Miquelin Tamb m fa o refer ncia a todo o colegiado do Programa FCET professores que me inspiraram durante suas palestras nas aulas que fizeram parte dessa minha forma o como mestrando entre eles a Prof Dra Noemi Sutil pelo chamamento de como elaborar a escrita de um projeto de disserta o o Prof Dr Charlie Antoni Miquelin em conhecer um pouco mais dos meandros em termos de hardware dos Profs Drs Jo o Amadeus Pereira Alves e Awdry Feisser Miquelin em aprimorar o entendimento das teorias de aprendizagem da possibilidade de conhecermos um pouco sobre os trabalhos dos nossos colegas cursistas nas aulas de interdisciplinaridade do Prof Dr Arandi Ginane Bezerra Jr Aos Profs Drs Nestor Cortez Saavedra Filho e M rio S rgio Teixeira de Freitas pela possibilidade de relembrar os
61. e isolado a respeito da segunda lei de Newton Temos a consci ncia que antes da investiga o do v deo do carrinho do PSSC ou de Fletcher os estudantes devem ser apresentados as ferramentas b sicas do programa como delimita o do tempo de v deo escalas orienta o de eixos representa o vetorial escolha das grandezas que deseja incluir para avaliar Enfim deve ser trabalhado em primeiro lugar um tutorial de utiliza o para o Tracker Para orientar nossa atividade VI de investiga o Os v deos que usaremos na atividade ser o solicitados seus envios por e mail para o professor de laborat rio pesquisador participante na configura o que apresentamos a seguir 166 Fotografia 9 para ilustrar a configura o do v deo do carrinho de madeira para manipula o no Tracker Fonte MUCHENSKI J C 2014 A seguir parte do tutorial parte do in cio com o item 1 e parte do final com o item 6 que relatamos inspiramo nos naquele apresentado na UTFPR encontrado o programa Tracker no link http paginapessoal utfpr edu br fhmatsunaga arguivos para download e o manual traduzido e outras dicas Manual para Usu rios Iniciantes no Software Tracker BEZERRA 2011 E a quest o relacionada em particular com os v deos que desejamos que os estudantes manipulem os tipos relacionados na lei fundamental dos movimentos Tabela 20 resumo do tutorial utilizado na manipula o das entidades da 2 Lei Continua APREND
62. e possui vida pr pria Hacking 2012 p 247 Preferimos escolher a intersec o entre a teoriza o e a observa o bem feita pois constru mos juntos uma imagem da ci ncia cada vez mais robusta e real que atende para os ditos valores e fatos de um modo equivalente e equilibrado Hacking 2012 p 8 Intersec o poss vel pela articula o entre o racional e o emp rico atrav s dos modelos f sicos e das estruturas matem ticas Portanto o que intencionamos como transposi o did tica para nossa metodologia de ensino de f sica orientada por Hacking 2012 Diz se que a ci ncia tem dois objetivos teoria e experimento As teorias tentam dizer como o mundo Os experimentos e a tecnologia subsequente mudam o mundo N s representamos e n s intervimos N s representamos de modo a intervir e intervimos de modo a representar A maior parte do debate a respeito do realismo cient fico na atualidade se d em termos de teoria representa o e verdade As discuss es s o esclarecedoras mas n o s o decisivas Isso se deve principalmente ao fato de estarem infectadas com metaf sica intrat vel Suspeito que n o possa haver argumento final a favor ou contra o realismo no n vel da representa o para a interven o quando bombardeamos gotas de ni bio com p sitrons o antirrealismo esmorece Hacking 2012 p 93 No contexto escolar de experimenta o no ensino de f sica n o trata de confirma o
63. educacional provocou uma mudan a no ensino de F sica e que esta mudan a ocorreu principalmente na metodologia empregada CARVALHO 1972 p 136 Uma provoca o aos professores que reproduziam uma atividade alicer ada no pensamento pedag gico de um ensino autom tico de verbaliza o memoriza o e de reprodu o Instigados assim para uma real necessidade de mudan a e uma destas propostas era o laborat rio did tico como ferramenta para enriquecer o processo ensino aprendizagem no primeiro momento como ferramenta metodol gica na viv ncia com o aparelho experimental e seu manuseio Portanto desde muito tempo momento de avan armos e investigarmos como se ensina e como se aprende utilizando do aparelho experimental nas aulas de f sica portanto devemos resgatar epistemologicamente a import ncia do laborat rio did tico no processo ensino aprendizagem neste sentido devemos investigar a percep o do ensino de ci ncias que como transmiss o autom tica de conte do n o contempla a aprendizagem significativa Podemos iniciar apontando as principais caracter sticas valorizadas no laborat rio tradicional e que devem ser repensadas por exemplo o roteiro experimental fechado em sua estrutura de organiza o est mais comprometido com a metodologia da utiliza o do aparelho experimental do que com conceitos f sicos estes deixados de lado por conta da irrelev ncia na percep o dos estudantes uma vez que o problema j
64. ent o um teste a proposta foi medir o tempo para uma dist ncia percorrida de 10 cm por uma r gua em queda na sala Por m primeiro foi solicitado um volunt rio pelo menos 10 estudantes apresentaram se optamos por um deles e solicitamos que mantivesse a posi o da m o com os dedos indicador e polegar na forma de pin a horizontalmente e posicionamos uma r gua entre os dedos em pin a a uma dist ncia de 10 cm do 222 ponto mais alto da r gua at os dedos em pin a Explicamos a turma a tarefa do nosso volunt rio que quando abandonado a r gua ele deveria segur la explicando que a nossa inten o era o de verificar se uma pessoa teria o reflexo suficiente r pido para acionar o cron metro e realizar uma tomada de tempo precisa Passamos a execu o do teste e depois de v rias tentativas o estudante desistiu de pin ar a r gua com os dedos pois n o foi eficiente em nenhuma delas Outros se apresentaram para o teste que realizamos mais uma vez com outro volunt rio e o resultado n o foi diferente Mesmo assim os grupos argumentaram relatando o estudante 18 do grupo III professor mas o carrinho bem mais lento e est correndo na horizontal diferente da r gua Foi o momento para destacar a import ncia de um teste com nosso aparelho o carrinho de Fletcher ent o um grupo preparou os sensores de uma dist ncia de 10 cm e que medir amos o tempo atrav s de um cron metro manualmente e atrav s da sensibilidade do
65. entre graficamente representa F como F e AO AU por F AQ A4t por F AQ At OU aproxima o aproxima o da reta F m a m dia Grupo 1 do 00 dos 05 estudantes 04 dos 05 estudantes 00 dos 05 estudantes estudante 01 ao 07 Grupo 2 do 07 dos 07 estudantes 04 dos 07 estudantes 00 dos 07 estudantes estudante 08 ao 14 Grupo 3 do 06 dos 06 estudantes 06 dos 06 estudantes 04 dos 06 estudantes estudante 15 ao 21 Grupo 4 do 05 dos 07 estudantes 07 dos 07 estudantes 05 dos 07 estudantes estudante 22 ao 28 Grupo 5 do 07 dos 08 estudantes 08 dos 08 estudantes 07 dos 08 estudantes estudante 29 ao 37 Estudantes que responderam total dos 33 participantes 25 29 16 Representados graficamente Manipula o complexa da lei fundamental dos movimentos E 35 gt 3 30 25 8 25 g 20 o 15 o 10 E 5 2 0 Reconhece a eguival ncia entre forca e a raz o entre a variac o da guantidade de movimento pela variac o do tempo por aproximac o E Item a 25 E item b Item c m Total de estudantes 33 N o representa a soma dos itens a b e c E itema Eltemb 33 29 Representa graficamente alei fundamental dos movimentos por aproxima o da reta m dia 29 33 Item c 33 16 Reconhece e representa F como F varia o Q varia o t ou F m a 16 m Total de estudantes Gr fico 9 representa os estudantes gue especularam de forma complexa a lei fundamental
66. especular a experimenta o 4 4 3 2 An lise dos dados da fase III O resultado para o item que investiga a iniciativa dos estudantes em buscar solu es para os problemas de execu o do experimento s o encorajadores com 72 dos estudantes registrando em seus roteiros encaminhamentos que consideramos adequados para o funcionamento do experimento que atingiu uma propor o de estudantes que est o pensando o experimento e que conseguem expressar sua representa o nos roteiros Conforme o estudante 23 No procedimento II colocamos um banco embaixo do suporte que passa pela roldana para interromper a queda do suporte e consequentemente a velocidade No 214 procedimento II como dobramos a massa do carrinho tamb m dobramos a massa no suporte Acreditamos que aqueles que encontraram dificuldade no registro n o significa que n o tem representa o de como resolver os problemas por m possuem de forma incompleta e provis ria e que est em um processo de aperfei oamento e que nos orienta em continuar nas pr ximas atividades a provoca o a manipula o experimental e tamb m precisamos para a atividade de manipula o do carrinho de Fletcher apresentar em forma de minicurso as particularidades do carrinho para que a sua manipula o n o funcione como refor o ao obst culo epistemol gico que estamos em um processo de desconstru o da imagem m stica da experimenta o que identificamos nas origens que incrementam
67. est quente ou fria sabendo que lemos a temperatura num term metro n o a sentimos Bachelard 2009 p 14 Assim entendemos que toda experi ncia objetiva correta deve implicar sempre a corre o de um erro subjetivo Mas n o f cil destruir os erros um a um Bachelard 2009 p 13 Assim nesse processo de retifica o discursiva dos erros a precis o discursiva e social destr i as insufici ncias intuitivas e pessoais Quanto mais apurada a medida mais indireta ela A ci ncia do solit rio qualitativa A ci ncia socializada quantitativa Bachelard 2013 p 297 O caminho escolhido para destruir os erros e proporcionar a evolu o do racioc nio cient fico atrav s da atividade experimental valorizando um racionalismo e empirismo que um n o encerra o outro mas sim acontece uma retroalimenta o constante que pode proporcionar um a corre o do outro Em linhas gerais o devir de um racioc nio cient fico corresponderia a uma normaliza o transforma o da forma realista em forma racionalista Bachelard 2009 p 17 Desta forma o conhecimento cient fico depois de muitos exames particulares adotamos para os conhecimentos objetivos particulares a ordem realismo empirismo racionalismo Esta ordem gen tica Bachelard 2009 p 45 Tal ordem hier rquica Pode se discutir muito acerca de progresso moral do progresso social do progresso po tico do progresso da
68. esta perspectiva de erros retificados que caracteriza ao nosso ver o pensamento cient fico Bachelard 2013 p 14 O roteiro n o se problematiza e passa a impress o de uma lei geral provada naturalmente bloqueia as ideias e que constituir um obst culo aprendizagem A 69 falta da problematiza o e o roteiro que responde de modo global ou melhor responde sem que haja pergunta Bachelard 2013 p 71 De fato no ensino elementar essa lei o est gio no qual estancam os esp ritos de pouco f lego A lei t o clara t o completa t o fechada que n o se sente necessidade de estudar mais de perto o fen meno Com satisfa o do pensamento generalizante a experi ncia perdeu o est mulo Bachelard 2013 p 71 72 Acaba restando apenas um avan o com a tecnologia que est sendo utilizada com toda a sua praticidade na coleta de dados e com a facilidade da constru o gr fica atrav s da interface com o computador Para refor ar a argumenta o citamos Pinho 2000 As conclus es s o muitas vezes tiradas em casa longe dos aparelhos e do fen meno A conclus o torna se dif cil assim como a an lise detalhada dos dados obtidos porque o fen meno fica reduzido a um conjunto de n meros Continua a cr tica ao colocar que Para um f sico treinado o qual viveu o fen meno durante meses estes n meros s o excelentes representa es do pr prio fen meno e para o estudante meros e
69. estudantes 04 dos 07 estudantes estudante 15 ao 21 Grupo 4 do 06 dos 06 estudantes 06 dos 06 estudantes 03 dos 06 estudantes estudante 22 ao 28 Grupo 5 do 03 dos 07 estudantes 07 dos 07 estudantes 05 dos 07 estudantes estudante 29 ao 37 Estudantes que responderam total de 23 26 23 32 participantes Os dados escolhemos apresentar no gr fico a seguir 213 Caracter sticas do perfil do experimentador 35 30 25 20 15 10 5 0 Solu es para os problemas de Manipula o da entidade execu o quantidade de movimento u 23 mil a 26 Il b 23 N mero de estudantes E Total de estudantes 32 32 Total de estudantes n o representa a soma dos itens e sim o n mero de estudantes investigado mi mill a ll b mTotal de estudantes Gr fico 7 Caracter sticas do perfil de experimentador Nesta fase do nosso espiral os estudantes adquirem caracter sticas de forma provis ria de experimentadores que defendemos na cultura de experimenta o e da racionalidade que acompanha tal cultura estudantes experimentadores que manipulam o aparato experimental e que resolvem problemas de execu o Ao mesmo tempo que especulam atrav s de articula es de rela es de proporcionalidade entidades da f sica Aumentando o realismo destas na maneira como as representam Na pr xima subse o exploraremos aspectos dos dados obtidos e que se articulam com as caracter sticas que os estudantes apresentam ao manipular e
70. estudantes que o aproximem do esp rito cient fico 1 2 O PROBLEMA DE PESQUISA O mote da nossa pesquisa surgiu das minhas inquieta es e da atividade de doc ncia no ensino de f sica no Col gio Estadual do Paran onde h uma estrutura de laborat rios F sica Qu mica Biologia Matem tica Arte e L nguas um planet rio e um observat rio astron mico todos acompanhados de professores com a forma o acad mica adequada Com tal combina o poss vel estabelecer um ambiente enriquecedor para combinarmos de forma a aproximar o racionalismo ao empirismo para enriquecer as media es nos processos de ensino aprendizagem 22 em uma esp cie de constante tens o entre o te rico e o experimental com a intencionalidade da alfabetiza o cient fica atrav s do aumento do realismo cient fico de entidades da f sica contextualizadas com o mundo da ci ncia e das suas tecnologias Acreditamos que a escola b sica ensino fundamental fase e Il e ensino m dio deve ser compreendido por parte do estudante que n o se trata de um instante um momento escolar e sim a escola algo perene para a vida toda tal caracter stica far parte do letramento cient fico que esse estudante adquirir ao longo de uma vida Por m a escola b sica de hoje mostra sinais que n o proporciona a forma o da investiga o racional cient fica pelo contr rio com um ensino tradicional de ci ncia alicer ado em livros did ticos na sua maiori
71. foi delimitado pelo professor e tamb m o encaminhamento experimental para o resolver Portanto o processo do que observar a coleta de dados e o enfoque de an lise dos dados j foi decidido e pr definido pelo professor e que para o perfil conceitual do professor todo o encaminhamento para a resolu o do problema faz todo o sentido Entretanto para o perfil conceitual do estudante a concep o para a resolu o do problema o mesmo Em outras palavras seguindo os roteiros fornecidos pelo professor pode se acreditar que os objetivos possam ser alcan ados Mas n o se pode afirmar como certo que todos os estudantes envolvidos na experimenta o observam da mesma 119 forma o fen meno e portanto teriam as mesmas proposi es de observa o ou seja que todos interpretam da mesma forma ou aceitam a validade e legitimidade das observa es O que ocorre de fato um dispendioso tempo por parte dos estudantes em operar o aparelho experimental com a sua relativa complexidade em coletar dados de forma sem a real compreens o do que E para que Est o sendo realizadas as medidas seguido de uma bateria de c lculos em busca do resultado certo e esperado sobrando muito pouco tempo para o processo de decis es e para a an lise dos dados e portanto neste enfoque o laborat rio mais encarado pelo estudante como motiva o e por aperfei oar seu manejo do aparato experimental Muitas vezes a complexidade dos equipame
72. identificar as causas dos acidentes bem como das les es graves ou fatais nos ocupantes de ve culos automotores Principal causa da morte dos ocupantes choque contra o volante e ou painel eje o do ve culo Figura 14 contexto da import ncia da utiliza o do cinto de seguran a Acompanhado dos seguintes questionamentos Hipoteticamente o que pode minimizar os efeitos em uma batida para os ocupantes do ve culo considerando para uma mesma velocidade e para um ve culo com a mesma massa 1 uma colis o r pida com um obst culo parado ou uma colis o demorada com o mesmo objeto parado Justifique 2 uma batida de maior dura o por m com uma for a pequena ou uma batida muito r pida por m com uma intensidade de for a maior Justifique A montagem do aparato experimental ser de responsabilidade dos estudantes para familiariza o com o aparelho experimental e um roteiro para a manipula o das entidades te ricas para a especula o de como esses tipos te ricos relacionam se em quest es de proporcionalidade 146 Tabela 18 manipula o das rela es de proporcionalidade da lei fundamental dos movimentos RECORDANDO 1 Em um sistema isolado com resultante de for as externas nula a quantidade de movimento do sistema conservada 2 Defini o da quantidade de movimento A m V m dulo ATIVIDADE V LEI FUNDAMENTAL DOS MOVIMENTOS Segunda lei de Newton PRIMEIRA PARTE Explorando rela
73. levando o estudante espiritualmente para longe da sala de aula A caracter stica do experimentador que busca aproxima es entre os dados coletados e manipulados atrav s dos c lculos com o modelo escolhido os resultados da manipula o complexa em termos de equival ncia entre F e AG At e o ajuste da reta m dia na constru o artesanal do gr fico relativo a lei fundamental dos movimentos s o expressivos com 75 8 e 87 9 respectivamente Que fortalecem a nossa cren a que uma manipula o racional e emp rica de uma entidade da f sica acaba aumentando o seu realismo para aqueles que a experimentam mesmo que se trate de uma entidade te rica Ainda em termos da especula o complexa surgem insights que corroboram com nossa decis o de n o contornar a utiliza o da linguagem f sico matem tica necess ria a manipula o da lei fundamental dos movimentos indicamos para corroborar com nosso argumento que 48 5 dos estudantes passaram a reconhecer a For a F como o produto da massa pela acelera o assim como a raz o da varia o da quantidade de movimento pela varia o do tempo Esses dados ilustram ind cios de um afastamento da especula o leiga e intuitiva para uma especula o complexa como exemplo descrevemos a representa o do estudante 32 do grupo 5 quando procura a equival ncia entre as colunas da tabela relativo a F e AG At Que a equa o parece estar correta portanto a lei de Newton se suste
74. lucro mas que n o contribuiu para a evolu o da manipula o das entidades de forma especulativa complexa Portanto com a n o valoriza o da pr xima casa decimal os estudantes n o se apegar o com um valor num rico valorizado e n o ter o grandes dificuldades em trabalhar com as aproxima es que nos interessam como compara o com a teoria que manipulada na experimenta o Hacking ensina que 168 Depois de brincar um bocado algu m percebe que uma das aproxima es se encaixa perfeitamente com os fen menos Nada na teoria sugere que a aproxima o escolhida seja a verdade mas ela deve ser encarada como a verdade se que algo pode s lo Cartwright alega que a pr pria teoria n o tem nenhuma verdade em si mesma Quando pensamos nisso nos lembramos de que a teoria apenas uma aproxima o Se algo pass vel de ser verdadeiro s podem ser as aproxima es e n o a teoria fundamental Hacking 2012 p 317 Nossa sequ ncia did tica com as problematiza es iniciais de cada atividade seguidas de guias de especula o que no in cio da sequ ncia os estudantes utilizam de especula es primeiras e ing nuas que n o conseguem interagir com o mundo que contextualizamos nas situa es problema mas na medida que os trabalhos experimentais entrela ados com estruturas te ricas e matem ticas permitem que esses mesmos estudantes especulem de uma forma complexa apoiados por uma linguagem f sico matem
75. manipuladas atrav s do aparelho experimental e dos elementos articuladores entre eles o c lculo no manuseio da linguagem f sico matem tica Palavras chave G nero Racioc nio Laborat rio F sica Racional Emp rico ABSTRACT MUCHENSKI Julio Cesar Laboratory reasoning gender in physical teaching the physical entities manipulated by the experimental apparatus and the joint by calculation with the handling of mathematical physical language 2015 272 p Dissertation of Professional Master s in Scientific Technological and Teaching Graduate Program with Training in Science Technology and Teaching PPGFCET Federal Technological University of Paran UTFPR Curitiba 2015 This assignment is a qualitative research on mediation scripts in the teaching learning experiment of Newton s second law We started the research with documentary analysis of the historical demand looking diagnose the production of script about second law on last fifty years based on the historical archives of the Col gio Estadual do Paran The results of the literature search showed that there was not didactic methodological development in relation the guidelines for execution of experimental practices around Newton s second law Even with the technological and instrumental development of laboratories already interfaced with photogates and computers the scripts still prefer a traditional school design highly reproductivist science We conclude from si
76. mica de Newton n o incomum encontrarmos refer ncias teol gicas mesmo no Principia est o l E tantos outros textos encontramos refer ncias sobre alquimia claro que n o intencionamos levantar 83 hip teses que deponham contra a contribui o de Newton para a f sica mas quanto desse envolvimento com uma metaf sica pode ter colaborado com o Newton especulador modelando certos aspectos da natureza e provocando um di logo entre o racional e o emp rico e de como Newton elaborou sua filosofia experimental Certamente foi observando experimentando e calculando Mas tamb m recorrendo a m ltiplas especula es J h muito tempo os historiadores da ci ncia assinalaram o papel das ideias religiosas no pensamento de Newton Por diversas vezes ele afirmou que o espa o era sensorium Dei em outras palavras Deus est presente em toda parte na natureza e pode agir sobre ela sua vontade Mas Newton n o foi apenas um crist o Como Lord Keynes escreveu em 1947 bem poss vel que tenha sido tamb m o ltimo dos magos Ele deixou de fato um n mero consider vel de manuscritos sobre alquimia e foi como um adepto que fez experi ncias Embora alguns historiadores sejam reticentes pesquisas empreendidas nos ltimos vinte anos sugerem fortemente que Newton deve muito aos autores herm ticos e at mesmo os utilizou em benef cio da sua ci ncia Thuillier 1994 p 147 Interessa nos apenas do pensamento teo
77. modo geral permeia o esp rito conservativo por instinto preferindo aquilo que o confirma em vez daquilo que o contradiz apreciando muito mais as respostas do que as perguntas Com tal conservadorismo cessa o crescimento espiritual BACHELARD 2013 e a proposta formativa que pretendemos ter muitas 23 dificuldades de ser implantada comecando pelos professores e sua in rcia acad mica e metodol gica Perguntamo nos quais as origens da atividade experimental alicer ada em um ensino tradicional de ci ncia e da nossa pesquisa inicial percebemos que algumas empresas e profissionais que manufaturam materiais para experimenta o em f sica est o envolvidos por uma concep o de experimenta o ancorado na vis o tradicional do ensino da ci ncia f sica em particular tal evid ncia aparece nos manuais e roteiros que acompanham os materiais de experimenta o os quais n o foram alterados quase absolutamente nada nos ltimos 50 anos e que ainda seguem tend ncias e contribui es dos guias para o ensino de F sica dos PSSC Portanto o problema a ser resolvido e que ser a nossa contribui o encontra se em propor uma troca de uma metodologia de experimenta o de ensino de f sica que aparentemente apresenta caracter sticas de um realismo ing nuo e um empirismo claro quando trata do pensamento pedag gico de como ensinar f sica na escola b sica Para uma metodologia de experimenta o que apostar na intersec
78. muda tudo POSTMAN 1994 p 27 E o principal que n o nos tornemos profetas de um olho s POSTMAN 1994 p 15 ou seja que nem fa amos uma defesa como tecn filo apenas analisando as maravilhas da nova tecnologia E nem como tecn fobo simplesmente descartando qualquer virtude poss vel de uma nova tecnologia devemos sim assumir uma postura de imparcialidade e calcular de forma embasada e articulada as consequ ncias da mudan a tecnol gica 158 Um exemplo de como nas tecnocracias modernas ocidentais que originaram se do mundo medieval europeu a tecnologia do rel gio mec nico inserido na cultura a transformou foi um dos requisitos necess rios organiza o do capitalismo para o estabelecimento de hor rios e jornadas de trabalho Resumindo sem o rel gio teria sido imposs vel haver capitalismo O paradoxo a surpresa e a curiosidade foi que o rel gio foi inventado por homens que queriam dedicar se mais rigorosamente a Deus ele terminou como a tecnologia de maior uso para os homens que queriam dedicar se mais rigorosamente a Deus ele terminou como a tecnologia de maior uso para os homens que desejavam dedicar se acumula o de dinheiro POSTMAN 1996 p 24 A inser o do rel gio pode ter provocado uma revolu o de cunho epistemol gico a respeito de uma nova concep o de tempo Por m para o ator mergulhado no momento hist rico em que tal inser o de ferramenta tecnol gica n o
79. na cita o de Kapitza Para que um estudante compreenda um experimento ele pr prio dever execut lo mas ele entender melhor se al m de realizar o experimento ele construir os instrumentos para a sua experimenta o Ramos Ferreira 1998 p 376 Priorizou se como objeto de pesquisa as concep es alternativas dos estudantes e nos chamados conflitos cognitivos que at pouco tempo foi considerado a solu o para uma aprendizagem significativa mas que j mostrou se falha pois sabemos que desconstruir o senso comum dos estudantes em prol de uma vis o mais cient fica de mundo uma tarefa deveras rdua o que poss vel um aperfei oamento de determinados perfis conceituais em alguns casos Simplesmente porque aspectos da pr tica social dos estudantes s o extremamente marcantes e detentores da forma o dos mesmos inclusive influenciando sua forma o acad mica e interferindo nas propostas t midas dos processos de ensino aprendizagem da escola Ent o o que pareceu que era o caminho na vis o do perfil conceitual do professor mas ignorando relativamente a pr tica social dos estudantes apesar da aposta do conflito cognitivo na inten o da desconstru o do senso comum dos 122 estudantes pela substitui o de uma vis o mais elaborada e cient fica de mundo entretanto ignorado o quanto a pr tica social do estudante intensa na forma o de suas estruturas cognitivas e que o aperfei oamento
80. no ensino de f sica o estudante adquira um g nero de racioc nio do experimentador A maioria dos f sicos experimentais mant m posturas realistas quanto a algumas entidades te ricas exatamente aquelas que utilizam Hacking 2012 p 370 Pois muitas das nossas pr ticas experimentais envolvem a manipula o de entidades te ricas que os estudantes calculam medem e as articulam com outras entidades A realiza o de experimentos a respeito de uma entidade n o significa necessariamente comprometimento com a cren a em sua exist ncia E apenas a manipula o de uma entidade que acarreta tal comprometimento Hacking 2012 p 370 Por fim na quest o problematizadora de n mero quatro quisemos investigar como os estudantes percebem a ci ncia como doutrina em que devem crer de forma infal vel Ou se percebem a ci ncia como um processo de constru o humana que constantemente reformada ou substitu da por um modelo revolucion rio portanto fal vel Portanto queremos entender a origem da alta confiabilidade da ci ncia como representa o para os estudantes 97 Tabela 9 representa a situa o problema sobre a confiabilidade da ci ncia 4 SITUA O PROBLEMA confiabilidade na Ci ncia Nos an ncios de produtos nos meios de comunica o somos constantemente avisados da efici ncia destes produtos que s o comprovados cientificamente como na figura ao lado como o encarte do produto ao
81. nossa pesquisa um assunto controverso entre partid rios do Galileu Experimentador que afirmam que suas ideias lhe ocorreram ao manipular bolas e planos inclinados animado pela constante preocupa o de dialogar com os fatos Thuillier 1994 p 117 E 74 ve L Figura 8 afresco de Giuseppe Bezzuoli agui reproduzido tem a intenc o de representar um dos supostos experimentos de Galileu na presenca de Giovani de M dici Fonte http www artinvest2000 com bezzuoli giuseppe galileo piano inclinato html E dos partid rios do Galileu te rico gue se Galileu formulou corretamente uma teoria do movimento porgue foi antes de tudo um te rico capaz de fazer especula es ousadas sobre os fen menos Thuillier 1994 p 117 Pensamos que vale o risco pois Galileu mostra nuances de um te rico e experimentador que estabelece um movimento de representa o de um Galileu te rico e ou um Galileu Experimentador que sim do nosso interesse como interc mbio e retroalimenta o Com exemplos de um preciosismo inerentes do perfil de um experimentador quando descreve experimentos com o plano inclinado que tenha ele realizado de fato ou descrito de forma a enfeitar o seu corpo te rico ou melhor enfeitar uma experi ncia imagin ria atingiu seu objetivo inspirando nos a defender um ensino de f sica racional e emp rico e que acreditamos ter tamb m influenciado o pensamento de Newton Escolhemos refletir sobre o expe
82. o aspecto da confiabilidade da ci ncia que in meras reas se utilizam da vis o err nea da ci ncia e do chamado cientificamente comprovado Tal vis o remonta de caracter sticas do Positivismo Escola de Comte que de forma alguma queremos criticar mas algumas das caracter sticas incorporadas em m todos de ensino tradicional de origem behavioristas que alicer aram essa forma de representa o da imagem da ci ncia 3 3 1 1 Por que n o estamos criticando o Positivismo de Comte Sobre a filosofia Positivista s cabe o nome de ci ncia de conhecimento certo aquele saber que pode ser controlado pela matem tica depois de registrados os fatos pela experi ncia e for til para a vida TORRES 1957 p 207 Anunciado por Comte assim o verdadeiro esp rito positivo consiste sobretudo em ver para prever em estudar o que a fim de concluir disso o que ser segundo o dogma geral da invariabilidade das leis naturais COMTE 1978 p 131 Com a caracter stica primordial de combater a metaf sica que n o pode ser experimentada e que pregava um progresso cont nuo alicer ado na hist ria da ci ncia europeia que a humanidade passaria de um est gio teol gico para um estado positivo ou cient fico passando pela metaf sica Comte com a virtude de abordar os princ pios de cada ci ncia segundo uma perspectiva hist rica possivelmente influenciado pelos fil sofos e historiadores como David Hume 1711 1776
83. o da cultura tecnologia no qual h uma passagem que recupera a hist ria do julgamento de Thamus tal hist ria contada em Fedro de Plat o S crates conta a Fedro uma hist ria sobre um grande rei do 152 alto Egito o rei Thamus em um di logo com o deus Theuth inventor de muitas coisas apontando pr s e contras de v rias das inven es de Theuth Thamus indagou sobre o uso de cada uma delas e enquanto Theuth discorria sobre elas expressava aprova o ou desaprova o medida que julgasse as afirma es de Theuth bem ou mal fundamentadas Levaria tempo demais repassar tudo o que relatou sobre o que Thamus disse a favor ou contra cada inven o de Theuth Mas quando chegou na escrita Theuth declarou Aqui est uma realiza o meu senhor rei que ir aperfei oar tanto a sabedoria como a mem ria dos eg pcios Eu descobri uma receita segura para a mem ria e para a sabedoria Com isso Thamus replicou Theuth meu exemplo de inventor o descobridor de uma arte n o o melhor juiz para avaliar o bem ou dano que ele causar naqueles que a pratiquem Portanto voc que pai da escrita por afei o ao seu rebento atribui lhe o oposto de sua verdadeira fun o Aqueles que a adquirirem v o parar de exercitar a mem ria e se tornar o esquecidos confiar o na escrita para trazer coisas sua lembran a por sinais externos em vez de faz lo por meio de seus pr prios recursos internos O que voc descob
84. o do segundo grau e como classific la reconheceram a familiaridade com o que estavam estudando em matem tica e logo ficou definido que a lei fundamental dos movimentos tratava se de uma rela o do primeiro grau e que determinava um resultado gr fico linear Foi solicitado a manipula o gr fica pela oportunidade novamente do refor o da ideia de aproxima o pois os estudantes tiveram que ajustar a reta m dia em rela o aos pontos tra ados e eventualmente deixando alguns pontos fora da reta Portanto uma compreens o de aproxima o com o modelo e uma forma de representa o atrav s de diagrama gr fico que caracteriza um uma sondagem do aperfei oamento individual epistemol gico das entidades manipuladas daqueles que conseguiram realizar os gr ficos Outro aspecto que sondamos a representa o dos estudantes da lei fundamental dos movimentos com F definido como AG At e quantos conseguem perceber que se trata da segunda lei de Newton definida como a igualdade F m a Definido nossos apontamentos sempre orientados por nossa matriz dial gica apresentaremos os dados que recortamos da produ o dos estudantes em rela o a segunda parte da atividade V que explicamos no cap tulo tr s Tabela 28 registro da manipula o complexa da lei fundamental dos movimentos Grupos Manipula o complexa da lei fundamental dos movimentos a Reconhece a b Representa c Reconhece e equival ncia
85. o entre teoria e pr tica experimental articulados atrav s da especula o complexa com modelos f sicos e estruturas de linguagem f sico matem ticas A experimenta o como definimos acompanhada da utiliza o com propriedade da tecnologia como especulador complexo convergente ao que esperamos de um sistema de cren as que os estudantes construir o uma imagem da ci ncia de um construto humano que possui uma demanda hist rica e filos fica que confirma tal constru o Apresentamos a seguir um fluxograma que ilustra o mote da nossa pesquisa 24 PROBLEMA PR TICO roteiros de laborat rio do ensino de f sica constru dos com uma proposta de reprodu o de instru es com uma intencionalidade de comprova o de um tipo te rico e que parecem utilizar de caracter sticas do positivismo tal como tentativa de descoberta ou comprova o de leis Guia n o problematizado e que n o promove a dial tica entre o racional e o emp rico E que n o sofreram qualquer altera o did tico metodol gico nos ltimos 50 anos apesar das inova es e incrementos tecnol gicos HIP TESES i A manipula o de tipos da f sica utilizando de aparelhos experimentais do tipo artesanal e tecnol gico adotado em um m todo de ensino de f sica que aposta em uma dial tica entre o racional e o emp rico alinhados com uma concep o contempor nea da ci ncia de investiga o para resolu o de quebra cabe as enriquece o proces
86. o provas de leis ou teorias com par metros estabelecidos para observa o experimental fundamentados nas pr prias leis ou teorias Come amos o segundo cap tulo destacando nossa inspira o de ensinar f sica ainda na fase do ensino fundamental desde as s ries iniciais por m escolhemos descrever uma de nossas atividades did ticas com o s timo ano do EFII sobre sensa o t rmica e a utiliza o de um instrumento objetivo para medir temperatura Embora n o esteja a pr tica relacionada com a lei fundamental dos movimentos pedimos licen a em tratar dessa pr tica que desenvolvemos com o s timo ano por entendermos ser de fundamental import ncia para justificarmos o ensino da f sica mais cedo na escola b sica Que seria na nossa vis o a melhor forma de evitarmos que um ensino equivocado de ci ncia afastado da objetividade da f sica possa constituir uma s rie de obst culos epistemol gicos que mais tarde os estudantes alfabetizados nesse ensino equivocado apresentar o em rela o a tipos da f sica trabalhados no ensino m dio Depois desse destaque do porqu ensinar f sica desde o ensino fundamental o exemplo que pedimos que acompanhem fica justificado pois parece mostrar um caminho promissor para a forma o do esp rito cient fico na escola b sica promovendo um letramento cient fico adequado Passamos ao mote da nossa pesquisa pelo problema pr tico a pr tica experimental do laborat rio de F sica do Col gio Es
87. o trabalho em uma perspectiva s cio cultural segundo Vygotsky 1896 1934 em que o indiv duo mais experiente e mais preparado professor ou par estudante pode auxiliar o estudante em trilhar o seu caminho em busca do conhecimento ou ressalvando conforme Bruner 1986 pensando no parceiro no ensino aprendizagem como andaime aquele que possui um perfil epistemol gico Bachelard 2013 mais avan ado em rela o a uma determinada entidade te rica ou entidade observ vel experimental Hacking 2012 Acreditamos que no processo de assimila o de conhecimento e posterior equilibra o para modifica o e enriquecimento do arcabou o conceitual do estudante todos alcan ar o alguma 89 evolu o na vis o de mundo evoluindo de uma tica pr cient fica e caminhando para uma tica cient fica caracterizando nossa inten o de encultura o cient fica Apoiados em referenciais te ricos que apontam a atividade em grupo como enriquecedora na pr tica de verbalizar representa es de entidades manipuladas na experimenta o e do mote do trabalho de laborat rio que segundo Bachelard 2009 e Hacking 2012 devemos ensinar ci ncia atrav s do entrela amento entre o racional e o emp rico de forma tensionada e hierarquicamente equilibrada passamos a desenvolver roteiros que estimulassem a intera o e a discuss o e ao mesmo tempo fossem em car ter investigativo de situa es que problematizam contex
88. objeto aplicado uma for a em certo intervalo de tempo com a utiliza o de atividade experimental artesanal e tecnol gico com caracter sticas de experimental de resolu o de problemas e em uma abordagem de experimenta o onde teoria e experimento se equivalem e se equiparam 29 A atividade experimental artesanal e tecnol gica de car ter racional e emp rico em uma perspectiva s cio cultural permite ao estudante do ensino fundamental a modifica o das suas zonas de perfil conceitual em situa es que o par mais experiente auxilia o estudante na apropria o do conhecimento atrav s do di logo No EFII em particular para o estudante do 9 ano h a possibilidade que entenda modelos f sicos e utilize estruturas da linguagem f sico matem tica na investiga o de situa es problema cujas imagens representadas no aparelho experimental e relacionadas de forma provocar no estudante um g nero de raciocinar com a lei fundamental dos movimentos como modelo Que dessa forma apresente ind cios de um racioc nio abstrato caracterizando o como um especulador complexo diante do mundo da ci ncia e das tecnologias O jovem estudante do nono ano com um perfil especulador complexo na metodologia de ensino que propomos ser capaz de perceber a ci ncia e a tecnologia sem mistifica o e de forma n o doutrin ria portanto pode assim passar a manipular tipos da f sica e manipular o aparelho experimental com propriedade
89. of students in questionnaires before and after the sequence of activities We point out aspects of an evolution to a greater or lesser degree gender of reasoning associated with the laboratory culture with indications of a possible evolution of the profile epistemological of students regarding the physical entities manipulated by the experimental apparatus and the joint by calculation with the handling of physical mathematical language Keywords Gender Reasoning Laboratory Physics Rational Empirical LISTA DE FIGURAS Figura 1 esquema da delimita o do problema de pesquisa quest o de pesquisa e HIPOTESE Sra a a le crian oi e di dica cida ion Dao caga A E Er a di dai 24 Figura 2 contracapa do manual da Bender elaborados pelo Pe Aloysio Vienken 60 Figura 3 p ginas retiradas do guia original traduzidas do PSSC com orienta es sobre a segunda lei de Newton rear ereaararararaaaaraaaanea a 63 Figura 4 p gina que representa a montagem experimental da 2a lei de Newton retirada da tradu o do guia do PSSC eee 64 Figura 5 p ginas do manual de roteiros de experimenta o de estudante do ensino m dio do antigo CEFET PR Fonte apostila de experimenta o para estudantes do ensino t cnico do CEFET PR 1980 e rrrerarerraaa 65 Figura 6 p gina do guia de experimenta o e de sugest es de roteiros do AZEHEB dai da a cda dada ed ad Sd dia de ad SU A dan a blan
90. os estudantes vasculhem esses tipos de tal forma que o pormenor de uma experi ncia espec fica sempre ser poss vel ao esp rito cient fico variar lhe as condi es para dialetizar a experi ncia Bachelard 2013 p 21 O estudante instigado pela provoca o incomoda se com as identidades mais ou menos aparentes e exige sem cessar mais precis o e por conseguinte mais ocasi es de distinguir Bachelard 2013 p 21 Em uma escala de objetividade de uma atividade para a outra auxiliada por uma matem tica discursiva em contraponto de uma lei formulada em uma matem tica vaga que satisfaz a pouca necessidade de rigor das mentes sem nitidez Bachelard 2013 p 279 Assim deixando de lado o discurso que ouvimos muitas vezes de que a ci ncia dif cil e que as ci ncias se especializam Mas quanto mais dif cil uma obra mas educativa ela ser Quanto mais uma ci ncia especial mais concentra o espiritual ela exige Bachelard 2013 p 309 Trata se de um alinhamento com a ci ncia praticada de forma moderna com um arrebatamento conforme pensamos de exig ncia e necessidade matem tica Ele aspira a uma maior matematiza o a fun es matem ticas mais complexas e mais numerosas Bachelard 2009 p 37 Nesse contexto de uma f sica que se constr i com n meros n o h lugar para um ensino que se d ao desfrute de atender o conforto de mentes que se recusam a abstra o com
91. particularidades vivenciadas no espa o do laborat rio e que poderemos depois dialetizar com nossas quest es norteadoras e tamb m na descri o do desenvolvimento da metodologia Acreditamos que assim efetivamos o pensar sempre a pr tica freiriano 4 2 FORMANDO O CORPUS PARA A PESQUISA A O A abordagem de pesquisa apoiar se na concep o de pesquisa a o como investiga o de pesquisa educacional para o encaminhamento dos trabalhos nossa pesquisa estar alicer ada na espiral lewiana pois o planejamento din mico e deve sofrer replanejamentos sucessivos de acordo com as respostas das a es realizadas depois das an lises e reflex es devemos sempre retomarmos o planejamento das pr ximas a es Destacando que a pesquisa qualitativa e que investigaremos as fontes dispon veis orientados pelos eixos que alicer am a nossa pesquisa conforme o esquema a seguir 180 Pesquisa qualitativa Referencial te rico Coleta de dados Matriz dial gico de cada atividade da sequ ncia onani TIC Pesquisa Question rio Produ o dos estudantes nas atividades da sequ ncia did tica Figura 19 representa o que orienta a metodologia de pesquisa Da constata o da n o evolu o da experimenta o a respeito da lei fundamental dos movimentos no CEP que conclu mos da nossa investiga o do acervo hist rico e com a inten o de balizar o mote da nossa pesquisa Escolhemos a
92. pensar sempre a pr tica com essas primeiras informa es podemos estruturar um planejamento em espiral bem alicer ado cada etapa deve ser pensada considerando os seus objetivos Optamos por an lise de conte do em rela o aos dados com recortes dos textos com relev ncia para nossa investiga o primeiro em rela o as poss veis representa es dos estudantes que formam as suas concep es a respeito da ci ncia alicer adas em algumas caracter sticas de base filos fica que acaba por influenciar o ensino E tamb m um segundo olhar para a concep o de laborat rio e as origens de tal conhecimento e conforme a categoriza o em que as letras tamb m ser o entendidas como ndices optamos em criar categorias para cada quest o do question rio conforme apresentaremos na tabela a seguir 187 Tabela 23 Categoriza o das concep es dos estudantes continua Quest es Categorias 9 U9U EUOIDEI PPeUIGUUOD OB NIJSU0D w 9 esugJodusjuoo no ejsodejsnieumnop jeuoiipei o 9 U9U EUOIDEI PPeUIquIOS 0B NSUOD w 3 esug odwazuos no ejsodeisnieuunop 1 euoppei p onugBu OUSIA ISOd 0199 wn op LISALE O enugbu eISIANNpu og ejuasoid y q n o n o oJojjued ap euaio ouguunoq e onugbu ousI e91 onugbu ows aynpul no onugBu OUISIANISOd op seasusjoe1e9 Pp SPJISIJ Sl9 BINIALISXI O n o 9 oounusio NO v gstuue
93. quartos ou uma outra fra o repetindo essas experi ncias mais de cem vezes verificamos sempre que os espa os percorridos estavam entre si como os quadrados dos tempos fosse qual fosse a inclina o do plano ou seja do canal pelo qual se fazia descer a bola Thuillier 1994 p 120 121 Na rica descri o de Galileu reconhecemos o habilidoso experimentador tenha ele realizado a experi ncia ou apenas a idealizado iniciamos apontando como ele solucionou a dificuldade de trabalhar com um corpo em queda devido dificuldade de tomadas de tempo que hoje a cronometramos com fotogates Mas que na poca n o havia ao m nimo um cron metro manual e que ele resolveu estudando o movimento em um plano inclinado com pequena inclina o e utilizando de um suposto grande balde de gua A gua escoava por um orif cio feito no fundo e era em seguida pesada com a ajuda de uma balan a muito sens vel Thuillier 1994 p 121 Com o conhecimento as quantidades de gua coletadas era poss vel determinar as diferen as e propor es entre os tempos Thuillier 1994 p 121 Outro aspecto que nos chama a aten o para a cria o do fen meno descrito por Galileu foi o cuidado em isolar o sistema preciso ainda que o canal seja perfeitamente retil neo preciso al m disso estar seguro de que deslizamentos parasitas n o ir o perturbar a trajet ria da bola Thuillier 1994 p 134 E ainda com a inte
94. queremos coletar dados para uma an lise preliminar afim de obter o perfil da turma 184 em rela o a imagem que formam sobre ci ncias assim para balizar a constru o da primeira atividade did tica em forma de roteiro sobre atividade experimental Com o primeiro esbo o do nosso espiral auto reflexiva que se propor a nortear os trabalhos de pesquisa a o educacional descremos as a es principais vinculadas a primeira fase no espiral auto reflexivo i Nossa inquieta o inicial estava relacionada com a atividade experimental desenvolvida no laborat rio do CEP com roteiros planejados com caracter sticas de um ensino tradicional da ci ncia que apontamos como ineficientes para o aperfei oamento de um senso comum dos estudantes mais cient fico Inquieta es que foram refor adas com a nossa investiga o da pr tica experimental sobre a segunda lei de Newton e da sua n o evolu o Em uma perspectiva de elabora o do novo m todo de ensino de F sica para o CEP decidimos iniciar por conhecer como os estudantes representam imagens sobre a ci ncia e sobre as entidades relacionadas com a lei fundamental dos movimentos atrav s da aplica o de um question rio ii Estava estabelecido um contexto de pesquisa um col gio com estrutura de laborat rio de F sica com rotina de pr ticas experimentais entretanto com percep o de atividade experimental ancorada em um ensino tradicional de ci ncia Do di logo co
95. quest es respondidas individualmente Optamos em investigar nas 4 primeiras quest es temas relacionados com concep o de ci ncias e nas 5 ltimas quest es temas relacionados com a lei fundamental dos movimentos 4 4 1 1 Recorte do corpus de dados do question rio Depois da leitura flutuante sobre o material relativo a elabora o das respostas do question rio optamos em realizar um primeiro olhar para o entendimento de ci ncias pelos estudantes que encerram o ciclo do ensino fundamental Il pois completam um ciclo onde j iniciaram sua educa o cient fica formal na escola portanto j devem possuir concep es sobre temas relacionados com a ci ncia rela es entre ci ncias e a sociedade e sobre ci ncias e as tecnologias Escolhemos iniciar a apresenta o dos dados pelas primeiras quatro quest es que aparecer o na pr xima tabela pois sondar as no es dos estudantes em rela o como os estudantes segundo o seu sistema de cren as representa a imagem da ci ncia relevante para escolher a melhor sequ ncia did tica para aprimorar as concep es dos estudantes pois esses podem conceber a ci ncia como processo din mico e em constru o ou uma vis o associada com uma imagem de uma ci ncia est tica automatizada e doutrin ria refor ada pelo ensino tradicional de ci ncia que tiveram no ensino fundamental O ensino de ci ncia pode estar alinhado com uma concep o ou outra Agimos assim pois propomo nos a
96. rio nos ajudam a enriquecer a discuss o Ainda no mesmo cap tulo concentramos em referendar os pressupostos metodol gicos da sequ ncia de atividades que foram trabalhados com os 32 estudantes desde o question rio inicial para o conhecimento das representa es dos estudantes a respeito da ci ncia e das entidades da f sica relacionadas com a lei fundamental dos movimentos at a atividade final de manipula o das entidades no programa Tracker Aproveitamos assim para justificar o produto que propomos como alternativa para o ensino de f sica na escola b sica desde o ensino fundamental com uma metodologia que promove um equil brio entre o racional e o emp rico atrav s de aparelhos artesanais e tecnol gicos para especula o complexa de entidades da f sica Por acreditarmos que a encultura o cient fica pode acontecer em qualquer idade da vida acad mica dos estudantes colocamo nos no quarto cap tulo a investigar representa es dos estudantes a respeito do ensino de ci ncia no nono ano do ensino fundamental Il nas representa es dos estudantes identificamos uma forma o em ci ncia nos moldes tradicionais e que foram refor adas no espa o escolar E que tamb m lhes foi apresentada como perempt ria associado em alto grau de confiabilidade com as corriqueiras divulga es midi ticas de exposi o de produtos atestados cientificamente No mesmo cap tulo quatro realizamos a pesquisa a o com o apoio da mat
97. seguir ajudar na montagem experimental DANDO NOME AOS ELEMENTOS ENVOLVIDOS agora discuta com seu grupo sobre os elementos observados durante esse primeiro procedimento experimental e represente os por uma letra e nomeio os MOMENTO DO GRANDE GRUPO exponha ao grande grupo professores e estudantes os elementos envolvidos no experimento para encontrarmos um consenso para prosseguirmos a experimenta o SEGUNDO PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL agora que escolhemos no grande grupo o que observar proporemos tr s atropelamentos Respeitando as posi es do carrinho e do livro conforme as marcas que s o apresentadas na bancada de trabalho produzam o atropelamento com apenas uma massa no suporte e escolham no grupo uma forma de guardar a informa o do deslocamento do livro atropelado 1 Neste momento o par mais experiente auxiliar no consenso da nomea o e dos elementos que estar o envolvidos no atropelamento e que nos interessam durante a observa o experimental Varia o da velocidade do carrinho gt AV For a motora gt que no experimento ser a for a gravitacional que atua na massa pendurada no suporte Massa do carrinho gt m 2 Chamamos de carrinho ao conjunto de carrinho barbante suporte e massa no suporte II Neste segundo atropelamento solicitado que o grupo decida como atropelar novamente o livro que retornou a sua marca original mas agora sem alterar a posi o e a massa do
98. solu es de problemas relacionados com contextos do cotidiano dos estudantes e que poderemos criar fen menos no espa o do laborat rio e atrav s de modelos aproximar com aqueles contextos problematizados que desejamos investigar Com a delimita o do problema de pesquisa e com a inten o de construirmos uma alternativa metodol gica para trabalhar a segunda lei de Newton percebemos a necessidade de esclarecer como representamos a experimenta o no ensino de f sica assim dedicamos na sequ ncia em esclarecer como entendemos um ensino de entidades da f sica apostando na constante tens o entre a teoriza o e o empirismo 17 1 1 A EXPERIMENTA O COMO MEDIADOR NOS PROCESSOS DE ENSINO E APRENDIZAGEM O experimentar na metodologia que propomos intencionalmente proporcionar aos estudantes a desconstru o do senso comum de base animista que determina uma valoriza o priori de uma qualidade imediata que percebida numa intui o direta pode entravar os futuros progressos do pensamento cient fico tanto quanto a afirma o de uma qualidade oculta ou ntima Bachelard 2013 p 127 Tal substancializac o das intui es primeiras e empirismos primeiros adjetivam ideias vagas em demasia dando um car ter subjetivo aos aspectos de entidades da f sica que s o necess rios objetivar E tal substancializa o permite uma explica o breve e perempt ria Falta lhe o percurso te rico que obriga o esp rito ci
99. tica Tal consci ncia e reflex o sobre a sua metodologia proporcionaria aos professores um pensamento pedag gico de n o ignorar que seus estudantes adolescentes entram na aula de f sica por exemplo com muitas primeiras intui es de mundo baseados nas suas percep es primeiras com um realismo ing nuo e uma forma o emp rica primeira bem definidos e que funcionar o como um obst culo epistemol gico BACHELARD 2013 para a mudan a para uma nova cultura Com a clareza do desafio de proporcionar aos estudantes a desconstru o das no es pr cient ficas alicer adas no senso comum e no realismo ing nuo e que enra zam obst culos que resistem para uma mudan a para um racioc nio cient fico permeado de racionalidade Somente com um pensamento pedag gico que considere o desafio de um letramento cient fico s rio as reformas de curr culo de metodologias de estrutura e de financiamento ser o efetivamente consideradas Portanto em vez de criticarmos os colegas professores os convidamos para contribu rem para um novo pensamento pedag gico de uma nova escola que se mostre eficiente na contribui o da forma o cient fica dos nossos estudantes com 249 tal demanda de uma comunidade escolar letrada cientificamente exigir do sistema um maior investimento em nossas escolas nos professores e em nossos estudantes O melhor recado que a comunidade escolar pode oferecer aos gestores e assim exigindo uma maior demanda d
100. tinham o prop sito de que os estudantes discutissem sobre a confiabilidade da utiliza o do tato como indicador de temperatura com toda 50 a sua subjetividade Tamb m o motivo da espera de tr s minutos das m os em contato com uma na gua quente e a outra na gua gelada antes de colocar as m os na gua na temperatura ambiente para indicar se esta estava quente ou fria E por fim destruir tal intui o animista de medir temperatura de forma empirista sensorial e que estes aperfei oando o perfil epistemol gico em torno de uma forma objetiva de indicar a temperatura assim sugerindo uma outra forma de tal indica o ou seja a utiliza o de term metros Todos os grupos ao experimentarem de como enganar o tato na percep o da temperatura da gua na temperatura ambiente mostraram se surpresos em que para uma das m os aquela que estava na gua quente ela sentisse a gua fria e para a outra m o que estava na gua gelada sentisse a gua quente Fotografia 3 estudantes contestando a intui o por sensa o t rmica Fonte Muchenski J C Em 15 de agosto de 2008 Com os estudantes convencidos da inefic cia da intui o por sensa o t rmica e quando indagados nos grupos da confiabilidade ou n o da sensa o t rmica manifestaram a necessidade de uma medida de temperatura atrav s do term metro portanto uma medida objetiva de temperatura Ent o retomaram a tabela 1 que haviam preenchido e que pe
101. uma afirma o universal tamb m falsa Um problema no cerne da quest o do indutivismo ing nuo que leis e teorias s o descobertas a partir de uma base experimental e s o testadas cientificamente segundo e a luz das teorias obtidas indutivamente de proposi es de observa o singulares que eventualmente podem ser falsas Base experimental Descoberta de leis e teorias Teste segundo par metro da pr pria lei ou teoria Testadas cientificamente Figura 10 esquema representando teste experimental submetido aos par metros da lei ou teoria que o prop s Na tentativa de justificar o princ pio da indu o apela se para a l gica Mas falha pois as proposi es de observa o utilizados no indutivismo ing nuo n o 118 equivalem as premissas da l gica em veracidade por n o permitirem o contradit rio Acaba que o problema da indu o o de utilizar da indu o para justificar a pr pria indu o Sendo mais preciso na concep o de Hacking 2012 Verdade e estilo de racioc nio formam uma esp cie de c rculo virtuoso no qual a verdade o que n s descobrimos de um tal modo N s a reconhecemos como verdade por causa de como n s a descobrimos E como n s sabemos que o m todo bom Porque ele obt m a verdade Hacking 2012 p 16 Parodiado por Hacking 2013 p 26 27 no seu ensaio introdut rio para o quinquag simo anivers rio da edi o de A Estrutura Das Revolu e
102. uma maior abstra o Ainda na quest o 06 surgiram entre as respostas dos estudantes pelo menos 08 estudantes o termo impulso e n o sabemos se elaborado de forma adequada mas que surge a possibilidade de explorar como a for a aplicada em um corpo durante um determinado intervalo de tempo Na quest o 07 apresentamos na situa o problema a import ncia do cinto de seguran a como contexto com a inten o de como os estudantes entendem a rela o entre for a e tempo durante uma colis o para uma mesma varia o da velocidade Em outras palavras quer amos identificar quantos dos estudantes eram capazes de perceber se a dura o da intera o entre o cinto e a pessoa quanto mais demorada menor a intensidade da for a para uma mesma varia o da quantidade de movimento Propositalmente os itens a e b da quest o 07 tinham a inten o de provocar a contradi o nas respostas dos estudantes que n o possuem uma representa o clara da rela o entre a for a e o tempo de intera o durante a colis o E constatamos que apenas 08 entre os 29 estudantes corroboraram a resposta do item 7 a com a resposta do item 7 b portanto mesmo que de forma elementar sem a geometriza o possuem uma representa o adequada da rela o inversa de proporcionalidade entre for a e tempo de intera o Por outro lado no restante dos estudantes 21 dos 29 apareceram respostas contradit rias entre os itens a e b
103. verifica o falsifica o ou conjectura e refuta o mas sim de acumular construtivamente conceitos e um corpo de conhecimento Hacking 2012 p 67 Significativamente relacionados com os tipos te ricos da lei fundamental dos movimentos Estrat gia que adotaremos na sequ ncia did tica em que os estudantes manipular o essas entidades de tal forma que as imagens que o estudante constr i a respeito desses tipos te ricos incluam se no seu sistema de cren as Intu mos que atividade experimental fornecer evid ncias fortes do realismo cient fico das entidades manipuladas Que podem ser regularmente manipuladas e relacionadas com outras entidades na produ o de fen menos para investigar aspectos da natureza Queremos que os estudantes manipulem for a varia o da quantidade de movimento e tempo de intera o que manipulados atrav s do aparelho experimental deixam de ser hipot ticos quando os utilizo para investigar outras coisas como de certa forma estivessem manipulando uma folha de papel Tornando se assim ferramentas instrumentos da pr tica e n o do pensamento 21 Objetivamos que os estudantes inseridos nessa cultura de laborat rio adquiram uma postura de realismo cient fico a respeito de certas entidades estas como ferramentas manipul veis que podemos interferir com outras entidades de maneira causal caracter stica da lei fundamental dos movimentos Acreditamos que com a manipula o experimental de
104. vista psicol gico igualmente claras O estudo sistem tico dos perfis epistemol gicos evidenciaria muitas oscila es Bachelard 2009 p 43 E como o entendimento desse processo ajudar nos na elabora o de uma metodologia de ensino de f sica que considere e admita o conhecimento pr vio dos estudantes e o quanto dif cil aperfei oar o perfil epistemol gico desses estudantes Consideramos importante citar algumas realiza es de Newton que podem corroborar da representa o de uma imagem de Newton diferente daquela de endeusamento de um Newton g nio que ao nosso ver n o contribui para o chamamento dos estudantes para o campo f sico matem tico da ci ncia que nos interessa vamos mais longe diria que tal imagem de Newton genial cria um obst culo aos estudantes para estudar a mec nica Vamos iniciar por um tipo te rico do nosso interesse a for a que Newton esmiu ou no Principia em particular a for a de intera o dist ncia entre massas cujo valor das leis matem ticas engendradas por Newton apesar da resist ncia foi reconhecido Mas Leibniz para citar um caso t pico censurou o por ter reintroduzido no bojo da atra o universal as qualidades ocultas Thuillier 1994 p 154 Duas massas atraindo se dist ncia Quanto mist rio e Newton foi acusado de ocultismo A acusa o era grave recorrer a uma for a oculta era aos olhos dos partid rios de Descartes uma monstruosidade epistemol
105. 0 0 120 120 Casc o devolve 40 80 120 Garotinho ganha 120 0 0 120 E o resumo da hist ria Nessa hist ria todos os meninos ganham ou perdem figurinhas Mas h algo que se conserva 0 que Figura 12 Maur cio de Souza Essa historinha um resumo O original completo encontra se na revista Casc o n mero 98 Acompanhando o resumo da hist ria uma outra atividade Ill para manipula o da conserva o da quantidade de movimento Tabela 16 atividade para manipula o da conserva o da quantidade de movimento Continua OBJETIVO Apresenta o da Lei da conserva o da quantidade de movimento e uma sequ ncia de experimentos com laborat rio de baixo custo com a intencionalidade de ressalvar a lei de conserva o EXPERIMENTO I COLISAO ENTRE ESFERAS MET LICAS MATERIAL UTILIZADO KIT IBEC canaleta met lica e esferas met licas de massas iguais 138 PROCEDIMENTO posicione as esferas justapostas na parte central da canaleta Desloque uma das esferas para at o alto da inclina o ela dever ser abandonada da parte mais elevada da canaleta com a inten o de uma colis o com as demais Observe e anote o que acontece com as esferas ap s a colis o Repita o procedimento abandonando duas esferas simultaneamente uma junto da outra Realize tamb m uma colis o abandonando tr s esferas OBSERV O sistema consiste no conjunto de esferas cons
106. 14 colis o de um carro antigo mais r gido e um carro moderno menos dlo llo e G GTB E skon ao ii one Da d n Kan dano doo E El ae lano 103 Tabela 15 tabela elaborada do original do GREF eee 137 Tabela 16 atividade para manipula o da conserva o da quantidade de movimento COMNUA s cas tnadaad cn dnenta ca didi faca dad do di a da da co dba dd 137 Tabela 17 atividade da sequ ncia did tica de geometriza o para manipular quantidade de movimento massa e velocidade ContinUa 140 Tabela 18 manipula o das rela es de proporcionalidade da lei fundamental dos MOVIMENTOS asa e BLEU o Vo ob oo DRE 146 Tabela 19 manipula o da lei fundamental dos movimentos por articula o do c lculo de tabela e de gr fico usisisisas ia aiii a ada 158 Tabela 20 resumo do tutorial utilizado na manipula o das entidades da 2 Lei OO NUNS a Ss aa dead AD ed Sa Ui a a a AV 166 Tabela 21 elaborada conforme a matriz dial gica problematizadora Kemmis e leite 6 F La p PR 0 V E DU O O E O O 173 Tabela 22 constru da levando em conta os agentes professores e estudantes o contexto e os eixos te ricos continua lt lt lt lt lt lt lt cccccrerrrre 173 Tabela 23 Categoriza o das concep es dos estudantes continua 187 Tabela 24 conhecimento pr vio dos estudantes sobre entidades e aspectos relacionados com a lei fundamental dos m
107. 191091 O ejndruewu Quotura nim q DPEPAEUODIOdOIT OP ESIDAUT OL LJAI R 2D0YU0ODAI oduro 10e 9 PIO JOUDU 917U9 OR LJOI e ejndiuei e 06 9PepidojoA esse anus opsenbope 2 opuagosiad O op aqueynsas e erdue gt guens O O 200UUODAI A U OL LJAI renda q mup OP PIDOTOA e euve esseur L A U ghep e endwey e 05 apeproojoA erod esseu ep ojnpoid o ouro O ojuotuTaotu op pepnuenb oqosuoy o OJUSUITAOUI ap opepnuenb e vorpouw v ioy onb opusug q OPEJOSI BUIS SIS O OL LATOSUOD OjuauIrAou ap opepnuenb e ejuosoidoy e saquepmsg N jm jn 11 12 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 25 26 27 28 29 30 237 31 32 33 U 7 24 31 26 20 15 11 25 18 20 17 14 16 10 Total E tamb m reproduzimos os dados no gr fico a seguir com a inten o da visualiza o entre os estudantes que representaram as entidades mesmo que de forma provis ria em rela o ao n mero total de estudantes investigados Representa es dos estudantes ap s a sequ ncia did tica 9 35 30 B 25 G 20 w 15 o o 10 v E o i Quest o 05 Quest o 06 Quest o 07 Quest o 08 Quest o 09 E Letra A 24 15 18 17 16 m Letra B 26 11 20 14 10 m Letra C 20 25 E Total de estudantes 31 31 31 31 31 Tot
108. 1996 p 37 Orientados por Bachelard 2013 n o nos surpreendemos com as cren as de Newton permeando seus trabalhos na poca mesmo em que compunha suas 86 grandes obras tinha uma concep o muito mais m gica e muito mais animista da natureza que a dos nossos qu micos Thuillier 1994 p 162 Muitos daqueles que negam essa imagem de Newton pois n o concebem o Newton que sintetizou a f sica da sua poca e que resolveu uma quantidade imensa de problemas com rigorosa linguagem f sico matem tico e que ao mesmo tempo possa tamb m apresentar sinais de obst culos animistas como as que reconhecemos em express es como o antim nio digerido a alma do ferro tornou se totalmente vol til o ouro come a a se purificar Thuillier 1994 p 162 Sinais de obst culos epistemol gicos de um esp rito pr cient fico Quando o conhecimento emp rico se racionaliza nunca se pode garantir que valores sens veis primitivos n o interfiram nos argumentos De modo vis vel pode se reconhecer que a ideia cient fica muito usual fica carregada de um concreto psicol gico pesado demais que ela re ne in meras analogias imagens met foras e perde aos poucos seu vetor de abstra o sua afiada ponta abstrata Bachelard 2013 p 19 De fato n o absolutamente garantido que a filosofia mecanicista tenha expulsado de imediato as tradi es alquimistas Thuillier 1994 p 163
109. 22 lei de Newton apesar de todo o avan o tecnol gico e que est dispon vel em nosso laborat rio a escolha da an lise documental pareceu vantajoso vantagens entre as quais destaca se uma fonte est vel e rica que perdura ao longo do tempo e que podem ser consultados v rias vezes e com diferentes enfoques de interesse de pesquisa al m de apresentar como uma fonte contextualizada de informa es e que utilizaremos para evidenciar e sustentar as afirma es que produziremos Segundo Holsti 1969 Quando duas ou mais abordagens do mesmo problema produzem resultados similares nossa confian a em que os resultados reflitam mais o fen meno em que estamos interessados de que os m todos que usamos aumenta HOLSTI 1969 p 17 Portanto fazendo uma an lise documental nos arquivos hist ricos do CEP em particular a respeito da pr tica sobre a segunda lei de Newton procuramos investigar e entender como foi o comportamento da experimenta o nos ltimos 50 anos Portanto nosso problema de investiga o se limitou a Como se apresenta a 6 Para Pinho 2000 trata se da modalidade de laborat rio did tico mais difundido Tal laborat rio tem a caracter stica de valorizar a participa o dos estudantes que s o divididos em pequenos grupos Entretanto apesar desta caracter stica interessante de participa o ativa por parte dos estudantes a proposta bastante engessada por motivos bvios da limita o do tempo destina
110. 7 de 07 do estudantes estudantes estudantes estudantes estudantes estudantes estudantes estudante 15 ao 21 Grupo 4 06 dos 07 02 dos 07 03 dos 07 05 dos 07 05 de 07 03 de 07 05 de 07 do estudantes estudantes estudantes estudantes estudantes estudantes estudantes estudante 22 ao 28 Grupo 5 07 dos 07 06 dos 07 01 dos 07 06 dos 07 00 dos 07 01 de 07 00 dos 07 do estudantes estudantes estudantes estudantes estudantes estudantes estudantes estudante 29 ao 37 Emy Sego 32 15 13 25 19 18 15 BED 2705 os no u 2 dm Em seguida o gr fico representativo dos dados coletados e registrados na tabela 25 207 Atividade Ill da sequ ncia did tica a 2 UW 3 E 30 5 25 9 20 v 15 o 10 e 5 5 0 z Experimento xperimento II Experimento III m Letra A 32 13 19 m Letra B 15 25 18 Letra C 15 m Total de estudantes 33 33 33 Total de estudantes n o representa a soma das letras A B e Ce sim o n mero de estudantes investigado mletraA mletraB LetraC m Total de estudantes Gr fico 6 dados relativos as manipulac es da guantidade de movimento e conservac o da quantidade de movimento e sistema isolado Tivemos impress es relevantes em rela o aos dados coletados na fase II que analisaremos da pr xima subse o 4 4 2 2 An lise dos dados da fase Il do nosso espiral auto reflexivo Para o experimento identificamos como os estudantes tem dificuldade em desprezar o atrit
111. A O formado pelo conjunto de carrinhos depois do instante que um deles foi colocado em movimento E gt a E gt Figura ilustra o dos carrinhos enfileirados QUEST ES 1 Quando um carrinho lan ado contra os outros ele possui quantidade de movimento proporcional sua massa e velocidade Ao ocorrer os sucessivos choques o que acontece com essa quantidade de movimento 2 Em qual das situa es a velocidade do primeiro carrinho da fila comparada a daquele que foi lan ado foi menor A que se deve tal diferen a 3 Para a situa o da quest o anterior onde a velocidade ap s as colis es foi bem menor que a de lan amento correto dizer que a quantidade de movimento do carrinho tamb m foi bem menor Justifique Quest o final para cada experimenta o houve a atua o de alguma for a externa ao sistema durante a intera o entre os elementos que constitu am o sistema 3 3 2 2 Segundo contexto manipulando a quantidade de movimento Para explorarmos as rela es de proporcionalidade atrav s de uma geometriza o simples entre massa velocidade e quantidade de movimento Consideraremos para a problematiza o o jogo de rugby o qual um esporte de contato a maior parte do tempo com constantes atropelamentos mostraremos tamb m um v deo mostrando algumas dessas intera es entre os jogadores 2 SITUA O PROBLEMA TROMBADAS SEM VITIMAS Os equipamentos utilizados s o chuteira s
112. ANDO LIVROS DE F SICA FERRAMENTA TE RICA em F sica trabalha se com grandezas f sicas que se conservam por exemplo o que trataremos nesta atividade experimental Ren Descartes fil sofo do s culo XVII foi quem primeiro a empregou Para ele Deus teria criado no Universo uma quantidade determinada de repouso e movimento que permaneceriam eternamente imut veis Atualmente a F sica n o utiliza 141 ideias religiosas para corroborar teorias a no o de conserva o dos movimentos presentes na concep o de Descartes ainda permanece v lida Lei da conserva o da quantidade de movimento ou seja em um sistema isolado se um corpo perde seu movimento um outro corpo deve receber esse movimento de modo que a quantidade de movimento total se mant m sempre a mesma OBJETIVO Em grupo desenvolveremos uma pr tica com a intencionalidade de investigar coisas da F sica que est o relacionados em um atropelamento controlado dentro de um laborat rio de f sica e que ningu m sair machucado a experimenta o servir para enriquecer e ressalvar discuss es em torno desses conceitos da F sica MATERIAL Carrinho de madeira com rolamentos moedas de massas conhecidas barbante suporte roldana e sua bancada de trabalho PRIMEIRO PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL coloque uma massa no suporte que est amarrado no barbante e tamb m no carrinho pendure o passando pela roldana e ent o deixe o carrinho correr a figura a
113. ARTNER C Teaching as a subversive activity New York Dell Publishing Co 1969 219p PSSC F sica Parte Parte Il Parte III Parte IV tradu o autorizada com direitos reservados para o Brasil pelo IBECC UNESCO Bras lia Universidade de Bras lia 1963 PSSC Guia do Professor de F sica Parte I Parte II Parte III Parte IV traduzido e adaptado pela Funda o Brasileira para o Desenvolvimento do Ensino de Ci ncias e pelo Centro de Treinamento de Professores de Ci ncias de S o Paulo CECISP S o Paulo Edart 1963 SKINNER B F artigo escrito por FERRARI M na revista eletr nica nova escola dispon vel em lt Http revistaescola abril com br historia pratica pedagogica skinner 428143 shtml gt Acesso em 31 08 2013 s 09 33 h SKINNER B F artigo escrito por FERRARI M na revista eletr nica Educar para Crescer dispon vel em lt Http educarparacrescer abril com br aprendizagem bf skinner 307060 shtml gt Acesso em 31 08 2013 s 11 24 h 265 SNOW C P As Duas Culturas E Uma Segunda Leitura S o Paulo Edusp 1995 THUILLIER P De Arquimedes a Einstein Tradu o Maria In s Duque Estrada Rio de Janeiro Jorge Zahar Ed 1994 TORRES J C de O O Positivismo no Brasil Rio de Janeiro Editora Vozes 1957 TRACKER Dispon vel em http paginapessoal utfpr edu br fhmatsunaga arguivos para download Acesso em 20 03 2013 TRIVINOS A N S Introdu o pesquisa em ci ncias soci
114. Aqui destacamos o quanto o esp rito de Newton foi forte e rigoroso ao transpor tais obst culos epistemol gicos e reconhecida evolu o do perfil epistemol gico dos tipos te ricos da f sica que se prop s a manipular no Principia E no sentido que desejamos para a nossa metodologia de ensino que no eixo experi ncia raz o e no sentido da racionaliza o que se encontram ao mesmo tempo o risco e o xito S a raz o dinamiza a pesquisa porque a nica que sugere para al m da experi ncia comum imediata e sedutora a experi ncia cient fica indireta e fecunda Portanto o esfor o da racionalidade e de constru o que deve reter a aten o do epistem logo Bachelard 2013 p 22 Portando pela tica epistemol gica a imagem de Newton virtuosa de certa forma como modelo de f sico e como idealiza o do m todo ela nos lembra que Newton tinha uma consci ncia aguda da diferen a entre enunciados puramente especulativos e enunciados bem confirmados pela experimenta o Thuillier 1994 p 169 Agora que chamamos a aten o para a lei fundamental dos movimentos e uma aposta de como ela foi pensada por Newton podemos retomar nosso mote de pesquisa e de como interessa nos conhecer o senso comum dos estudantes para que ent o possamos propor uma experimenta o que objetive a desconstru o de ju zos equivocados a respeito de tipos da f sica 87 Colocamo nos a construir um questio
115. ENDO A UTILIZAR O TRACKER 1 Neste tutorial usaremos como exemplo o v deo Carrinho de Fletcher Primeiramente necess rio que se abra o v deo ou imagem Para isso clique em Arquivo e em Abrir O v deo aberto no seu primeiro frame Abaixo do v deo apresentada uma barra de ferramentas N mero do frame que Taxa de est sendo passagem Configura es apresentado do v deo do v deo 011 100 asp E l N Taxa de Barra de Adianta ou apresenta o rolagem do atrasa 1 do video video frame Figura 15 imagem do programa Tracker representando o intervalo do filme escolhido para an lise 25 09 2014 s 14 48 h Continua 2 3 4 5e 167 6 An lise dos gr ficos o programa 2 Piot e Fit statistics C Coordinates C Siope Area permite continua T Figura 16 imagem do programa Tracker das gt 0 4 ferramentas de especula o complexa gr fico e aproxima o do modelo que representa a curva 25 09 2014 s 15 35 h i 1 i i i i i i 1 i i Li 0 20 0 25 0 30 0 35 0 40 0 45 0 50 0 55 0 60 0 65 0 70 0 75 t Parameter Value a 5 395E0 Fit Builder Do J zese lc asse Fit Equation y a t 2 b t c utot rms dev 1 370E 3 Com isso poss vel identificar a fun o que representa a curva analise e procure rela es entre o tempo e a quantidade de movimento varia o e anote a constante A em seguida as anote no quadr
116. F m a trabalhada de forma convencional nas aulas do professor de ci ncia e da forma usual como aparece nos livros did ticos da escola b sica Outro ponto importante o jogo bilateral no exerc cio da raz o em que o participante andaime enriquecem a racionaliza o para si e para os outros pois somente verbaliza aquele que j possui alguma representa o E somente o espa o cultural do laborat rio permite o estreitamento da parceria e o jogo bilateral de um di logo de representa es abstratas n o est o jogando conversa fora e sim dialogando sobre entidades da ci ncia O cotidiano da cultura de laborat rio disponibiliza particularidades que uma li o expositiva de forma tradicional n o capaz de proporcionar Situa es que surgem n o esperadas que desafiam o modo de pensar e o caracterizam de forma nica para o ensino de ci ncia pensando nas diferentes fun es e nos problemas que surgem de execu o durante o manuseio de um aparelho experimental parecendo nos adequado para o letramento cient fico de especula o complexa de entidades da ci ncia Deixamos portanto como sugest o o prolongamento da nossa sequ ncia did tica pois sentimos que ela n o se esgotou na manipula o da lei fundamental dos movimentos no programa Tracker pelo contr rio mostrou se promissora na medida que os estudantes instrumentalizaram se nos diferentes aparatos e que assim poder amos explorar as virtudes e defeitos de c
117. III por Hume e recordado por Hacking 2012 Foi como se diss ssemos se n o podemos atingir um conhecimento seguro que pelo menos possamos atingir um conhecimento prov vel com bases seguras sendo que essas bases podem ser garantidas por observa es feitas de forma correta A partir da faremos generaliza es com base em experimentos corretamente conduzidos realizaremos analogias e chegaremos a conclus es cient ficas Hacking 2012 p 193 O risco das generaliza es a partir de premissas de observa es particulares e dos aparatos metaf ricos aplicados para diferentes contextos produzirem resultados equivocados s o apontados por Hacking 2012 quando cita Hume tendo reconhecido a defici ncia em 1739 Para ele nenhum fato particular pode nos oferecer raz es suficientes para que ergamos afirma es gen ricas ou fa amos alega es a respeito do futuro Hacking 2012 p 194 88 Ent o passei a elaborac o de roteiros com uma proposta de interac o por parte dos estudantes e gue apresentassem um perfil de maior investigac o de situa o problematizadora arriscando com a proposi o de experimenta o de cunho mais instigante para superar os roteiros do tipo de simples reprodu o Representados nos manuais ou guias da Ci ncia Normal conforme denominado por Kuhn 2006 e que argumenta Por exemplo esses textos frequentemente parecem implicar que o conte do da ci ncia exemplific
118. No mesmo pref cio da primeira edi o que Newton aponta a respeito da mec nica que ele chamou de racional que ser a ci ncia dos movimentos que resultam de quaisquer for as e das for as exigidas para produzir quaisquer movimentos rigorosamente propostas e demonstradas Newton 2008 p 14 E ainda no mote que nos interessa Newton ainda indica que o tipo te rico for a e a partir dos fen menos de movimento investigar as for as da natureza e ent o dessas for as demonstrar outros fen menos Newton 2008 p 14 Orientados por Newton sentimo nos vontade de especular sobre o modo de raciocinar newtoniano utilizando de uma linguagem abstrata f sico matem tico para relacionar entidades como for a quantidade de movimento e tempo de intera o O racionalismo newtoniano dirigiu toda a f sica matem tica do s culo XIX Bachelard 2009 p 30 Em nossa opini o a partir do momento em que se definiram em correla o as tr s no es de for a massa de acelera o realizou se imediatamente um afastamento relativamente aos princ pios fundamentais do realismo dado que qualquer destas tr s no es pode ser apreciada atrav s das substitui es que introduzem ordens real sticas diferentes Ali s a partir da exist ncia da correla o poder se deduzir uma das no es seja ela qual for a partir das outras duas Bachelard 2009 p 28 Portanto Bachelard 2009 aponta o aperfei oamento da epis
119. O nome do pr dio era Progresso e Poder POSTMAN 1994 p 45 Da n o neutralidade da ci ncia percebemos nas ltimas d cadas em que ocorre uma revolu o com a ruptura da teocracia para o tecnop lio onde o dom nio do conhecimento estabelece as rela es de poder e que um ex rcito de usu rios leigos atrav s do consumo sem o devido conhecimento cient fico e tecnol gico est o submetidos a tais monop lios de conhecimento 154 Para Harold Innis que falou repetidas vezes dos monop lios do conhecimento criados por importantes tecnologias Ele referia se precisamente ao que Thamus tinha em mente aqueles que t m o controle do funcionamento de uma tecnologia particular acumulam poder e de maneira inevit vel forma uma esp cie de conspira o contra aqueles que n o t m acesso ao conhecimento especializado tornando dispon vel pela tecnologia POSTMAN 1994 p 19 O indiv duo social contempor neo deve ter uma forma o cient fica tecnol gica consistente e reflexiva para perceber os pr s e contras de qualquer inser o de uma novidade tecnol gica em sua cultura com a propriedade de avaliar suas implica es e decidir em utilizar e divulgar ou simplesmente boicotar a tecnologia e ajudar a formar ju zos contr rios a tal novidade em seus pares culturais No tecnop lio como modelo de cultura promove se o uso pr tico da tecnologia e quanto maior a praticidade melhor entretanto sem a propriedade
120. UNIVERSIDADE TECNOL GICA FEDERAL DO PARAN PROGRAMA DE P S GRADUA O EM FORMA O CIENT FICA EDUCACIONAL E TECNOL GICA PPGFCET JULIO CESAR MUCHENSKI G NERO DE RACIOC NIO DE LABORAT RIO NO ENSINO DE F SICA ESPECULA O COMPLEXA DE TIPOS DA F SICA NO MANUSEIO DE ATIVIDADES EXPERIMENTAIS ARTESANAIS E TECNOL GICAS DISSERTA O CURITIBA 2015 JULIO CESAR MUCHENSKI G NERO DE RACIOC NIO DE LABORAT RIO NO ENSINO DE F SICA ESPECULA O COMPLEXA DE TIPOS DA F SICA NO MANUSEIO DE ATIVIDADES EXPERIMENTAIS ARTESANAIS E TECNOL GICAS Disserta o de mestrado em Forma o Cient fica Educacional e Tecnol gica da Universidade Tecnol gica Federal do Paran Area de Concentra o Ci ncia Tecnologia Sociedade e Meio Ambiente Linha de Pesquisa Tecnologias de Informa o e Comunica o no Ensino de Ci ncias Orientador Prof Dr Awdry Feisser Miquelin CURITIBA 2015 Dados Internacionais de Cataloga o na Publica o M942g Muchenski Julio Cesar 2015 G nero de racioc nio de laborat rio no ensino de f sica especula o complexa de tipos da f sica no manuseio de atividades experimentais artesanais e tecnol gicas Julio Cesar Muchenski 2015 265 f il 30 cm 1 suplemento Acompanha Racional e emp rico caderno pedag gico 76 f resumo em ingl s Disserta o Mestrado Universidade Tecnol gica Federal Texto em portugu s com do Paran Programa de
121. UPO vamos escolher agora um nome para a combina o dos dois elementos que influenciaram em um atropelamento mais intenso ou menos intenso tamb m escrever a rela o matem tica e em que unidade mediremos esta nova grandeza E a montagem do aparelho experimental faz parte das caracter sticas que desejamos do estudante experimentador o carrinho utilizado do kit da IBEC Fotografia 7 carrinho do conjunto do IBECC alinhado com a proposta do PSSC para realiza o da parte artesanal da experimenta o da 2 lei de Newton Fonte MUCHENSKI J C 2013 A experimenta o no ensino de f sica acompanhado de um aparato tecnol gico n o deve comprometer as rela es de aprendizagem como barreira por apresentar um aparato que dificulte sua utiliza o mudando o foco do estudante 143 para o aparelho t cnico e assim tomando a maior parte do tempo da atividade em detrimento dos momentos de reflex o sobre a problematizac o da abordagem experimental Portanto far parte da desmistificac o para o estudante em relac o ao aparelho experimental a solicitac o da sua montagem Como desmistificar a ci ncia e aproximar as massas dos conhecimentos e aplica es cient ficas al m do contexto escolar Pode se buscar inspira o na viv ncia de Maurice Bazin 1970 73 nos bairros de lata do Chile na poca do governo de Unidade Popular em que leva a discuss o tica do cientista tornar se necess rio e trabalhar e
122. W Xn m B Que W NA AZ A ZA W massaA m 170 5 etapa 20 0 667s x 41 58 y 4 277E 2 r 41 68 theta 0 1 Controle de Tr O massa A 386 100 A arm 2 Figura 23 manipula o do v deo do carrinho de Fletcher com as ferramentas dispon veis no Tracker File Edit Display Help ESSES Dana me rerea rew x10 17 16 15 14 13 ia 14 TAg aa 04 11809 524 08 13 0 433 11814851 14 0 467 12 644 025 07 15 05 13 473 189 16 0 533 13 742 595 06 17 0 567 15 385 212 EI 0 6 17 302 473 05 19 0633 17 022 593 04 0 667 o 005 0 10 015 020 0 25 030 0 35 0 40 045 050 055 0 60 085 t Fit Equation px A t B fe 2191E3 Autofit rms dev 4 488E2 Drag table columns to yellow horizontal axis or green vertical axis for curve fitting non editable Figura 24 tabelas de dados gr fico e rela o matem tica obtidos com as ferramentas do Tracker Neste caso o valor medido pelo dinam metro foi de 0 26N para a for a impressora e portanto os estudantes esperavam o resultado da manipula o de AQ At F igual a 0 26N entretanto para o valor manipulado no Tracker foi encontrado o resultado de 0 23N Um resultado melhor em termos de erros
123. a o Em lugar disso seu objeto consiste em resolver um quebra cabe a cuja simples exist ncia sup e a validade do paradigma O fracasso em alcan ar uma solu o desacredita somente o cientista e n o a teoria A esse caso ainda mais do que ao anterior aplica se o prov rbio Quem culpa suas ferramentas o mau carpinteiro KUHN 2013 p 163 Portanto o que nos interessa na transposi o did tica do pensamento kuhniano o estreitamento entre ju zos formados pelos estudantes quando apresentado um paradigma em alto grau de abstra o generalidade e inclusividade e a atividade experimental com alguns experimentos exemplares que corroboram tal lei ou teoria Uma vez estabelecido o fen meno todas as experi ncias ulteriores nessa rea foram determinadas pelo paradigma Dado o fen meno de que outra maneira se poderia ter escolhido uma experi ncia para elucid lo KUHN 2013 p 95 Pelo contr rio Galileu interpretou observa es sobre o p ndulo Arist teles observa es sobre as pedras que caem Mas cada uma dessas interpreta es pressup e um paradigma Essas eram partes da ci ncia normal um empreendimento que como j vimos visa refinar ampliar e articular um paradigma que j existe KUHN 2013 p 214 215 Para que os estudantes possam aperfei oar o ajuizamento do tipo te rico e ent o quando defrontar com problematiza es o estudante com engenhosidade possa buscar solu es art
124. a o cursos oferecidos atrav s da empresa O Bender com seu nibus itinerante adaptado como um laborat rio de demonstra es experimentais e que o professor Pe Vienken utilizava como ferramenta de apoio em suas atividades nos cursos de forma o O movimento do qual o Pe Vienken fazia parte contrapunha se a um tipo de ensino praticado no Brasil que se caracterizava basicamente na transmiss o de conte do doutrinalmente apresentados nos livros texto adotados pelas institui es de ensino e que tinham o foco no preparo para os concursos vestibulares com um ensino de f sica como um amontoado de f rmulas matem ticas que deveriam ser memorizadas e uma sequ ncia de problemas matem ticos que visavam o treinamento destes alunos em uma perspectiva behaviorista priorizando a aprendizagem automatizada como prepara o para o concurso vestibular O movimento alinhado ao projeto PSSC propunha que a experimenta o tornar se ia um complemento ao corpo te rico trabalhado em sala de aula ent o surge a ideia do laborat rio tradicional de F sica com a utiliza o das demonstra es experimentais com a intencionalidade de enriquecer e ilustrar parcialmente o corpo te rico trabalhado pelo professor 116 z Outra caracter stica na proposta do projeto PSSC a intera o dos estudantes com a experimenta o manuseando o aparelho experimental com a inten o da forma o do jovem cientista que aprende ci ncia fazendo ci nci
125. a as met foras seduzem a raz o S o imagens particulares e distantes que insensivelmente tornam se esquemas gerais Uma psican lise do conhecimento objetivo deve pois tentar diluir sen o apagar essas imagens ing nuas Quando a abstra o se fizer presente ser a hora de ilustrar os esquemas racionais Bachelard 2018 p 97 Nossa proposta equipara a teoriza o com a experimenta o esta constitui se de particularidades que objeta al m do car ter usual de um instrumento como al m de um rg o do sentido Existe pois pelo menos uma rotura na objetividade e por isso que temos raz es para dizer que a experi ncia nas ci ncias f sicas tem um al m uma transcend ncia que ela n o est fechada sobre si pr pria Portanto o racionalismo que informa esta experi ncia deve aceitar uma abertura correlativa desta transcend ncia emp rica Bachelard 2009 p 15 O mote que escolhemos discutir do que racional e emp rico n o o de valorizar um em detrimento do outro ou de quem vem antes a teoria ou a experimenta o Ambos constituem armadilhas circulares que polarizam discuss es entre aqueles fil sofos da ci ncia que defendem o conjunto te rico e aqueles que defendem o conjunto experimental Ou devemos dizer que apesar de haver certa quantidade de teoria que precede certa pr tica de experimenta o existe determinada quantidade de 20 observa o e de experimento que precede a teoriza o
126. a para tanto a proposta era que os materiais constituintes dos kits apresentassem durabilidade e simplicidade assim facilitando a manipula o por parte dos estudantes acompanhados dos manuais ou guias de experimenta o em um aspecto de folheto tur stico KUHN 2013 p 59 Mesmo os pr prios cientistas t m haurido essa imagem principalmente no estudo das realiza es cient ficas acabadas tal como est o registradas nos cl ssicos e mais recentemente nos manuais que cada nova gera o utiliza para aprender o of cio Contudo o objetivo de tais livros inevitavelmente persuasivo e pedag gico um conceito deles haurido ter tantas probabilidades de assemelhar se ao empreendimento que os produziu como a imagem de uma cultura nacional obtida por meio de um folheto tur stico ou um manual de l nguas KUHN 2013 p 50 Como j afirmamos os kits eram acompanhados dos manuais que objetivavam que os estudantes redescobrissem a ci ncia e tamb m com aspectos de comprova o de leis da f sica com o princ pio da vericabilidade Assim o pensamento de Hume o lugar em que come a o crit rio de vericabilidade que intencionava distinguir o nonsense a metaf sica do discurso dotado de significado a ci ncia principalmente Hacking 2012 p 111 Agora a simples presen a do laborat rio tradicional melhora a aprendizagem A proposta de acrescentar cor contraste curiosidade de objetos n o usuais e event
127. a 17 esquema adaptado para a nossa pesquisa do espiral auto reflexivo de KEM AGA cassia ias A ves ii cds E Quo no maia irado dada di La ia dosta 170 Figura 18 modelo simplificado de uma das fases do espiral auto reflexivo 170 Figura 19 representa o que orienta a metodologia de pesquisa 180 Figura 20 espiral representando a primeira fase da nossa pesauisa ac o 185 Figura 21 tela do INEP mostrando o IDEB observado e o projetado para o CEP Fonte portal do INEP dispon vel http ideb inep gov br resultado resultado resultado seam cid 5381442 03 01 2015 aSr KOV q PORRADA R a S OT O P E 192 Figura 22 manipula o da lei fundamental dos movimentos para o carrinho de Madea RN RR RN NA RS R RO AOP O ROTO RER 228 Figura 23 manipulac o do v deo do carrinho de Fletcher com as ferramentas disponiveis NO TACKRORas 20 050 sono aa zdi Bun boji do ooo 229 Figura 24 tabelas de dados gr fico e rela o matem tica obtidos com as ferramentas do Tracker asus nesriiasdepelriedastiare Sides caca IRL ICI Co a Res ii vadne ak rota Oie Disto LRES ERR ea 229 Figura 25 modelo de ilustra o de evolu o do perfil epistemol gico de entidades OE E OPORU PE VOP OPOP ER EVE SVETE AETA VER DEDICO DE E OPOP PRO O PPOR VETO VRR PROV 239 LISTA DE FOTOGRAFIAS Fotografia 1 disposi o do laborat rio de F sica com a inten o de propiciar um ambiente colaborativo Fonte Muchenski J C
128. a 2 a montagem do quebra cabe as Fonte Muchenski J C Em 15 de ago de 2008 Que uma simples ideia pode desencadear toda a atividade experimental e criar um contexto que possa ser trabalhado e que entrelace de forma a provocar um 48 meio tensionado entre a teoria e o emp rico para a investiga o racional de conceitos da f sica Tal cuidado de vincular o ensino de ci ncia trabalhado em sala de aula com a atividade desenvolvida no laborat rio de F sica para que o estudante n o tenha a interpreta o de que a experimenta o apenas uma atividade l dica um chamamento para a F sica mas sim que est integrado no ensino de ci ncia Para corroborar com nossa hip tese de que os estudantes se utilizam das suas intui es primeiras para interpretar o mundo apresentamos uma problematiza o simples e alguns questionamentos para mostrarmos como obst culos epistemol gicos podem atrapalhar a racionaliza o sobre entidades como por exemplo a temperatura A seguir apresentamos a problematiza o inicial Tabela 2 a problematiza o inicial conectando a disciplina de ci ncia cm o laborat rio de f sica Est quente ou frio 1 Apresentado os materiais complete a tabela de acordo com a sensa o de quente ou frio Quadro que representa a tabela de indica o se um objeto est quente ou frio Materiais apresentados Sensa o t rmica Quente Frio Madeira Moeda Isopor
129. a a remo o dos quais ser conveniente distingui las entre absolutas e relativas verdadeiras e aparentes matem ticas e comuns Newton 2008 p 44 Somente pode descrever o caminho rduo da abstra o aquele que o percorreu parece assim que Newton descreve a necessidade de vencer os preconceitos Seguimos adiante e podemos citar Newton novamente a respeito da segunda lei retirado do Principia qual do nosso interesse e que ser manipulada na sequ ncia did tica que proporemos Lei II A mudan a de movimento proporcional for a motora imprimida e produzida na dire o da linha reta na qual aquela for a imprimida Se qualquer for a gera um movimento uma for a dupla vai gerar um movimento duplo uma for a tripla um movimento triplo seja aquela for a imprimida de uma nica vez ou gradual e sucessivamente Esse movimento sendo sempre orientado na mesma dire o da for a geradora caso o corpo se mova antes adicionado ou subtra do do primeiro movimento dependendo se eles cooperam na mesma dire o ou se s o diretamente contr rios um ao outro ou obliquamente combinados quando obl quos de modo a produzir um novo movimento composto a partir da determina o de ambos Newton 2008 p 54 Interessa nos tamb m a clareza que Newton exp s sobre a intera o entre corpos considerados em um sistema isolado e portanto livres de qualquer for a imprimida externa ao sistema dos dois cor
130. a busca de solu es de problemas utilizando o laborat rio como atividade experimental concreta ou de experi ncia de pensamento KUHN 2013 p 173 podem incrementar as aulas de f sica 3 3 1 O Racional o Emp rico e a Especula o Como Elemento Articulador Os estudantes parecem nas suas cren as e da forma como representam a imagem da ci ncia que esta tenha adquirido uma imagem de doutrina e que de forma dogm tica atribui uma confiabilidade associada com a ci ncia tornando a indiscut vel e infal vel para os estudantes Tamb m se evidencia de maneira geral tal credenciamento quando se constata nas m dias um diferencial de produtos com a afirma o de que determinado produto foi cientificamente comprovado mas de onde surge tal credenciamento baseado em que O pensamento segundo o qual h uma e somente uma explica o verdadeiramente completa de tudo est enraizado na tradi o ocidental Ele descende daquilo que Comte o fundador do positivismo denominava o est gio teol gico da investiga o humana COMTE 1798 1857 Nas vers es populares da cosmologia judaica 107 crist e mu ulmana h uma verdadeira e completa explica o de tudo ou seja o que Deus conhece Ele sabe tudo a respeito da morte do ltimo pardal HACKING 2013 p 43 O equ voco est na cren a de que com uma base de dados e um processo de infer ncia obtenha se teorias cient ficas simplesmente porque qualquer tip
131. a medir a temperatura das superf cies N o demorou para que percebessem que o term metro estava funcionando pois este indicava a temperatura perif rica das pontas dos dedos Ent o retomamos a discuss o e colocamos para o grande grupo se o term metro estava medindo corretamente as temperaturas das superf cies porque a indica o para elas era a mesma Um instante de hesita o e ent o pedimos que voltassem aos seus grupos para conjecturar e logo os estudantes andaimes come aram a sugerir que n o era por acaso que a temperatura das superf cies era a mesma do ambiente Retomamos a discuss o no grande grupo e logo escutamos o que quer amos das representa es dos estudantes andaimes surge uma nova entidade relacionada com a temperatura o chamado equil brio t rmico Express o que escutamos em todos os grupos claro que nem todos os estudantes evoluem de forma igual o perfil epistemol gico pois este particular e envolve tantas outras representa es particulares Por m existe ind cios que todos evoluem em algum grau sua coer ncia racional Os estudantes chegam a tal coer ncia com a manipula o da entidade e com a sua rela o com outros dom nios como por 54 exemplo na extens o do sentido tato pela substitui o de um term metro que fornece um dado objetivo relacionado a entidade ou ent o com a associa o com outra entidade o equil brio t rmico Das especula es logo surgiu um outro qu
132. a que se assemelham com guias tur sticos que valorizam a memoriza o a reprodu o e a automatiza o Com conte do justaposto que n o seguem uma racionalidade n o problematizados e n o instigantes assim n o estimulando a reflex o e a criticidade O que desejamos para o ensino de ci ncia deve alicer ar a promo o de um racionalismo permeado de abstra o com a intencionalidade de exorcizar intui es primeiras que constituem o senso comum dos estudantes de forma dialetizadora entre o subjetivo e o objetivo retroalimentando e retificando os erros e assim afastando os estudantes do seu racioc nio pr cient fico para o racioc nio cient fico Os professores de Ci ncia e entre eles estou inclu do no in cio de carreira tem a certeza de que o esp rito cient fico dos seus estudantes come a com a sua aula que s o capazes de reconstruir uma cultura exaust o das li es de forma repetida e autom tica Assim os professores Ignoram que seus estudantes adolescentes entram na aula de f sica por exemplo com muitas primeiras intui es de mundo baseados nos seus empirismos primeiros assim com uma forma o emp rica bem definida e que funcionar como um obst culo epistemol gico BACHELARD 2013 para a mudan a para uma nova cultura deixando as no es pr cient ficas alicer adas no senso comum e no realismo ing nuo A atividade experimental ancorada na vis o tradicional do ensino de f sica do CEP de
133. a raz o dos estudantes andaime que auxiliaram os estudantes com os c lculos e que compararam com os modelos na busca das aproxima es evidenciando um realismo na manipula o das entidades que favoreceram a diminui o da subjetividade e o aumento da objetividade como investiga o racional de laborat rio O jogo bilateral entre os participantes do laborat rio nas compara es entre os elementos da tabela buscando aproxima es e a equival ncia com o lado causal da lei fundamental dos movimentos a entidade for a com o lado efeito da lei AQ At aponta que nas representa es dos estudantes que compreendem uma particularidade da atividade cient fica que muito especial em se tratando de como aprender sobre uma parcela da natureza que nos colocamos a modelar nesse fen meno criado e o modelo escolhido para explic lo aproximando os atrav s dos dados que registraram e que manipularam atrav s do c lculo que enriquecem um estilo de investiga o racional que especula de forma complexa Trata do que intencionamos com o ensino de f sica entrela ando o racional e o emp rico Este ritmo de manipula o diversa da parte experimental e racional contribui atrav s do constante inc modo da raz o pela exig ncia de uma abstra o com a articula o matem tica busca de aproxima es com o modelo que explica acaba 233 por afastar o estudante de tarefas repetitivas estas gue dominadas oferecem um tempo para sonhar
134. a reproducci n Madridi Morata 1988 KUHN T S A estrutura das revolu es cient ficas Tradu o Beatriz Vianna Boeira e Nelson Boeira 12 ed S o Paulo Perspectiva 2013 MARX K ENGELS F A ideologia alem Tradu o de S lvio Donizete Chagas S o Paulo Centauro 2002 263 MILLAR Towards a role for experiment in the Science teaching laboratory In Studies in Science Education u 14 p 109 118 1987 MIQUELIN A F Ensino Investigativo de F sica Trabalhando numa Abordagem Sist mica em Ambiente Multim dia Telem tico 2003 Disserta o Mestrado em Educa o Universidade Federal de Santa Maria RS MIQUELIN A F Contribui es dos meios tecnol gicos comunicativos para o ensino de F sica na escola b sica 2009 Tese Doutorado em Educa o Cient fica e Tecnol gica Universidade Federal de Santa Catarina Sc MOREIRA M A Ensino de F sica no Brasil Retrospectiva e Perspectivas In apresenta o feita na mesa redonda Retrospectiva de Ensino e Pesquisa Bras lia Universidade de Bras lia 1999 MOREIRA M A Teorias de aprendizagem Cap tulo 1 Teorias behavioristas antigas p 19 33 2 Edi o ampliada S o Paulo EPU 2011 MUCHENSKI J C MIQUELIN A F Experimenta o no ensino de f sica como m todo de aperfei oamento do perfil epistemol gico dos estudantes do s timo ano do ensino fundamental Experi ncias em Ensino de Ci ncias UFRGS v 10 p 23 40 2015
135. a sua velocidade Preferimos abrir a discuss o no grande grupo para resolu o dos problemas de execu o e depois de v rias solu es que os grupos apresentaram como Integrante do grupo 01 basta colocar um obst culo na frente do carrinho atrapalhando o movimento Integrante do grupo 05 podemos encurtar o barbante ou deixando o carrinho sair de uma posi o mais pr xima do livro que ser atropelado Professor participante s o solu es poss veis por m podem dificultar a execu o e mas agora quero que todos reflitam sobre a ideia do obst culo se n o coloc ssemos sobre a mesa onde poderia Integrante do grupo 2 no caminho da queda do suporte com a massinha uma pilha de livros por exemplo Hesita o j sei a banqueta Dentre estes exemplos queremos destacar que todos os grupos manifestaram algum tipo de solu o que j tinham exercitado nos grupos segundo o elemento 2b o jogo bilateral e que durante a discuss o no grande grupo e com exemplos e contraexemplos acabamos optando pela banqueta como elemento que poderia alterar o tempo de intera o da for a Para o segundo problema de execu o a condu o foi at mais simples nos grupos foi percebido que com o aumento da massa do carrinho haveria uma diminui o da varia o da velocidade os grupos aqui estavam utilizando da rela o inversa de proporcionalidade ente a massa e a varia o da velocidade No jogo bilateral nos grupos logo surgiu a sol
136. acker H evid ncias de avan os na experimenta o com a implementa o de novas tecnologias inclusive as chamadas tecnologias soft Quais tecnologias do arcabou o da natividade dos estudantes e professores podem ser aproveitadas com propriedade em uma experimenta o sobre a 2 Lei de Newton de forma que ocorra uma especula o complexa tanto da lei quanto dos aparelhos utilizados para sua manipula o Como otimizar ferramentas tecnol gicas como o carrinho de Fletcher Tracker celulares e tecnologia soft para evoluir as pr ticas experimentais em uma perspectiva que favore a o ensino aprendizagem A matriz dial gica problematizadora permeia nosso trabalho de pesquisa a o e que embasa as quest es abaixo que delimitam o objeto de pesquisa de investigar no senso comum dos estudantes como representam imagens a respeito da experimenta o no ensino de ci ncia e a proposta da nossa metodologia para contribuir e enriquecer o ensino aprendizagem atrav s do par artesanal e tecnol gico de experimenta o que entrela a o racional e o emp rico em uma perspectiva de investiga o especulativa complexa da ci ncia Apresentamos a seguir as quest es de pesquisa com um breve coment rio que amarra cada quest o ao problema de pesquisa Pergunta 1 Como identificar o aperfei oamento do senso comum dos estudantes que acreditamos de base em um realismo e empirismo ing nuos para um senso
137. ada um principalmente na investiga o dos erros experimentais que se torna positivo na medida que os estudantes pensam cada aparato de forma especulativa complexa e que buscam as poss veis fontes dos erros que afastam as aproxima es com os modelos que investigaram Claro que n o classificamos como uma investiga o de erros de um laborat rio de ci ncia de ponta mas que mesmo no ensino de f sica essa caracter stica de especula o complexa pode ser adquirida dentro de uma cultura de laborat rio que defendemos N o exploramos esse aspecto de compara o do m todo pela limita o do tempo pois hav amos chegado ao final do ano letivo mas que continuaremos nossa pesquisa independente deste trabalho 255 5 4 CONCLUS ES FINAIS Em rela o a elabora o dos roteiros que acompanham a experimenta o por professores ou por aqueles que trabalham em empresas que constroem aparatos experimentais quando elaboram os passos para que os estudantes sigam possuem um realismo ing nuo em rela o ao ensino produzem segundo um senso comum alicer ado em intui es primeiras e empirismo imediato em rela o ao ensino que refletem nas suas produ es preenchidos ainda de uma erudi o de alma professoral que ignora como os estudantes aprendem pois ignorado o senso comum dos estudantes como se esse fosse de f cil anula o sabemos que n o Sendo mais contundente afirmamos que a produ o naqueles roteiros de reprodu
138. ade de apropria o do manuseio deste aparelho dever ser realizada parte em uma outra aula que preceda a atividade que envolver a problematiza o do ju zo tornando familiar aos estudantes o manuseio com propriedade daquela tecnologia Na etapa IV que propomos a montagem do aparato experimental foi deixado para que os estudantes montassem para familiariza o com o aparelho experimental e com a inten o de que entendessem o que observar e como articular o modelo e o fen meno que seria trabalhado 144 Com o objetivo de avan armos no processo de evolu o da abstra o sem perder o foco de que desejamos que os estudantes aperfei oem seu perfil epistemol gico em rela o as entidades te ricas que escolhemos para manipula o na atividade experimental na pr xima atividade V aumentaremos a exig ncia da matematiza o para que os estudantes pensem contra o c rebro e contra suas intui es primeiras pois f cil de mostrar que a matematiza o da experi ncia impedida e n o ajudada por imagens usuais Essas imagens vagas e grosseiras fornecem um esbo o sobre o qual a geometria n o tem vez Bachelard 2013 p 278 De tal forma conhecemos o tamanho da dificuldade em transpor tal obst culo epistemol gico dos estudantes Pois muitas vezes em minhas aulas no curso elementar de f sica constatei que essa imagem material fornece uma imediata e desastrosa satisfa o s mentes pregui osas
139. adiantada e sua aten o esteja focalizada s o ndices concretos para os conte dos das percep es mais elementares Como tais s o selecionados para o exame mais detido da pesquisa normal t o somente porque parecem oferecer uma oportunidade para a elabora o frut fera de um paradigma aceito KUHN 2013 p 219 Na atividade experimental no sentido amplo de atividades concretas com aparelhos experimentais ou atividades de experimento mental Devemos evoluir de um ensino tradicional de ci ncia com as suas observa es viv ncias e medi es tratados como fatos de almanaque que devem ser memorizados e aprendidos pelos estudantes e sim trat los como eventos de constru o humana portanto fal veis e que requerem entendimento e explica o 3 3 2 Modelando e Buscando Aproxima es Pressupostos Metodol gicos da Sequ ncia Did tica Como Refor o da Cultura de Laborat rio Justificativa do Produto Para simplificar o que pensamos para nossa sequ ncia did tica e para que n o nos percamos em discuss es do que real Ou do que verdade Vamos por suposi o admitir que existam apenas teorias modelos e fen menos Para os modelos os consideraremos segundo dois princ pios 133 Em primeiro lugar s o modelos de fen menos Em segundo s o modelos da teoria isto as teorias s o sempre complexas demais para que possamos discernir suas consequ ncias de modo que acabamos por simplifica las transformando as e
140. ado de maneira mpar pelas observa es leis e teorias descritas em suas p ginas Com quase igual regularidade os mesmos livros t m sido interpretados como se afirmassem que os m todos cient ficos s o simplesmente aqueles ilustrados pelas t cnicas de manipula o empregadas na coleta de dados de manuais juntamente com as opera es l gicas utilizadas ao relacionar esses dados s generaliza es te ricas desses manuais KUHN 2006 p 20 Iniciamos o processo de mudan a de tend ncia de experimenta o no CEP o primeiro passo foi tornar as pr ticas n o demonstrativas e sim experimentadas pelos estudantes nas bancadas formadas por grupos de estudantes em n mero n o superior a seis estudantes com a finalidade de estimular as discuss es em grupo pelos pares e tamb m com os professores que acompanham a experimenta o As influ ncias das obras de Paulo Freire ajudaram a pavimentar o caminho nesta dire o E dentre suas muitas postula es o princ pio da educa o pelo di logo onde o educador fundamenta a sua atividade no trabalho em grupo na pr tica da discuss o dos problemas individuais e coletivos no f rum na conversa dos educandos entre si e com o educador formando uma consci ncia cr tica e reflexiva Em exercitar da sua raz o contra outros interlocutores em constante altern ncia de papel entre o que procura convencer e que tamb m aceita ser convencido em um constante jogo bilateral da raz o Apoiando
141. adu o dos guias dos PSSC para o portugu s na d cada de 60 e a influ ncia em termos ex ticos que repercutiu no ensino de f sica do Pa s e nas empresas que passaram a produzir material para a experimenta o em f sica at os anos mais recentes como visto nos manuais do AZEHEB n o houve muitas mudan as perpetuou se a pr tica da experimenta o de comprova o cient fica Interessante que n o somente no Brasil mas tamb m encontramos essa tend ncia em pelo menos uma parte do ensino norte americano que utilizam ainda das orienta es contidos nos manuais dos PSSC Na busca de informa es sobre o projeto PSSC acabamos pesquisando sites norte americanos e fica claro o quanto o projeto influenciou e influencia parcialmente o modo de ensinar f sica naquele pa s Chamamos a aten o que somente interessou uma sondagem r pida em rela o a influ ncia dos PSSC naquele Pa s pois n o o mote da nossa pesquisa o sistema de ensino norte americano mas foi do nosso interesse em ilustrar a pesquisa se ao menos parcialmente havia uma continuidade do projeto original que 67 iniciou naquele pa s Mas n o podemos deixar de colocar aqui a nossa impress o a respeito Investigando o site dispon vel em http www physicsclassroom com lab newtlaws NL4tg pdf com acesso em 18 de ago 2013 Site que re ne informa es para professores e estudantes a respeito de material did tico para a F sica e tamb m de exper
142. ais a pesquisa qualitativa em educa o S o Paulo Atlas 2009 VICENTE J K Homens e M quinas como a tecnologia pode revolucionar a vida cotidiana Tradu o Maria In s Duque Estrada Rio de Janeiro Ediouro 2005 VIENKEN Pe A O Ensino da F sica S o Paulo Ind stria Com rcio Bender LTDA 1966 VIENKEN Pe A Conjuntos Bender manual da F sica Bender S o Paulo Ind stria Com rcio Bender LTDA 1966 ZIMMERMANN E Pedagogos e o ensino de f sica nas s ries iniciais do ensino fundamental In Caderno Brasileiro do Ensino de F sica Vol 24 N 2 Agosto de 2007 p 261 280 ZIMMERMANN E BERTANI J A Um novo olhar sobre os cursos de forma o de professores Caderno Brasileiro de Ensino de F sica Florian polis v 20 n 1 p 43 62
143. al conectando a disciplina de ci ncia cm o lab ra t rio de fisica sadenia dado Cena Sib STS E bi De de E 48 Tabela 3 experimento realizado pelos estudantes sobre sensa o t rmica 49 Tabela 4 retomada do quadro inicial da problematiza o mas agora com o instrumento objetivo de medida de temperatura ii eee 51 Tabela 5 medida da temperatura dos materiais apresentados com term metro 51 Tabela 6 problematiza o sobre concep o de ci ncia e experimenta o 92 Tabela 7 proposta para investigar prov veis origens da representa o da ci ncia e experimenta o pelos estudantes eae eee eee eee nenene nn 95 Tabela 8 situac o problema para sondar como os estudantes elaboram representa es de entidades te ricas e eeeeeeeereeereereeaas 96 Tabela 9 representa a situa o problema sobre a confiabilidade da ci ncia 97 Tabela 10 contexto de problematiza o envolvendo o p ndulo de Newton 99 Tabela 11 situa o problema com contexto do jogo de rugby e situa es de transfer ncia da quantidade de movimento e erereeararaaa 100 Tabela 12 varia o da quantidade de movimento e a rela o com a for a e o tempo de aplicacao da TORO G qi sa dno a o e a LEA AARE 101 Tabela 13 teste de colis o para estudo de deforma o e amortecimento de impacto O A E OKO O O iria A O K KOK O NO OA KO did O A O V K e aaa 103 Tabela
144. al de estudantes n o representa a soma das letras A B e Ce sim o n mero de estudantes investigado mletraA mletraB mletraC m Total de estudantes Gr fico 10 registro do n mero de estudantes que representam de forma provis ria e incompleta imagens das entidades manipuladas Queremos comparar as tabelas 24 e 29 e os gr ficos 5 e 10 e na pr xima subse o com a an lise dos dados apresentaremos um modelo de ilustra o da poss vel evolu o do perfil epistemol gico dos estudantes este sendo de car ter exclusivo dos estudantes n o podemos elabor lo entretanto podemos ilustrar como possivelmente pode acontecer para alguns estudantes 4 4 5 1 Analisando as representa es dos estudantes nos question rios antes e depois da manipula o da sequ ncia did tica Buscando inspira o na linguagem f sico matem tica com a ideia de dom nios e a influ ncia com a intera o de campos externos tamb m na forma 238 como Hacking 2012 representa a ideia de especula o e por fim como Bachelard 2009 descreve a evolu o do perfil epistemol gico este provis rio e incompleto em rela o a representa o de entidades Buscamos uma forma de ilustrar esses elementos como escrevemos e queremos enfatizar apenas uma ilustra o de como envolver os elementos de inspira o e como possivelmente pode acontecer a orienta o do que vamos chamar de indicadores de especula o que em conjunto formam uma esp cie de d
145. am o g nero de racioc nio de laborat rio Os estudantes apesar de n o ter dificuldade de acessar o aplicativo para filmar tiveram uma s rie de questionamentos em termos de problemas de execu o como descreveremos a seguir que n o aconteceram exatamente nesta ordem Integrante do grupo l Qual o melhor lugar que devemos filmar o carrinho e depois fazemos o que com o filme Integrante do grupo Il E aquelas fitas na mesa tem que aparecer no v deo vejam tamb m existem nas outras mesas Integrante do grupo Ill Professor posso subir sobre o arm rio das mochilas para filmar Como professor participante escolhemos dar exemplos e contraexemplos para o grande grupo com a inten o de atender as d vidas que poderiam ser comuns nos grupos Por fim ficou esclarecido com um exemplo simples utilizando um dinam metro do ngulo que deve ser medido uma for a para evitar erros de paralaxe os estudantes compreenderam que a melhor posi o para filmar seria perpendicular trajet ria do carrinho Em rela o as marcas na mesa com fitas argumentei com os estudantes perguntando como mediriamos o tempo e as dist ncias nos filmes As medidas do tempo responderam sem dificuldades que o filme registraria e compreenderam ent o conforme orientamos que as fitas funcionariam como uma esp cie de escala para medir dist ncias no filme Ainda em rela o ao item 4c a cria o do fen meno que escolhemos para manipular os tipos relacionados com
146. ande de unidades cada uma delas acompanhada de um guia de estudos ou roteiro contendo objetivos indica es de textos a serem lidos sugest es de problemas e quest es refer ncias bibliogr ficas complementares e se necess rio material introdut rio e explanat rio do conte do de cada unidade O estudante cursos de ingl s online No cotidiano de sala de aula na pr tica pedag gica vivenciamos professores conscientemente ou inconscientemente praticando o behaviorismo de Skinner quando refor a alguns comportamentos com a inten o atrav s de discrimina o de algumas respostas e aproxima es sucessivas obter a resposta terminal almejada 11 Fred Simmons Keller norte americano pioneiro na rea da psicologia experimental adepto da modelagem ou m todo de aproxima es sucessivas o chamado m todo Keller um dos respons veis pela introdu o dessa metodologia no Brasil em suas passagens pela Universidade de S o Paulo e Universidade de Bras lia Originalmente foi professor na Universidade de Col mbia por 26 anos 94 prepara a unidade de acordo com o ritmo tempo e local que preferir e quando se sente suficientemente preparado apresenta se a um monitor para a realiza o de um teste escrito Moreira 2011 p 61 Em termos pr ticos os roteiros de estudo ou textos programados apresentam pequenas lacunas de modo a evitar erros o instru do ao seu ritmo vai desenvolvendo os seus estudos e ganhando confian a ao per
147. ansferiu a quantidade de movimento para o outro Para ilustrar a rela o inversa entre for a e tempo de intera o na representa o dos estudantes para quest o 08 foram 54 8 e para quest o 09 foram 51 6 dos estudantes utilizaram da rela o quando representaram na resposta do question rio escolhemos o estudante 09 Com o carro antigo mais r gido a batida mais r pida com mais for a j nos novos ve culos a batida sim mais demorada mas a for a bem menor o que pode n o te machucar muito ou at salvar sua vida pois a intensidade a for a da batida que vai te afetar 241 Tamb m nos interessou nas quest es 08 e 09 quest es relacionadas a CTS e tivemos 45 2 na quest o 08 e 32 3 na quest o 09 dos estudantes que assim relacionaram as problematiza es com CTS por exemplo o estudante 27 na quest o 08 Com maior elasticidade as batidas s o mais demoradas e a for a menor Alguns dos materiais utilizados nos carros novos s o pl sticos isopor espuma e o metal do carro mais fino Para a quest o 09 muitos estudantes representaram de forma adequada a rela o inversa entre for a e tempo e n o pudemos contabilizar suas respostas pois equivocaram se em afirmar que o maior dano seria no antigo considerando por ser nele a aplica o da maior for a entretanto justamente o que deforma menos no menor tempo o antigo em que a for a maior Tem uma complexidade de racioc nio que atrapal
148. apontaram as primeiras impress es muitas vezes trabalhadas exaust o Em rela o a Galileu encontramos muito dessa influ ncia por m o que nos interessa a princ pio em rela o com o que acreditamos a soma do racional e o emp rico embora exista uma controversa em rela o ao Galileu te rico e o Galileu emp rico para iniciar nossas reflex es a respeito da influ ncia racional e experimental que chamaram a aten o de Newton para a figura de Galileu citarei Pierre Thuillier 1994 Galileu Galilei 1564 1642 uma das principais figuras do pante o cient fico do Ocidente N o s deu importantes contribui es astronomia e a f sica como considerado um dos fundadores do m todo experimental Esta ideia muito difundida e tem fundamento de fato o pr prio Galileu descreve as experi ncias que teria realizado Alguns historiadores das ci ncias contudo lhe fazem restri es Segundo dizem as experi ncias de Galileu desempenharam um papel secund rio em suas pesquisas Eles chegam mesmo a sugerir que era imposs vel com os recursos t cnicos da poca fazer experi ncias eficazes Outros historiadores ao contr rio estimam que a reputa o de Galileu nesse dom nio tem todo o m rito Para prov lo repetiram suas experi ncias e estudaram seus manuscritos 79 in ditos Ter Galileu verdadeiramente recorrido ao m todo experimental Thuillier 1994 115 Arriscamo nos em chamar para mote da
149. ar a temperatura Responderam em coro que n o E indagados qual seria o m todo indicado Tamb m em coro responderam que seria com a utiliza o de um term metro Passamos outra etapa da experimenta o e com um term metro digital termopar os estudantes retomaram a medida da temperatura de cada objeto da tabela e a consequente constata o do equil brio t rmico dos objetos com a temperatura ambiente do laborat rio Agora que demos uma vis o geral de como foi trabalhado trataremos dos pormenores envolvidos na sequ ncia did tica e na organiza o do nosso espa o de laborat rio 2 1 2 1 Particularidades do laborat rio de F sica do CEP Para o entendimento de como a sequ ncia did tica foi aplicada e como os estudantes a desenvolveram apresentaremos o espa o dedicado para a experimenta o na disciplina de F sica que privilegiado bem aparelhado com material organizado em arm rios e cuidado por professores de laborat rio que possuem uma demanda de aulas para cada turno de trabalho Atendendo desde o sexto ano do EF Il at o terceiro ano do ensino m dio regular e tamb m cursos de n vel m dio t cnicos integrados Com material dispon vel para experimentos que contemplam desde entidades da mec nica cl ssica at entidades da f sica moderna passando pelo eletromagnetismo e f sica t rmica A disposi o das bancadas organiza os grupos de no m ximo seis estudantes com a intencionalidade de estimular o trabal
150. ar os porqu s dos estudantes Do contr rio escola poder persistir na manuten o de processos educacionais puramente sistem ticos onde a troca de ideias torna se descart vel O estudante do EF II mostra se questionador uma caracter stica natural da idade em um ambiente de criticidade geralmente tal caracter stica confundida com indisciplina e 39 muitas vezes punida Em contraposi o a tal atitude preciso criar uma educa o despojada do medo e lado a lado com o prazer como escreveu Paulo Freire 1985 na tenra idade come amos a nega o autorit ria da curiosidade com os mas que tanta pergunta menino cale se seu pai est ocupado v dormir deixe a pergunta para amanh o educador autorit rio tem mais medo da resposta do que da pergunta Teme a pergunta pela resposta que deve dar FREIRE 1985 p 24 25 N o basta ao homem ter raz o ele precisa ter raz o contra algu m Sem o exerc cio social de sua convic o racional a raz o profunda mais parece um rancor Bachelard 2013 p 300 O di logo entre professor e estudantes deve ser uma premissa uma rela o horizontal entre educador e educando proposta pela pedagogia moderna que promover o desenvolvimento e a forma o de estudantes cr ticos curiosos e questionadores Olhando para o mote da nossa investiga o em rela o ao obst culo epistemol gico que os estudantes do s timo ano possuem em sentir se uma superf cie
151. ar sobre o papel da experimenta o no ensino aprendizagem de f sica e que se alinha com teorias de aprendizagem que consideram toda a complexidade de como o estudante interage com o conhecimento em particular o conhecimento associado cultura cient fica 5 3 CONSIDERA ES RELACIONADAS COM A SEQU NCIA DID TICA 5 3 1 Investiga o de Ju zos Relacionados Com a Ci ncia e Entidades da F sica no Senso Comum dos Estudantes Da aplica o do question rio para a investiga o de como os estudantes representam imagens associadas a ci ncia e as tecnologias identificamos uma s rie de cren as de fundo animista ou seja de um realismo ing nuo impregnado de primeiras percep es obtidas com um empirismo primeiro e ing nuo de conceber o mundo estabelecendo uma s rie de obst culos epistemol gicos por exemplo associado a substancializa o por uma valoriza o priori em rela o ao nosso mote da experimenta o e do laborat rio em que os estudantes apresentam uma erudi o equivocada com uma cole o de fatos valorizados a respeito constru dos nas fontes midi ticas e refor adas na escola de ensino tradicional Ambos realizando um chamamento equivocado para a ci ncia e as tecnologias com a valoriza o de fatos priori ou representando uma imagem l dica que favorecem um devir dos estudantes que afastados da raz o sonham com um laborat rio com experimentos m gicos ocultos e misteriosos Embora a turma investi
152. as ci ncias f sicas se livraram das li es animistas Como a hierarquia do saber foi restabelecida ao afastar a considera o primitiva desse objeto privilegiado que nosso corpo Bachelard 2013 p 185 Portanto escolhemos n o ignorar os obst culos que os estudantes possuem na compreens o do tipo da f sica que escolhemos manipular no laborat rio E como nas suas representa es quando verbalizam tais obst culos s o evidenciados assim intencionalmente as atividades com o s timo ano foram elaboradas de modo propiciar a constru o do di logo entre os pares estudantis e entre os estudantes e os professores Tal aspecto s cio cultural importante na proposta do laborat rio de situa es problemas colocados como desafio aos estudantes onde o di logo enriquecedor como ferramenta da constru o do conhecimento no qual o indiv duo 37 mais experiente estudante ou professor funciona como andaime BRUNER 1986 p 86 auxiliando no entendimento de determinados conceitos E cada participante exercitando a sua raz o contra a raz o do outro aprimorando a representa o dos conceitos com um aperfei oamento do perfil epistemol gico Bachelard 2013 do conceito ou transpondo poss veis obst culos epistemol gicos com a retifica o dos erros Com a descri o do ambiente prop cio ao di logo entre os participantes e conforme estamos relatando os pormenores da atividade esperamos que fique evidente
153. as no movimento republicano embora seja um exagero dizer se que foram eles que proclamaram a Rep blica em1889 Influ ram verdade na Constitui o de 1891 e a bandeira brasileira passou a ostentar o lema comteano ordem e progresso COMTE 1978 p 30 Que possivelmente influenciaram muitos dos eruditos que constitu ram cabe as pensantes e idealizadores do sistema de ensino brasileiro Refor amos portanto que n o nossa inten o a cr tica a Escola Positivista de Comte mas sim a tentativa brasileira de transformar uma parte da corrente filos fica em um m todo aplicado ao ensino Que alicer ou um sistema tradicional de ensinar com a valoriza o da repeti o da li o memoriza o e reprodu o desta li o Um sistema automatizado 111 Ent o existem algumas caracter sticas que deturpam a vis o da ci ncia e que associam a ela aspectos doutrin rios Por exemplo a cren a de que leis e teorias podem ser descobertas a partir da observa o fechada e coleta de dados experimentais e o segundo em uma cren a de que leis ou teorias podem ser comprovadas testadas e justificadas experimentalmente Que caracterizam uma forma ing nua de empirismo que pensada pedagogicamente e aplicada na forma como se elabora proposta de experimenta o parece n o contribuir com o g nero de racioc nio de laborat rio que procuramos como enriquecedor nos processos de ensino aprendizagem Na pr xima subse o argumentamo
154. as vezes inventa para o usu rio uma necessidade que ele n o sabia que tinha para a utiliza o de determinada tecnologia 157 Modelo que muitas vezes privilegia intencionalmente o uso da t cnica quanto mais pr tica e intuitiva melhor assim o homo Faber executa a t cnica sem dominar o conhecimento que envolve a tecnologia e torna se como classificado por Miquelin 2009 um usu rio leigo Em detrimento do conhecimento e com promo o da aliena o do usu rio com o lema de quanto menor o manual que acompanha o aparato tecnol gico melhor A utiliza o da tecnologia sem propriedade para o seu verdadeiro entendimento de suas potencialidades pode conduzir uma compra leiga por impulso e consumista sem a verdadeira necessidade do aparelho apenas como objeto de desejo o mercado inventa uma representa o para o consumidor de uma cren a que lhe necess rio a ferramenta tecnol gica Em contraponto acreditamos que a escola deve propiciar ferramentas que o estudante pode apropriar se e que contribuam para uma especula o complexa da ci ncia e das tecnologias neste sentido a cultura do laborat rio que defendemos para a ci ncia e o g nero de racioc nio que o acompanha pode ser de grande contribui o Neste sentido a escola no modelo de aprendizado de automatiza o ou memoriza o deve evoluir para um modelo de constru o de conhecimento atrav s de compet ncias adquiridas enfocando situa es problema envolve
155. at rio optamos em construir um question rio que ao mesmo tempo investigasse as representa es sobre as mais diferentes entidades elaboradas pelos estudantes Mas que tamb m fosse de cria o de problematiza es que n o permitissem respostas r pidas e f ceis caracter sticas de um perfil animista que n o queremos encorajar na proposta metodol gica que pretendemos com a qual intencionamos um aumento gradativo do pensamento abstrato e a objetividade que caracterizam a alma cient fica As primeiras quatro problematiza es est o relacionadas como os estudantes concebem a Ci ncia como entidade te rica experimental e de aplica o vamos iniciar com a apresenta o da primeira em rela o a concep o de ci ncia e experimenta o 92 Tabela 6 problematiza o sobre concep o de ci ncia e experimenta o 1 INVESTIGA O DE CONCEP AO Concep o de Ci ncias experimenta o Era uma vez uma vez um rei que vivia s num pequeno planeta Acreditava reinar n o apenas no seu planeta no seu planeta mas sobre todos os planetas e estrelas do Universo Um dia recebeu a visita de um principezinho de outro planeta que ao tomar conhecimento de tal poder desejou ver um p r do sol seu espet culo favorito Teu p r do sol tu o ter s Eu o exigirei Mas eu esperarei na minha ci ncia de governo que as condi es sejam favor veis respondeu o rei Quando ser o perguntou o principezinho O rei co
156. borat rio ou a substitui o dela por medidas paliativas n o constituem o principal respons vel da n o aprendizagem significativa em ci ncia Pois o foco da experimenta o n o o aparelho experimental mas o perfil do experimentador em especular na busca de solu es de problemas racionalmente e empiricamente E que muitas vezes podem ser experimentos de pensamento os historiadores costumavam dizer que Galileu era muito mais um plantonista que fazia as coisas na sua cabe a do que um experimentador que fazia coisas com as m os Hacking 2012 p 333 Que abusava de constru es mentais para confrontar a teoria com a realidade buscando ressalvas para os ju zos constru dos com experi ncias que n o poderiam ser realizadas por falta do aparato tecnol gico Vamos incrementar o entendimento com a vis o de Kuhn 2013 N o por acaso que a emerg ncia da f sica newtoniana no s culo XVII e da relatividade e da mec nica qu ntica no s culo XX foram precedidas e acompanhadas por an lises filos ficas fundamentais da tradi o de pesquisa contempor nea Nem acidental o fato de em ambos os per odos a chamada experi ncia de pensamento ter desempenhado um papel t o cr tico no progresso da pesquisa Como mostrei em outros lugares a experi ncia de pensamento anal tica que t o importante nos escritos de Galileu Einstein Bohr e outros perfeitamente calculada para expor o antigo paradigma ao conhecimento existent
157. can ar um conjunto est vel de cren as Hacking 2012 p 128 Em um famoso ensaio a respeito do estabelecimento de cren as ele considera com genu na seriedade a obedi ncia autoridade ou a pr tica de nos agarrarmos primeira coisa que nos vem cabe a como bons m todos por meio dos quais fixamos nossas cren as Leitores contempor neos muitas vezes t m problemas ao ler esse ensaio pois n o conseguem encarar seriamente a proposta de Peirce de que uma Igreja institucional fortemente estabelecida uma tima maneira de fixar cren as Hacking 2012 p 129 O ensino tradicional de ci ncia parece contribuir com uma educa o cient fica dos estudantes equivocada e que corrobora com uma vis o da ci ncia como doutrina colecionadora de fatos primeiros supervalorizados vemos tal tend ncia nos livros did ticos que mais parecem uma cole o de fatos de um panfleto colocado como guia tur stico Os livros de f sica que h meio s culo s o cuidadosamente copiados uns dos outros fornecem aos alunos uma ci ncia socializada im vel que chega a passar como natural Bachelard 2013 p 30 3 2 1 2 Questionando o senso comum dos estudantes em rela o a entidades te ricas relacionadas com a lei fundamental dos movimentos Tomamos por princ pio o entrela amento entre o racionalismo e o emp rico para o ensino de f sica e como j apontamos a cultura que queremos para o ensino com um g nero de inv
158. carrinho e a massa no suporte o grupo deve decidir como deixar o carrinho menos r pido antes de chegar no livro para atropel lo No grupo decidam uma forma de guardar a informa o do deslocamento do livro atropelado HI Agora no ltimo atropelamento o grupo deve encontrar uma maneira de aumentar a massa do carrinho entretanto promovendo a mesma rapidez do experimento realizado no item I No grupo 142 decidam uma forma de guardar a informa o do deslocamento do livro atropelado Abaixo anote as decis es do grupo em rela o aos pedidos dos procedimentos Il e III MOMENTO DO GRANDE GRUPO exponha ao grande grupo professores e estudantes as decis es tomadas para realiza o dos procedimentos experimentais II e III para encontrarmos um consenso para prosseguirmos a experimenta o Anote as decis es por consenso do grande grupo abaixo QUESTIONAMENTOS a Comparando o atropelamento do item em rela o ao Item Il onde o livro foi empurrado por um deslocamento maior o que produziu este resultado diferente b Neste momento comparando o atropelamento do item e do Item Ill onde o livro foi impulsionado por um deslocamento maior o que produziu este resultado diferente c Podemos afirmar ent o que o atropelamento representado aqui pelo deslocamento do livro depende destes elementos citados em suas respostas do item a e b Em caso afirmativo escreva quais s o esses elementos MOMENTO DO GRANDE GR
159. ceber seus acertos avan a pelo sentimento de refor o de sua pr tica e assim sente se estimulado a avan ar no programa instrucional A cr tica mais ferrenha em rela o a teoria de Skinner est no sentido de promover uma aprendizagem automatizada e reprodutiva por m n o caracterizando uma aprendizagem significativa outro ponto pass vel de cr tica o ponto de vista te rico filos fico que enxerga o homem como um organismo governado por est mulos ambientais externos e que nesta perspectiva ignoram por completo a parte da cogni o humana A caracter stica tr s tamb m n o contribui em desacreditar entidades te ricas pois fazem parte da nossa metodologia experimental a manipula o dessas entidades e a sua associa o com outras entidades portanto fundamental que o realismo dos tipos te ricos e experimentais permeiem a atividade experimental Na segunda op o b alinha se com a epistemologia que desejamos para o ensino de Ci ncia deve alicer ar a promo o de um racionalismo permeado de abstra o com a intencionalidade de exorcizar intui es primeiras que constituem o senso comum dos estudantes de forma dialetizadora entre o subjetivo e o objetivo retroalimentando e retificando os erros e assim afastando os estudantes do seu racioc nio pr cient fico para o racioc nio cient fico e procurando sempre as causas fenomenol gicas Nesse sentido h um progresso evidente A sociedade moderna qu
160. chamamento para a import ncia do pensar o experimento ou seja um pouco mais do perfil aranha que Bacon tamb m utilizou como aparelho metaf rico Os estudantes provocados a racionaliza o responderam na sequ ncia das atividades uma busca do equil brio entre o empirismo e o racionalismo e ficamos contentes em olhar para uma turma de abelhas ainda utilizando as analogias que Bacon ilustrou muito bem Claro que contribu mos com uma maior exig ncia em termos da necessidade da utiliza o da articula o por parte dos estudantes da linguagem f sico matem tica nos contextos que constavam dos roteiros elaborados com esta inten o de exerc cio da abstra o Experimentos diversificados e a exig ncia da montagem experimental contribu ram com o pensar contra o senso comum e as primeiras imagens do experimentar em laborat rio os estudantes j n o sonhavam em manufaturar 252 m gicas mas sim manipular as entidades da f sica em manufaturas experimentais sejam elas mais artesanais ou tecnol gicas E a combina o da articula o das entidades com outras entidades atrav s da linguagem matem tica e com a manipula o nos aparelhos experimentais aumentam o realismo cient fico dessas entidades no sistema de cren as dos estudantes Que criam fen menos manipulam entidades que lhe interessam que corroboram com os fen menos criados e buscam solu es para solucionar problemas de execu o do experimento perceb
161. com as medidas do aparelho experimental e com a 223 articula o atrav s do c lculo e o que iria balizar os bons resultados seriam as aproxima es com o nosso modelo a lei fundamental dos movimentos aqui destacamos a import ncia em comparar na tabela que esbo amos no quadro a aproxima o entre as colunas da for a F e da coluna de AG A gt Elementos 2a e 2b remete nos ao que desejamos como caracter stica do estudante experimentador que compartilha sentimos um esp rito de parceria e camaradagem na manipula o do aparelho experimental com uma intensa discuss o sobre a divis o e escolha de tarefas que o grupo decidiu e distribuiu entre os membros do grupo como quem acionaria a interface mediria a for a seguraria o carrinho no final de linha do percurso do trilho quem anotaria os dados e por fim qual dos estudantes seria o respons vel pelo registro do filme que seria trabalhado em outra atividade no software Tracker Houve ainda em termos do clima de parceria tamb m a manipula o dos elementos da tabela e sua articula o atrav s do c lculo que nos agradou pois estudantes tiveram dificuldade com a linguagem f sico matem tica por m n o fraquejaram diante das dificuldades e os estudantes andaime fizeram toda a diferen a Destacamos a import ncia da dificuldade que aparece pois possibilita o aperfei oamento individualmente dos perfis epistemol gicos das entidades manipuladas pelo c lculo
162. com o que estava sendo trabalhado em ci ncia com a atividade que seria proposta no laborat rio de F sica Na disciplina de Ci ncia estava sendo abordado sobre doen as transmitidas por mosquito como por exemplo o mosquito da dengue Assim como elemento de investiga o para chamar para o esp rito de experimentador que desejamos que os estudantes adquiram iniciamos por um quebra cabe a veja o chamamento 47 Tabela 1 o chamamento com a inten o de conectar a disciplina de ci ncia cm o laborat rio de f sica ADIVINHA O QUEBRA CABE A a Apenas observando as pe as do quebra cabe a em cima da mesa e seus conhecimentos de ci ncia tente adivinhar a figura que resultar da montagem do quebra cabe a e a indique aqui b Agora monte o quebra cabe a e escreva o que est observando c Complete a tabela a seguir com rela o as caracter sticas do mosquito da dengue Quadro sobre as caracter sticas do mosquito da dengue Caracter sticas Sim N o a H bitos diurnos b Transmiss o do v rus pelo macho do mosquito c Aedes Aegypti d Voo nas proximidades do solo e Golorac o clara com manchas pretas distribu das pelo corpo d Escreva alguns sintomas apresentados por uma pessoa que contraiu o v rus da dengue e Qual a diferen a de uma pessoa com febre de uma outra sem febre Agora mostramos uma fotografia da montagem do quebra cabe as Fotografi
163. com uma tentativa de transformar em m todo algumas caracter sticas incorporadas de um certo positivismo ing nuo brasileiro com caracter sticas compreendidas e incorporadas de forma equivocada do Positivismo de Comte foi desastroso na tentativa de formar estudantes com alguma especula o complexa Ao contr rio deturparam algumas caracter sticas do Positivismo que inclusive temos empatia como a defesa da uni o entre a teoria e a pr tica e o combate a metaf sica que n o se aplica 6 REFER NCIAS 259 260 REFER NCIAS AAPT Celebrates PSSC s 50th Birthday In ComPADRE PSSC 50 years later Dispon vel em http www compadre org portal pssc pssc cfm Acesso em 18 08 2018 F m a Lab Teacher s Guide In Physics Classroom Newton s Second Law of Motion Dispon vel em http www physicsclassroom com lab newtlaws NL4tg pdf Acesso em 18 08 2013 ANDERSON P Considera es sobre o Marxismo Ocidental 2 ed Tradu o de Marcelo Levy S o Paulo Brasiliense 1989 BACHELARD G A forma o do esp rito cient fico Tradu o de Estela dos Santos Abreu 10ed Rio de Janeiro Contraponto 2018 BACHELARD G A filosofia do n o Tradu o Joaquim Jos Moura Ramos 6ed Lisboa M ltiplo 2009 BAZZO W A PEREIRA L T V Introdu o engenharia Florian polis EDUFSC 2009 BEN DOV Y Convite F sica Tradu o Maria Luiza X de A Borges Rio de Janeiro Jorge Zahar Ed 1996 BEZERRA A G
164. como balizadoras da nossa pesquisa passaremos para a descri o das pr ximas fases da pesquisa mas agora com a turma de nono ano do EFII de 2014 182 4 3 DOCUMENTA O O material que escolhemos da turma do nono ano do ensino de ci ncias do ensino fundamental fase Il de 2014 que dedicaremos a categoriza o em rela o aos aspectos alinhados com nossa pesquisa e que conduziremos a investiga o conforme a defini o abaixo sobre documentos Documentos s o artefatos padronizados na medida em que ocorrem tipicamente em determinados formatos como notas relat rios de caso contratos rascunhos certid es de bito anota es di rios estat sticas certid es senten as cartas ou pareceres de especialistas WOLFF 2004 b p 284 Do material coletado de toda a nossa sequ ncia did tica inclu dos os question rios aplicados cuja constru o da sequ ncia did tica que justificamos em rela o aos eixos te ricos que acreditamos convenientes para orientar nosso trabalho e que destacamos no cap tulo tr s e dos registros na matriz dial gica correspondente a cada atividade e que orientam nossa investiga o Toda coleta desse extenso material constituem a constru o de um corpus FLICK 2009 p 233 que formam uma amostra representativa de todos os documentos de um determinado tipo tratado aqui como documento conforme Wolff 2004 p 284 Os documentos escolhidos s o constitu dos de duas dimens es seg
165. comprovado Tal concep o dos estudantes parece advir de um ensino de ci ncia alicer ado no indutivismo ing nuo com a cren a de descobertas de leis e teorias por dedu o l gica de proposi es de observa es de experimentos e no princ pio da vericabilidade e a comprova o de leis ou teorias atrav s da experimenta o Os estudantes do 9 ano com zonas de perfil conceitual sobre movimentos que parecem representar segundo seu realismo ing nuo podem conceber como senso comum de fundo animista que para qualquer tipo de movimento necess ria for a motora resultante e n o nula incluindo o movimento retil neo e uniforme Os estudantes como especuladores complexos na manipula o do aparelho experimental s o capazes de desconsiderar a presen a do ar ou do atrito na 28 cria o de fen menos no aparelho experimental por considerarem irrelevantes na aproxima o do modelo f sico que escolheram Nas teorias de ensino aprendizagem poss vel identificar uma metodologia de atividade experimental artesanal e tecnol gico que relacione de forma no interc mbio entre o racional e o emp rico para ensinarmos f sica na faixa et ria do ensino fundamental Il em um espa o que promova constantemente uma esp cie de tens o entre o te rico e o experimental com a intencionalidade que o estudante aperfei oe o seu perfil epistemol gico da segunda lei de Newton e que tamb m nesse perfil a entenda como a varia o da quantida
166. condenada a ser objetivada sempre pela seguinte Demo P p 151 fun o da experimenta o como um entrela amento entre a teoria modelo e a realidade que permite uma investiga o racional entre as leis da ci ncia propostas e a realidade que ela procura explicar e representar de alguma forma E que valida parcialmente as leis da ci ncia n o como prova que verdadeira mas somente no sentido de ressalv las e com aspectos de cont nua renova o A op o a primeira transcende algumas caracter sticas incorporadas de forma ing nua do Positivismo que entendemos que foram transpostas didaticamente para a escola como metodologia de ensino e que fundamentaram o ensino tradicional de ci ncia de forte influ ncia do behaviorismo de Skinner 10 O enfoque do behaviorismo de Skinner ainda se faz presente por exemplo em cursos de jovens e adultos que apresentam cursos em m dulos basicamente seguindo o m todo Keller inspirado no m todo das aproxima es sucessivas de Skinner cursos de ensino a dist ncia e 93 Caracter sticas do Positivismo que s o pontuadas por Hacking 2012 1 nfase na verifica o ou alguma variante dela como a falsifica o proposi es significativas s o aquelas cuja verdade ou falsidade podem ser determinadas de alguma forma Hacking 2012 p 107 2 Desprezo por explica es as explica es podem ajudar a organizar os fen menos mas n o apresentam resposta
167. contexto do cinto de seguran a adequado pois o question rio indicou que a maioria dos estudantes apresentavam o entendimento da sua import ncia em termos de preserva o da vida Ilustramos no dia 06 11 2014 o contexto com v deos de simula es com bonecos em colis es e com questionamentos em termos de minimizar danos fatais com a inten o de manter os estudantes observadores e em alerta Tamb m foi nossa inten o apresentar na atividade com os carrinhos de madeira contextos de manipula o da rela o de proporcionalidade entre for a quantidade de movimento e tempo de intera o Observamos atrav s da tica dos elementos 2b 2c e 2d que os estudantes conscientes de que queriam manipular as entidades for a tempo de intera o e varia o da quantidade de movimento prepararam o aparelho experimental com os estudantes andaime orientando no sentido de que para a varia o de tempo e de velocidade deveria ser trocado as massas no suporte Conforme esclarecido pelo estudante 33 ao grupo 5 Vamos trocando os pesos no suporte e assim a for a que puxa o carrinho tamb m vai mudar a acelera o o suporte funciona como um motor gravitacional A realiza o do filme do movimento 218 do carrinho com o aparelho celular tamb m foi de f cil manipula o pelos estudantes Por m para o filme recuperamos segundo os itens 4a 4b e 4c algumas particularidades que exigem e que enriquecem caracter sticas que permei
168. dados coletados do question rio apontam para um senso comum pr cient fico na representa o em rela o as entidades relacionadas com a lei fundamental dos movimentos possuem representa es provis rias e inadequadas em termos de abstra o Muitos estudantes possuem intui es animistas equivocadas que identificamos constituir obst culos epistemol gicos e que na sequ ncia did tica dever o de certa forma serem desconstru das com experimenta es que n o ser o repetidas de uma atividade para outra evitando qualquer acomoda o e reprodu o sem reflex o de forma autom tica de conforto do especulador leigo que repete uma t cnica durante longo tempo com felicidade por n o ter que refletir Experimenta es que exigir o especula o complexa exigindo uma crescente abstra o Utilizaremos em alguns momentos de elementos da nossa matriz dial gica problematizadora para apontar certos aspectos e particularidades que vivenciamos no laborat rio e tamb m faremos refer ncia com nosso espiral auto reflexivo em ambas utilizaremos dos ndices que j explicamos ainda neste cap tulo 4 4 2 1 Manipulando as entidades quantidade de movimento conserva o da quantidade de movimento e conserva o da quantidade de movimento Relembrando que a inten o conforme descrevemos era o de manipula o por parte dos estudantes do tipo te rico da conserva o da quantidade de movimento e de um sistema isolado descreveremos a se
169. de consistir em um ndice modesto diante do real quadro de forma o em educa o cient fica dos estudantes devemos avan ar na an lise para posicionarmos de forma mais incisiva mas at aqui temos um quadro que n o nos agrada A concentra o dos apontamentos dos estudantes para os meios midi ticos para forma o da concep o de laborat rio e experimenta o em ci ncias apresentado no gr fico 2 corrobora com a primeira impress o que obtivemos na quest o 01 do question rio na qual a maioria dos estudantes em torno de 75 possuem uma representa o da ci ncia possivelmente refor ado pelo ensino tradicional da ci ncia o qual parece nos n o exorcizar as intui es animistas dos estudantes Tal influ ncia da m dia nas primeiras intui es dos estudantes em rela o experimenta o na ci ncia pode constituir obst culos epistemol gicos para cada estudante cujo chamamento para experimenta o foi feito de forma equivocada Vejamos em dois relatos dos estudantes essa influ ncia midi tica Estudante 17 eu j vi em desenhos da Marvel em s ries de TV como The Big Bang Theory que eu me lembre Estudante 21 Laborat rio mesmo eu vim conhecer aqui no CEP mas nunca fiz alguma experi ncia extraordin ria Outro lugar que tive contato com isso foi na internet no manualdomundo com br Ricos em imagens l dicas de chamamento que permeiam os filmes de fic o cient fica anima es que ignoram o rigor de m
170. de de movimento no tempo tamb m chamada de lei fundamental dos movimentos Com a utiliza o de articuladores que exijam o aumento da abstra o ainda nessa faixa et ria dos estudantes Quando apresentado entidades da f sica para forma o de ju zos em um material instrutivo potencialmente significativo e que ser o manipulados de forma especulativa complexa aumentando o realismo dessas entidades pode ocorrer a aprendizagem significativa do ju zo em alto grau de abstra o generalidade e inclusividade da conserva o da quantidade de movimento O estudante pode reconhecer e encontrar solu es em situa es problema com modelagem de certos aspectos do mundo que crie fen menos que reproduza colis es e que esteja associado ao ju zo da conserva o da quantidade de movimento O estudante do nono ano do EFII possui no seu senso comum a forma o de ju zos mesmo que pouco elaborados que podem constituir obst culos epistemol gicos para ancorar conceitos como quantidade de movimento e conserva o da quantidade de movimento Se aplicado um m todo de ensino de f sica com a teoria dialogando com o experimento apresentados com material instrutivo potencialmente significativo esse estudante capaz de transpor esses obst culos epistemol gicos e aprender f sica significativamente Ocorre aprendizagem significativa com o aperfei oamento do perfil conceitual da compreens o da varia o da quantidade de movimento quando sobre o
171. de problemas instigantes Ainda habilidades relacionadas em saber repetir um procedimento experimental afim de repetir a coleta de dados qualitativos ou quantitativos para aumentar a confiabilidade dos resultados obtidos Aprender a representar as informa es colhidas de diferentes formas como diagramas esquemas gr ficos tabelas etc Assim acreditamos que com tais habilidades adquiridas funcionar o como ferramentas em diferentes atividades propostas que envolvam a resolu o de problemas e em situa es pr ticas Tratando do perfil do estudante a educa o cient fica contribuir em formar estudantes empreendedores em tomar decis es agirem de maneira cr tica e independente que adquirem o h bito de trabalhar em grupo em clima de coopera o Com aspectos da pr tica social provocadas por novos valores conhecimentos e cren as novas percep es e matura o t o necess ria na atividade em grupo onde o esp rito de colabora o deve imperar para busca de solu es para resolu o de problemas Aqui buscamos inspira o e transposi o did tica em Kuhn 2013 O que incita ao trabalho a convic o de que se for suficientemente habilidoso conseguir solucionar um quebra cabe as que ningu m at ent o resolveu ou pelo menos n o resolveu t o bem Muitos dos grandes esp ritos cient ficos dedicaram toda a sua aten o profissional a complexos problemas dessa natureza KUHN 2013 p 107 Consideramos
172. des parcelares Bachelard 2013 p 112 Para o modelo de conserva o da quantidade de movimento que optamos e que escolhemos desprezar o atrito com o ar no que se refere aos princ pios epistemol gicos a ci ncia contempor nea afirma que as quantidades desprez veis devem ser desprezadas Bachelard 2013 p 112 Decidimos que a for a de atrito com o ar poderia para n mero de oscila es que consideramos ser desconsiderado para o prop sito que quer amos trabalhar no modelo para explicar a cria o dos fen menos em que os estudantes manipular o mais de uma vez a quantidade de movimento em um sistema isolado Desejamos com a delimita o do sistema fechado como um contraponto ao esp rito pr cient fico que repele a concep o contempor nea de sistema fechado Bachelard 2013 p 270 esp rito animista que logo exp e que o sistema delimitado ser influenciado por intera es com o mundo fora do sistema pois possui dificuldade em saber reconhecer o que desprez vel Entretanto uma filosofia da aproxima o bem regulamentada calcada com prud ncia na pr tica das determina es efetivas levar a estabelecer n veis fenomenol gicos que escapem absolutamente s perturba es menores Bachelard 2013 p 270 A origem da resist ncia que o esp rito pr cient fico possui em rela o ao isolamento do sistema constitui um obst culo epistemol gico de conhecimento geral essa cren a in
173. desta tal vis o aperfei oada do ponto de vista da ci ncia um processo e que leva tempo e que deve acontecer da forma mais prematura poss vel na escola de base E com isso remetemos novamente para o nosso foco do problema os processos de ensino aprendizagem de ci ncia e como encarado o laborat rio did tico na escola de base Estar o problema em emparelhar a forma de como o professor trabalha o encaminhamento metodol gico com caracter sticas positivistas e o estudante que aprende amarrado em sua pr tica social seu cotidiano e seus problemas do cotidiano Ent o h um problema t cnico de raiz que como uma corrente que ignora o indiv duo e sua cogni o e o outro que aposta em aspectos cognitivos mas que ainda desconsiderado a viv ncia de ser social o tempo todo Segundo Pinho 2000 de todos os trabalhos nas ltimas d cadas dos SNEFS e EPEFS at o ano de 2000 dos trabalhos relativos ao laborat rio did tico n o houve avan os no sentido da discuss o epistemol gica da fun o do laborat rio e quase nenhuma discuss o sistem tica em torno do estabelecimento da do pensamento pedag gico do laborat rio e da atividade experimental Mas somente uma grande evolu o nos aspectos did ticos e metodol gicos e meio que foi herdado a aplica o do procedimento experimental utilizando se de um entendimento equivocado do m todo cient fico utilizado nas pesquisas cient ficas sem nenhuma preocupa o de ada
174. dimos que mantivessem as indica es dadas pelo tato por m inclu mos uma ltima coluna na tabela e que chamamos de tabela 2 com uma medida objetiva atrav s do term metro e que eles preencheram a ltima coluna com as temperaturas dos materiais apresentados 51 Tabela 4 retomada do quadro inicial da problematiza o mas agora com o instrumento objetivo de medida de temperatura 5 Durante a experimenta o voc deve ter notado que o tato n o uma maneira confi vel de medir temperatura agora retome a tabela 1 e me a a temperatura dos materiais com um term metro digital Tabela 5 medida da temperatura dos materiais apresentados com term metro Materiais apresentados Sensa o t rmica Medida de temperatura com term metros em Quente Frio graus Celsius Madeira Moeda Isopor Cilindro Borracha Pedra Pano 6 Observando a tabela voc ainda vai utilizar a sensa o t rmica para medir temperatura Explique 7 Discuta com o grupo e escreva o que voc entende por equil brio t rmico Pesquise Pense e Escreva Quais os principais tipos de term metros Il Como funciona um term metro cl nico III Quais as principais escalas termom tricas Com esta ltima parte da sequ ncia did tica foi apresentado o aparelho experimental term metro este entendido como uma extens o do rg o humano o qual n o foi capaz de indicar a temperatu
175. do e com a intencionalidade de oferecer poss veis solu es adquirir uma atitude cr tica e reflexiva necess ria ao indiv duo que constantemente solicitado em resolver problemas Aqui evidencia a inten o de substituir a concep o de ensino de ci ncia tradicional que apresentava a ci ncia como algo pronto e acabado portanto que era ensinado pelos professores e aprendido pelos estudantes na forma de transmiss o automatizada A educa o cient fica que tem sido oferecido nas institui es de ensino da escola b sica mostra se inadequada para que os estudantes saibam lidar com quest es que envolvam ci ncia e tecnologia PISA 2001 Esse ensino n o tem sido nem mesmo adequado para motivar os estudantes a se interessarem por ci ncias Os estudantes saem da escola com um conhecimento trivial com fracas conex es entre os conceitos mais importantes com concep es n o cient ficas de como o mundo natural funciona saem acr ticos e sem capacidade de aplicar o conhecimento em novos contextos Pisa 2001 Portanto as mudan as devem ser incentivadas e com os resultados aprimorados Enfim uma teoria somente torna se relevante quando prop e o confronto com a realidade atrav s da experimenta o a intersec o tensionada entre empirismo racionalismo que precisa de um patamar intermedi rio concep o de ci ncia corroborada por Kuhn 2013 Teoria e fato cient ficos n o s o categoricamente separ veis exceto tal
176. do a experimenta o e tamb m pela restri o do roteiro experimental que deve ser rigorosamente seguido pelos estudantes Tal roteiro extremamente r gido na sua organiza o em um formato de guia de roteiro tur stico o qual o estudante deve seguir e que na maioria das vezes submetido avalia o 58 evolu o dos roteiros de pr ticas experimentais da segunda lei de Newton para a educa o b sica nos ltimos 50 anos Para tanto partimos dos processos hist ricos de orienta es ou influ ncias do ensino de f sica no Brasil partindo do PSSC e a an lise de seus desdobramentos nos roteiros at os dias atuais Diante do denso material dispon vel focamos na experimenta o associada segunda lei de Newton para identificar como caracter sticas de como se faz ci ncia acabam permeando tamb m nas concep es de como ensinar ci ncia E como essas transposi es did ticas de cada poca interfere na sistem tica e organiza o dos roteiros de instru o que permeiam a atividade experimental no ch o de salas de aula de f sica que promovem atividades experimentais afins com seus roteiros de experimenta o 2 2 1 A Influ ncia do PSSC no Brasil O Brasil em processo de desenvolvimento nacional e seguindo uma tend ncia de que o caminho era a industrializa o e a revolu o cient fica cria atrav s do decreto federal n 9 355 em junho de 1946 o Instituto Brasileiro de Educa o Ci ncia e
177. do exatamente o que deveriam observar e medir e desta forma como pensar o preparo e montagem do aparelho Com a articula o f sico matem tico que a segunda etapa exigir proporcionar o aumento da especula o complexa em rela o a entidade te rica 4 4 4 2 Manipula o tecnol gica da lei fundamental dos movimentos articula o atrav s do c lculo tabelas e diagramas Estabelecido o contexto que ajudou na representa o para os estudantes do fen meno criado e das entidades manipuladas relacionadas com a lei fundamental dos movimentos na primeira etapa da fase IV do nosso espiral agora descreveremos as a es que completam a segunda parte da fase iniciada na se o anterior e que daremos prosseguimento vi retomada da equa o manipulada pelos estudantes da lei fundamental dos movimentos vii apresenta o do carrinho de Fletcher como projeto viii manipula o do carrinho de Fletcher ix articula o atrav s da linguagem f sico matem tica e x filme do movimento do carrinho acompanhado da apresenta o do Tracker como projeto Registramos na matriz dial gica do dia 13 11 2014 aspectos interessantes da atividade experimental que nos interessam por exemplo para o registro dos elementos 1b 1d e 3d ao recuperarmos a lei fundamental dos movimentos F AG At que os estudantes manipularam na primeira etapa com as rela es de proporcionalidade tivemos a oportunidade de voltar ao quadro e discutirmos a lei c
178. do que o analisado para o carrinho de madeira por m pior que o manipulado pelo c lculo na tabela para o carrinho de Fletcher observado assim pelos estudantes 230 Aqui desejar amos prolongar mais algumas aulas pois seria muito rico a discuss o entre as vantagens e desvantagens entre uma tecnologia e outra pois ter amos os resultados obtidos pelos estudantes e que poder amos levar para discuss o do grande grupo Entretanto com a finaliza o do ano letivo n o foi poss vel Pois ainda reaplicar amos o question rio com a intencionalidade de aferir se a sequ ncia did tica tinha contribu do para alguma altera o do perfil epistemol gico dos estudantes em rela o as entidades relacionadas com a lei fundamental dos movimentos 4 4 4 4 An lise dos dados da fase IV do nosso espiral auto reflexivo Para a manipula o da lei fundamental dos movimentos na fase IV tivemos tr s momentos bem distintos o primeiro totalmente artesanal com a manipula o do carrinho de madeira com observa es simples sensoriais e uma primeira geometriza o com as rela es de proporcionalidade O segundo tecnol gico com o carrinho de Fletcher em termos de coleta de dados e de articula o com linguagem f sico matem tica com a manufatura de tabela e gr fica pelos estudantes E o terceiro tamb m tecnol gico com o programa Tracker na especula o complexa dos v deos e obten o da tabela gr fico e rela o matem tica por m com as
179. duas de tica e duas de Eletricidade E quanto aos manuais de instru o o Pe Aloysio Vienken foi convidado para elabor los e tamb m para ministrar cursos para utiliza o do material para os cursos a empresa mantinha uma esp cie de laborat rio m vel montado em um nibus Na d cada de 70 as caixas da Bender ficaram bem conhecidas e foram adquiridas por in meras secretarias de educa o de todo o pa s entre elas inclui se a secretaria de educa o do estado do Paran que as distribu ram por v rias escolas entre elas o Col gio Estadual do Paran 61 No ensino de F sica ao qual nos limitamos neste trabalho a falta de meios e principalmente de tempo n o permite que o aluno adquira nem em linhas gerais o conhecimento amplo e sistem tico por atividade pr pria redescobrindo tudo aquilo que durante s culos foi descoberto pelos cientistas Tamb m neste caso o professor apresenta os resultados obtidos e os prova claro e indispens vel n o por afirma es ou dedu es l gicas e sim por exemplos que ele mesmo dar em exposi es demonstrativas Estas n o devem ser somente qualitativas exposi es de ilustra o mas devem ser tamb m quantitativas n o ficando em nada aqu m das experi ncias efetuadas pelo pr prio aluno Pelo contr rio as experi ncias demonstrativas s o muitas vezes superiores por serem mais dif ceis e inacess veis experimenta o do aluno VIENKEN 1966 p 4 Outro tr
180. e de tal forma que a raiz da 121 crise seja isolada com uma clareza imposs vel de obter se no laborat rio KUHN 2013 p 173 Portanto a import ncia n o reside somente no aparato experimental com a manipulac o de artefatos concretos mas sim no empreendimento do estudante na busca de solu es diante de problematiza es instigantes que o desafiam e o retiram da sua zona de conforto manipulando entidades concretamente ou mentalmente N o fomos os primeiros incomodados com o baixo resultado com os projetos outros que tamb m ensinam f sica iniciaram o processo de modifica o da experimenta o no ensino de f sica e da utiliza o do laborat rio did tico ent o aflorou com o construtivismo uma outra metodologia para a experimenta o surgiram assim propostas inovadoras na linha do construtivismo e na aposta do conflito cognitivo como medida de ensino aprendizagem significativa e na linha piagetiana como percebemos na refer ncia abaixo Nosso trabalho prop e o uso de experimentos brinquedos e jogos da forma mais ampla poss vel Numa perspectiva did tica entretanto n o podemos nos restringir ao brincar desinteressado Este deve estar inserido na consequ ncia pedag gica do conhecer Ramos e Ferreira 1993 p 374 O trabalho se apresenta como uma alternativa metodol gica justificada segundo o modelo piagetiano defendendo ainda a import ncia do pr prio estudante construir seu equipamento com base
181. e as suas representa es dos tipos envolvidos e manipuladas do aparelho experimental e articuladas atrav s do c lculo Assim a maior parte das medi es dizem respeito ao que Kuhn chama de ci ncia normal As boas medi es exigem o desenvolvimento de novas tecnologias e nos convidam ao engajamento em atividades experimentais de solu o de problemas As medi es articulam detalhes j conhecidos Hacking 2012 p 345 O conhecimento do aparelho experimental para que n o se torne um obst culo epistemol gico como j tratamos primordial De tal forma o professor n o deve considerar como tempo perdido aquele gasto com a encultura o do aparelho experimental pois uma vez os estudantes com a compreens o do que desejam observar e medir eles devem pensar o experimento como projeto H o projeto de um experimento que pode funcionar h o aprendizado de como fazer o experimento funcionar Mas talvez o verdadeiro talento seja o aprendizado de quando um experimento est funcionando Hacking 2012 p 330 O cientista aproxima se do objeto mal definido E antes de tudo prepara se para medir Pondera as condi es de seu estudo determina a sensibilidade e o alcance de seus instrumentos Por fim o seu m todo de medir mais do que o objeto de sua mensura o que o cientista descreve Bachelard 2018 p 261 Nesse projeto de experimenta o que desejamos que os estudantes adquiram a cultura n o de verificador
182. e ci ncia daquele col gio tido como refer ncia entre as escolas p blicas do estado do Paran que apresenta ind cios de um modelo de ensino tradicional de carater sticas de justaposi o de conte dos de modo panflet rio conforme nossa primeira an lise apontar que n o contribui para o afastamento do senso comum animista e pr cient fico dos estudantes 4 4 1 2 An lise dos dados da fase das representa es dos estudantes a respeito da ci ncia e das entidades associadas a lei fundamental dos movimentos Queremos mencionar sobre os mecanismos que os governos utilizam para medir como vai educa o brasileira por exemplo o IDEB para o CEP 6 3 em 2009 6 1 em 2011 e 6 4 em 2013 no qual o CEP apresenta bons resultados entre outras escolas avaliadas e muito pr ximo das metas estabelecidas pelo INEP portanto para esse ndice avaliativo trata se de uma escola de excel ncia ent o o que h de errado 192 a BE BEZ Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais An sio Teixeira indice de Desenvolvimento ja Educa o B sica IDEB Resultados e Metas Par metros da Pesquisa Resultado Escola UF PR Munic pio CURITIBA Nome da Escola PARANA C E DO EF M PROFIS Rede de ensino Estadual S rie Ano 8 s rie 9 ano 8 s rie 9 ano E Pietas Escola 2005 2007 2009 2011 2013 2007s 2009 2011 2013s 2015 2017 2019 2021s PARANA C E DO EF M PROFIS 6 3 6 1 6 4 6 4
183. e equivocada pela subjetividade Como exemplificado por Bachelard ao encostar dois eletrodos na ponta da l ngua a pessoa sentiria o sabor dessa corrente el trica material modificada pela passagem atrav s de diferentes materiais seria portanto muito cida como a urina ou doce como o leite ou picante como o vinagre Bachelard 2013 p 131 41 da manipula o afirmaram com a utiliza o de um term metro digital termopar que as superf cies verificadas por contato estavam com a mesma temperatura do ambiente 2 1 2 Atividade Experimental Que Corrobora Com a Investiga o do Perfil Epistemol gico Apresentaremos o cen rio geral que representa como aplicamos a sequ ncia did tica da experimenta o e como investigamos o perfil epistemol gico dos estudantes Dispostos em grupos de seis estudantes que receberam um aparato experimental kit e uma problematiza o simples de completar uma tabela que continha uma s rie de objetos e que os estudantes completaram na indicando se os objetos estavam quentes ou frios Em seguida questionamo los de como realizaram a verifica o de quente e frio E se o tato constitu do como um tipo de term metro era adequado Aqui tivemos a aten o voltada para a intui o primeira dos estudantes pois A substancializa o de uma qualidade imediata percebida numa intui o direta pode entravar os futuros progressos do pensamento cient fico tanto quanto a afirma o de u
184. e este estaria associado ao processo de industrializa o chin s e o investimento na revolu o cient fica Tal iniciativa chinesa teria proporcionado a autossufici ncia em engenheiros e cientistas o que estaria relacionado a sustentabilidade do seu crescimento econ mico embora Snow quando no outro livro As Duas Culturas e Uma Segunda Leitura tenha admitido uma an lise superestimada do crescimento chin s os fatos e a hist ria no m nimo chamam a aten o para a sua previs o em termos pol micos Se deixarmos de lado a cultura cient fica ent o o resto dos intelectuais ocidentais nunca tentou quis ou conseguiu compreender a Revolu o Industrial muito menos aceit la Os intelectuais particularmente os literatos s o luditas 55 naturais E m todo o Ocidente a primeira onda da Revolu o Industrial rebentou sem que ningu m percebesse o que estava acontecendo Claro que era de longe a maior transforma o na sociedade desde a descoberta da agricultura De fato essas duas revolu es a agr cola e a cient fico industrial s o as nicas mudan as qualitativas na vida social que o homem jamais conheceu Mas a cultura tradicional n o a notou ou quando a notou n o gostou do que viu SNOW 1995 p 41 42 Nesta perspectiva apontou se a possibilidade que ao proporcionar a revolu o industrial e cient fica de uma comunidade foi permitido que cada gera o superasse a anterior proporcionando melhor
185. e investimento no sistema escolar a contribui o que uma comunidade escolar com uma cultura de laborat rio com um g nero de racioc nio de laborat rio e com uma especula o complexa seja capaz de modelar aspectos do mundo que o cerca e atrav s de uma investiga o racional seja capaz de perceber pr s e contras de diferentes fatos e de forma cr tica avaliar poss veis anomalias aos modelos que consideram adequados para melhorar as condi es de vida de uma comunidade de forma geral al m do espa o escolar Com tal criticidade a comunidade escolar exigir dos seus gestores da rep blica municipais estaduais ou federais a racionaliza o do emprego do dinheiro p blico Entretanto existe um longo caminho da escola atual de modo geral que apresenta ind cios que permeia o esp rito conservativo por instinto preferindo aquilo que a confirma em vez daquilo que a contradiz apreciando muito mais as respostas do que as perguntas Com tal conservadorismo cessa o crescimento espiritual BACHELARD 2013 e a proposta formativa que pretendemos ter muitas dificuldades de ser implantada portanto convidamos os professores a fugir do pensamento acad mico inerte e dinamizarmos uma nova maneira de professar Portanto chamo a aten o que para nossa empreitada ser bem sucedida deve acontecer uma revolu o do pensamento pedag gico de n s educadores onde n o nos coloquemos em uma posi o hier rquica superior aos estudantes como donos
186. e nos atropelamentos simulados aumentada ou com o aumento da velocidade ou com o aumento da massa Diante desses n meros sentimo nos vontade na pr xima pr tica propor manipula es do tipo te rico quantidade de movimento associada com o carrinho 215 com diferentes tempos de intera o de for as aplicadas ou seja com o realismo que os estudantes apresentaram em rela o quantidade de movimento representa o que segundo nossa investiga o inicial com o question rio simplesmente o tipo te rico quantidade de movimento n o existia na representa o dos estudantes entretanto agora mesmo de forma provis ria e incompleta possuem um perfil epistemol gico a respeito da quantidade de movimento Destacamos aqui outra caracter stica que enriquece a racionalidade do estudante na cultura do laborat rio e da experimenta o que a manipula o de entidades te ricas que passam a relacionar com outras entidades da f sica provocando varia es em outras entidades e aplicando as em diferentes contextos e problemas Com 72 concebendo quantidade movimento como o produto da massa pela velocidade podemos ousar na pr xima pr tica provocar os estudantes com articula es atrav s das rela es de proporcionalidade com for a e tempo de intera o da for a e uma articula o atrav s do c lculo tabelas e diagramas que ao nosso ver aumentar a abstra o em rela o as entidades relacionadas com a lei fundamental dos
187. e nos interessam para o vasculhar os modelos que propomos em modelar por es da natureza que nos interessam CAP TULO 4 168 169 4 METODOLOGIA Para a nossa sequ ncia did tica escolhemos a pesquisa a o consideramos apropriado pois sou atuante como professor de laborat rio de f sica e nossa inten o de estabelecer uma cultura de laborat rio no ensino de f sica um g nero de raciocinar caracter stico adquirido pelo estudante ao pensar o experimento Achamos adequado a escolha da pesquisa a o para o nosso trabalho pois tamb m queremos atrav s do planejamento e de a es que os estudantes do ensino fundamental Il em particular a turma do nono ano do CEP no ano de 2014 que sejam integrados em uma nova cultura de laborat rio no ensino de f sica que aproximem se de uma racionalidade mais abstrata na busca de solu es para problemas contextualizados com seu dia a dia e que enrique am seu modo de pensar o mundo e que utilizem desse g nero de raciocinar para toda a vida 4 1 PESQUISA A O UMA PROPOSTA DE PR TICA EDUCACIONAL CR TICA E ESPECULATIVA COMPLEXA A pesquisa a o que inicia com os trabalhos de Lewin 1946 e 1952 que trabalhando em grupos tinha a intencionalidade de integra o de determinados sujeitos minorias tnicas nos EUA ao contexto social portanto n o primava por um car ter emancipat rio mas diferenciava se por propor mudan as em uma determinada situa o e o trabal
188. e professa pelo menos nas declara es de seus dirigentes o valor educativo da ci ncia desenvolveu as qualidades da objetividade mais do que o podiam fazer as ci ncias em per odos menos escolarizados Bachelard 2013 p 299 Passando para a segunda problematiza o do nosso question rio objetivamos identificar prov veis origens da forma o do esp rito pr cient fico dos nossos estudantes em rela o ci ncia e a experimenta o conforme apresentado na tabela a seguir 95 Tabela 7 proposta para investigar prov veis origens da representa o da ci ncia e experimenta o pelos estudantes 2 INVESTIGA O DA ORIGEM DA CONCEP O Origens do conhecimento sobre laborat rio ci ncias Na situa o problema 1 quer amos investigar qual a sua concep o sobre ci ncia de um modo geral e tamb m sobre experimenta o por exemplo em laborat rio agora estamos interessados em investigar onde voc formou o seu conhecimento sobre ci ncias e o laborat rio de experimenta o Ent o excetuando o seu contato e conhecimento do laborat rio do CEP onde voc j teve contato com um laborat rio de ci ncias escola anterior TV internet revistas de ci ncias parentes amigos ou professores Agora escreva a s poss veis origens do contato e conhecimento sobre experimenta o em laborat rio http eefpadrecristiano blogspot com br 2011 09 laboratorio de ciencias html Deseja
189. e se de concep es pr cient ficas e aproxime se de um esp rito mais cient fico 90 3 2 1 Elabora o de um Question rio Para Investigar as Representa es Desejamos que os estudantes no ensino de F sica te rico e experimental modifiquem sua cultura experimental de como manipulam as entidades e como constroem representa es sobre estas entidades Portanto como professores n o devemos ser ing nuos em acreditar que a aprendizagem come a quando os estudantes entram em nosso espa o de experimenta o eles j possuem um empirismo na sua rela o com o mundo mas consideramos que poss vel com uma metodologia que possamos enriquecer a cultura experimental dos estudantes e que ele evolua em termos de racionalidade com um modo de pensar mais objetivo caracter stica do esp rito cient fico de Bachelard 2013 Os professores de ci ncias imaginam que o esp rito come a como uma aula que sempre poss vel reconstruir uma cultura falha pela repeti o da li o que se pode fazer entender uma demonstra o repetindo a ponto por ponto N o levam em conta que o adolescente entra na aula de F sica com conhecimentos emp ricos j constitu dos n o se trata portanto de adquirir uma cultura experimental mas sim de mudar de cultura experimental de derrubar os obst culos j sedimentados pela vida cotidiana Bachelard 2013 p 23 Desta forma n o podemos desconsiderar o perfil epistemol gico dos estuda
190. ecendo suas particularidades acabou por combater o obst culo da sua representa o que possui algo de misterioso Atrav s da sua especula o complexa no sentido de identificar suas fun es e como seria a execu o para as tomadas dos dados acabou por desmistificar na representa o 232 dos estudantes poss veis imagens pict ricas do laborat rio de f sica Diminuindo assim a subjetividade daquele que espera o oculto com um valor priori passa a objetividade na medida que os estudantes se instrumentalizam com o aparelho Outro ponto interessante para destacarmos o reconhecimento da limita o sensorial e em termos de reflexo para a medi o do tempo que escolhemos comparar com registro manual de tempo por cron metro do celular e atrav s dos sensores do carrinho de Fletcher Que evidenciou a clara necessidade do elemento tecnol gico com a inten o de aumentar a objetividade da medida e a consci ncia dos estudantes da necessidade de instrumentalizar se O contexto manipulado no carrinho de madeira permitiu o entendimento do que medir no carrinho de Fletcher e como pensar a tabela como elemento de registro e de articula o atrav s do c lculo que ao nosso ver especializa o estudante na medida que passa de simples geometriza o com as rela es de proporcionalidade que os ajudaram na representa o da lei fundamental dos movimentos para uma manipula o abstrata com a linguagem f sico matem tica O exerc cio d
191. echo O resultado deste esfor o gigantesco foi espl ndido como era de se esperar O entusiasmo pelo novo m todo foi t o grande que o PSSC organizou cursos at na Am rica Latina para que n s tamb m particip ssemos dos benef cios do novo m todo Entre n s foram feitos j diversos cursos e atualmente estes s o organizados pelo IBECC que fabrica e vende o material do curso VIENKEN 1966 p 7 Neste pequeno trecho do Pe Aloysio Vienken que baseado na proposta do PSSC um profissional que trabalhou com forma o cient fica estava mergulhado em uma percep o de ensino de F sica com a experimenta o que atualmente denominamos de vis o popular ou tradicional da experimenta o a qual se fundamenta em caracter sticas da tradi o das ci ncias indutivas Hacking 2012 Originalmente essa express o significava que o investigador devia fazer observa es precisas conduzir com cuidado os experimentos e honestamente anotar os resultados prosseguindo ent o no estabelecimento de generaliza es e analogias e gradualmente elaborando hip teses e teorias sempre desenvolvendo conceitos novos que lhe permitissem dar sentido aos fatos e organiz los No caso de as teorias sobreviverem a uma testagem subsequente teremos aprendido algo sobre o mundo poderemos at mesmo ser levados s pr prias leis subjacentes da natureza Hacking 2012 p 62 Nesta perspectiva no ensino de ci ncia a experimenta o
192. el utilizar o programa como um aplicativo para aquele dispositivo m vel Devemos chamar a aten o para as institui es de fomento para o financiamento de pesquisas em termos de programa o para tornar o Tracker uma ferramenta de manipula o em dispositivos m veis Pois j do nosso conhecimento que existem planos de 235 aquisi o de tablets para distribui o em larga escala para estudantes da escola b sica Apontamos tamb m a possibilidade de compara o entre os aparatos de manipula o da lei fundamental dos movimentos a artesanal com carrinho de madeira a tecnol gica com o carrinho de Fletcher e a tecnol gica com o programa Tracker Compara o dialogada com os estudantes nos grupos e no grande grupo com a indica o de particularidades de cada aparato apontado pontos fortes e fracos limita es enfim vantagens e desvantagens A inten o aqui a de que o estudante perceba o papel da tecnologia quando a parte artesanal limitada e que em termos de investiga o no ensino de f sica estaria comprometida se limitasse a premissas de simples observa es sensoriais O estudante que se instrumentalizando com a tecnologia especula de forma complexa diminuindo a extens o das suas intui es animistas e a sua subjetividade para o aumento da sua objetividade das parcelas da natureza que o ensino de f sica se dedica a investigar 4 4 5 Reaplicac o do Question rio Verifica o se Houve In cios de A
193. elocidade e tempo de intera o com fotogates Para manipula o da rela o entre for a varia o da quantidade de movimento e tempo de intera o Fonte MUCHENSKI J C 2014 Para os estudantes como experimentadores muitas vezes a atividade experimental diz menos respeito a observar e relatar do que a fazer um instrumento apresentar os fen menos de forma confi vel Hacking 2012 p 255 E quando tratamos da observa o experimental preferimos tratar a observa o no sentido que Hacking 2012 orienta nos A observa o no sentido filos fico da produ o e registro de dados apenas um aspecto do trabalho experimental E em outro sentido que o experimentador precisa ser observador e alerta Apenas os observadores desse tipo podem fazer um experimento ir adiante atentos para os problemas que o est o impedindo de prosseguir resolvendo os e observando os pequenos detalhes inesperados que podem revelar se ora idiossincrasias do aparato ora pistas a respeito da natureza Hacking 2012 p 276 Com a clareza do que queremos do estudante experimentador a manipula o do aparelho tecnol gico como o carrinho de Fletcher exige do estudante uma habilidade e um conhecimento da tecnologia envolvida para que esta n o bloqueie sua observa o e estado de alerta para investigar e especular sobre o fen meno que escolhemos manipular atrav s do experimento Aqui novamente a montagem do aparelho deve ser realizada com os
194. em sua prepara o tudo isso precisa ser expurgado do pensamento cient fico Bachelard 2013 p 154 Esse empirismo atomizado e essa experi ncia concreta sem esfor o de abstra o admitem todos os devaneios individuais Basta encontrar uma natureza particular uma atividade substancial para explicar todas as particularidades da experi ncia e depois de passo em passo todos os preconceitos todas as balelas todas as loucuras da sabedoria das Na es Bachelard 2013 p 159 E que consigam transpor tais obst culos para psicanalisar o conhecimento objetivo indispens vel desvalorizar o produto do trabalho paciente Bachelard 2013 p 154 Em especial quando o obst culo animista que reaparece insidiosamente quase a cada s culo sob formas biol gicas mais ou menos atualizadas for reduzido ser poss vel esperar um pensamento cient fico deveras animador Bachelard 2013 p 309 Aperfei oando seu g nero de racioc nio para uma forma mais abstrata e que possamos contribuir com um ensino de ci ncia no ensino fundamental fase II com uma matura o da raz o e que permitir uma forma o mais cient fica no ensino m dio Queremos que o estudante com uma cultura de laborat rio e seu g nero de racioc nio pr prio do ensino racional e emp rico em termos de manipula o das tecnologias que ele possa de forma especulativa refletir sobre o modelo de utiliza o das tecnologias da nossa cultura Que muit
195. em um maior o grau de especula o complexa ou abstra o atrav s da linguagem f sico matem tica maior o alcance do pensamento positivo para aquela ci ncia Segundo Comte as ci ncias classificam se de acordo com a maior ou menor simplicidade de seus objetos respectivos A complexidade crescente permite estabelecer a sequ ncia matem ticas astronomia f sica qu mica biologia e sociologia As matem ticas possuem o maior grau de generalidade e estudam a realidade mais simples e indeterminada A astronomia acrescenta a for a ao puramente quantitativo estudando as massas dotadas de for as de atra o COMTE 1978 p 22 Mais uma vez defende a uni o entre a teoriza o e os fatos observados cuidadosamente por m em uma escala de import ncia diferenciada valorizando sim primeiro a quantiza o em detrimento da qualifica o 110 Outra ressalva para reflex o no Positivismo de Comte trata se de um certo conservadorismo apesar de alicer ar se na filosofia da hist ria defendia mesmo assim a imutabilidade dos modelos e assim um sistema de cren as imut vel E que se procurarmos na filosofia da ci ncia de Kuhn encontraremos in meros exemplos de modelos que entraram em crise e que tiveram de ser substitu dos por outros modelos Por fim o Positivismo de Comte somado ao pensamento positivo a chamada religi o positivista ou da humanidade cujo Solo mais f rtil foi encontrado pelo positivismo comteano inclui
196. emos surgir habilidades do perfil do experimentador de uma cultura de laborat rio 5 3 4 Atividade V Foi sempre nossa inten o a desmistifica o das imagens pict ricas dos estudantes em rela o ao laborat rio a tomada da utiliza o do carrinho de Fletcher como projeto pelos estudantes contribuiu no sentido que os estudantes puderam aumentar a objetividade na medida que puderam instrumentalizar se com o aparelho pois j possu am uma boa representa o do contexto do fen meno criado e o modelo que estabeleceram atrav s da geometriza o que a parte artesanal de manipula o da lei fundamental dos movimentos permitiu Associado a parceria que se estabeleceu durante o projeto do carrinho os estudantes atrav s do jogo bilateral especializaram se no manuseio do aparelho contornando o obst culo epistemol gico das intui es primeiras a respeito do laborat rio No projeto particularidades de manuseio e novos problemas de execu o enriqueceram caracter sticas do g nero de racioc nio de laborat rio tais como contexto de problematiza o pensar o experimento em decidir o que observar e o que medir para constru o de tabelas resolver problemas de execu o articula o atrav s do c lculo tabelas e gr ficos da parceria e jogo bilateral entre os participantes com o exerc cio da raz o Alicercaram uma especula o complexa das entidades manipuladas e enriqueceram o perfil dos experimentadores na medida que aume
197. enos porque utilizou as defini es incompletas embora algumas vezes teis do seu manual do que por ter observado e participado da aplica o desses conceitos resolu o de problemas KUHN 2013 p 120 Portanto devemos avan ar de uma tica ultrapassada de percep o de ensino de ci ncia tradicional a de que poss vel encontrar leis universais e necess rias a partir de eventos experimentais casuais quando temos certeza de 125 que precisamos da teoria priori para estabelecermos inclusive o que queremos observar durante qualquer processo experimental Em primeiro lugar ser frequentemente visto como um homem que procura ao acaso realizando experi ncias simplesmente para ver o que acontecer procurando um efeito cuja natureza n o pode imaginar com precis o Ao mesmo tempo dado que nenhuma experi ncia pode ser concebida sem o apoio de alguma esp cie de teoria o cientista em crise tentar constantemente gerar teorias especulativas que se bem sucedidas possam abrir o caminho para um novo paradigma e se malsucedidas possam ser abandonadas com relativa facilidade KUHN 2013 p 171 172 Utilizando no ensino de ci ncia da experimenta o entrela ada ao corpo te rico intencionamos que exista uma retroalimenta o entre ambas de tal forma que as leis e teorias tornam se mais consistentes e mais valorizadas quanto mais experimentalmente elas forem manipuladas Estavam trabalhando tanto com fato
198. ent fico a criticar a sensa o Bachelard 2013 p 127 De fato para o esp rito cient fico todo fen meno um momento do pensamento te rico um est gio do pensamento discursivo um resultado preparado E mais produzido do que induzido O esp rito cient fico n o pode satisfazer se apenas com ligar os elementos descritivos de um fen meno respectiva subst ncia sem nenhum esfor o de hierarquia sem determina o precisa e detalhada das rela es com outros objetos Bachelard 2013 p 127 Naquela forma o do senso comum que nos referimos o estudante traz a autoridade da tradi o do realismo ing nuo e de um empirismo claro que alicer a o entendimento dos fen menos imediatos que constituem o seu mundo Em outras palavras os fen menos imediatos ser o tomados como sinal de uma propriedade substancial toda busca cient fica logo ser interrompida a resposta substancialista abafa todas as perguntas Bachelard 2013 p 128 Portanto tal tradi o n o deve ser negligenciada pois constituem os obst culos epistemol gicos do estudante O ensino tradicional de ci ncia na escola b sica contribui muito com a forma o do senso comum dos estudantes afastado do esp rito cient fico que promoveu uma certa fixa o da raz o pelo discurso erudito do ensino tradicional uma prova da sonol ncia do saber prova da avareza do homem erudito que vive ruminando o mesmo conhecimento adquirido a mesma cultura
199. enta ind cios de que n o proporciona aos estudantes uma forma o alinhada com o racioc nio cient fico este sim com uma racionaliza o e experimenta o articulados por uma linguagem f sico matem tica que assim proporcionariam uma evolu o do perfil epistemol gico dos estudantes e que os mesmos apresentariam tra os de racionalismo na representa o de entidades Afirmamos tais ind cios pois ao apresentarmos aos estudantes a situa o problema nenhum dos estudantes questionou a fragilidade de indicar a temperatura atrav s da intui o do tato a sensa o t rmica e algu m poderia apontar que n o podemos generalizar tal afirma o e que tamb m estar amos cometendo um equ voco pois nossa amostra de apenas uma turma de estudantes Por m essa sequ ncia did tica foi trabalhada em outras tr s turmas em 2008 e repetimos a sequ ncia nos anos seguintes nas turmas de s timo ano de 2009 e 2010 Onde os resultados na investiga o do obst culo epistemol gico n o foram diferentes Interessamo nos tanto por esse momento escolar que n o aperfei oa o racioc nio cient fico dos estudantes durante a escola b sica que transformamos em problema de pesquisa de disserta o de mestrado E temos ci ncia de que os obst culos epistemol gicos que marcam o perfil epistemol gico do estudante s o particulares dele e para haver maior credibilidade nas nossas afirma es utilizamos do Gaston Bachelard que nos ensina que a evol
200. ental foi produzido atrav s da Funda o Brasileira para o Desenvolvimento do Ensino de Ci ncias FUNBEC fundada em 1966 Portanto t nhamos uma proposta de mudan a para o ensino de F sica com proposta curricular com novo material did tico e uma proposta experimental Paralelo a produ o de materiais atrav s da FUNBEC empresas privadas tamb m passaram a elaborar material de laborat rio com manuais que convergiam 60 para a proposta do PSSC como por exemplo Ind stria Com rcio Bender Ltda E tas manuais deixavam claro o encaminhamento metodol gico seguindo as tend ncias norte americanas a seguir a imagem do manual com recomenda es did ticas que acompanhava o material de laborat rio e o manual de experimentos Figura 2 contracapa do manual da Bender elaborados pelo Pe Aloysio Vienken Fonte manual de experimenta o da ind stria e com rcio Bender Agora um trecho na ntegra do autor dos manuais Bender Pe Aloysio Vienken 1966 8 A empresa Otto Bender LTDA acompanhando a tend ncia norte americana come a na d cada de 60 a fabrica o dos chamados kits de experimenta o para as disciplinas de Ci ncias e F sica Os aparatos experimentais eram acondicionados em caixas que ficaram populares entre os professores que se engajaram de alguma forma nesta empreitada como as caixas Bender de experimenta o As caixas eram compostas duas de Mec nica uma de Hidrost tica duas de Termologia
201. eo a KA a tk ae 169 4 1 1 Perguntas de PESQUISA Sassi ARA o Some n io ooo ne 172 4 2 FORMANDO O CORPUS PARA A PESQUISA A O ee 179 4 3 DOCUMENTA O us Sa Sina Apa fa Rob RSS Sn s deal 182 4 4 PESQUISA A O NO LABORAT RIO DO CEP 183 4 4 1 Identificando e Conhecendo os Interlocutores Fase da Nossa Sequ ncia Did tica da Lei Fundamental dos Movimentos 44444 44 4 rerreerrrrres 183 4 4 1 1 Recorte do corpus de dados do guestion rio eee 186 4 4 1 2 An lise dos dados da fase das representa es dos estudantes a respeito da ci ncia e das entidades associadas a lei fundamental dos movimentos 191 4 4 1 2 1 Apontamentos em rela o a representa o dos estudantes a respeito da ci ncia e da experimenta o err reranrraaanaaaaanaaaaanasaaaaanaannnna 193 4 4 1 2 2 Conhecimentos pr vios dos estudantes sobre quantidade de movimento e conserva o da quantidade de movimento erarrreraaaeaaananaa 198 4 4 2 Perfil da Turma Definido da An lise dos Dados Para Escolha da Primeira Atividade Experimental Fase II da Espiral Auto Reflexiva 203 4 4 2 1 Manipulando as entidades quantidade de movimento conserva o da quantidade de movimento e conserva o da quantidade de movimento 203 4 4 2 2 An lise dos dados da fase Il do nosso espiral auto reflexivo 207 4 4 3 Desconstru o das Representa es Eq
202. equ ncia did tica foram pensadas depois da aplica o de um question rio no qual apresentamos situa es problema envolvendo entidades relacionadas com a lei fundamental dos movimentos como quantidade de movimento for a e tempo de aplica o da for a Com a inten o de conhecer poss veis intui es animistas na representa o de imagens a respeito das entidades que ser o manipuladas em aulas de f sica de laborat rio Como se percebe o homem inteiro com sua pesada carga de ancestralidade e de inconsci ncia com toda a sua juventude confusa e contingente que teria de ser levado em conta se quis ssemos medir os obst culos que se op em ao conhecimento objetivo ao conhecimento tranquilo Infelizmente os educadores n o colaboram para essa tranquilidade N o conduzem os alunos para o conhecimento do objeto Bachelard 2013 p 258 Pois para que os estudantes interpretem as rela es entre as entidades for a quantidade de movimento e tempo de aplica o da for a necess rio passar do realismo das coisas ao realismo das leis A bela simplicidade do realismo apagar se rapidamente o realismo ser vasculhado por todos os lados em todas as suas no es Bachelard 2009 p 29 106 Na sequ ncia did tica que exporemos o entrela amento entre o racional e o emp rico exigir dos estudantes um aumento gradativo da especula o da abstra o e da manipula o experimental com a exig ncia d
203. er odos de tempo caracterizando o usu rio com semelhan as ao Homo Faber que encontra a satisfa o em trabalhos manuais circulares que n o exigem reflex o e que s o repetidos por longos per odos de tempo Satisfeito em dominar a t cnica circular e que se deixa dominar pela pr pria t cnica Todo trabalho paciente e cadenciado que exige longa sequ ncia de opera es mon tonas induz o homo Faber a sonhar Ele incorpora ent o sua fantasia e seus cantos mat ria elaborada ele valoriza a subst ncia que foi trambalhada por tanto tempo Bachelard 2013 p 154 155 O ensino de ci ncia praticado na escola b sica em particular nas pr ticas experimentais do ensino de f sica refor a tal aliena o com experimentos que valorizam a repeti o a reprodu o e a valoriza o do resultado final com as comprova es de leis Caracter sticas que permeiam por todo ensino de uma escola tradicional o peso da tradi o traz a uma experi ncia substancial um valor suplementar que n o cabe na forma o do esp rito deveras cient fico Bachelard 2013 p 155 Que prop em uma justaposi o de conte dos que destaca como competente aquele estudante que melhor memoriza que repete e que reproduz de forma satisfat ria Nesse modelo de ensino o estudante n o desafiado sendo tratado como Homo Faber que rejeita sair da sua zona de conforto de manipula es repetitivas Ao nosso ver se formos ao fundo da alma se
204. er a temperatura quente ou frio poderia estar equivocada e que tal equ voco apontado por uma medida objetiva de temperatura atrav s do 245 term metro Imediatamente em uma atitude de valoriza o da intui o primeira acusou que o aparelho experimental objetivo estava com defeito pois indicava a mesma temperatura para os diferentes objetos tabelados Entendemos que tal defesa est enraizado no obst culo enraizado nas suas primeiras percep es sensoriais e empirismos primeiros com o mundo e n o devemos nos enganar que seja f cil destru lo Entretanto com a continua o do experimento e ap s a aferi o sugerida por n s do term metro medindo a temperatura corporal e das guas em diferentes temperaturas ficaram convencidos de que o term metro estava funcionando e surgiram ind cios do convencimento que sua intui o primeira dada pela sensa o t rmica que estava equivocada De tal forma que acreditamos que a atividade experimental permite que os estudantes possam reconstruir ou construir representa es de entidades de forma acertada que para n s deve estar alinhada com o racioc nio cient fico e um certo g nero de racioc nio de laborat rio Utilizando de metodologias que considerem aspectos cognitivos e que tamb m valorizem aspectos de forma o hist rico s cio culturais que alicer am o senso comum dos estudantes E que o estudante engajado adquira o gosto pela cultura cient fica e que esta fa a pa
205. er um avan o em termos de racionalidade de uma era teol gica da idade m dia depois uma fase alquimista e seus autores herm ticos e depois o fortalecimento das ci ncias naturais como por exemplo entre tantos outros como Bacon Galileu e Descartes Portanto a alquimia e os autores herm ticos representaram a transi o entre a doutrina religiosa da idade m dia e o fortalecimento das ci ncias naturais Reiterando que de certa forma somos simp ticos a filosofia positiva de Comte uma vez que nela ressaltada a uni o entre a teoria e a pr tica seria muito mais ntima no estado positivo pois o conhecimento das rela es constantes entre os fen menos torna poss vel determinar seu futuro desenvolvimento COMTE 1978 p 20 Portanto n o criticamos o Positivismo de Comte pois simplesmente este j corroborava com a uni o entre a teoria e pr tica Talvez apenas uma ressalva ou mais um apontamento para a reflex o o encaminhamento possivelmente de um n o equil brio entre as duas frentes te rica e pr tica dando um certo teor de maior valoriza o aos fatos e a pr tica Em suma o esp rito positivo segundo Comte instaura as ci ncias como investiga o do real do certo e indubit vel do precisamente determinado e do til COMTE 1978 p 21 Comte via o progresso das ci ncias apoiado na sua filosofia da hist ria como um processo positivo de alcan ar uma sofistica o Sofistica o alicer ada
206. erar o contexto hist rico autoconhecimento reflexivamente como categoria epistemol gica e potencialidades da pesquisa a o em uma racionalidade especulativa complexa e de n o neutralidade Com a especula o complexa esperamos contribuir no aperfei oamento da racionalidade dos estudantes atrav s de uma abstra o com a linguagem f sico matem tica com um perfil de estudante com maior criticidade O ensino de ci ncia pode contribuir para as mudan as de como os estudantes representam o mundo talvez com uma mudan a do sistema de cren as que eles utilizam para tal representa o e que esteja mais alinhado com uma racionalidade mais cient fica 4 1 1 Perguntas de Pesquisa Da reflex o sobre o problema de pesquisa surgiram algumas quest es de pesquisa que tangem quest es ao par experimental artesanal e tecnol gico em uma proposta de concep o de experimenta o com bases na perspectiva contempor nea de experimenta o tratando a experimenta o como equivalente ao corpo te rico e apresentada para investiga o e utilizada como ferramenta pelos estudantes na investiga o racional para a resolu o de quebra cabe as Para orientar nossa pesquisa associada a investiga o a o educacional utilizaremos da matriz dial gico problematizadora KEMMIS MCTAGGART 1988 que nortear nossos planejamentos a es observa es coleta de dados registros e reflex es tal escolha apropriada para balizar os e
207. eressa nos como os estudantes e suas racionaliza es apressadas e entrela adas ao seu esp rito pr cient fico realmente exercitam a raz o ou apenas d o grande valor para fatos previamente valorizados Fugindo de um pensamento abstrato mais profundo entregando se a uma confiabilidade na ci ncia convencidos pelas m dias com panfletos do tipo cientificamente comprovados Estamos convencidos por Bachelard 2013 quando cita o padre Louis Castel O m todo dos fatos cheio de autoridade e poder se arroga um ar de divindade que tiraniza nossa f e constrange nossa raz o Um homem que raciocina que faz uma demonstra o trata me como homem raciocino junto com ele deixa me a liberdade de julgar e se me for a atrav s da minha pr pria raz o Mas aquele que grita um fato considera me como escravo Bachelard 2013 p 52 Portanto tais fatos de comprova o cient fica apresentados como conhecimento objetivo constituir um obst culo epistemol gico como percep o primeira para os estudantes que n o poder o ser substitu das mas somente retificadas E para o ensino de f sica n o nos interessa que os estudantes entendam a ci ncia como um conjunto de fatos provados cientificamente e que desta forma 98 ganhe uma imagem de doutrina impedindo de ser questionada pela raz o Pois Hacking 2012 citando o pensamento de Peirce Ele estava muito impressionado com a necessidade que as pessoas t m de al
208. eria poss vel infringi las J na natureza n o poss vel infringir e foi imposta pela pr pria natureza 3d As leis da natureza j existem pelo que sabemos s o descobertas e testadas pelos cientistas 195 No senso comum do estudante um exemplo entre muitos percebemos uma representa o de um realismo ing nuo em crer que leis da f sica j existem na natureza e com um bom garimpo podemos encontr las n o as reconhece como cria es humanas Por outro lado diferencia o tipo jur dico declinando como elabora es humanas e que assim podem ser infringidas Apesar de tal representa o equivocada ainda assim nesse realismo ing nuo da exist ncia de leis poderemos utilizar em nossa sequ ncia did tica na manipula o de tipos da f sica relacionados com a lei fundamental dos movimentos Encontramos estudantes que apresentam uma racionalidade com aspectos mais cient ficos que ajudar o nas atividades em grupo como andaimes e que representam imagens a respeito de tipos da f sica diferenciados do grande grupo Estudante 09 3d acho que s o cria es humanas como a teoria dos multi universos que ali s n o uma lei Estudante 17 3b as leis jur dicas s o criadas para preservar algo ou manter a organiza o As leis da natureza s o criadas para explicar alguns fen menos 3d Eu acho que s o cria es humanas numa tentativa de explicar a natureza Ainda na quest o 03 encontramos alguns disparate
209. es condi es de instru o de expectativa de vida e de bem estar social e econ mico Ainda para este mesmo campo de possibilidades a revolu o industrial teria permitido a uma civiliza o que ainda pisava nos resqu cios de uma sociedade agr cola heran a de uma sociedade feudal na qual o indiv duo n o tinha nenhuma perspectiva de crescimento para um outro mundo cheio de novas possibilidades de crescimento pessoal e social Escolhemos um exemplo reportado por Hacking 2012 Ernst Abbe nos fornece o mais feliz exemplo de uma hist ria do tipo dos trapos riqueza Filho de um trabalhador da ind stria t xtil ele aprendeu matem tica e acabou recebendo uma bolsa para fazer o gin sio Tornou se professor acad mico de matem tica f sica e astronomia Seus conhecimentos de tica o levaram a trabalhar para a pequena firma de Carl Zeiss em Jena e quando Zeiss morreu ele se tornou um dos donos apresentando se para levar uma vida de filantropia In meras inven es matem ticas e pr ticas de autoria de Abbe transformaram a firma de Carl Zeiss em uma das maiores do ramo da tica Hacking 2012 p 289 Diante do cen rio como o chin s de revolu o industrial e cient fica pa ses como os Estados Unidos investigando seus jovens estudantes atrav s dos membros da N S F National Science Foudation perceberam que em sua forma o inicial demonstravam pouco ou nenhum conhecimento espec fico em matem tica f s
210. es de mostradores e realizadores de relat rios de registros desses outro tipo de observa o que conta a habilidade misteriosa de notar alguma coisa estranha errado instrutivo ou distorcido no comportamento de nossos equipamentos Hacking 2012 p 330 Queremos aquele que entende a cria o do fen meno no aparelho experimental e que compreende o modelo dispensando aquilo que n o faz parte do sistema por entender que n o interfere no sistema Retomando a elabora o da tabela esta compreendida e discutida com os estudantes que entendam que a representa o do tipo da lei fundamental dos movimentos n o encerra a discuss o sobre o tipo e que ela suficientemente clara diminuindo a import ncia da sua manipula o pelo experimento pelo c lculo e pela sua tabula o Em outras palavras n o queremos que a tabela seja entendida como 161 mero formalismo de generaliza o justamente combatemos o que Bachelard 2013 nos ensina sobre a tabela constitutiva do empirismo cl ssico o que quase sempre acontece com as generalidades de primeira vista com as generalidades designadas pelas tabelas da observa o natural estabelecidas por uma esp cie de registro autom tico com base nos dados provenientes dos sentidos No fundo a ideia de tabela aparentemente uma ideia constitutiva do empirismo cl ssico a base de um conhecimento est tico que mais cedo ou mais tarde emperra a pesquisa cient fica Bachelard
211. es nos question rios antes e depois da manipula o da sequ ncia did tica rea 237 5 CONSIDERA ES casuais testar antenas tata tiso a ddit ae d t ads uN u dn sa l a 243 5 1 O ENSINO DE F SICA NO ENSINO FUNDAMENTAL 243 5 2 INVESTIGA O DA DEMANDA HIST RIA SOBRE A ATIVIDADE EXPERIMENTAL oso no ee vpe Verano r ka jr 245 5 3 CONSIDERA ES RELACIONADAS COM A SEQU NCIA DID TICA 247 5 3 1 Investiga o de Ju zos Relacionados Com a Ci ncia e Entidades da F sica no Senso Comum dos Estudantes ca sza axis n kaz dri edn do soy fd snes ia 247 5 3 2 Da Atividade o ananaanan aa asi aa ad a cada da 250 Ep e pad UN o 6 20 ANPR DIONE RED ONO RE RENO CORE ORE RONDON AEEA NEE aa EE 251 BO ALAIN NO A a deo o O o eo o ono 252 BA GONGEUSOES FINAIS Mesa coa dotar Lessa cane Aee DE 255 6 REFER NCIAS ceceseerenseomeeresmsresesresesremes roses resess one roses canas csns scans cms mens nana 259 REFERENCIAS canoas ao Eli LEGIAO AGUDA DOCTOR SA 260 CAP TULO 1 14 1 INTRODU O A delimita o da pesquisa em torno de uma tend ncia pedag gica de como ensinar ci ncia de forma tradicional e a concep o da experimenta o nesse ensino de ci ncia surge do meu professar no laborat rio de F sica do Col gio Estadual do Paran desde 2004 desde o in cio do meu professar o que me incomodava era o excesso de pr ticas demonstrativas do tipo realize segundo o manual de instru es alinhad
212. escolhemos para relatar neste trabalho uma das atividades do s timo ano envolvendo um dos sintomas da dengue febre escolhido por coincidir com o plano de ensino de Ci ncia do s timo ano e associado com a medida de temperatura em uma atividade experimental no laborat rio de F sica Por hip tese especulamos que os estudantes utilizam do racioc nio pr cient fico como alicerce do seu senso comum como por exemplo na indica o se uma superf cie est quente ou fria Indica o de um empirismo sensorial interpretado por um realismo ing nuo Assim n o h mist rio n o h problema Resta saber como a extens o de tal imagem pode melhorar a t cnica ajuda a pensar a experi ncia Bachelard 2013 p 100 influenciada normalmente por uma percep o primeira utilizam da sensa o t rmica para interpretar a temperatura de objetos colocados em equil brio t rmico com o ambiente Por hip tese acreditamos que tal interpreta o est embasada no realismo ing nuo e em um certo empirismo de primeira percep o que para n s caracterizam o racioc nio dos estudantes do ensino fundamental fase Il E que s o muito fortes tais obst culos epistemol gicos Bachelard 2013 e que atravancam o ensino da ci ncia e que levam a questionamentos muito antes levantados por Bachelard Como foi poss vel fazer com gue a intuic o da vida cujo car ter invasor vamos mostrar ficasse restrita ao seu pr prio campo Em especial como
213. estiga o racional e experimental na busca de solu es de problemas Devemos considerar para nossa proposta de manipular a lei fundamental dos movimentos qual o entendimento dos estudantes sobre entidades como quantidade de movimento for a intervalo de tempo e condi es de conserva o da quantidade de movimento Nas representa es dos estudantes a respeito de tais entidades n o esper vamos descri es formais por se tratar de uma turma de nono ano mas encontrar nas primeiras intui es e no seu empirismo com eventos que envolvam os ju zos que nos interessam contextos de situa es cotidianas que pudessem servir de in cio que atrav s da sequ ncia did tica sobre a segunda lei de Newton um processo de evolu o dos perfis epistemol gicos dos estudantes em rela o as entidades Para tanto escolhemos situa es que problematizassem p ndulos de 99 Newton atividade esportiva de rugby cintos de seguran a colis es entre autom veis e diferentes deforma es entre autom veis antigos e modernos Para a quinta situa o problema escolhemos questionamentos sobre o p ndulo de Newton que remetessem com a ideia da quantidade de movimento da conserva o da quantidade de movimento intera o entre corpos e a condi o de um sistema isolado Vejamos a problematiza o Tabela 10 contexto de problematiza o envolvendo o p ndulo de Newton 5 SITUA O PROBLEMA p ndulo de Newton Os p ndulos de N
214. estigando concep es dos estudantes que muitas vezes foram constru das significativamente de forma equivocada E que para nossa investiga o servir para nortear como propor um material instrutivo potencialmente significativo e que servir de organizador pr vio em alto grau de abstra o generalidade e inclusividade Com o problema de investiga o delimitado e das hip teses que constru mos poderemos agora confrontando com o material produzido pelos estudantes descrever as v rias fases do nosso espiral auto reflexivo 4 4 PESQUISA A O NO LABORAT RIO DO CEP Com a escolha da pr tica experimental da segunda lei de Newton planejamos ent o pesquisar a outra parte que nos interessa a concep o dos estudantes sobre ci ncia e atividade experimental relacionada com a ci ncia para tanto primeiro estabelecemos di logo com o professor de ci ncia do nono ano do ensino fundamental Il para escolhermos uma turma Do di logo estabelecido com o professor ficou acertado a aplica o de um question rio 4 4 1 Identificando e Conhecendo os Interlocutores Fase da Nossa Sequ ncia Did tica da Lei Fundamental dos Movimentos No planejamento da a o do preparo do question rio que j descrevemos intencionamos investigar a representa o do que ci ncia para os estudantes E tamb m conceitos relacionados com a segunda lei de Newton ou princ pio fundamental dos movimentos esta a nomea o que preferimos Com a a o
215. estionamento honesto dos estudantes e que evidencia um entendimento do processo experimental e que apresenta um ind cio de um pensar caracter stico do experimentador O questionamento de que se as superf cies se encontravam na mesma temperatura e em equil brio com a temperatura ambiente do laborat rio como explicar o motivo de sentirmos as superf cies com temperaturas diferentes ou seja atrav s do tato indicarmos se elas est o quentes ou frias Tal questionamento serviu nos para pensarmos em uma outra sequ ncia did tica com uma problematiza o da condu o t rmica portanto os estudantes estavam relacionando a entidade temperatura em outros dom nios e com outras entidades que eles ainda n o possu am uma representa o mas que quando as fossem apresentadas e experimentadas j teriam onde ancorar os novos ju zos com este pensamento que apostamos em uma experimenta o na qual valorizamos o caminho processual em que n o h uma resposta final mas momentos de especula es que s o discutidas e experimentadas valorizando o racional e o emp rico como elementos de aperfei oamento do racioc nio pois acreditamos que o letramento cient fico adquirido na escola deve ser levado para toda a vida 2 2 A TRADI O DE UMA METODOLOGIA DE EXPERIMENTA O NA MANIPULA O DA SEGUNDA LEI DE NEWTON Charles Percy Snow ao escrever em 1956 o livro intitulado As Duas Culturas apontava um suposto crescimento da China e qu
216. estudantes para que conhe am suas particularidades e potencialidades 149 E que os estudantes tenham a clareza do que ser desconsiderado em prol do isolamento do fen meno que investigamos de tal forma que preciso considerar por exemplo como poss vel fazer um experimento funcionar bem o suficiente de forma a sabermos que os dados fornecidos por ele possuem realmente algum significado Hacking 2012 p 272 Na pr xima subse o abordamos a tecnologia de como queremos que os estudantes a manipulem na sequ ncia did tica como ferramenta de aux lio na especula o das entidades que escolhemos manipular 3 3 2 3 2 Tecnologia como ferramenta de especula o complexa na experimenta o A atividade experimental bem estruturada sempre importante como ferramenta para auxiliar o estudante em reconhecer um tipo te rico e associar com a realidade quanto maior o n mero de experimenta es diversificadas maior a sustentabilidade de uma entidade te rica Defendemos um ensino de f sica te rico e experimental em que os estudantes experimentadores adquirir o um perfil de racioc nio de laborat rio investigativo especulador cr tico e empreendedor O curr culo de ci ncias deve ser relevante para a vida de todos os estudantes e n o somente para aqueles que seguir o carreiras direcionadas para rea cient fica Cultura adquirida que servir como transformador das rela es da sociedade e do mundo do trabalho
217. estudantes no entendimento e manipula o da entidade desde que a atividade proporcione contextos que contemplem as zonas proximais de aprendizagem dos estudantes Para a quest o seis quer amos sondar se os estudantes percebiam a compensa o entre a massa e a velocidade em particular o item 6 a 1 dos estudantes conseguiu perceber na situa o da trombada com os dois jogadores presos depois do choque e consequente aumento da massa que deveria haver uma compensa o da velocidade dos dois jogadores portanto diminuindo a velocidade 200 do par preso pelo equipamento de seguran a denominado shoulder pad O estudante 03 elabora a resposta apesar do equ voco entre massa e peso Estudante 03 A velocidade diminui o peso do segundo jogador retarda o movimento do primeiro jogador No item 6 c os resultados corroboram com o item 6 a pois apenas 05 dos estudantes souberam compensar a rela o entre velocidade e massa da defini o da quantidade de movimento Portanto considerando que a pr xima atividade dar oportunidade de discuss o em pequenos grupos no laborat rio os estudantes aqui descritos como detentores do ju zo correto poder o auxiliar os pares estudantis na forma o desses ju zos Com esses dados podemos propor nas atividades experimentais situa es que os estudantes possam exercitar a abstra o da compensa o entre grandezas proporcionais de forma direta e inversa aperfei oando a especula o com
218. et al Manual para Usu rios Iniciantes no Software Tracker Curitiba 2011 BEZERRA A G et al V deo an lise com o software livre Tracker no laborat rio did tico de f sica Movimento parab lico e segunda lei de newton Caderno Brasileiro Ensino de F sica v 29 n Especial 1 p 469 490 setembro 2012 BRASIL MEC SEMP Par metros curriculares para o ensino m dio ci ncias naturais PCNEM Bras lia 1999 Dispon vel em http www mec gov br Acesso em 13 08 2018 261 BRUNER J Actual minds possible worlds Cambridge MA Harvard Univ Press 1986 BUKTA H P Segunda lei de Newton In Azeheb cat logo F sica Experimental Cinem tica Curitiba Azeheb 2009 CARR W KEMMIS S Becoming Critical Education knowledge and action research Brigton UK Falmer Press 1986 CEREZO J A P Ciencia tecnolog a y sociedad In IBARRA A OLIV L Cuestiones ticas en ciencia tecnologia y sociedad en el siglo XXI Madrid OEI 2008 CHALMERS A F O que Ci ncias afinal Tradu o Raul Filker Bras lia Editora Brasiliense 1998 COMTE A Inclui a vida e obra de Comte S o Paulo Abril Cultural 1978 S o Paulo Os Pensadores EINSTEIN A F sica e Realidade Rev Bras Ens Fis 28 9 2006 trad de S R Dahmen DEMO P Metodologia do Conhecimento Cient fico S o Paulo Atlas 2000 DIAMOND J Colapso como as sociedades escolhem o fracasso ou o sucesso Tradu o Alexand
219. eta es sugiram em torno da alta gama de pr ticas demonstrativas onde se propagavam rela es de reprodu o de roteiros de forma autom tica e de cunho similar com guias tur sticos com pouco ou nenhuma intera o por parte dos estudantes onde se perdia o papel de intera o que um espa o destinado a um laborat rio deveria possuir Estas propostas de n o intera o e a concep o de experimenta o na qual os roteiros e guias de experimenta o eram forjados ancorados para n s como hip tese n o poderia ser apenas uma coincid ncia 57 Escolhemos para an lise documental a demanda hist rica dos arguivos do laborat rio do CEP a 22 lei de Newton como uma fonte generosa de dados qualitativos publica es de diferentes fontes ricas de dados para a nossa investiga o Conforme Phillips 1974 entende documentos Quaisquer materiais escritos que possam ser usados como fonte de informa o sobre o comportamento humano PHILLIPS 1974 p 187 Dentre os quais incluem se os manuais de instru o do PSSC e os manuais de instru o na sugest o de roteiros de laborat rio das empresas que produzem equipamentos para o laborat rio tradicional de f sica e roteiros produzidos por professores de laborat rio das institui es p blicas de ensino que tivemos acesso para realiza o da pesquisa Uma vez delimitado o problema de investiga o e da hip tese da n o evolu o dos roteiros da experimenta o da
220. evento ou processo de certo tipo que ocorre regularmente sob determinadas circunst ncias Essa palavra tamb m pode denotar um evento nico que escolhemos dentre diversos outros como de maior import ncia Hacking 2012 p 320 Para o nosso trabalho o que chamamos de fen meno algo p blico regular possivelmente semelhante a uma lei mas talvez excepcional Portanto minha utiliza o da palavra fen meno est amparada no uso feito pela f sica Hacking 2012 p 321 Escolhemos manufaturar a conserva o da quantidade de movimento no laborat rio devido dificuldade de encontrar sistemas isolados 12 Entendemos aqui que sistemas isolados s o aqueles em que o somat rio de for as externas ao sistema possui resultante nula 134 dispon veis no cotidiano dos estudantes Pois quando se trata de experi ncias sugeridas ou constru das pela raz o a ordem uma verdade e a desordem um erro Bachelard 2013 p 8 Experimentar criar produzir refinar e estabilizar os fen menos Se estes fossem abundantes na natureza como amoras prontas para serem colhidas no ver o o n o funcionamento dos experimentos seria estranh ssimo Mas os fen menos s o dif ceis de serem produzidos de qualquer forma est vel Por isso eu falei a respeito de criar fen menos e n o meramente de descobri los Trata se de uma tarefa longa e rdua Hacking 2012 p 330 Por isso o experimento a cria o dos fen me
221. ewton s o assim nomeados pela contribui o do c lebre f sico Isaac Newton com a inten o de ilustrar diversos princ pios leis de Newton da mec nica cl ssica aqui tamb m o utilizaremos para ilustrar algumas quest es para refletirem e em seguida responder as quest es a seguir Jim Meddick Waposto que nem a teoria das bolas SR sabe que princ pio Ik de Einstein m cient fico isso IL p S C A sabi demonstra lei da gravidade CC 1 esf rica de Hewton ark eA pilhas isso n o funciona com TLAK H W bolin tica de JE bolin tica de E Rita SI P ee lava CLICK MME SB cc da PAS ca Ara ad Tola de S o Paso D Fonte GREF mec nica volume 1 p gina 16 a Na F sica utilizamos o termo de intera o entre os objetos uns com os outros a intera o pode ser um chute uma explos o ou um toque Na tirinha em cada toque de uma bolinha para a outra algo transferido tente explicar o funcionamento do p ndulo atrav s do princ pio f sico e associado a este algo que transferido de uma bolinha para outra b Uma vez o p ndulo iniciado o movimento ficar funcionando por tempo indeterminado Que fatores podem provocar a parada do p ndulo c Que conceitos da F sica interferem na intera o entre as bolinhas na transfer ncia do algo de uma bolinha para outra Arrisque e d um nome para o algo que transferido Portanto o entendimento sobre
222. exigiria uma articula o com elementos do c lculo com rela es de proporcionalidade Envolvidos em situa es problematizadora Depois da problematiza o inicial com v deo de contexto do jogo de rugby e das problematiza es que o acompanharam relativos ao elemento 3c fizemos uso dos carrinhos de madeira para ilustrar as problematiza es destacando as colis es com massas e velocidades diferentes Os estudantes em termos do elemento 2d foram solicitados para montar o aparato experimental de forma artesanal e destacamos a import ncia da montagem correta e com a inten o de manipular a quantidade de movimento em diferentes atropelamentos discutimos com o grande grupo o que ir amos observar no experimento evitando assim a desorienta o dos estudantes e fazendo os pensar o que observar no experimento olhar para a montagem experimental e refletir nas 211 manipula es que ser o feitas e quais os motivos equilibrando o racional e o emp rico O di logo inicial surtiu efeito no desenrolar da quarta atividade com os grupos pensando o experimento antes da manipula o com a preocupa o latente do que manipular e com que inten o de observa o E durante uma das simula es de atropelamentos os estudantes foram provocados em resolver dois problemas de execu o do experimento o primeiro em alterar o tempo de intera o da for a sobre o carrinho e o segundo alterar a massa do carrinho sem alterar a varia o d
223. felicidade existe no entanto um progresso que indiscut vel o progresso cient fico considerado como hierarquia de conhecimentos no seu aspecto especificamente intelectual Bachelard 2012 p 23 Desta forma admitindo que os estudantes em um processo de encultura o cient fica quando est o no s timo ano ainda apresentam um racioc nio pr 40 cient fico impregnado de um tipo de animismo alicer ado no realismo ing nuo e um empirismo claro Objetivamos atrav s de uma sequ ncia did tica proposta na atividade experimental um vasculhar de todos os lados as intui es dos estudantes muitas vezes formadas em uma percep o primeira e uma poss vel rela o com o conhecimento geral Vamos procurar mostrar que a ci ncia do geral sempre uma suspens o da experi ncia um fracasso do empirismo inventivo Conhecer o fen meno geral valer se dele para tudo compreender n o ser semelhante a outra decad ncia gozar como a multid o do mito inerente a toda banalidade Bachelard 2013 p 69 Ju zo primeiro que na maioria das vezes equivocado e que deve ser manipulado pela experimenta o com a inten o de desconstruir conceitos equivocados desfazer imagens malformadas por met foras inapropriadas e substituir representa es de entidades por outras representa es que corroborem com um racionalismo caracter stico da forma o do esp rito cient fico Bachelard 2013 Com o trabalho ex
224. ferramentas do pr prio programa Vamos encaminhar a an lise dos dados para cada momento para facilitar a organiza o 4 4 4 4 1 O primeiro momento artesanal com o carrinho de madeira Percebemos na atividade a riqueza das parcerias entre os estudantes e entre estudantes com os professores participantes A atividade conforme relatamos nos procedimentos de pensar o experimento permitiu em v rios momentos depois de uma etapa realizada momentos para socializar as ideias dos estudantes e suas expectativas pois eles podem ter tido diferentes representa es do aparelho experimental e da manipula o do mesmo fen meno com diferentes interpreta es Com o objetivo de proporcionar uma esp cie de reconcilia o entre as proposi es individuais e aquelas elaboradas pelo grupo de bancada e tamb m o grande grupo incluindo todos os estudantes e os professores 231 Essas reconciliac es atrav s do di logo e exerc cio de uma raz o contra a outra e tamb m o manuseio do aparelho experimental refletiram quando os estudantes registraram suas representa es nos roteiros de acompanhamento com uma expressiva quantidade de estudantes que manipularam de forma adequada as rela es de proporcionalidade e que registramos no gr fico 8 com 87 9 dos estudantes representando a propor o direta entre F e AQ e 81 8 a propor o inversa entre F e At n meros que avan aram comparados com as atividades anteriores que exploramos rela es de
225. ferramentas que escolhemos alternaram se desde experimentos de simples manipula o de elementos cotidianos dos estudantes no caso dos recipientes com gua em diferentes temperaturas e at instrumentos do acervo do laborat rio como term metros termopares As ferramentas inseridas em uma metodologia de ensino de F sica que proporciona na atividade experimental a soma do racional e do emp rico Que promova na proposta de trabalho uma racionalidade que vai do mais simples para o mais complexo da manipula o do artesanal para o tecnol gico assim os estudantes racionalizam e manipulam em diferentes n veis de complexidade o ju zo envolvido na atividade experimental Percebemos tamb m que a discuss o nos grupos e com o professor possui uma fun o fundamental no vasculhar das entidades e que os estudantes alternam seus desempenhos em diferentes pontos da experimenta o e isto facilita a troca de pap is entre eles ora como quem ensina e ora como quem aprende ensinando n s professores como um di logo liberto de hierarquia pode colaborar nas media es de ensino aprendizagem e como n s professores podemos aprender com nossos estudantes Nesse exerc cio do di logo o estudante que explica sobre uma representa o da entidade utiliza se do esp rito da raz o e quando troca de papel assumindo o de ouvinte e observador exercita o emp rico No desenrolar da atividade em que o estudante reconheceu que sua intui o primeira em perceb
226. forma como ele descreve detalhes do experimento que forma uma imagem concreta dele manipulando o aparelho 81 experimental tendo ele estado l ou n o Permita nos reproduzir um trecho da obra Discursos sobre as duas novas ci ncias que retiramos do livro de Thuillier 1994 Em uma r gua ou mais exatamente uma viga de madeira medindo cerca de seis metros de comprimento e com a espessura de tr s dedos cavamos um pequeno canal com pouco mais de um dedo perfeitamente retil neo em seguida o guarnecemos com uma folha de pergaminho bem lustrosa para torna lo o mais escorregadio poss vel e deixamos correr sobre ele uma bola de bronze bem duro perfeitamente redonda e polida Colocando ent o o aparelho numa posi o inclinada e elevando uma das suas extremidades a 50 cm ou um metro acima do horizonte n s deixamos como j disse a bola rolar sobre o canal anotando o tempo necess rio para uma descida completa a experi ncia foi repetida v rias vezes a fim de determinarmos exatamente a dura o do tempo mas sem que nunca descobr ssemos uma diferen a superior d cima fra o de um batimento de pulso Depois de colocar a bola no lugar e tomar essa primeira medida faz amos com que ela descesse somente a quarta parte do canal o tempo medido era sempre e rigorosamente igual metade do tempo precedente Em seguida variamos a experi ncia comparando o tempo necess rio para percorrer a metade e dois ter os ou tr s
227. forma que n o a do laborat rio Um objetivo est ligado comprova o e n o oferece novidade de conte do limitando se a verificar a validade da lei ou princ pio f sico PINHO 2000 p 66 Mas que com sua sistem tica e organiza o deixa a desejar em termos de aprendizagem pois torna r gido o trabalho do professor e dos estudantes o professor por priorizar determinados aspectos do conte do e pelo tempo que tem 70 dispon vel para trabalhar o experimento e os estudantes preocupados e focados na parte mais t cnica que a utiliza o do aparelho como obst culo exige No pr ximo cap tulo apresentaremos uma alternativa para o ensino de f sica para o CEP com uma metodologia de ensino experimental e te rico n o deixando a experimenta o em segundo plano equiparando a com o corpo te rico pois consideramos que a experimenta o possui particularidades que pode contribuir com uma cultura de laborat rio no letramento cient fico dos estudantes Ainda limitar nos emos entorno da lei fundamental dos movimentos e consideramos necess rio escrever com um outro olhar para a mec nica de Newton considerando aspectos do mundo cultural social econ mico que constitu a o mundo em que o Principia de Newton foi escrito com a intencionalidade de apontar poss veis fatores que influenciaram a maneira como o Newton pensava sobre o seu mundo e sua mec nica Obviamente n o nossa inten o e nem nosso prop sito
228. g nua numa correla o universal que um dos temas prediletos do realismo ing nuo surpreende ainda mais porque consegue reunir os fatos mais heterog neos Bachelard 2013 p 270 Apostamos em trabalharmos a ideia do sistema fechado na cria o dos fen menos e nas problematiza es que os acompanham com a possibilidade de que os estudantes aperfei oem sua alma cient fica afastando se da tenta o de recorrer a correla es universais quando 136 buscar durante as investiga es das situa es problema solu es r pidas ing nuas e de car ter universal O homem vence assim as contradi es do conhecimento imediato Ele for a as qualidades contradit rias consubstancia o a partir do instante em que ele pr prio se libera do mito da substancializa o Bachelard 2013 p 306 A manipula o da entidade te rica na experimenta o sempre iniciando com uma situa o problema para que o estudante possa revir la em diferentes aparatos experimentais de modo a pensar o experimento instigado pela problematiza o associando o racional e o emp rico enquanto especula na busca de solu es poss veis apresentadas pelos integrantes do grupo que exercitam a sua raz o contra os outros no jogo bilateral que a atividade permite Para que de fato se possa falar de racionaliza o da experi ncia n o basta que se encontre uma raz o para um fato A raz o uma atividade psicol gica essencialmente pol
229. gada seja concluinte de um ciclo de contato com o ensino de ci ncia 248 este parece ter contribu do com o realismo ing nuo dos estudantes diante do mundo da ci ncia e das tecnologias Portanto as mudan as devem ser incentivadas por exemplo o curr culo deve ativamente e intencionalmente propiciar o letramento cient fico para que o estudante aperfei oe o perfil epistemol gico com uma evolu o de um racioc nio pr cient fico alicer ado de uma filosofia animista para o racioc nio cient fico com caracter sticas de objetiva o e abstra o Com rela es de aprendizagem em CTS ci ncia tecnologia sociedade com problematiza es de contextos que envolvam as entidades de cada ci ncia e suas aplica es no mundo do estudante Existe um grande entrave para essa revolu o que deve ocorrer no curr culo o pensamento pedag gico dos professores que em sua in rcia acad mica s o resistentes a mudan a e um dos sintomas a nega o da sua responsabilidade na inefic cia curricular e que promovem uma continuidade de conte dos justapostos n o alinhados com uma racionalidade e n o respeitando a complexidade do conhecimento Os professores de ci ncia no in cio de carreira devem ter a consci ncia de que o esp rito cient fico dos seus estudantes n o come a com a sua aula que como professores n o criem a expectativa ing nua de reconstruir uma cultura cient fica exaust o das li es de forma repetida e autom
230. gby Tabela 11 situa o problema com contexto do jogo de rugby e situa es de transfer ncia da quantidade de movimento 6 SITUA O PROBLEMA TROMBADAS SEM V TIMAS O rugby um esporte coletivo em equipe praticado com as m os e com uma bola E um jogo muito parecido com o Futebol Americano Uma partida tem duas partes de quarenta minutos O objetivo fazer maior n mero de pontos Cada time no rugby tem 15 jogadores titulares e 6 reservas Os equipamentos utilizados s o chuteira shoulder pad colete com partes amaciadas que protegem os ombros o abd men o peitoral as costas e o b ceps boqueira prote o para os J dentes e o scrum cap capacete com partes Fonte dispon vel amaciadas para proteger o cr nio de impactos de http www ahebrasil com br not cias 2011 pequena e m dia for a Fonte dispon vel 10 29rugby 24 08 2013 s 19 00 h http www infoescola com esportes rugby 25 08 2013 s 17 45 h Agora com a informac o do contexto do jogo de rugby ser o apresentadas algumas possibilidades do choque entre os dois jogadores da foto analise a possibilidade proposta e responda o que acontece com cada um dos jogadores em rela o aos seus movimentos depois do choque a Admitindo dois jogadores de massas bem diferentes o de maior massa est parado e o outro jogador o de menor massa bate em movimento para direita se choca lateralmente com o outro jogador e os dois ficam
231. gral pela relev ncia em comparar com os guias do PSSC que foram traduzidos na d cada de 60 e que influenciaram profissionais brasileiros que trabalhavam com experimenta o de F sica seja como docentes e ou como produtores de material did tico para experimenta o de F sica evid ncia que aparece nos roteiros e manuais para experimenta o que acompanhavam os materiais did ticos e que eram trabalhados nos laborat rios para experimenta o de 68 F sica Para facilitar as analogias ainda permitir nos emos colocar a tradu o do trecho relativo descri o dos procedimentos do original em ingl s Tradu o com pequeno atrito o carrinho colocado sobre a pista que o acompanha A for a probe montado no carrinho e conectado na interface com o computador Um detector de movimento colocado perto do final da pista O software programa que acompanha a interface equipado para manipular para constru o do gr fico com dados de acelera o eixo vertical como uma fun o da for a eixo horizontal Dados s o coletados com a for a probe O equipamento detecta a for a e o correspondente movimento em parcelas de tempos reais A reta correspondente ao gr fico obtida A se o relevante do gr fico destacada e por regress o linear determinado a inclina o da reta A equa o da reta determinada considerando a inclina o da reta A massa e a for a combinado determinada O procedimento repetido
232. grama Tracker a manipula o de v deos que os estudantes realizam ainda nessa atividade dos movimentos do carrinho de madeira do IBEC inspirado no projeto PSSC e do carrinho no trilho de ar guia do Fletcher Acreditamos que conhecendo a parte artesanal de elabora o de tabelas e gr ficos compreender o a real extens o do que o programa Tracker poder propiciar especulando o assim de uma forma mais complexa fugindo da utiliza o pr tica dos usu rios leigos da tecnologia E percebendo que o programa pode fornecer resultados aproximados do carrinho de Fletcher e todo o seu arsenal de fotogates eletro m s colch es de ar Com a manipula o do v deo do carrinho de inspira o no PSSC constru do em madeira e carrinhos de rolim associado com a ferramenta de v deo que o celular disp e E em qualquer computador poder investigar aspectos na natureza sem necessariamente estar em um ambiente de laborat rio did tico de ensino de f sica A explora o de gr ficos interessante para nossa atividade de ensino de f sica pois acostuma os estudantes com um g nero de racioc nio que somente o experimentador possui em perceber a aproxima o da curva experimental com o modelo que explica o fen meno criado e isolado Apontando poss veis fontes de erro e anomalias quando o estudante encontra na sua investiga o pontos que se afastam de forma grosseira da curva m dia obtida durante a manipula o do experimento e a constru
233. guir as a es e reflex es constituintes da segunda fase do espiral auto reflexivo 204 i elaboramos as atividades dois e tr s para forma o da representa o dos estudantes da conserva o da quantidade de movimento depois de conhecido um pouco do realismo ing nuo que as intui es primeiras dos estudantes alicer avam suas concep es depois de aplicado o question rio ii organizamos o espa o do laborat rio com um rod zio de experimentos com material de baixo custo e de f cil manipula o com experimentos problematizados iii a turma foi dividida em grupos para a manipula o dos experimentos e das entidades envolvidas iv depois da manipula o fizemos um chamamento para o grande grupo para uma discuss o e v por fim os estudantes passaram a elaborar as respostas dos questionamentos propostos em cada experimento No dia 23 10 2014 iniciamos com um v deo para auxiliar na representa o da imagem da quantidade de movimento seguido de uma problematiza o Na continua o conforme os itens 3c e 3d da nossa matriz dial gica proporcionamos a cria o de fen menos com a aproxima o de sistemas fechados modelando utilizando material de baixo custo explorando varia es do p ndulo de Newton consideramos as montagens de baixa complexidade conforme registramos no elemento 4d por m cada uma em situa es problema promovendo assim uma provoca o aos estudantes para a investiga o e busca de respo
234. gunda lei de Newton A seguir apresentaremos um diagrama da primeira fase da nossa espiral iii Planejamento da a o escolhemos juntamente com o professor regente da turma duas aulas para a aplica o do question rio e n o no mesmo dia para que os estudantes n o perdessem o foco nas quest es i Reflex o inicial delimitado nosso interesse de investigar as representa es dos estudantes sobre o ensino de ci ncia e das entidades relacionadas com a lei fundamental dos movimentos iv Aplica o do question rio os estudantes responderam individualmente o auestion rio e do rico material passaremos a an lise por discurso e apresentaremos os resultados ii Problema contexto de pesquisa do di logo com o professor do nono ano do EF Il escolhemos uma turma para a pesquisa a o e passamos a elaborar o question rio com situa es problema escolhemos uma turma nessa faixa et ria pois acreditamos que podem evoluir em termos de racionalidade atrav s de uma metodologia que proporcione um entrela amento entre o racional e o emp rico Figura 20 espiral representando a primeira fase da nossa pesquisa a o Portanto para esta primeira an lise de dados em rela o a turma escolhida temos o primeiro question rio aplicado e da escolha pela codifica o tem tica e da 186 extensa coleta de dados resultado da produ o por parte dos estudantes
235. ho em grupo e a promo o de discuss es atrav s de di logos entre os pares estudantis e entre os estudantes e os professores que acompanham as atividades Escrevemos professores pois sempre os estudantes s o acompanhados por dois ou mais professores o regente da turma o professor de laborat rio e professores colaboradores neste espa o de colabora o que percebido uma matura o acad mica dos professores pois nos sentimos totalmente vontade em compartilhar viv ncias virtudes e dificuldades da nossa doc ncia portanto um ambiente peculiar de doc ncia troca e pesquisa pois acreditamos que nos colocamos fora da curva da 43 in rcia acad mica que Bachelard 2013 esclarece No decurso de minha longa e variada carreira nunca vi um educador mudar de m todo pedag gico O educador n o tem o senso do fracasso justamente porque se acha um mestre Bachelard 2013 p 25 Fotografia 1 disposic o laborat rio de F sica com a inten o de propiciar um ambiente colaborativo Fonte Muchenski J C Em 15 de ago de 2008 Outro aspecto que apostamos que um professor preparado deve incentivar e criar um ambiente prop cio ao di logo entre os pares discentes e com o professor Portanto no ambiente do laborat rio criado um ambiente peculiar de liberdade para a discuss o que se assemelha com um jogo de tons filos ficos no ensino efetivo Uma li o recebida psicologicamente um empirismo uma li
236. ho era organizado na forma da espiral auto reflexiva proposta por Lewin que consistia em uma espiral de fases onde cada fase era forjada em momentos de planejamento a o e averigua o de fatos em rela o a o Para auxiliar nossa pesquisa utilizar nos emos do espiral auto reflexivo de Lewin a qual na perspectiva de pensar sempre a pr tica para cada a o retomaremos o planejamento com a inten o de avaliar os objetivos completamente ou parcialmente assim com replanejamento das novas a es Assim percebemos que nossa espiral crescer na vertical onde para cada n vel relativo ao que seria um enlace da espiral e que se denomina de fase e tamb m no plano horizontal a espiral tamb m expandir propor o que a pesquisa a o prosseguir 170 Para cada fase numeraremos I II III IV n mero romano mai sculo e para as a es de cada fase i ii iii iv n mero romano min sculo Para tomarmos como refer ncia iniciaremos pelo marco da nossa pesquisa portanto pela fase que nominaremos de fase I uv o 2 o w ga uv o Z w G 5 z Figura 17 esquema adaptado para a nossa pesquisa do espiral auto reflexivo de Lewin 1946 Para simplificar nossa representa o agora que indicamos e referenciamos a espiral apresentaremos o enlace que utilizaremos e que estar relacionado a cada uma das fases da pesquisa Figura 18
237. hou muitos estudantes entretanto esper vamos os resultados haja visto que nem todos os estudantes atingiram o mesmo perfil epistemol gico de uma entidade no mesmo tempo Tiveram dificuldades justamente de entender a rela o CTS de aumentar a deforma o com a intencionalidade de aumentar o tempo de intera o Tal equ voco em admitir que naquele carro que a for a maior o estrago pode ser menor em termos de deforma o salienta ainda a presen a de obst culos epistemol gicos que dificulta a manipula o inversa da rela o de proporcionalidade pois o obst culo da substancializa o manifesta se no sentido que for a maior deveria produzir um estrago maior e o fator elasticidade dos materiais ignorado O ensino como j afirmamos antes n o deve negligenciar os obst culos que alicer am o senso comum dos estudantes pois s o estruturas animistas muito bem instauradas CAP TULO 5 242 243 5 CONSIDERA ES 5 1 O ENSINO DE F SICA NO ENSINO FUNDAMENTAL Acreditamos que a escola b sica ensino fundamental fase I Il e ensino m dio deve ser compreendida por parte do estudante que n o se trata de um instante um momento escolar e sim que a escola algo perene para a vida toda tal caracter stica far parte do letramento cient fico que esse estudante adquirir e exercitar ao longo de uma vida Por m a escola b sica de hoje mostra sinais que n o proporciona a forma o do racioc nio cient fico pelo c
238. houlder pad colete com partes amaciadas que protegem os ombros o abd men o peitoral as costas e o b ceps boqueira prote o para os dentes e o scrum cap capacete com partes amaciadas para proteger o cr nio de impactos de pequena e m dia for a Fonte dispon vel http www infoescola com esport Fonte dispon vel es rugby 25 08 2013 as 17 45 h http www youtube com watch vzEd2T3pknD00 em 21 09 2014 s 19 30 h Figura 13 situa o problematizadora envolvendo rela es de proporcionalidade 140 Com quest es envolvendo sistema isolado rela es de proporcionalidade entre a massa e a velocidade antes e depois das colis es Com a informa o do contexto do jogo de rugby ser o apresentadas algumas possibilidades do choque entre os dois jogadores da foto e ser solicitado aos estudantes que analise a possibilidade proposta e responda o que acontece com cada um dos jogadores em rela o aos seus movimentos depois do choque Com questionamentos relacionados ao contexto apresentado com varia es de massa e velocidade considerando em cada quest o colis es na mesma dire o Por exemplo se dois jogadores de massas bem diferentes se movimentam na mesma dire o e no mesmo sentido o de massa maior mais r pido colide nas costas do jogador da frente o de maior massa acaba caindo e para o que acontece com a velocidade do jogador da frente admitindo que ele continuou correndo depois do choque Depoi
239. i tr pica procura revirar os problemas vari los ligar uns aos outros faz los proliferar Para ser racionalizada a experi ncia precisa ser inserida num jogo de raz es m ltiplas Bachelard 2018 p 51 Na F sica utilizamos o termo de intera o entre os objetos uns com os outros a intera o pode ser um chute uma explos o ou um toque No v deo em cada toque de uma esfera para a outra algo transferido o que transferido Como explicar o funcionamento do p ndulo atrav s de um princ pio f sico e associado a este algo que transferido de uma bolinha para outra Escolhemos a quest o sobre algo que se conserva no p ndulo 1 SITUA O PROBLEMA P NDULO DE NEWTON Fonte dispon vel Fonte dispon vel http www youtube com watch v cTre htto www youtube com watch v XS2406 XmlK9c em 22 09 2014 s 09 11 h rOgolM em 22 09 2014 s 09 09 h Figura 11 situa o problematizadora sobre conserva o da quantidade de movimento 137 Acompanhado da atividade Il de uma ilustra o com um resumo de uma hist ria de gibi do Maur cio de Souza 1998 com um sistema de tr s garotos jogando bafo dois a dois E tamb m apresentamos uma tabela com as figurinhas que cada um possui em cada rodada Tabela 15 tabela elaborada do original do GREF Garotinho Tonh o Casc o Total Antes 40 50 30 120 Garotinho perde 0 90 30 120 Garotinho ganha
240. ia o da quantidade de movimento pelo intervalo de tempo de aplica o da for a Compare com a terceira coluna da tabela O que voc conclui portanto com rela o ao ju zo que foi formado na parte qualitativa de que F AG At Foi poss vel aumentar a sustentabilidade da lei fundamental dos movimentos segunda lei de Newton com a experimenta o 04 2 Calcule a tabela dos eixos Y e X e construa o gr fico Yy versus A papel milimetricg X Miotal AV At Pelo aspecto do gr fico o que voc conclui K rela o proporcionalidade entre Y e X grandezas direta ou inversamente proporcionais c J ajuizamos que F AQ At e agora compare o valor obtido de Y com a ltima coluna da tabela do exerc cio 1 s o numericamente iguais E conceitualmente qual o significado d A raz o AV At ajuizado como uma grandeza denominada acelera o a da discuss o do item Ci c escreva uma outra rela o para a segunda lei de Newton fazendo F Y e substituindo a raz o AV At pela acelera o a Em particular na constru o de uma tabela envolvendo os dados de for a varia o da quantidade de movimento e tempo de dura o da intera o Pois com a manipula o desses tipos que exercitamos a linguagem f sico matem tico que digno de nota que uma mec nica que recusa as caracter sticas do n mero 159 costume circunstanciar os fen menos mec nicos p
241. ica qu mica e biologia constatado tais defici ncias na forma o acad mica da escola b sica propuseram uma renova o ao ensino de ci ncias e que depois influenciou movimentos similares nos pa ses europeus e tamb m para o Brasil atrav s do IBECC Instituto Brasileiro de Educa o Ci ncia e Cultura e UNESCO Organiza o das Na es Unidas para a Educa o a Ci ncia e a Cultura 5 claro que n o queremos neste trabalho propagar uma concep o ing nua sobre o desenvolvimento cient fico Percebemos que al m dos avan os relativos industrializa o e a revolu o cient fica tivemos muitos retrocessos e entre eles talvez o mais gritante a quest o ambiental A pr pria China revela em loco estes contrastes por m n o objetivo nosso aqui realizar uma discuss o voltada a isso 56 Ent o atrav s de uma for a tarefa em 1956 formado por professores de n vel m dio e de professores universit rios do Instituto de Tecnologia de Massachusetts MIT foi formado o Physical Science Study Committe PSSC propondo a reformula o do ensino de F sica com uma proposta de rompimento com um modelo baseado na utiliza o do livro did tico e na automatiza o do ensino de F sica para um modelo de ensino de F sica associado experimenta o como complementa o do corpo te rico e com uma caracter stica instrucional ing nua de um suposto laboro cient fico Seguindo instru es bem definidas dos manuais
242. ica se tornasse popular entre os experimentadores Hacking 2012 p 334 As aproxima es ao nosso ver s o interessantes para fugirmos das valoriza es daquela en sima casa decimal que para o nosso intento de laborat rio para o ensino de f sica tal valoriza o constitui uma valoriza o de cunho animista do complexo de pequeno lucro S vamos abord lo na medida em que constitui obst culo cultura cient fica na medida em que inflaciona um tipo particular valoriza mat rias e qualidades Bachelard 2013 p 164 O excesso de precis o no reino da quantidade corresponde exatamente ao excesso de pitoresco no reino da qualidade A precis o num rica quase sempre uma rebeli o de n meros como o pitoresco no dizer de Baudelaire uma rebeli o de min cias Essa uma das marcas mais n tidas do esp rito n o cient fico no momento mesmo em que esse esp rito tem pretens es de objetividade cient fica Bachelard 2018 p 261 E aumentar a quantidade de adjetivos aos tipos te ricos que manipulamos justamente o que n o queremos pois correr amos o risco de constituir obst culos epistemol gicos as representa es dos estudantes Justamente uma posi o que nos opomos a aparente evolu o de precis o que acompanhou os roteiros que criticamos alicer ados no projeto PSSC que aumentaram o n mero de casas decimais de precis o nas medidas como um refor o animista do complexo do pequeno
243. ica problematiza es envolvendo esse exerc cio de abstra o que ao nosso ver contribui muito para o entendimento e manipula o das entidades envolvidas com a lei fundamental dos movimentos indispens vel que o professor passe continuamente da mesa de experi ncia para a lousa a fim de extrair o mais depressa poss vel o abstrato do concreto Bachelard 2013 p 50 As reformas do ensino secund rio na Fran a nos ltimos dez anos ao diminuir a dificuldade dos problemas de f sica ao implantar em certos casos at um ensino de f sica sem problemas feito s de perguntas orais desconhecem o real sentido do esp rito cient fico Mais vale a ignor ncia total do que um conhecimento esvaziado de seu princ pio fundamental Bachelard 2013 p 50 Portanto encontramos em Bachelard 2013 quando realiza uma cr tica ao ensino de n vel m dio franc s a inspira o para defendermos a problematiza o no ensino de f sica 3 3 ENTRELA ANDO O RACIONAL E O EMP RICO NA MANIPULA O DA LEI FUNDAMENTAL DOS MOVIMENTOS Propomo nos em apresentar uma metodologia para abordar a lei fundamental dos movimentos como um contraponto ao modelo sugerido pelo PSSC este que aposta em uma indu o justaposta que n o provoca o estudante para reflex o ignora poss veis intui es primeiras e empirismo que fazem parte do perfil epistemol gico dos estudantes e que na maioria das vezes est o equivocados 105 de tal fo
244. icado o obst culo epistemol gico de interpreta o equivocada de uma medida objetiva de temperatura passamos para o pr ximo passo da sequ ncia did tica uma experimenta o envolvendo a intui o da sensa o t rmica Objetivamos com o procedimento experimental destruir a intui o primeira dada pela sensa o animista com um experimento bem conhecido envolvendo guas de temperatura quente temperatura ambiente e temperatura fria gelada conforme trecho retirado do guia que acompanhou a atividade e que constitui a continua o da primeira parte que j apresentamos Tabela 3 experimento realizado pelos estudantes sobre sensa o t rmica 4 EXPERIMENTANDO A SENSA O T RMICA Material utilizado preenchido com anota es dos estudantes Procedimento Escolha um dos integrantes do grupo Coloque uma das m os no recipiente com gua gelada e a outra m o no recipiente com gua quente Espere 3 minutos e em seguida mergulhe as duas m os no recipiente com gua na temperatura ambiente Figura 1 recipientes com gua em diferentes temperaturas a A gua do ltimo recipiente est quente ou fria Justifique b Por que temos que esperar alguns minutos para concluir a experi ncia c A sensa o t rmica observada neste experimento uma boa maneira para verificar se uma pessoa est com febre Aponte uma outra alternativa que permita verificar se um corpo est quente ou frio Os questionamentos
245. iculando com o tipo te rico aprendido no confronto com a 131 realidade a problematiza o e o manuseio do aparelho experimental esses aparelhos e muitos outros semelhantes ilustram o esfor o e a engenhosidade imensos que foram necess rios para estabelecer um acordo cada vez mais estreito entre a natureza e a teoria KUHN 2013 p 92 Em que o estudante ter atrav s de proposi es de observa o experimental O roteiro da atividade experimental explorar aspectos que exijam o racioc nio abstrato de forma gradativa que exijam do estudante uma boa familiariza o com a entidade te rica utilizada como plano de fundo e os quebra cabe as e aplica es que permear o a atividade experimental pois ambos servir o para enriquecer o perfil de engenhosidade dos estudantes como Kuhn 2013 olhando para hist ria da ci ncia ressalta As experi ncias de Joule tamb m poderiam ser usadas para ilustrar como leis quantitativas surgem da articula o do paradigma De fato a rela o entre paradigma qualitativo e lei quantitativa t o geral e t o estreita que desde Galileu essas leis com frequ ncia t m sido corretamente adivinhadas com o aux lio de um paradigma Finalmente existe uma terceira esp cie de experi ncia que visa articula o de um paradigma Essa mais do que as anteriores pode assemelhar se explora o e predomina especialmente naqueles per odos e ci ncias tratam mais dos aspectos qualitat
246. idades de cada experimento e utilizamos o quadro para diminuir um pouco o empirismo que aconteceu nessa primeira atividade experimental e aumentarmos abstra o em rela o aos tipos da f sica que foram manipulados Na pr xima tabela registramos algumas categorias que reconhecemos na produ o dos roteiros produzidos pelos estudantes em rela o a terceira atividade 206 Tabela 25 registros das representa es dos grupos de trabalho uma compila o da produ o de cada grupo das entidades manipuladas durante o rod zio experimental EXPERIMENTO EXPERIMENTO II EXPERIMENTO III I G R R E o s E E gs Do s p O E B o esae 85 35g ggu 335 a S so o Ef E D6 0008 860Gw 500 5 OEN 5 E O6 vo OSSE 205Tt SES E q gt 884 55385 s EsS EIS 8276 G o E 2 8 S Ba o o ozB5 0320 62001 G 9 O on E gt o S a 3 Es SEES 38 3858 88 5 F8z gt e oog A885 20 ese rgo SoEg S 28 s a S 9 8 Tao O Dow To m JE E Eos T T2 g Q O o Grupo 1 06 dos 06 04 dos 06 04 dos 06 04 dos 06 04 dos 06 06 dos 06 00 dos 06 do estudantes estudantes estudantes estudantes estudantes estudantes estudantes estudante 01a007 Grupo 2 06 dos 06 00 dos 06 01 dos 06 04 dos 06 03 de 06 01 de 06 03 de 06 do estudantes estudantes estudantes estudantes estudantes estudantes estudantes estudante 08 ao 14 Grupo 3 07 dos 07 03 dos 07 04 dos 07 06 dos 07 07 de 07 07 dos 07 0
247. iderando a s esfera s abandonada s a partir do momento que corre m na canaleta horizontal NO Figura representac o da canaleta e esferas do material do IBEC OUESTOES 1 Utilizando das suas proposi es das observa es e no ju zo sobre conserva o da quantidade de movimento preencha a tabela indicando a quantidade de esferas abandonadas e as que s o ejetadas ap s a colis o e na ltima coluna a velocidade das bolas ejetadas aumentou diminui ou conservou a velocidade em rela o as que desceram antes da colis o N mero de esferas N mero das esferas Velocidade do conjunto de abandonadas antes da ejetadas ap s a colis o bolas ejetadas comparado colis o com as esferas abandonadas 2 Com rela o velocidade com que a s esfera s s o ejetada s podemos afirmar que esta muito maior aproximadamente a mesma muito menor aquela observada antes da colis o 3 Considerando suas respostas nas quest es 1 e 2 e lembrando que a quantidade de movimento dada por Q m v o que se pode dizer a respeito das quantidades de movimento antes e ap s cada uma das colis es EXPERIMENTO 2 O BARQUINHO E O ESTILINGUE MATERIAL UTILIZADO Bacia de base retangular com gua Barquinho de brinquedo com estilingue adaptado Barbante f sforo E peda os de papel dobrado proj til do estilingue PROCEDIMENTOS o estilingue dever ser preparado para dois disparos um se
248. imenta o para a F sica ater nos emos com foco na segunda lei de Newton para corroborar com o nosso discurso utilizar nos emos de um trecho do site relativo a orienta o de experimenta o para professores em seguida teceremos coment rios que amarram com a trama proposta The Laboratory F m a Lab Teacher s Guide Topic Newton s Laws of Motion The following information is provided to the student Question What effect does varying force and varying mass have upon the acceleration Purpose To use experimental data to determine the mathematical equation which relates force mass and acceleration A complete lab write up includes a Title a Purpose a Data section a Conclusion and a Discussion of Results The Data section should include two acceleration force graphs one for each mass with a sketch of the plotted points the best estimate on the slope of the line and an indication of the mass of the cart Class data should be included for the other lab groups The Conclusion should respond to the guestion raised in the Purpose of the lab as always The Discussion of Results section should reference the Data section and thoroughly discuss the supporting evidence for the conclusion The effect of mass and the meaning of the slope of the line should be clearly discussed Figura 7 roteiro sobre a segunda Lei de Newton de 2009 Fonte do site associado ao PSSC http www physicsclassroom com Permitimo nos o recorte inte
249. import ncia de tal conhecimento dos obst culos A import ncia reside no fato que a Escola pode destruir um a um os equ vocos constru dos atrav s do realismo ing nuo que faz parte da nossa forma o de percep es primeiras e intui es primeiras que em geral est o equivocadas Com a inten o de compreender e de ajudar os estudantes na corre o da sua maneira de pensar alicer ada no senso comum para uma busca da objetividade no lugar da subjetividade levamos em conta o estudante por inteiro 244 com toda a ansiedade carga emocional e cultural caracter sticos da sua juventude de tal forma que constituem e contribuem para a constru o e refor o dos obst culos que entravam a evolu o do racioc nio pr cient fico para o racioc nio cient fico Nosso interesse em vasculhar os obst culos epistemol gicos est associado em avan armos na elabora o de pr ticas que envolvam problematiza es que entrela am o racional e o emp rico e que provoquem os estudantes e suas intui es primeiras O conhecimento dos obst culos epistemol gicos permite a constru o de sequ ncias did ticas que evidenciaram a fragildade do senso comum dos estudantes em explicar ou manipular uma entidade como a temperatura deste ponto instrumentalizamo los com ferramentas que manipulam a entidade com a inten o de afast los do seu racioc nio pr cient fico e com a possibilidade de transporem as barreiras epistemol gicas As
250. inc pios de uma escola filos fica Estas propostas de n o intera o e a concep o de experimenta o na qual os roteiros e guias de experimenta o eram forjados ancorados para n s como hip tese n o poderiam ser apenas uma coincid ncia Por hip tese pretendemos constatar com a investiga o a n o evolu o tamb m dos roteiros experimentais em particular sobre a segunda lei de Newton apesar de toda a evolu o tecnol gica acess vel aos laborat rios aparelhados para o ensino de f sica No terceiro cap tulo decidimos incluir os poss veis pressupostos epistemol gicos que formaram a racionalidade do f sico Isaac Newton e quanto o mundo que Newton esteve inserido em termos acad micos sociais e econ micos Possivelmente influenciaram na sua forma de representa o da sua principal obra sobre mec nica o livro Principia E tamb m trabalhamos as entidades da f sica relacionados com a lei fundamental dos movimentos e um pouco dos poss veis problemas pr ticos da sua poca e que Newton como um praticante da ci ncia normal de Khun teve que se preocupar No mesmo cap tulo tr s trazemos argumentos para fundamentar nossa defesa de uma cultura de laborat rio no ensino de f sica como contraponto a um ensino de ci ncia tradicional para o qual apontamos alguns dos equ vocos praticados em termos de experimenta o no ensino de f sica e que consideramos necess rio trazer para a discuss o pois sempre o contradit
251. ipula o artesanal com os carrinhos de madeira e com observa o simples sem medi es precisas por m com articula es envolvendo rela es de proporcionalidade E em segundo uma manipula o tecnol gica da lei fundamental dos movimentos com a especula o complexa atrav s da linguagem f sico matem tica com manipula o de dados obtidos com precis o do carrinho de Fletcher e depois com a manipula o de filmes no Tracker Nesta fase da nossa espiral almejamos estimular a observa o alerta dos estudantes na montagem dos aparelhos experimentais tomando os cuidados para que o fen meno criado seja observado de forma razo vel E tamb m objetivamos uma articula o atrav s do c lculo tabelas e diagrama um aumento do realismo cient fico como os estudantes representam as entidades manipuladas experimentalmente e racionalmente E que assim aperfei oem o perfil epistemol gico a respeito dos tipos que se relacionam na lei fundamental dos movimentos 4 4 4 1 Manipula o artesanal da lei fundamental dos movimentos articula o atrav s das rela es de proporcionalidade Com as inten es estabelecidas planejamos a es para o nosso espiral auto reflexivo que descreveremos i Retomada de conte dos ii Solicita o dos estudantes na montagem do aparelho experimental iii manipula o emp rica e racional do aparelho experimental de acordo com a problematiza o da atividade experimental iv representa o do
252. isa a o como pesquisa educacional estamos envolvidos na pesquisa e sentimo nos necess rios na caminhada em busca de uma metodologia de experimenta o que provoque o desconforto nos estudantes quando apresentados a problemas instigantes que exijam a reflex o e o posicionamento cr tico para a busca de propostas de resolu o dos problemas estudantes que tamb m utilizar o da colabora o com seus pares discentes e com os professores atrav s do di logo estabelecido e liberto de qualquer hierarquia de conhecimentos Em uma proposta de modifica o de um racioc nio pedag gico de uma comunidade em que est inserido o laborat rio de f sica envolvendo professores de f sica estudantes da escola b sica e gestores Para delimitar e corroborar com nosso problema de pesquisa a primeira a o foi o investimento na recupera o na demanda hist rica sobre as pr ticas experimentais e os roteiros que as acompanham no laborat rio de F sica do CEP em particular do roteiro que acompanha a pr tica sobre a segunda lei de Newton A investiga o revelou que nos ltimos 50 anos a concep o de atividade experimental no ensino de f sica foi repetida sem modifica es apesar das inova es tecnol gicas Optamos pela lei fundamental dos movimentos primeiro pela gradua o que possui em rela o a mec nica de Newton e segundo pela possibilidade como descreveremos no cap tulo tr s de associar o racional e o emp rico na busca de
253. iv duos letrados cientificamente e n o mais como analfabetos funcionais do mundo da ci ncia e das suas tecnologias Apontamos fortes evid ncias que poss vel o ensino de f sica te rico e emp rico na fase Il do ensino fundamental neste trabalho evidenciamos essa possibilidade em dois momentos No primeiro com um relato de atividade com o s timo ano do EFII onde apresentamos uma atividade sobre a manipula o da entidade temperatura em que os estudantes durante a atividade apresentam sinais da evolu o e como representam a entidade De uma imagem alicer ada na intui o animista atrav s da sensa o t rmica para uma representa o com aspectos de um senso mais cient fico na medida que se instrumentalizando com o term metro termopar passa para uma imagem mais objetiva de medida de temperatura Relatamos esse ensaio no trabalho com a inten o de corroborar com o que defendemos para o ensino de f sica com uma cultura de laborat rio permeado por um g nero de racioc nio entrela ado com a experimenta o e que conforme mostramos pode ser trabalhado para faixa et ria do EFII Para o segundo fomos al m de um simples relato de pr tica bem sucedida e apresentamos toda uma sequ ncia did tica racional e emp rica para manipular a lei fundamental dos movimentos sequ ncia como alternativa aquele roteiro que 257 pesquisamos na demanda hist rica e que criticamos o seu sentido instrucional de reprodu o automatiza
254. iva de que s o lidos diretamente da amostra de mundo observada e que n o s o problem ticos Ignorando completamente a ideia de que quando os cientistas se debru am sobre um problema de pesquisa ele tem dificuldades em delimit lo identificar o foco central e diferenci los de focos perif ricos de menor grau de import ncia e principalmente relevar em conta as decis es que o pesquisador deve tomar quando decide por uma experimenta o para confrontar sua tese com a realidade com a inten o de valid la relativamente e parcialmente Conforme Kuhn 2013 melhor descreve Mas dif cil fazer com que a natureza se ajuste a um paradigma por isso que os quebra cabe as da ci ncia normal constituem tamanho desafio e as medi es realizadas sem a orienta o de um paradigma raramente levam a alguma conclus o KUHN 2013 p 230 Em palavras mais simples barateando o trabalho cient fico de pesquisa e de experimenta o A consequ ncia direta de resultados em termos do processo ensino aprendizagem ficar muito aqu m do que foi esperado e perdendo a oportunidade de que o estudante pudesse vivenciar de fato o cotidiano de como se 118 realiza ci ncia aprendendo e ensinando atrav s da problematiza o o desenvolvimento de habilidades de investiga o colabora o e de pesquisa forjando um perfil de estudante curioso empreendedor e pesquisador como solucionador de problemas A introdu o do PSSC em nosso meio
255. ividade professoral com os estudantes do s timo ano e o outro no laboro do nosso produto com os estudantes do nono ano E por fim consideraremos que o ensino de ci ncia pode propiciar que os estudantes avancem no aperfei oamento dos perfis epistemol gicos de entidades superando seus obst culos epistemol gicos CAP TULO 2 34 35 2 JUSTIFICATIVA Nossa inspira o para propormos uma nova metodologia para o ensino de f sica iniciou com uma pesquisa qualitativa dos perfis epistemol gicos dos estudantes do s timo ano do ensino fundamental em rela o as suas ado es da sensa o t rmica como m todo para classificar se um corpo est quente ou frio Percebemos que os estudantes a partir de um senso comum indicam diferentes temperaturas para objetos que se encontram em equil brio com a temperatura ambiente Acreditamos que tais intui es estejam atreladas ao perfil epistemol gico destes estudantes que nos parece que alicer ados em um racioc neo pr cient fico caracterizado por um realismo ing nuo e um empirismo sensorial Propomos a possibilidade atrav s de uma sequ ncia did tica experimental o entrela amento do racionalismo e o empirismo para potencializar o perfil epistemol gico dos estudantes distanciando os da intui o com a sensa o t rmica por um instrumento objetivo de medir temperatura Escolhemos descrever essa nossa primeira viv ncia de ensino de f sica ainda no ensino fundamental fase Il por rec
256. ividades experimentais como pano de fundo de leis e teorias da chamada ci ncia normal est vel e sem anomalias e com a proposi o aos estudantes a resolu o de quebra cabe as com inspira o kuhniana claro que sabemos que na atividade de laborat rio escolar n o se resolver os mesmos problemas que os cientistas se prop em a resolver nestes per odos de calmaria da ci ncia Mas que os estudantes nas atividades de laborat rio tamb m podem 124 procurar solu es nas situa es problema investigadas que de certa forma exigem do estudante o conhecimento das leis e teorias Paradigmas s o integrais para a ci ncia normal e uma ci ncia normal praticada por uma comunidade cient fica continua enquanto houver uma profus o de coisas a fazer problemas abertos que levam pesquisa utilizando m todos leis instrumentos etc reconhecidos pela tradi o A ci ncia Normal caracterizada por um paradigma que legitima quebra cabe as e problemas sobre os quais a comunidade trabalha HACKING 2018 p 29 Com a intencionalidade de ajuizamento pelos estudantes de entidades te ricas em alto grau de abstra o generalidade e inclusividade Na medida que os estudantes procurem solu es de problemas apresentados como proposi es de observa o experimental confrontando esta realidade modelada com a entidade te rica que se prop e a explic la alinhado com o pensamento kuhniano que problemas no fim dos cap tul
257. ivos das regularidades da natureza que os quantitativos KUHN 2013 p 94 Exploraremos como plano de fundo aspectos da conserva o da quantidade de movimento e a lei fundamental dos movimentos que quando formulados tinham a limita es nas suas aplica es devido ao aparato instrumental corroborado com Kuhn 2013 ao referir se aos Principia de Newton Finalmente os Principia tinham sido planejados para serem aplicados sobretudo a problemas da mec nica celeste N o era de modo algum claro como se deveria adapt lo para aplica es terrestres e em especial aos problemas do movimento violento N o obstante isso como aproxima es elas limitavam o que poderia esperar entre as predi es de Newton e as experi ncias reais KUHN 2013 p 97 Optamos por exemplo da lei fundamental dos movimentos como plano de fundo devido ao alto grau de abstra o generalidade e inclusividade caracter stica de ci ncia normal que a s culos utilizada em previs es e in meras aplica es e portanto citando Kuhn 2013 sentimo nos confort veis na sua utiliza o Por exemplo tem se observado com frequ ncia que a segunda lei de Newton embora tenha consumido s culos de dif ceis pesquisas te ricas e fatuais at ser alcan ada desempenha para os partid rios da teoria newtoniana um papel muito semelhante a um enunciado puramente l gico que n o pode ser refutado por observa es por mais amplas que sejam KUHN 2013 p
258. kk dan 189 Gr fico 2 investigando poss veis origens da representac o dos estudantes a respeito da experimenta o em ci ncia errar 190 Gr fico 3 estudantes que representam as entidades de modo pr cient fico 190 Gr fico 4 vis o alinhada com o ensino tradicional de ci ncia 190 Gr fico 5 frequ ncia dos estudantes em rela o a categoriza o das quest es de 05 a 09 para investigar no senso comum dos estudantes as entidades da lei fundamental dos MOVIMENTOS Ee iso io ian kap ap sol DE da DE da ko dno ao a soda 191 Gr fico 6 dados relativos as manipula es da quantidade de movimento e conserva o da quantidade de movimento e sistema isolado 207 Gr fico 7 Caracter sticas do perfil de experimentador eee 213 Gr fico 8 estudantes participantes que a manipula o da entidade foi satisfat ria e tattoo aU a At St a Ee coke 219 Gr fico 9 representa os estudantes que especularam de forma complexa a lei fundamental dos movimentos e eerreeeeaaaaasenenaaanaaaaaanaenanea 225 Gr fico 10 registro do n mero de estudantes que representam de forma provis ria e incompleta imagens das entidades manipuladas eee 237 LISTA DE TABELAS Tabela 1 o chamamento com a inten o de conectar a disciplina de ci ncia cm o laborat ri DE M SICA sA E entire e aa ES EE een an dee geadas 47 Tabela 2 a problematiza o inici
259. l a partir das suas viv ncias cotidianas com fen menos e eventos Caso tais concep es 127 alternativas n o sejam consideradas no planejamento das atividades propostas pelo professor poder o funcionar como uma barreira epistemol gica a aprendizagem significativa de conceitos formalmente cient ficos O papel do professor fundamental este assumindo um papel de pesquisador e alinhado com a pesquisa a o em termos freirianos pois sua pr tica e planejamento dever o sofrer constante reflex o e com novas a es diante dos objetivos alcan ados ou n o em termos do espiral auto reflexivo que imp e uma caracter stica docente de pensar sempre a pr tica Assim toda atividade deve haver planejamento e clareza dos objetivos Ainda tratando do professor este deve ser criativo diante das adversidades pois quando houver precariedade de material poder com um mesmo conjunto de materiais planejar diferentes atividades como aprender utilizar um instrumento para realizar leituras obter imagem ou v deo de um fen meno com um aparelho tecnol gico com tal especificidade trabalhar com erros e incertezas e rela o entre grandezas O pensamento pedag gico do professor deve ter clareza de que teoria e experi ncia andam juntas n o existem isoladas Pois somente com tal clareza equilibrar o racional e o emp rico no ensino de ci ncia com a manipula o de aspectos da teoria antes durante e depois da experimenta o De
260. l gica do comportamento humano passou a ser a l gica da efic cia tecnol gica e suas raz es passaram a ser as da ci ncia BAZZO 1998 Acreditamos que essa representa o da ci ncia permeia e refor ado no ensino tradicional de ci ncia influenciando nos modelos de ensino e na constru o de curr culos e que investigaremos nas representa es dos estudantes sobre essa imagem doutrin ria da ci ncia Retomando o manuseio do aparelho experimental este n o deve tornar se uma barreira para a aprendizagem dos estudantes tomando a maior parte do tempo 151 dedicado ao laborat rio para adapta o ao aparelho experimental A concep o sobre a atividade experimental n o deve possuir um alto grau de complexidade em rela o a parte f sica e n o f sica comparado com o preparo dos estudantes e avan ar para um novo modelo de tecnologia como definida por Vicente J Kim 1963 que inclui n o s a coisa f sica mas tamb m a n o f sica que podemos encontrar nos sistemas tecnol gicos complexos usinas nucleares sistemas de distribui o de gua e assim por diante elementos mais soft tais como hor rios de trabalho informa o responsabilidades coletivas organiza o dos funcion rios de uma empresa e at mesmo regulamenta es jur dicas VICENTE 1963 p 32 Portanto a engenharia de fatores humanos VICENTE 1963 p 12 tamb m deve se preocupar com design de fatores n o f sicos que
261. l gico ou alquimista como pressupostos que podem ter contribu do na ci ncia de Newton portanto descartaremos aspectos negativos que poderiam representar de forma pict rica um Newton que n o aparece na sua produ o no campo da F sica Concretamente isso significa que existem armadilhas a serem evitadas seria lastim vel substituir um mito racionalista por um mito alquimista Thuillier 1994 p 151 Mas tais pressupostos epistemol gicos n o podem ser negados e n o sejamos ing nuos que Newton alienava se ao mundo que o cercava este que se alicer ava na escol stica da Escola Peripat tica e nas intui es animistas destacados pela alquimia e sua cren a na for a vital Ele escreveu 1 200 000 palavras sobre esta pseudoci ncia muito Mesmo sobre temas religiosos que o apaixonavam foi menos copioso Thuillier 1994 p 151 Inclusive tal abordagem refor a o quanto Newton foi virtuoso no seu esfor o de exorcizar suas intui es primeiras e seus primeiros empirismos normalmente equivocados e aperfei oar seu perfil epistemol gico de uma quantidade consider vel de tipos te ricos no campo da F sica O pr prio Newton parecia ter consci ncia dos obst culos que teve que superar e o cuidado de n o voltar a comet los por tenta o animista de origem teol gica ou alqu mica Thuillier chama nos a aten o para essa clareza do pensamento newtoniano No Scholium generale do livro Ill dos Princi
262. l e a de como constituir a montagem do aparelho experimental e portanto que a manipula o do aparelho experimental e das entidades n o se torne um obst culo Como professores de laborat rio foi necess rio buscarmos o entendimento de conhecimentos opini es preexistentes e viv ncias anteriores dos estudantes para constru o de roteiros de relev ncia no aprendizado E para que o estudante fosse estimulado em se manifestar para o grande grupo estimulando o exerc cio do di logo e do questionamento Tal pr tica despertou um desejo de pesquisar mais sobre formas de experimenta o e em que estavam alicer ados em termos filos ficos como adaptar pr ticas investigativas utilizando uma ferramenta experimental artesanal e tecnol gica Tamb m a investiga o de outras concep es para o ensino de F sica pois devemos avan ar do ensino alicer ado na transmiss o de conte do e do ensino de panfleto para um processo de ensino aprendizagem que promova uma maior criticidade do estudante ferramenta que o auxiliar no enfrentamento dos problemas com um racioc nio objetivo caracter stica do racioc nio cient fico 2 1 2 2 A sequ ncia did tica intitulada Est quente ou frio A atividade foi pensada de forma a integrar se com a disciplina de ci ncia ministrada no s timo ano de forma que corroborasse com o plano de trabalho docente do professor regente da turma ent o escolhemos como entidade a temperatura que poderia ligar
263. lado que foi dermatologicamente testado Diante desta informa o e do seu conceito e conhecimento de ci ncia responda os itens a seguir a quando ajuda nas compras para casa no que se baseia quando escolhe por exemplo um creme dental Qual voc escolhe um atestado pela ci ncia ou um n o testado Voc reflete afinal como ele foi cientificamente testado b um cientista aparelhado com um laborat rio de alta tecnologia capaz de descobrir leis da natureza Em caso afirmativo lembra de alguma lei descoberta recentemente em experimentos Fonte dispon vel hhtp essencialdediva com br 2012 12 19 rex ona clinical women 24 08 2013 s 18 54h c voc acredita que uma lei da natureza pode e uma determinada lei que foi ser comprovada cientificamente por repetidas exaustivamente experimentada em laborat rio e simula es experimentais E uma vez que portanto era atestada como correta caso comprovada experimentalmente ela deve ser em uma das simula es experimentais aceita e respeitada para sempre propostas a lei falhe ela perde a confiabilidade Quais fatores podem ter levado a lei a falhar d voc como estudante acredita nas leis da Voc trocaria o experimento de teste ou natureza e procura aprend las em forma de admitiria que a lei est errada e pensaria na memoriza las ou voc d vida delas mesmo possibilidade de troc la por outra lei sendo atestadas como verdadeiras pela ci ncia Int
264. lementos que se integram a pesquisa como professores e estudantes que interagem em diferentes contextos de sala de aula sala de laborat rio nas comunidades reais onde moram e convivem e virtuais com acesso da internet 178 Delimitando o problema associaremos os professores e estudantes com os diferentes contextos aos temas e eixos te ricos que nos propomos a investigar ou seja com rela o experimenta o em termos do seu entendimento no ensino de ci ncia e enquanto aparelhada com a parte artesanal e com as tecnologias contempor neas portanto a matriz dial gica apresenta a seguinte disposi o Tabela 21 elaborada conforme a matriz dial gica problematizadora Kemmis e Mctaggart Professores Estudantes Contexto Experimenta o Artesanal e Tecnol gica Professores Estudantes Contexto Experimenta o concep o artesanal e tecnol gica Para o preenchimento ponderamos sobre os participantes da investiga o Qual o tema ou problema de estudo Qual o contexto que ser desenvolvida pesquisa E qual a intencionalidade em rela o experimenta o e as tecnologias Qual o alicerce filos fico do ensino de ci ncia O resultado apresentado na tabela a seguir Tabela 22 constru da levando em conta os agentes professores e estudantes o contexto e os eixos te ricos continua A B C D Professores Estudantes Contexto Experimenta o concep
265. lesmente aqueles ilustrados pelas t cnicas de manipula o empregadas na coleta de dados de manuais juntamente s opera es l gicas utilizadas ao relacionar esses dados s generaliza es te ricas desses manuais KUHN 2013 p 60 E que estudantes orientados por um roteiro de laborat rio ser o conduzidos para descobertas claras e inequ vocas desde que sigam a prescri o da sequ ncia de atividades definidas pelo roteiro experimental Assim essas doutrinas primitivas referentes a fen menos t o complexos apresentavam se como doutrinas f ceis condi o indispens vel para que fossem divertidas para que interessassem um p blico mundano Ou ainda para falar como fil sofo essas doutrinas apresentavam se com a marca de um empirismo evidente e b sico t o agrad vel para a pregui a intelectual limitar se ao empirismo chamar um fato de fato e proibir a busca de leis Bachelard 2013 p 37 Por exemplo estudantes aprendendo a utilizar material de laborat rio ou t cnica de laborat rio espec fica realizando uma s rie de observa es e medidas de fen menos previamente determinados pelo professor s o levados a cren a de que descobrir o ou formular o uma lei a partir de proposi es de observa o de um determinado fen meno no sentido do indutivismo ing nuo Tal entendimento com rela o aos dados coletados durante as observa es e medidas ing nuo em assumir que os dados s o imediatos na perspect
266. letramento cient fico que almejamos Assim ajudou nossa orienta o em construir uma sequ ncia did tica para uma metodologia de ensino de f sica diferenciada para a nossa escola que valorizasse aspectos de especula o complexa de diferentes tipos da f sica Na metodologia conforme nossas refer ncias te ricas deve promover a desconstru o de representa es equivocadas dos tipos da lei fundamental dos movimentos os poss veis obst culos epistemol gicos Por outro lado percebemos nos dados que simplesmente os estudantes naquela faixa et ria n o apresentam nenhuma representa o a respeito de algumas entidades da f sica aqui percebemos alguma vantagem pois quando manipularmos essas entidades com a teoria e a experimenta o os estudantes formar o representa es alicer adas em intui es primeiras que n o necessariamente precisar o ser equivocadas para tanto somente utilizaremos de poss veis aparatos metaf ricos quando aos estudantes j tenha sido apresentado de forma objetiva as entidades do nosso interesse Preferimos assim para evitar poss veis barreiras epistemol gicas Ainda o contato com a turma piloto e as atividades que propomos e trabalhamos com a turma alertou nos para o fato da fundamental problematiza o no in cio de cada atividade conforme descrevemos em nossa proposta de experimenta o de manipula o da lei fundamental dos movimentos agora que justificamos as primeiras a es na turma piloto
267. m se na lei fundamental dos movimentos os estudantes s o provocados manipulando o carrinho de Fletcher para escolher o que desejam medir com a inten o de que manipulem os tipos te ricos que acabaram de representar na forma da segunda lei de Newton e atrav s da interven o experimental possam manipular as entidades de forma objetiva atrav s das medidas aumentando para eles o realismo cient fico dessas entidades da representa o para a interven o conforme Hacking 2012 orienta nos O realismo cient fico novamente discutido em termos de representa o mas proponho que agora o discutamos em termos de interven o Minha conclus o bvia apesar de insignificante Com base nesses princ pios trataremos como real aquilo que podemos utilizar para intervir no mundo de forma a afetar algo ou aquilo que o mundo utiliza para nos afetar A realidade como interven o a princ pio fica bem apartada da realidade como representa o e isso s muda com o surgimento da ci ncia moderna Hacking 2012 p 231 Conseguimos atrav s do c lculo articular o que os estudantes representam como a imagem da lei fundamental dos movimentos com o que manipulam atrav s 160 do aparelho experimental variando a for a impressa e como relaciona se com a varia o da quantidade de movimento e com o tempo da intera o Com a clareza do que est o observando como medida para elabora o da tabela que ressalvar relativament
268. m favor dos problemas que assolam a humanidade Diminuindo a dist ncia entre a produ o acad mica da universidade e a pr tica com a inten o de modificar a vis o popular da ci ncia da tecnologia e do cientista promovendo a sua desmistifica o Conforme Maurice Bazin pronunciava se sobre o Espa o Ci ncia Viva e registrado no site dispon vel em lt http cienciaviva org br materia maurice bazin e luta pela ciencia para todos gt Acesso em 02 out 2013 E reproduzido aqui Aqui se vive a Ci ncia n o se fala dela O que fazemos no galp o oferecer para todo mundo a possibilidade de fazer suas perguntas n o aos donos do saber mas pr pria natureza aos pr prios m dulos que permitem entrar em contato com fen menos BAZIN 1934 2009 Como professores de ci ncia devemos proporcionar em nosso ch o de sala de aula a possibilidade de intera o da experimenta o pelos estudantes em um aspecto que os estudantes n o tenham receio de mexer no aparato tecnol gico Neste sentido na apresenta o aos estudantes de um aparelho tecnol gico durante uma experimenta o este n o pode ser de extrema complexidade e que exija a maior parte da aula focada na utiliza o do aparelho ficando em segundo plano a aten o da problematiza o da atividade envolvendo algum ju zo que a pr tica prop e a ser trabalhado Caso seja necess rio a utiliza o de um aparelho tecnol gico de grande complexidade uma ativid
269. m modelos matematicamente trat veis Hacking 2012 p 315 E para o nosso mote de pesquisa a ideia de que os modelos s o representa es aproximadas do universo ser de grande conveni ncia Pois no sistema de cren as que precisamos para perceber o mundo as imagens obtidas das representa es do universo s o compreens veis com modelos elaborados pela mente humana aquilo que Kuhn chama de articula o torna se parcialmente uma quest o de se constru rem modelos compat veis com a opera o de mentes humanas e com as t cnicas computacionais Hacking 2012 p 315 Assim conceberemos que 1 Os fen menos s o reais pois n s testemunhamos seu acontecimento 2 As teorias s o verdadeiras ou pelo menos apontam a verdade 3 Os modelos s o intermedi rios e escoam alguns aspectos dos fen menos reais conectando os por meio de uma simplifica o das estruturas matem ticas s teorias que governam os fen menos De acordo com essa ideia os fen menos s o reais e as teorias apontam a verdade chegando muitas vezes bem perto dela Hacking 2012 p 315 Para a manipula o da entidade de conserva o da quantidade de movimento intencionamos criar o fen meno na atividade experimental a palavra tem sido utilizada para expressar pensamentos filos ficos a respeito da apar ncia e da realidade Hacking 2012 p 320 Um fen meno algo not vel digno de aten o e discern vel comumente um
270. m o c lculo com a segunda parte da experimenta o com a inser o do carrinho de Fletcher Tamb m vale a pena destacar que nas instru es iniciais enfatizado que a massa do sistema carrinho massas aferidas suporte e barbante n o se altera Ou seja quando as massas n o est o no suporte estar o sobre o carrinho informa o de relev ncia na an lise dos dados obtidos na segunda parte da experimenta o de car ter quantitativo Portanto diante da equa o que envolve a lei fundamental dos movimentos e com a necessidade para ressalv la parcialmente com a inten o de melhorar a sua sustentabilidade como entidade te rica manipulada pelos estudantes aumentando assim a cren a dos estudantes em rela o ao tipo te rico Vale apena destacar tamb m do que desejamos do estudante como experimentador O experimentador n o o observador da filosofia da ci ncia tradicional mas sim uma pessoa alerta e observadora Apenas quando conseguimos colocar nosso equipamento para funcionar direito podemos nos colocar em uma posi o de redigir relat rios acerca das observa es E essa parte como um piquenique Hacking 2012 p 331 apresentado agora o artefato tecnol gico carrinho de Fletcher que o estudante manipular com a intencionalidade quantitativa e com medidas precisas de tempo e de velocidade conforme a imagem reproduzida a seguir 148 Fotografia 8 carrinho de Fletcher utilizado para medidas de v
271. m o professor do nono ano do EF Il que j hav amos estabelecido uma parceria desde 2013 com a turma piloto escolhemos uma turma para a pesquisa a o e passamos a elaborar o question rio com situa es problema Destacando que a escolha da turma na faixa et ria do EFII por nossa atividade docente conforme descrevemos no cap tulo dois que mostramos que poss vel ensinar f sica ainda no ensino fundamental com um m todo para dialetizar o racional e o emp rico na experimenta o E sem aparelhos metaf ricos que poderiam constituir mais tarde obst culos epistemol gicos iii Planejamos a aplica o do question rio em duas aulas n o no mesmo dia devido a sua extens o Antecipadamente da aplica o foi dialogado com os estudantes que foram devidamente informados que fariam 185 parte de uma investiga o com objetivo educacional e depois de convencidos sentiram se vontade de contribuir com a pesquisa iv Na aplica o do question rio que justificamos a intencionalidade no cap tulo tr s os estudantes responderam individualmente e tiveram a liberdade para pedir sin nimos de palavras que eventualmente n o conheciam por m n o interferimos na interpreta o dos questionamentos pois n o quer amos influenciar nas respostas Com a a o coletamos dados para uma an lise preliminar afim de obter o perfil da turma em rela o como representam imagens sobre ci ncia e dos tipos da f sica que se relacionam com a se
272. m panflet rio repetidos a exaust o Cabe o questionamento de quando sistemas de ensino come ar o a ensinar ci ncia de fato de forma especulativa complexa em vez de ensinar uma ci ncia com fatos valorizados priori justapostos e repetidos pela alma professoral Estes 256 n o sejamos ing nuos aprendemos que somente servem para acalmar a alma do esp rito animista pr cient fico que quando apresentado o fato valorizado estanca a raz o Que repetidos em li es exaustivas e repetidos na erudi o dos professores e ingenuamente pelo animismo educacional dos mestres que acreditam que os estudantes aprenderam ci ncia ao serem cobrados em avalia es que n o passam de verifica es de quem tem boa mem ria e que n o fogem muito daquilo que foi proposto e cobrado nas longas listas de exerc cios modelos e exemplares mas que depois de algumas semanas j foram deletados das mentes dos estudantes Necessitamos de um novo pensamento pedag gico dos professores para que letramento cient fico promova um ensino de ci ncia de fato que provoque a raz o onde os estudantes manipulem os fatos com ferramentas do c lculo da utiliza o da linguagem f sico matem tica para que se tornem manipuladores dos tipos te ricos e observ veis experimentais da f sica em um n vel de especula o complexa das mais diversas problematiza es somente assim os perfis epistemol gicos se tornar o mais avan ados e somente assim teremos ind
273. m proj til e o outro carregado com papel proj til Coloque o barquinho devidamente preparado na bacia com gua e mantenha o em repouso Para efetuar o disparo utilize um palito de f sforo aceso e queime o barbante Observe o que acontece No segundo disparo voc ir carregar o estilingue com papel proj til Observe se ocorreu algo diferente ao observado no primeiro disparo OBSERVA O o sistema o conjunto formado pelo barquinho o estilingue e o proj til de papel gt M gt www feiradecienciascor br Figura ilustrac o do barguinho e o lancamento de um proj til Fonte htio Awww feiradeciencias com br sala05 05 04 asp retirado em 23 07 2014 s 20 15h QUEST ES 4 Descreva as diferen as observadas em rela o ao movimento do barquinho durante os dois disparos 5 No sistema barquinho estilingue proj til as for as trocadas durante os disparos s o internas o que faz com que a quantidade de movimento se conserve De que forma isso evidenciado durante os disparos EXPERIMENTO Ill COLIS ES ENTRE CARRINHOS MATERIAL UTILIZADO Carrinhos de brinquedo de massas semelhantes Massas aferidas 139 PROCEDIMENTO deixe os carrinhos vazios e enfileirados separados por uma dist ncia de aproximadamente 30 cm Lance o ltimo carrinho contra os demais e observe o que acontece com cada um deles Em seguida carregue o primeiro com massa de 400 g e lance novamente o ltimo contra os demais OBSERV
274. ma qualidade oculta ou ntima pois tal substancializa o permite uma explica o breve e perempt ria Falta lhe o percurso te rico que obriga o esp rito cient fico a criticar a sensa o Bachelard 2013 p 127 Tal substancializa o constitu um obst culo epistemol gico e que o estudante precisa transpor assim em seguida propusemos que cada grupo vivenciasse um conhecido experimento de sensa o t rmica que utiliza de tr s recipientes com gua aquecida com gua na temperatura ambiente e com gua resfriada gelada Nas quais um dos estudantes permaneceu durante algum tempo com as m os inseridas em dois dos recipientes o de gua quente aquecida e o outro de gua fria resfriada em seguida este estudante mergulhou as m os no terceiro recipiente com gua na temperatura ambiente O resultado bastante conhecido e divulgado em uma s rie de manuais como livros did ticos E o 4 um dispositivo eletr nico cujo funcionamento de forma simplificada baseia se em uma de tens o el trica resultado da jun o de dois metais e esta diferen a de potencial el trico como uma fun o da temperatura tal fen meno conhecido como efeito Seebeck dedicado ao f sico que o descobriu Thomas Seebeck 42 estudante com alguma surpresa respondeu que para uma das m os a gua pareceu quente e para a outra a gua pareceu fria Questionados no grupo da confiabilidade do uso da sensa o t rmica como mecanismo para indic
275. mais r gido que na intera o acontecer r pida e que devido rigidez deforma menos e que na compreens o animista dos estudantes os passageiros estariam mais protegidos e que sobre eles atuaria uma for a de intera o muito menor pois no senso comum pr cient fico contra intuitivo pensar que algo guardado numa caixinha mais dura estaria no contexto da colis o menos protegido Aqui teremos um grande desafio em trabalhar na sequ ncia did tica em diferentes contextos experimentais criando diferentes fen menos em que o modelo associado com o teorema do impulso poder contribuir para descontruir a representa o animista dos estudantes alicer ado no mito da interioriza o para que compreendam de fato que a estrutura do carro pensado de forma que na diminui o da rigidez aumenta se o tempo de intera o intencionalmente para que 203 a for a de intera o diminua fazendo com que o estudante entenda que nesse caso o lema menos mais representa mais seguran a 4 4 2 Perfil da Turma Definido da An lise dos Dados Para Escolha da Primeira Atividade Experimental Fase Il da Espiral Auto Reflexiva O question rio permitiu especularmos sobre o conhecimento pr vio dos estudantes a respeito das entidades da f sica que ser o manipuladas nas pr ximas atividades que j descrevemos no cap tulo tr s e que apresentamos como uma metodologia diferente daquela que criticamos inspirada nos manuais do PSSC Os
276. mandas hist ricas que ressaltam dicotomias entre paradigmas concorrentes tamb m podem auxiliar no processo de ensino aprendizagem dos estudantes em perceber a ci ncia como constru o humana e que muitas vezes a natureza percebida e explicada com modelos diferentes ressalvado por Kuhn 2013 p 68 A competi o entre segmentos da comunidade cient fica o nico processo hist rico que realmente resulta na rejei o de uma teoria ou na ado o de outra Atermo nos um pouco mais ao laborat rio did tico bem aparelhado quais habilidades o estudante deve adquirir e que possam ser utilizadas em outras pr ticas ou seja o que ensinar para estes estudantes no papel de observador e experimentador e que possam relacionar com objetos tecnol gicos do seu cotidiano Aperfei oar ou encontrar novas reas nas quais a concord ncia possa ser demonstrada coloca um desafio constante habilidade e imagina o do observador e experimentador KUHN 2013 p 91 128 Para adquirir tais habilidades no ambiente de laborat rio aparelhado os estudantes podem ser estimulados a usar equipamentos e instrumentos espec ficos medir grandezas f sicas e realizar pequenas montagens Sempre de forma n o complexa para que n o se perca maior tempo do laborat rio com arranjos experimentais muito elaborados e que destoem a principal fun o da pr tica experimental da realiza o de conjecturas por parte dos estudantes para resolu o
277. mentador de Galileu e escolhemos relatar auxiliado por Thuillier 1994 algumas descri es e decis es que apontam ind cios de um experimentador solucionando e indicando acertos caracter sticos daquele que manipula o aparelho experimental e que decide ajustes para criar o fen meno em um sistema fechado modelando livre de influ ncias externas com a inten o de observar o comportamento de uma por o delimitada da natureza Que a princ pio O objetivo de nosso autor quer dizer de Galileu era somente nos fazer compreender que ele quis descobrir e demonstrar algumas propriedades de um movimento acelerado qualquer que fosse a causa de sua acelera o no qual a grandeza da velocidade cres a o mais simplesmente poss vel na propor o mesma do tempo e no qual o que vem a dar no mesmo em tempos iguais verificam se adi es iguais de velocidade Thuillier 1994 p 119 Este trecho referente a obra de Galileu Discursos sobre duas novas ci ncias reflete um pouco a representa o de mundo que Galileu influenciou em que as pessoas com suas cren as deslumbravam esse mundo E embora os historiadores da ci ncia n o tenham chego a um consenso sobre Galileu tenha realizado concretamente experimentos ou apenas de pensamento a cren a dele experimentador influenciou aqueles que o sucederam entre eles o Newton Para evidenciar os motivos que as pessoas creem em um perfil de Galileu experimentador cren a alicer ada na
278. mento do mundo cient fico e tecnol gico Figura 1 esquema da delimita o do problema de pesquisa quest o de pesquisa e hip teses Tal encaminhamento muito oneroso para uma proposta de encultura o cient fica que o ensino de ci ncias deve ter um comprometimento muito estreito sen o seu principal objetivo Transformar este custo em benef cio o caminho ou seja propor uma mudan a de percep o de experimenta o que auxiliar para que os estudantes adquiram uma cultura de laborat rio com um g nero de racioc nio pr prio de especula o complexa diminuindo a subjetividade e aumentando a abstra o com a articula o atrav s de uma linguagem f sico matem tica Passaremos a tra ar portanto nossos objetivos que corroboram com nosso mote de pesquisa 1 3 OBJETIVOS DA PESQUISA 1 3 1 Objetivo Geral Investigar no senso comum dos estudantes na s rie final da EFII poss veis percep es de origem animista em rela o como representam imagens a respeito 25 da ci ncia e da experimenta o Como o ensino tradicional de ci ncia parece ter refor ado seus obst culos epistemol gicos em rela o a tipos da f sica que continuam sendo entendidos conforme suas intui es primeiras que constituem no senso comum dos estudantes um realismo ing nuo Um ensino de ci ncia que com algumas caracter sticas da Escola Positivista n o promove o aperfei oamento do perfil epistemol gico dos estudante
279. modelo simplificado de uma das fases do espiral auto reflexivo 171 Da nossa hip tese de que os estudantes possuem o senso comum alicer ado em um realismo ing nuo e um empirismo claro que o caracterizam com intui es animistas do nosso interesse sondar as origens da forma o desse esp rito pr cient fico e tamb m como esse esp rito forma imagens pitorescas da ci ncia e de entidades relacionadas com a lei fundamental dos movimentos e que ao nosso ver constituir o obst culos epistemol gicos a aprendizagem dessas entidades Para a nossa pesquisa a o ultrapassar o limite de m todo e avan ar como concep o de investiga o educacional e com uma proposta de mudan a de metodologia propondo um ensino te rico e experimental simult neos e equivalentes interessamo nos em conhecer o senso comum dos estudantes em rela o aos tipos da f sica que constituir o a sequ ncia did tica caso contr rio a tentativa de di logo ser substitu do por uma simples conversa pois o educador n o conhece como os estudantes representam imagens dos tipos relacionados com a lei fundamental dos movimentos Ent o como dialogar sobre aquilo que n o se conhece O professor portanto deve conhecer o universo tem tico para criar contextos que tenham significado para os estudantes Na concep o de Freire 1983 deve se romper a percep o do conhecimento como algo que deve ser ensinado pelos professores e aprendido pelos est
280. mos ainda no sentido de potencializar a utiliza o do programa o trabalho artesanal em experimentos de car ter artesanal que em vez dos estudantes manipularem filmes de carrinhos possam manipular carrinhos Acreditamos que com a cria o de fen menos primeiramente de forma artesanal amplia as representa es dos estudantes e a forma o de imagens dos contextos que ser o estudados pois as poss veis entidades da f sica sejam da din mica como trabalhamos ou da cinem tica se trabalhados antecipadamente em contextos artesanais aumentam o realismo dessas entidades que quando forem manipuladas no Tracker ser o melhor compreendidas Mesmo aquelas escolas que diferente do CEP n o possuem os aparelhos tecnol gicos de apoio da experimenta o ainda assim podem ser criados contextos mais artesanais de experimenta o desde que o professor e os estudantes estejam engajados em um processo de letramento cient fico Uma vez criado os contextos artesanais o aparelho celular nativo dos estudantes pode realizar os filmes para an lise no Tracker em computadores Cuja a maioria das escolas p blicas do Paran mesmo que de forma provis ria e as vezes prec ria s o disponibilizados para aqueles professores engajados A manipula o do Tracker em dispositivos m veis como tablets poderia ser um elemento facilitador em termos de acesso para estudantes e professores entretanto at a data que encerramos nossa pesquisa ainda n o era poss v
281. mos identificar o que contribui para a forma o do senso comum dos estudantes que apresentam ind cios de afastamento do pensamento abstrato pois temos certeza que os alicerces que fundamentam as representa es das entidades destes estudantes iniciam muito antes de entrarem nas aulas de ci ncias do CEP Existem muitos exemplos de converg ncias assim apressadas e inconsistentes na origem de alguns projetos de adolescentes A fic o cient fica t o do agrado de um p blico liter rio que pensa nela encontrar obras de divulga o positiva procede de acordo com os mesmos artif cios justapondo possibilidades mais ou menos disparatadas Essas fic es cient ficas viagens lua inven o de gigantes e monstros s o para o esp rito cient fico verdadeiras regress es infantis Podem ser divertidas mas nunca instrutivas Bachelard 2013 p 45 J possuem uma s lida percep o e rela o emp rica com o mundo e uma rica elabora o dos tipos naturais contaminados de intui es primeiras e influenciados por fontes midi ticas que por aparatos metaf ricos estabeleceram resistentes obst culos epistemol gicos que atrapalhar o o letramento cient fico daqueles estudantes Raz o suficiente de preocuparmos com as origens de tais representa es Na terceira situa o problema voltamos nosso interesse para como os estudantes elaboram representa es de entidades te ricas pois do nosso mote de pesquisa no laborat
282. movimentos auxiliando uma especula o complexa pelos estudantes Consideramos nesta fase do nosso espiral que o laborat rio de experimenta o do ensino de f sica come a a adquirir vida pr pria com estudantes especuladores complexos como manipuladores das demandas dos aparelhos experimentais e das demandas dos tipos da f sica Assim inserimos na pr xima pr tica uma experimenta o que possibilite sua manipula o diminuindo cada vez mais a influ ncia equivocada da representa o que os estudantes tinham da experimenta o no laborat rio de f sica Deixando de lado a imagem do l dico e do m gico e evoluindo com a especula o dos aparelhos e do preparo para criar fen menos e decidir o que observar especulando os modelos para entender os fen menos criados E tamb m uma maior articula o atrav s da abstra o com a linguagem f sico matem tica com a inten o que os estudantes aperfei oem seu perfil epistemol gico das entidades relacionadas com a lei fundamental dos movimentos 216 4 4 4 Manipulando a Lei Fundamental dos Movimentos Fase IV do Nosso Espiral Auto Reflexivo Conscientes de que com as atividades experimentadas pelos estudantes com a desmistifica o da imagem como representavam a experimenta o e tamb m com o realismo das entidades te ricas que puderam manipular intencionamos agora avan ar e passar a manipular a lei fundamental dos movimentos Na quinta atividade escolhemos primeiro uma man
283. mpirismos primeiros para apresentar o Principia que apresenta um formalismo f sico matem tico caracterizado de uma abstra o que Bachelard 2009 chamou de racionalismo cl ssico A mec nica racional conquista rapidamente todas as fun es de um a priori kantiano A mec nica racional de Newton uma doutrina cient fica j dotada de um car ter filos fico kantiano A metaf sica de Kant instruiu se na mec nica de Newton Reciprocamente pode explicar se a mec nica newtoniana como uma informa o racionalista Bachelard 2009 p 29 Destacamos que a poca da forma o acad mica de Newton coincide com a academia alicer ada na escola aristot lica em que o sistema pedag gico nas universidades medievais era um sistema escol stico fechado onde n o havia lugar para as ci ncias naturais Hessen 1984 p 49 e a escola aristot lica era chamada de Peripat tica em que O m todo de Arist teles era qualitativo Recusando as ideias pitag ricas sobre a import ncia da matem tica ele n o deu nenhum conte do num rico preciso e se concentrou unicamente na interpreta o conceitual dos fen menos Ben Dov 1996 p 15 Portanto o m todo era med ocre em se tratando de aspectos quantitativos portanto o m rito de Newton com a sua mec nica pois revoluciona em certos 73 aspectos em termos de compreens o e descric o da natureza Agui cabe a pergunta de Hessen 1931 O que levou Newton a pr
284. mudan a de concep o no ensino de ci ncias com inicia o de maneira formal do ensino de F sica foi necess rio assumirmos uma variedade de a es que inclu ram um planejamento com foco no plano trabalho docente da disciplina de ci ncias e corre es de falhas que aconteceram nas primeiras aulas de teste Para tanto foi necess rio a adequar instru es de como proceder no laborat rio haja visto disponibilidade e voluntariedade dos estudantes nas atividades propostas assim garantindo um ambiente seguro e iniciando uma esp cie de familiariza o com o ambiente de laborat rio e uma encultura o do pensar como experimentador Talvez seja uma quest o psicol gica talvez as pr prias habilidades que comp em um grande experimentador estejam atreladas a certa maneira de pensar que tende objetiva o Hacking 2012 p 372 Desta forma que o estudante com a racionalidade e o emp rico adquira de certa forma um pensar cient fico b refletir se a experimenta o e roteiro proposto enriqueceu o ensino aprendizagem do princ pio f sico c estabelecer um ambiente de liberdade de di logo e de coloca o de ideias que promovesse aperfei oamento de perfis epistemol gicos de conceitos 46 d escrever roteiros com a intencionalidade de conduzir a experimenta o em que o estudante tenha independ ncia no seu aprendizado valorizando a autonomia Valorizando aspectos de reflex o sobre o processo experimenta
285. n o de aprimorar o experimento trabalhava com um forro de pergaminho bem polido que cobria o canal e para a configura o do plano inclinado ele conseguia variar a altura inicial que soltava a esfera de cobre esf rica e bem polida Agora cabe a seguinte pergunta para que Galileu dava se a todo esse trabalho minucioso real ou imagin rio com o plano inclinado 82 Segundo Stillman Drake ele queria testar a ideia de que o m vel prossegue uniformemente seu movimento horizontal se n o encontrar nenhuma resist ncia Thuillier 1994 p 134 Tal especula o possivelmente veross mil devido ao depoimento de Galileu que depois Newton elaborou como o princ pio da in rcia em uma das especificidades de movimento retil neo uniforme E que Galileu sem utilizar dessa denomina o in rcia observava ou imaginava observar nas esferas que ca am no ch o duro e bem nivelado lajes de m rmore polido por exemplo Thuillier 1994 p 134 Discutirmos da experimenta o concreta ou de pensamento de Galileu n o da nossa seara o que nos interessa quanto essa imagem influenciou na representa o que Newton formou em rela o experimenta o e quanto ela pode ser um caminho de troca e de aproxima o com a teoria uma retroalimentando a outra Em outras palavras os f sicos n o t m a faculdade de encontrar os princ pios as teorias e as leis luz de uma raz o absoluta e transcendente Com
286. n rio para investigar esse senso comum dos estudantes atrav s de problematiza es envolvendo contextos cotidianos para os estudantes como estes buscam respostas alicer adas em seu senso comum impregnado de intui es animistas que formam seu perfil epistemol gico e que os afastam do racioc nio cient fico Nosso interesse nessas representa es de imagens dos estudantes em rela o ao ensino de ci ncias e das entidades relacionadas com a lei fundamental dos movimentos que apresentamos nas situa es problema que nos ajudar o na elabora o de uma sequ ncia did tica utilizando o entrela amento do racional e emp rico em atividades experimentais no ensino de F sica para o nono ano do ensino fundamental E que o ponto de partida come a no conhecimento pr vio e no empirismo que os estudantes j possuem antes de entrar no nosso laborat rio Na pr xima se o embasaremos a constru o do question rio e com que intencionalidade 3 2 ESTUDANTES DO NONO ANO REPRESENTANDO A RESPEITO DO ENSINO DE CIENCIA E DE ENTIDADES CIENTIFICAS Minha atividade como professor de laborat rio no ensino de F sica do Col gio Estadual do Paran CEP iniciou em 2004 e os roteiros e pr ticas experimentais praticados n o me agradavam pois considerava os constru dos ainda em um alicerce no ensino tradicional de Ci ncia e com uma vis o tradicional de atividade experimental de indu o e de mera reprodu o criticada desde o s culo XV
287. nal ao intervalo de tempo durante o qual uma f r a constanto exerce gos eb le sua a o Em outras palavras uma f r a uniforme produz uma acelera o constante Isto fol constatado na uma certa massa como uma dada f r a acelera massas diversas Acelera o produzida por f r as diferentes Empregando uma duas tr s quatro al as de Enredo Fig 1 Experi ncia II1 2 para produzir a f rca aceleradora obtenha fitas com ark do movimento do carrinho carregado com quatro tijolos Determino a acelera o a partir das fitas fa a um gr fico da acelera o em fun o da f rga isto do n mero de al as Como sabemos a partir da experi ncia ante rior que para uma f r a constante a acele ra o uniforme n o necess rio calcular a acelera o para um grande n mero de inter valos diferentes na mesma corrida Para com isso considero um corpo que parte do repouso com acelera o constante a Durante o 63 tempo f le percorre uma dist ncia d forne 1 p por d at Consegiientemente a 2 2 Se as v rias carreiras levam o mesmo 1 tempo a acelera o em cada caso portanto proporcional dist ncia percorrida Me a em cada uma de suas fitas a dist ncia percorrida a partir do repouso no mesmo intervalo de tempo Para o intervalo de tempo determinado considere um n mero de tiques que fornecer o uma dist ncia suficientemente grande pos sibilitar
288. nce the projects as the PSSC MIT of the Harvard and others who had a technical basis and that the proposed Physical learning becoming the students in little scientists And which provided students with a lot of motor skills and an automated learning and finishes up neglecting the cognitive part of this process between observations and facts in our view this confirms a science of dissemination of teaching design in the pamphlet style To help us in this problem we sought studies of Gaston Bachelard Paulo Freire Thomas S Kuhn lan Hacking Neill Postman and Kim Vicente With the delimited problem we propose a possible modification of the script of Newton s second law with a series of experimental activities with the background plan of a law or theory associated with normal science in Kuhn s sense in which students are challenged to solve puzzles Problematized in script with a chance of entanglement between theory and practice valuing rational and empirical aspects promoting his approach tension and feedback In experimental method associated with contexts and problematizations handmade and with technology we bet on complex speculation of the experimental apparatus and of the physical entities related to the fundamental law of motion with the intentionality of the specialization in the use of eguipment and the increase of the realism scientific of the manipulated entities by students The main results that we see by comparing representations
289. ndo se a religi o positivista em pa ses de menor tradi o cultural e carentes de ideologia para seus anseios de desenvolvimento COMTE 1978 p 27 Pois eram povos ainda em um estado de pensamento teol gico e portanto de f cil convers o para um sistema de cren a de maior plausibilidade Entre eles o Brasil parece nos que acess vel ao pensamento positivo Miguel Lemos decepcionou se com o vazio do littre smo e tornouse adepto fervoroso da religi o da humanidade dirigida por Laffite De volta ao Brasil fundou a Sociedade Positivista do Rio de Janeiro que constitui a origem do Apostolado Positivista do Brasil e da Igreja Positivista do Brasil cuja finalidade era formar crentes e modificar a opini o por meio de interven es oportunas nos neg cios p blicos COMTE 1978 p 28 Afei oada mais a Religi o da humanidade de Comte Podemos realizar uma ltima ressalva e uma certa especula o para raciocinarmos de ter sido o maior equ voco de um Positivismo brasileiro o da apropria o da ltima fase da produ o de Comte e que talvez tenha permeado outras reas como por exemplo o sistema educacional Especulamos uma aplica o de m todo de ensino de uma ci ncia em cunho tradicional e tratada como um sistema de cren as imut vel e que n o poderia ser modificado e que corroborasse com o pensamento positivo brasileiro Entre essas interven es sem d vida foi importante a participa o dos positivist
290. ndo sistemas tecnol gicos 3 3 2 3 3 Elementos de articula o c lculo tabelas e gr ficos Agora com uma exig ncia matem tica maior pois acreditamos pessoalmente que o pensamento matem tico forma a base da explica o f sica e que as condi es do pensamento abstrato s o doravante insepar veis das condi es da experi ncia cient fica Bachelard 2013 p 285 Passamos para a segunda parte do roteiro experimental do terceiro contexto de car ter mais quantitativo 158 Tabela 19 manipula o da lei fundamental dos movimentos por articula o do c lculo de tabela e de gr fico SEGUNDA PARTE Agora utilizando do aparelho experimental apresentado pelo professor vamos a uma etapa quantitativa Aparelho do trilho de ar 01 Varie a massa suspensa e complete a tabela abaixo Tarefa filme conforme as instru es do professor no filme al m do carrinho deve aparecer a r gua guia do aparelho que servir de escala em outra atividade e envie o v deo do movimento do carrinho de Fletcher para o endere o de e mail juliomuchenski egmail com Mtotal Msuspensa Fr N Vinicial Qinicial Viral Qfinal AQ At s AQ kg kg m s kg m s m s kg m s kg m s Qi m vi Q m vi AQ Q Qi At 02 Qual a fun o da massa suspensa no fio 03 Na ltima coluna da tabela voc fez a raz o divis o do m dulo da var
291. neste trabalho superar os historiadores e fil sofos da ci ncia entretanto sentimos a necessidade de conectar com o mote da pesquisa em termos da segunda lei de Newton experimenta o e perfil epistemol gico portanto pe o que compreendam essa pequena inser o a respeito de Newton e sua mec nica CAP TULO 3 11 72 3 REFERENCIAL TE RICO 3 1 DEMANDA HIST RICA SOCIAL E ECON MICA E O MUNDO MEC NICO DE ISAAC NEWTON Podemos apontar ind cios para reflex o de como provavelmente foi influenciado o perfil epistemol gico de Newton influ ncias sociais e econ micas que o artigo de Boris Hessen apontou intitulado As ra zes sociais e econ micas do Principia de Newton que foi um marco de uma nova avalia o da hist ria da ci ncia um importante ramo da ci ncia que se utilza de forma expl cita uma metodologia marxista Nossa tarefa consistir em aplicar o m todo do materialismo dial tico e a concep o do processo hist rico criada por Marx para uma an lise da g nese e desenvolvimento do trabalho de Newton em conex o com o per odo no qual ele viveu e trabalhou Hessen 1984 p 38 O sistema de cren as que ajudaram Newton representar imagens a respeito do mundo que ele viveu Newton viveu entre dois mundos irredut veis o mundo a que devia sua educa o e o mundo novo que construiu a partir de suas pr prias reflex es Ben Dov 1996 p 29 E que como ele superou suas intui es e e
292. nos os fen menos precisam ser regularidades discern veis logo um experimento que n o pode ser repetido n o pode ter criado um fen meno Hacking 2012 p 329 A seguir procuramos ilustrar atrav s de uma montagem que inclui os elementos que em particular far o parte da sequ ncia de atividades que os estudantes especular o de forma complexa entidades da f sica nos fen menos que criar o no manuseio artesanal e tecnol gico dos aparelhos que estar o dispon veis Fotografia 6 montagem integrando os elementos artesanais e tecnol gicos Percebemos nos elementos ilustrados a parte artesanal com o carrinho de madeira e a parte tecnol gica do carrinho de Fletcher e o filme do celular trabalhados no computador com o programa Tracker O detalhamento das atividades descreveremos nas pr ximas subse es para cada contexto que ser trabalhado 135 3 3 2 1 Primeiro contexto modelo para manipula o da entidade quantidade de movimento em um sistema isolado Apresentamos o tipo te rico sobre conserva o de alguma coisa com a problematiza o envolvendo o p ndulo de Newton apresentamos dois v deos em que o movimento das esferas se conservava e prop em se que for a dissipativa como o atrito com o ar ser desconsiderado e que o movimento de observa o ser relativamente pequeno considerando apenas algumas oscila es De fato a ci ncia contempor nea se instrui sobre sistemas isolados sobre unida
293. nsultando um grosso calend rio respondeu Ser l por volta de por volta de sete horas e quarenta esta noite E tu ver s como sou bem obedecido Fonte Adaptado de Saint Exup ry Antonie de O pequeno pr ncipe Rio de Janeiro Agir 1967 Entendendo o grosso calend rio como um comp ndio de ci ncias que o texto sugere inclusive estudos sobre astronomia qual a sua concep o sobre ci ncias e laborat rio de ci ncias marque a concep o que mais est de acordo com o que voc entende por ci ncia e laborat rio a Ci ncia e a ferramenta de laborat rio para experimenta o s leis ou teorias cient ficas existem na natureza e podem ser descobertas pela investiga o cient fica ou seja atrav s da observa o sistem tica A partir da experimenta o ou medi o as leis e teorias s o criadas A fun o do experimento na ci ncia comprovar as hip teses ou teorias levantadas as quais podem ent o ser cnamadas de leis e consideradas verdadeiras Portanto s o cient ficas somente as afirma es comprovadas experimentalmente Segundo S rgio M Arruda e Carlos Eduardo Labur 1998 p 54 b Ci ncia e a ferramenta de laborat rio para experimenta o A ci ncia edif cio bastante fr gil o melhor que pode alcan ar a oferta de aprecia es continuamente cambiantes de como as coisas funcionam Nosso conhecimento cient fico sempre atac vel e provis rio Cada nova teoria cient fica est
294. nta o de problemas abertos e fechados Para tanto tamb m devemos buscar inspira o em Kuhn Bachelard e Hacking para estabelecermos um novo g nero de racioc nio que alicerce a cultura de laborat rio Portanto agora devemos avan ar uma vez que a percep o do ensino de ci ncias que como transmiss o autom tica de conte do n o contempla a aprendizagem significativa not rio que a utiliza o equivocada da experimenta o est associada na percep o de como os professores percebem o ensino de ci ncia percep o ainda tradicional 3 3 1 4 Investiga o de situa es problema com a intencionalidade de entrela ar o racionalismo e o empirismo Hacking 2013 faz refer ncia da import ncia que Kuhn atribu a a cnamada ci ncia normal KUNH 2013 e a resolu o dos chamados quebra cabe as KUHN 2013 destacando a import ncia dos per odos est veis da ci ncia em que os cientistas se prop em a encontrar solu es de problemas surgidos ou absorvidos por um paradigma utilizando das leis e teorias como ferramentas A caracteriza o de ci ncia normal como resolu o de quebra cabe as sugere que Kuhn n o julgava que a ci ncia fosse importante Ao contr rio ele ensinou que a atividade cient fica era enormemente importante e que a maior parte dela ci ncia normal HACKING 2013 p 22 Propomo nos assim em inovar no aspecto de metodologia na utiliza o da experimenta o utilizando nas at
295. nta conforme a tabela mostra um resultado aproximado E outro exemplo do estudante 36 tamb m do grupo 5 que ao calcular F como o produto de massa e acelera o argumenta Que m a e AQ 4t s o numericamente aproximados sustentando novamente a lei de Newton Ainda refletindo em rela o ao entendimento da tabela e da aproxima o com o modelo um dos grupos percebeu que algum erro surgiu durante o experimento pois quando buscavam a equival ncia entre F e AG At os valores estavam muito afastados somente o observador alerta percebe na manipula o dos dados que algo saiu equivocado e repensa a execu o do experimento Neste caso uma nova calibra o do fluxo de ar revelou novos dados que apontaram que na primeira execu o havia sido a for a de atrito a prov vel fonte de erro 234 4 4 4 4 3 O terceiro momento tecnol gico com o programa Tracker A li o que aprendemos na utiliza o do programa Tracker que pode ser uma ferramenta poderosa como media o do ensino aprendizagem de din mica que foi o que exploramos neste trabalho Entretanto sua utiliza o potencializada na medida que os estudantes o percebem como projeto investigando suas ferramentas com as suas particularidades Somente depois que dominam essas ferramentas o ensino de f sica come a caso contr rio o programa pode tornar se um obst culo epistemol gico devido ao car ter tecnol gico de chamamento do programa Orienta
296. nteresse pois a discuss o entorno deles sempre rica para a aprendizagem No verdadeiro trabalho intelectual tamb m explorar o campo dos erros ajuda a exorcizar as certezas gerais e com a cupidez das certezas particulares Bachelard 2013 p 298 certezas alicer adas no racionalismo ing nuo dos estudantes ent o que se tem acesso ao erro positivo ao erro normal ao erro til Bachelard 2013 p 298 Procurar os motivos relevantes que levaram ao erro mas n o nas intui es animistas que levar o a motivos equivocados mas sim preciso determin lo em abstra es cada vez mais apuradas eliminando erros cada vez mais capciosos 162 Bachelard 2013 p 299 Para tanto orientados por Bachelard 2013 defendemos o letramento cient fico da nossa sociedade pois essa pedagogia apurada exigiria sociedades cient ficas complexas sociedades cient ficas que al m do esfor o l gico fizessem um esfor o psicol gico Bachelard 2013 p 299 Outra particularidade explorada na tabela o trabalho com a m dia aritm tica justamente por considerarmos o erro experimental e que o estudante entenda que pequenos afastamentos da curva experimental podem ser para efeito de an lise considerados dentro de uma margem aceit vel e corrigindo pequenas anomalias comuns ao aparelho experimental Mesmo Galileu pode ter sido o primeiro a sugerir o c lculo de m dias e demorou muito at que a m dia aritm t
297. ntes de como concebem a ci ncia e como procuram resolver problemas do seu contexto e que estejam relacionadas com o nosso mote de pesquisa em rela o com a lei fundamental dos movimentos Optamos em realizar um question rio para investigarmos as concep es dos estudantes sobre ci ncia e sobre as entidades te ricas relacionadas com a segunda lei de Newton Outro aspecto que a cada pr tica da sequ ncia did tica manipularemos entidades te ricas em problematiza es diferentes e em contextos aparatos experimentais tamb m diferentes no arriscado jogo do pensamento sem suporte experimental est vel Bachelard 2013 p 13 Nossa proposta caracteriza se que o estudante esteja incomodado o tempo todo n o deixando o acomodar se com o senso comum cotidiano fazendo contradizer sempre o que a sua raz o teima em afirmar como verdade perturbada a todo momento pelas obje es da raz o pondo sempre em d vida o direito particular abstra o mas absolutamente segura de que a abstra o um dever o dever cient fico Bachelard 2013 p 13 Acreditamos que os obst culos pedag gicos Bachelard 2013 constitui uma falha no ensino tradicional da ci ncia 91 Na educa o a no o de obst culo pedag gico tamb m desconhecida Acho surpreendente que os professores de ci ncias mais do que os outros se poss vel fosse n o compreendam que algu m n o compreenda Poucos s o os que se detiveram na p
298. ntos funcionam como uma barreira para que o estudante compreenda os conceitos envolvidos no experimento Tal encaminhamento pouco ou nada contribui em considerar as concep es espont neas dos estudantes alicer adas em suas intui es primeiras e no seu empirismo como tamb m ignora a valoriza o do aspecto s cio cultural que podem ser encorajados em discuss es e tomadas de decis es no sentido buscar solu es na resolu o de problemas Pelo contr rio os procedimentos e o problema j est o previamente determinados e muitas vezes desconectados com o mundo Desde o projeto PSSC MIT que propunha o aprendizado de F sica tornando os estudantes pequenos cientistas e com a extrema valoriza o do manuseio do aparelho experimental e que proporcionou aos estudantes muita habilidade motora e uma aprendizagem autom tica acabou se negligenciando a parte cognitiva presente no processo entre observa es e fatos est mulos e respostas Portanto uma educa o cient fica tradicional e como isto reflete na utiliza o do laborat rio e da experimenta o falha em alguns aspectos a em caracter sticas como descobertas de leis da natureza ou no aspecto da proposta de verifica o e comprova o de leis e teorias Com atividades equivocadas no sentido que o sucesso j est garantido de antem o e que procura testar alguns aspectos bem espec ficos da lei ou teoria e n o trata dos fundamentos E os estudantes conhecendo os resultad
299. ntou o realismo das representa es das entidades pelos estudantes Representa es que evolu ram a forma provis ria como compreendiam por intui es primeiras o conceito de for a e que depois de toda a especula o complexa passaram a representar como sendo a raz o AQ At E outras geometriza es associadas com rela es de proporcionalidade entre massa e 253 velocidade e entre for a e tempo de intera o Representa es adequadas que instrumentalizaram os estudantes quando passaram a propor solu es para as situa es problema N o mais utilizando ferramentas de senso comum animistas repletas de obst culos epistemol gicos mas sim ferramentas objetivas adquiridas na cultura de laborat rio e que contabilizamos para uma parcela expressiva da turma no final da sequ ncia de atividades que propomos Por exemplo termos que utilizavam como amortecimento quando argumentavam para explicar a deforma o dos carros na prote o dos passageiros em uma colis o passaram a incrementar o argumento com a rela o de propor o inversa entre F e A expressando que com o material mais el stico o tempo de intera o aumenta diminuindo a for a Portanto apresentaram um formalismo desejado como solucionadores de problemas caracter stico de um realismo cient fico de um estilo de investiga o racional do experimentador na cultura de laborat rio Ainda nessa cultura de laborat rio entenderam que para aprofunda
300. o Com os resultados obtidos para a categoriza o da quest o 05 que estabelecemos podemos ressalvar que da turma investigada os estudantes n o conhecem os ju zos de quantidade de movimento e da conserva o da quantidade de movimento ao menos n o os conhece com essas denomina es pois apenas 02 dos 29 estudantes 08 e 11 ensaiaram utilizar o termo movimento como o algo transferido E apenas 03 dos estudantes conceberam que o funcionamento do p ndulo continuaria caso o sistema fosse isolado ou seja com resultante de for as externas nula conforme identificamos na resposta do estudante 33 Estudante 33 O p ndulo ficaria se movendo eternamente se n o houvesse a intera o com nada como o ar ou qualquer outro atrito Agradou nos que o tipo for a como capaz de alterar a quantidade de movimento apareceram nas respostas dos estudantes 14 estudantes dos questionados Por exemplo o estudante 01 refere se a presen a da for a como uma intera o externa no item 5 b conforme suas palavras apresentadas a seguir Estudante 01 Acredito que sim o p ndulo pode parar por uma intera o de fora Os estudantes que possuem alguma elabora o sobre intera o e que concebem a entidade de for a adequadamente poder o enriquecer o seu perfil epistemol gico da entidade com a abstra o atrav s das diferentes especula es complexas da sequ ncia did tica Assim como contribuir como estudantes andaime auxiliando outros
301. o para isolar o sistema apenas 45 5 dos estudantes possuem alguma compreens o segundo as suas representa es de um sistema isolado como o estudante 01 escreveu A quantidade de movimento mantida quando n o h nenhuma intera o exterior E assim reconhecem as condi es para que ocorra a conserva o quantidade de movimento Os outros 54 5 n o conseguem para um lapso de tempo pequeno perceber que por uma aproxima o poss vel descartar for as dissipativa como o atrito conforme o estudante 12 relata A quantidade de movimento antes de bater maior porque o atrito diminui a velocidade Que constitui um obst culo epistemol gico de conhecimento geral no qual os estudantes creem correlacionar universalmente e n o poderemos ignorar tal obst culo antes da pr xima atividade que insistiremos que os estudantes identifiquem o sistema voltaremos para o quadro para trabalharmos a ideia de sistema e que for as externas podem ser desconsideradas para o seu isolamento e aproxima o com o modelo de conserva o manipulado nos experimentos 208 Com os dados do experimento Il percebemos que 60 6 dos estudantes possuem dificuldade em perceber a compensa o entre massa e velocidade e a rela o de proporcionalidade inversa isto leva nos em elaborar para a pr xima atividade IV problematiza es que envolvam a manipula o da proporcionalidade entre massa e velocidade em colis es Apontando a necessidade da utiliza o
302. o abaixo Tamb m fa a um PrtSen e salve na pasta ESTUDANTES como estudante N Percebemos na medida que a experi ncia avan a do artesanal para o tecnol gico com o programa Tracker passando pelo tecnol gico com o carrinho de Fletcher a depura o do experimento evolui de um aspecto de uma certa toler ncia em termos de elementos que atrapalham a aplica o do modelo relacionado a lei fundamental dos movimentos E que na parte artesanal tal toler ncia evidente em termos de limpar o experimento e saber o que descartar para n o atrapalhar o intuito do experimento artesanal de car ter de forma o das primeiras representa es das entidades e do modelo que especulado com as rela es de proporcionalidade entre as entidades Depois com os aparatos mais tecnol gicos ocorre um certo rigor da experi ncia em termos de depura o com a possibilidade de escolhermos a por o da natureza do nosso interesse para a investiga o E com o aumento da precis o das medidas que s o necess rios para a articula o atrav s dos elementos da linguagem matem tica que permitem a especula o complexa das entidades envolvidas atrav s da associa o entre entidades atrav s do c lculo constru o de tabelas e gr ficos Aumentando o realismo cient fico dessas entidades manipuladas durante a investiga o racional da experi ncia Por fim cada aspecto da atividade experimental artesanal e tecnol gica possui as particularidades qu
303. o artesanal e tecnol gica 1 a Como Quais os meios que Como o professor Os professores regente da turma e o conduzir o di logo o professor de deve adequar o de laborat rio concebem de qual com a inten o de laborat rio como roteiro experimental forma a experimenta o no ensino de estabelecer uma investigador com a finalidade de ci ncia Os professores transitam parceria participante pode propor situa es nos aparelhos de apoio na 5 estreitando a desenvolver com a problema gue experimentac o desde a parte E rela o inten o de conhecer remetam com artesanal at a parte tecnol gica profissional entre o senso comum dos contextos de os professores de estudantes conhecimento dos laborat rio de estudantes f sica e os professores de ci ncia 174 2 Estudantes Os estudantes encorajados pelos professores s o capazes de enriquecer seu entendimento sobre a lei fundamental dos movimentos por meio do di logo em uma constru o s cio cultural Aspectos s cio culturais caracter sticas do laborat rio de experimenta o tem a faculdade de propiciar o di logo entre os pares estudantis em uma rela o de andaime para a aprendizagem Estabelecendo um tipo de jogo bilateral Os estudantes bu dos do seu senso comum s o capazes de manipular as entidades da f sica relacionadas com a lei fundamental dos movimentos em um ambiente de experimenta
304. o as etapas Situa o problema para causar desconforto e instigar a curiosidade dos estudantes Elabora o de conjecturas e especula es forma o de proposi es para apontar uma poss vel solu o para o problema Observa o an lise cr tica dos fatos Experimenta o confrontar os ju zos constru dos pelos estudantes com a realidade que propuseram a explicar e ressalvar tais conjecturas da experimenta o Considera es momento rico de an lise dos dados coletados com apresenta o para o grupo de bancada e tamb m para o grande grupo N o em uma perspectiva de encontrar uma resposta final mas de valorizar o processo de discuss o na procura de respostas Aqui tent vamos uma alternativa a aplica o do princ pio do m todo cient fico fundamentado por um realismo cient fico valorizando aspectos de racionalidade na manipula o de entidades atrav s do trabalho experimental este problematizado provocando o estudante e estimulando a investiga o Tamb m n o queremos defender um m todo nico para a experimenta o no ensino de ci ncia apenas defendemos que existem encaminhamentos que valorizam a discuss o provocada pela situa o problema onde o objetivo n o encontrar uma resposta final certa mas sim valorizar o processo de discuss o entre os estudantes e entre estudantes e professores auxiliando na prepara o de um ambiente de criticidade na investiga o dos problemas propostos U
305. o da tabela e gr fico tiveram a possibilidade de representa o das entidades da f sica manipuladas Representa es que enriquecem a explora o complexa do Tracker Estudantes manipuladores de forma provis ria no Tracker e relativo aos elementos 2c e 2d agendamos mais uma data no dia 27 11 2014 no laborat rio de inform tica para a manipula o com a inten o de tomadas de tempo velocidades quantidade de movimento elabora o de gr ficos e a an lise matem tica Praticamente trata se da mesma tabela da atividade V da sequ ncia did tica de manipula o da lei fundamental dos movimentos entretanto com a inclus o do elemento quantidade de movimento 228 As elaborac es da tabela e do gr fico que n o precisam ser constru dos artesanalmente e tamb m a particularidade do ajuste da reta m dia com o modelo matem tico que o programa tamb m fornece s o melhores entendidos desde que os estudantes j possuam representa es adquiridas nas etapas anteriores da sequ ncia did tica A seguir exemplificamos com uma das duplas de trabalho os estudantes 33 e 36 do grupo 5 com sua manipula o no Tracker do movimento do carrinho de Fletcher B Tracker Arquivo Editar V deo Trajet rias Coordenadas Janela Ajuda PBH s B W W massaA m 1 400E3 File Edit Display Help massa A Controle de Tr Data Builder Refresh Help massaA
306. o de observa o experimental est carregado de teoria o experimentador utiliza de alguma teoria para saber o que vai observar Apontamos dois dos pontos que corroboram com nosso discurso o primeiro apoiado em considera es filos ficas e l gicas e o segundo em uma an lise detalhada da hist ria da ci ncia e modernas teorias cient ficas Em rela o a primeira ressaltamos com Kuhn 2013 p 172 Creio que sobretudo nos per odos de crises reconhecidas que os cientistas se voltam para a an lise filos fica como um meio para resolver as charadas de sua rea de estudos Em geral os cientistas n o precisam ou nem mesmo desejam ser fil sofos Na verdade a ci ncia normal usualmente mant m a filosofia criadora ao alcance da m o e provavelmente faz isso por boas raz es KUHN 2013 p 172 Assim nenhuma caracter stica especial sobrep e a ci ncia a qualquer outro ramo de conhecimento portanto devemos combater a estima da ci ncia por m ritos de institui o escol stica moderna e doutrinadora e buscar a estima no trabalho rduo fruto da ci ncia como constru o e como processo Francis Bacon que desprezava a escol stica e as tentativas livrescas de se tentar derivar conhecimento a partir de primeiros princ pios Hacking 2012 p 350 Quando Bacon faz coment rios desdenhosos contra os escritores que v o al m dos fatos seus alvos s o os escol sticos e n o uma forma de fazer ci ncia semelhante quela pra
307. o de f sica da pequena intera o por parte dos estudantes na manipula o da experimenta o Esta apresentada como independente da teoria que era trabalhado pelos professores de sala inclusive com uma clara diferencia o entre professor de teoria e professor de laborat rio com uma proposta de trabalho metodol gico que separava a teoria da experimenta o e impondo a experimenta o um status abaixo da teoriza o 15 Da parceria com outros professores de F sica e do di logo estabelecido encontramos uma alternativa ao problema de intera o apresentando aos estudantes o objeto experimental de uma forma mais din mica no sentido de que em pequenos grupos pudessem manusear o aparato experimental entretanto os roteiros continuavam extremamente fechados com uma sequ ncia estruturada r gida reprodutiva e definida pelo professor de laborat rio em uma perspectiva de guia n o provocativo n o problematizado e n o investigativo Entretanto com a inser o do ensino fundamental fase Il no CEP a partir de 2008 haveria na disciplina de ci ncia para os estudantes nessa fase uma demanda de aulas no laborat rio de f sica de forma regular surgiu a oportunidade e o desafio de refletir sobre pr ticas experimentais de f sica e roteiros que as acompanhariam para esta faixa et ria do ensino fundamental inspirando uma representa o de experimenta o diferente daquele que era utilizado para o ensino m dio Adot vamos com
308. o do gr fico das entidades manipuladas seja 165 artesanalmente ou pelo programa do Tracker Sem falar do refor o ao realismo que os estudantes adquirir o na manipula o gr fica das entidades e evid ncias da sua especula o complexa pois manipula mais uma forma abstrata que constitui a representa o atrav s do gr fico 3 3 2 4 Terceiro contexto especulando com o Tracker Acreditamos que com a manipula o das entidades como descrevemos na se o anterior em particular com o c lculo tabula o e constru o gr fica todos feitos de forma artesanal exigiram dos estudantes uma especula o complexa entorno da lei fundamental dos movimentos o momento de apresentar uma outra ferramenta tecnol gica que auxilie os estudantes em extrair de um programa as informa es de car ter mais abstrato do que haviam conseguido manipulando o carrinho do PSSC e investigando rela es de proporcionalidade e acreditando na observa o direta Agora poder o realizar uma an lise matem tica com a obten o das tabelas que lhe interessam os gr ficos que desejarem de um contexto de problematiza o que foi colocado no in cio da atividade V e ganhar tempo para pensar o experimento e nos resultados pois o programa permite reduzir significativamente a parte artesanal pois suas ferramentas adequadamente utilizadas pelo manipulador do programa exprimem informa es que deixar o a maior parte para a reflex o do fen meno criado
309. o grande grupo e que o estudante 33 integrante do grupo V destacou quando questionado do motivo de desprezar o atrito vamos desprezar o atrito para manter o sistema livre de for a dissipativa gt A manipula o da interface para conhecer as fun es de imanta o do eletro m que na posi o ligado ret m o carrinho antes do movimento e que desligado libera o carrinho para o movimento e as outras fun es de medi o do tempo e da velocidade percebendo atrav s da manipula o livre a sensibilidade dos fotogates e a altura adequada para perceber a passagem do carrinho gt Discuss o das vantagens em rela o parte artesanal com o carrinho de madeira em termos de desprezar a for a de atrito entre o carrinho e o trilho devido presen a do colch o de ar e tamb m a possibilidade do registro objetivo do tempo e das velocidades principalmente o segundo com a possibilidade de medidas aproximadamente instant neas de velocidade para cada posi o do trilho de ar Aqui o estudante 9 do grupo Il questionou posso medir o tempo com o cron metro do meu celular ent o o carrinho de Fletcher nesse ponto n o vantajoso gt Foi o momento para discutirmos o alcance do nosso aparelho comparado com o m todo de medida de tempo com um aparelho objetivo de tempo o cron metro do celular por m manuseado de forma subjetiva pelo dono do celular Se forneceria uma medida melhor que do carrinho de Fletcher para aquele contexto fizemos
310. o princ pio na elabora o dos roteiros de apoio na experimenta o que fossem de situa es problema e que os estudantes fossem provocados a investigar nosso racioc nio pedag gico buscava uma metodologia diferenciada daquela reproduzida no laborat rio de f sica do CEP ao longo de d cadas E com um desafio distante da nossa seara ensinar f sica entrela ando a teoria e a pr tica para uma faixa et ria de estudantes em que o ensino de f sica n o possui uma tradi o Com uma linguagem f sico matem tica apropriada respeitando a capacidade de abstra o daquela faixa et ria Outro princ pio adotado nas atividades com o ensino fundamental foi a constru o do di logo entre os pares estudantis e entre os estudantes e os professores tal aspecto s cio cultural importante na proposta do laborat rio de situa es problemas colocados como desafio aos estudantes onde o di logo enriquecedor como ferramenta da constru o do conhecimento no qual o indiv duo mais experiente estudante ou professor funciona como andaime BRUNER 1986 p 86 auxiliando no entendimento e na forma como os estudantes representam esses conceitos 1 Andaime BRUNER 1986 p 86 em uma perspectiva sociocultural em que o par estudantil ou professor mais experiente podem auxiliar aquele estudante com menor viv ncia 16 Como professor participante e na condu o da nossa pesquisa fica evidente a necessidade da concep o da pesqu
311. o seu aperfei oamento racional Mas esta observa o epistemol gica deve ser acentuada preciso vermos que uma vez estabelecida a rela o fundamental da din mica a mec nica se torna toda ela verdadeiramente racional Uma matem tica especial associa se experi ncia e racionaliza a a mec nica racional situa se num valor apod tico permite dedu es formais abre se sobre um campo de abstra o indefinido exprime se nas mais diversas equa es simb licas Bachelard 2009 p 29 Antes de tratarmos da sequ ncia did tica e da atividade experimental no laborat rio e n o tratado no sentido mais tradicional de manipula o de aparelhos experimentais mas em um sentido importante como defenderemos n o somente a manipula o de objetos e artefatos concretos e sim o envolvimento comprometido com respostas solu es bem articuladas para situa es problematizadas colocadas em atividades que podem ser tamb m puramente de pensamento esses aparelhos especiais e muitos outros semelhantes ilustram o esfor o e a engenhosidade imensos que foram necess rios para estabelecer um acordo cada vez mais estreito entre a natureza e a teoria Frequentemente a teoria do paradigma est diretamente implicada no trabalho de concep o da aparelhagem capaz de resolver o problema KUHN 2013 p 92 Portanto trataremos primeiro de como o entrela amento entre a teoria e a experi ncia e como atrav s da especula o n
312. o todo mundo eles podem se enganar em suas especula es e nenhum crit rio superior lhes garante evitar o erro Isto quer dizer que a experi ncia s vezes sob modalidades muito complexas e indiretas tem seu papel Galileu como seus sucessores elaborou uma dial tica que tinha a raz o num dos polos e no outro a pr tica experimental sob a forma de experimenta es propriamente ditas ou de observa es bem formuladas Como diz Maurice Clavelin n o h motivos para crer que Galileu considerava os princ pios de sua ci ncia como conhecimentos inatos Esses princ pios n o s o nem impostos for a realidade nem simplesmente induzidos pela observa o trata se de constru es racionais solid rias com uma experi ncia analisada em min cia e que o f sico pode converter em seguida em linhas mestras para uma compreens o efetiva dos fen menos naturais Thuillier 1994 p 129 Convencidos o suficiente da ascend ncia de Galileu sobre Newton em termos de uma nova ci ncia e uma nova metodologia de investiga o racional e emp rica avan aremos no que influenciou o pensamento newtoniano e n o poder amos deixar de mencionar a contemporaneidade teol gica e alqu mica de pano de fundo da produ o acad mica de Newton e que abordaremos na pr xima subse o 3 1 3 Pressupostos da Teologia e da Alquimia que Influenciaram as Representa es de Newton a Respeito do Mundo Na produ o acad
313. oblemas pr ticos associados com tal per odo a an lise marxista das atividades consistir antes de tudo num entendimento de Newton seu trabalho e sua vis o de mundo Como o produto desse per odo Hessen 1931 p 38 Em outras palavras n o temos como exorcizar a mentalidade de Newton por m podemos procurar poss veis inspira es que impressionaram o esp rito cient fico de Newton pois temos pistas do mundo em que ele estava inserido Os problemas t cnicos que coincidem com o per odo da produ o newtoniana estavam relacionados com os meios de comunica o e a ind stria em especial a ind stria da guerra Para o nosso mote de investiga o e que est relacionado com a lei fundamental dos movimentos e a ind stria da guerra Hessen 1984 contribui apontando os No final do s culo XVII em todos os pa ses a artilharia perdeu seu car ter medieval e foi inclu da como parte integrante dos ex rcitos Consequentemente experi ncias sobre a rela o entre calibre e carga a 74 relac o do calibre com o peso e o comprimento do cano no fen meno do recuo desenvolveram se em larga escala Hessen 1984 p 46 um problema que envolve o tipo te rico quantidade de movimento que Descartes definiu como o produto da quantidade de mat ria do corpo por sua velocidade Ben Dov 1996 p 43 E que Newton considerava quantidade de mat ria por ele definida como massa a quantidade de movimento de um corpo
314. obst culos a representa o da imagem de experimenta o adequada para a forma o cient fica pois a modalidade de chamamento que foi feito estabeleceu uma imagem equivocada para os estudantes conforme destacamos no relato do estudante a seguir Estudante 09 eu quando estudei em col gio particular fui para um laborat rio de qu mica e fiz v rios experimentos como sab o l quido V rios desenhos animados jornal e laborat rio de exames m dicos O que pode evidenciar que a pr pria escola pode fomentar primeiras imagens da experimenta o de reprodu o de guias e de manipula o de materiais em laborat rio que mais tarde criar o barreiras de uma experimenta o mais especulativa e que exija uma maior abstra o por parte dos estudantes que esperam com seu animismo um laborat rio de car ter mais l dico Na quest o 03 apesar de ju zo que nos pareceu elementar alicer ado em um senso comum de base animista encontramos nas representa es da maioria dos estudantes um certo realismo em rela o a entidades te ricas por parte dos estudantes que mostra que n o haver maiores dificuldades na manipula o e na cren a de certas entidades te ricas relacionadas com a lei fundamental dos movimentos Esse realismo ing nuo possivelmente adquirido na escola da maioria dos estudantes de leis e teorias podemos evidenciar em uma das respostas Estudante 04 3b Nas leis tipo jur dicas s o as leis impostas pelo homem e que s
315. obvio perceber a revolu o que ocorre na cultura como outro exemplo o de Gutemberg com a prensa tipogr fica n o havia intencionalidade de tornar cada homem na posse de um livro com as palavras de Deus tornar se como crist o seu pr prio te logo Gutemberg por exemplo foi em todos os aspectos um cat lico devoto que teria ficado horrorizado ao ouvir que o execr vel herege Lutero descreveu a imprensa como o ato de gra a mais alto de Deus com o qual a causa do Evangelho foi impulsionada para a frente Lutero compreendeu ao contr rio de Gutemberg que o livro produzido em massa ao colocar a Palavra de Deus na mesa de cada cozinha tornava cada crist o seu pr prio te logo POSTMAN 1994 p 24 25 Entretanto algumas pessoas com um perfil epistemol gico que apresenta caracter sticas do esp rito cient fico no sentido do pensamento bachelardiano como exemplo Francis Bacon nascido em 1561 que concebia a rela o entre ci ncia e melhoria da condi o humana que pregava que o motivo real leg timo e nico das ci ncias dotar a vida humana de novas inven es e riquezas BACON 1561 1626 Bacon j tinha a consci ncia da n o neutralidade da ci ncia e das suas tecnologias e tamb m o afastamento da escol stica Em sua vis o utilit ria do conhecimento Bacon foi o principal arquiteto de um novo edif cio de pensamentos no qual a resigna o era jogada fora e Deus era destinado a um quarto especial
316. odelos da f sica e programas de divulga o cient fica que abusam de experimentos m gicos que como fomos orientados por Bachelard 2013 tal imagens associadas a aparelhos metaf ricos acabam por mostrar uma ci ncia f cil m gica e divertida mas que esvaziado da linguagem f sico matem tica afasta os estudantes da abstra o que precisamos para especula o cient fica Canais do Youtube como por exemplo Manual do mundo de autoria de Iber Thenorio no endere o https www youtube com user iberethenorio Todas essas fontes midi ticas acabam por prestar um desservi o ao letramento cient fico no sentido que propomos de especula o complexa pelos estudantes da escola b sica 194 Nosso apontamento e inquieta o aos obst culos estabelecidos por uma m dia n o especializada foi refor ado pelo gr fico 2 outra contribui o da produ o dos estudantes que conduz para dados desconcertantes em constatarmos que existe ind cios que o letramento cient fico n o acontece principalmente no ambiente escolar n o podemos ser incisivos com uma amostra de pesquisa t o modesta mas devemos alertar para uma maior investiga o neste sentido pois est claro que devemos diagnosticar o ensino de ci ncias no ambiente escolar a qual parece que n o vai bem pois pouco lembrada pelos estudantes quando especulados a respeito Ou quando associado com a escola percebemos o quanto esse contato constituiu
317. oiam se em pr ticas indutivistas ing nuas e na cren a de que leis f sicas podem ser descobertas atrav s da observa o experimental em um laborat rio bem aparelhado e 22 entre os 29 estudantes apontaram ser uma possibilidade real a dedu o de uma lei a partir de proposi es tomadas como verdadeiras a partir de observa es experimentais tal evid ncia traz nos mais seguran a em reafirmar que o ensino de ci ncias corrobora para um ensino de ci ncias arcaico e que refor a intui es animistas que permeiam um realismo ing nuo e um empirismo ing nuo dos estudantes Convergente com nossas afirma es o item 4 c vem para aumentar a credibilidade na afirma o de que o ensino de ci ncias est alicerceado em caracter sticas de um positivismo ing nuo que n o ajudam na evolu o das 197 intui es animistas dos estudantes alicercadas em seu realismo ing nuo e empirismo claro Pois o objetivo da quest o era o de sondar se os estudantes acreditam que uma lei f sica pode ser comprovada experimentalmente o resultado obtido foi definitivamente contundente onde 22 estudantes produziram respostas alinhadas com esta concep o tradicional da ci ncia Como exemplo das nossas afirma es citamos o estudante 07 no item 4 c Estudante 07 Ela deve ser comprovada por simula es e sim tem de ser respeitada para sempre Por fim analisando os dois ltimos itens da quest o 4 os itens 4 d e 4 e investigamos mais uma vez o ates
318. ol gico de entidades pelo estudante na origem a especula o ing nua E l e na outra extremidade a especula o complexa E C para a primeira de intui es animistas de representa o dos estudantes no seu realismo ing nuo e empirismo claro Para a segunda alicer ada em uma cultura de laborat rio com um g nero de racioc nio de articula o entre elementos te ricos e emp ricos atrav s do c lculo tabelas gr ficos linguagem f sico matem tica e investiga o na busca de solu es de situa es problema E apresentamos nosso modelo de ilustra o 239 Indicador de A E entidade conjunto especula o de rdicaderes gt E l E C a Estado Estado inicial intermedi rio Estado final Evolu o do perfil epistemol gico do dom nio de cada entidade provis rio e incompleto Figura 25 modelo de ilustra o de evolu o do perfil epistemol gico de entidades Diante dos dados das tabelas e dos gr ficos que estamos comparando percebemos ind cios que a sequ ncia did tica altera na sua intera o com os indicadores de especula o altera a disposi o no seu alinhamento Essa intera o mostra se muito forte na medida que influenciam como os estudantes representam as entidades que no nosso modelo ilustrativo cada dom nio representa uma determinada entidade da f sica Produzindo um tipo de alinhamento e uma organiza o com uma clara mudan a de orienta
319. olado um processo de aproxima o com os aparelhos experimentais em quest es de 251 manuseio com a inten o de contornar obst culos associados a imagens equivocadas do laborat rio E apesar da manipula o da mesma entidade conserva o da quantidade de movimento procuramos variar o contexto e o aparelho experimental combatendo tamb m a in rcia acad mica do homo Faber que em a es aprendidas e de repeti o afastam se da abstra o e passam a sonhar Entretanto diante da observa o do laboro dos estudantes nos aparelhos sobrando empirismo pela postura afoita e faltando pensar o experimento percebemos nessa fase do nosso espiral auto reflexivo o quanto dif cil exorcizar as primeiras imagens que os estudantes representam o laborat rio como m gico este devir talvez constitua um dos mais fortes obst culos epistemol gicos para a cultura de laborat rio 5 3 3 Atividade IV Percebemos durante toda a sequ ncia did tica o quanto importante o retorno ao quadro para o exerc cio da abstra o e a busca do equil brio entre a manipula o experimental e o pensar o experimento Sentimos esta necessidade ao perceber o quanto os estudantes nas primeiras atividades comportaram se como as formigas de Bacon muito atarefadas e ocupadas em in meras a es pulando de um aparato para outro sem muita reflex o Entretanto ao recuperar os eventos das atividades anteriores e atrav s do jogo bilateral realizamos um
320. om nio de uma determinada entidade por exemplo da f sica E que tais dom nios de indicadores de especula o podem ser orientados na medida que interagem com um processo de ensino de f sica te rico e experimental que procuramos desenvolver ao longo da sequ ncia did tica que trabalhamos com nossos estudantes Esses chamados indicadores de especula o foi inspirado nos vetores de abstra o de Bachelard 2013 por m diminu mos o formalismo de vetor para indicador pois estamos tratando de uma ilustra o e com a troca aumentamos a liberdade de explorarmos a ideia de mudan a de orienta o do indicador de especula o sem o rigor da an lise vetorial pois n o o caso Tamb m esclarecemos que o que chamamos de dom nio de indicadores de especula o de uma entidade que re ne elementos de especula o como os estudantes representam essa entidade alicer ados nas suas cren as da articula o atrav s do c lculo atrav s da linguagem f sico matem tica da manipula o e cria o de fen menos atrav s de aparelhos tecnol gicos e artesanais representam com tabelas e gr ficos modelos analisados com aproxima es encontradas atrav s da manipula o com o c lculo tabelas e gr ficos Para que o leitor entenda o esquema que apresentaremos a seguir e que re ne os elementos que definimos descreveremos mais alguns elementos destacamos nos extremos do eixo orientado que representa a poss vel evolu o do perfil epistem
321. omo causa F e efeito AG At chamando a aten o dos estudantes da equival ncia entre os dois lados da equa o que auxiliou em pensar o que eles deveriam medir no aparelho experimental decis es tomadas de medir a for a com o dinam metro massa com uma balan a velocidades e tempo no carrinho de Fletcher Para os elementos 3c e 3d a apresenta o do Carrinho de Fletcher como projeto permitiu a especula o de uma s rie de particularidades que enriqueceram a representa o dos estudantes e a apropria o da tecnologia que manipulariam Que os ajudaram na prepara o do aparelho para medir tomando os cuidados caracter sticos na execu o dos procedimentos experimentais tais como 221 gt Foi estabelecido um consenso do que seria o sistema carrinho de Fletcher que era constitu do do carrinho barbante massas aferidas e suporte e conjunto que caracterizava a massa constante total do sistema e que a for a motora impressa seria a for a peso aplicada pela Terra sobre o suporte com a respectiva massa aferida Entretanto um dos estudantes questionou sobre a for a de atrito e pudemos questionar se ela poderia ser desprezada logo estudante 01 do grupo 1 veio em aux lio alegando que seria desprezada devido ao colch o de ar que completou parece um aspirador invertido Entrou ent o na pauta da discuss o calibrar a intensidade do fluxo de ar com a inten o de desprezar a for a de atrito desprezo discutido e decidido n
322. onal e emp rica na manipula o da lei fundamental dos movimentos E a seguir pontuaremos alguns equ vocos que acabaram por permear a forma de experimenta o no ensino de f sica na escola b sica 115 3 3 1 3 Equ vocos da experimenta o no ensino de f sica que refor am obst culos a aprendizagem O laborat rio did tico uma ferramenta para o ensino de f sica te rico e experimental com as v rias modalidades e que por princ pio auxiliam nas media es do ensino aprendizagem entretanto sua aplica o parece nos ao longo das d cadas equivocada no ensino tradicional de ci ncia pois sua contribui o para o ensino e aprendizagem n o parece significativo De tal forma que se tornou o mote de muita investiga o O papel do laborat rio no ensino de F sica tem sido bastante discutido ao longo das ltimas d cadas Muitos trabalhos t m procurado analisar a quest o tanto do ponto de vista hist rico conceitual ou dentro da problem tica do ensino aprendizagem Outros apresentam propostas espec ficas abordagens concretas ou descrevem experi ncias Enfim muito se tem dito e feito sobre o problema que ali s n o um problema simples SCHMIDT KAWAMURA 1993 p 366 Por exemplo nos trabalhos do Pe Aloysio Vienken que estava extremamente envolvido com a divulga o do projeto PSSC no Brasil e que percorria regi es do pa s contribuindo atrav s de cursos de forma o para utiliza o da experiment
323. onal e o emp rico articulados por modelos f sicos e linguagem f sico matem tica pode enriquecer o processo de ensino aprendizagem de ci ncias Com a manipula o diversa de tipos te ricos da lei fundamental dos movimentos aumentando o realismo cient fico das entidades como for a varia o da quantidade de movimento e tempo de intera o Com essa nova percep o de experimenta o de entrela ar o racional e o emp rico alinhada com a filosofia da ci ncia de Bachelard e Hacking o estudante pode aperfei oar o seu perfil epistemol gico das entidades da f sica manipuladas na experimenta o e se motivar como um solucionador de problemas contribuindo para sua forma o cr tica e reflexiva diante da ci ncia e da tecnologia que ser o tratados e enfrentados pelo estudante como um especulador complexo na sua forma de representar a ci ncia e na sua forma de manipula o das tecnologias Os estudantes concluintes do ensino fundamental Il podem possuir uma forma o em ci ncia de cunho de senso comum pr cient fico repleto de intui es animistas alicer ados em um realismo ing nuo e um empirismo claro Sendo comum que pode constituir obst culos epistemol gicos que levam a representar uma imagem da ci ncia como doutrin ria cultuando a ci ncia e a tecnologia como perempt ria e podem atribuir uma confiabilidade superior s outras formas de conhecimento supervalorizando tudo aquilo que utiliza do slogan cientificamente
324. onam as regras do jogo para os cientistas KUHN 2013 p 111 Para tanto os problemas tem que mostrar se parcialmente ou completamente abertos dependendo do tempo dispon vel para a atividade 130 A intencionalidade que os estudantes se dediquem s atividades mais instigantes e desafiadoras assim que exijam o pensamento cr tico e reflexivo para buscar solu es de problemas Acompanhando suas a es e ju zos de forma organizada e utilizando das habilidades inerentes da atividade experimental para modelar solu es e confront las com a realidade de forma pr tica ou com experimentos de pensamento No lugar de apenas responderem s quest es apresentadas em um roteiro fechado elaborado por um ensino tradicional de ci ncias e esvaziado de problematiza o Optamos por adaptar alguma coisa da ci ncia normal de Kuhn 2013 com uma entidade te rica est vel e na busca de solu es para os chamados quebra cabe as pelos cientistas cuja cren a fiel ao paradigma vigente e apostando no estreitamento entre a teoria e a pr tica ou seja n o buscando valida es ou falsifica es mas sim utilizando um tipo te rico na resolu o de problemas veja Kuhn 2103 como aponta a ci ncia normal como ferramenta de resolu o A ci ncia normal esfor a se e deve faz lo constantemente para aproximar sempre mais a teoria e os fatos Essa atividade pode ser vista como um teste ou uma busca de confirma o ou falsific
325. onhecermos o quanto inovador em termos de ensino de f sica para essa faixa et ria E tamb m por reconhecermos que os conhecimentos pr vios dos estudantes nunca devem ser subestimados pois constituem obst culos a aprendizagem de entidades da f sica Com o relato pretendemos argumentar em favor de um ensino de f sica que na investiga o de situa es problema promova uma trama entre a teoriza o e a experimenta o 2 1 EXPERIMENTA O NO ENSINO DE F SICA PARA ESTUDANTES DO ENSINO FUNDAMENTAL II Com a inser o do ensino fundamental fase II EF Il no Col gio Estadual do Paran CEP in cio de 2008 passou a existir a possibilidade para o ensino de ci ncias de uma proposta de trabalho com esses estudantes no laborat rio de F sica surgindo a oportunidade e o desafio de refletirmos sobre pr ticas experimentais de F sica para essa faixa et ria Tomamos como princ pio a adapta o da linguagem f sico matem tica por m mantendo o rigor do racioc nio cient fico sem utilizar de elementos facilitadores como por exemplo o uso de 36 met foras visualizamos O perigo das met foras imediatas para a forma o do esp rito cient fico que nem sempre s o imagens passageiras Bachelard 2013 p 101 e analogias que possam causar intui es que mais tarde na escola b sica venham a constituir barreiras ao aprendizado de entidades f sicas Elaboramos atividades experimentais para todos os anos do EFII e
326. onjunto de problemas f sicos mais relevantes Hessen 1984 p 55 As atividades de Newton que convergiam com o interesse econ mico e t cnico da nascente burguesia por exemplo em 1713 o Parlamento ingl s aprovou 9 Leibniz por sua vez introduziu uma grandeza conservada que batizou de for a distinta observemos da for a newtoniana e que a soma de dois elementos a for a viva definida hoje em termos um pouco diferentes dos de Leibniz como a metade do produto da massa pelo quadrado da velocidade e a for a morta igual ao produto do peso do corpo por sua altitude Ben Dov 1996 p 43 76 um projeto de lei especial para estimular pesquisas no mbito da determina o de longitudes Hessen 1984 p 55 Comiss o parlamentar da qual Newton era membro Na pr xima subse o investigaremos em particular ao Principia de Newton aquilo relacionado com a lei fundamental dos movimentos e que faz parte do primeiro livro no qual realizado uma exposi o detalhada das leis gerais do movimento dos corpos submetidos a o de for as centrais 3 1 1 O Livro do Principia e a Lei Fundamental dos Movimentos No pref cio primeira edi o Newton entrela a dois aspectos da mec nica o racional e o pr tico racional a qual procede rigorosamente por demonstra es e pr tica mec nica pr tica pertencem todas as artes manuais Newton 2008 p 13
327. ontr rio com um ensino tradicional de ci ncia alicer ado em livros did ticos que se assemelham com guias tur sticos que valorizam a memoriza o e a reprodu o com conte do justapostos que n o seguem uma racionalidade n o problematizado e n o instigante Assim n o estimulando a reflex o e a criticidade caracter sticas de um esp rito cient fico Considerando que Na obra da ci ncia s se pode amar o que se destr i pode se continuar o passado negando o pode se venerar o mestre contradizendo o A sim a Escola prossegue ao longo da vida Bachelard 2013 p 309 Portanto deve acontecer uma revolu o uma ruptura do pensamento pedag gico sobre como ensinar na escola b sica Pois conforme Bachelard 2013 Uma cultura presa ao momento escolar a nega o da cultura cient fica S h ci ncia se a escola for permanente essa escola que a ci ncia deve fundar Ent o os interesses sociais estar o definitivamente invertidos a Sociedade ser feita para a Escola e n o a Escola para a Sociedade Bachelard 2013 p 310 Nesse novo pensamento pedag gico que se contrap e ao ensino tradicional da ci ncia deve existir lugar privilegiado para como os estudantes entendem as entidades que nos interessam para uma encultura o cient fica pois assim identificaremos os obst culos epistemol gicos formados por intui es equivocadas que formam o senso comum de um esp rito pr cient fico e qual a
328. opor mudan as radicais no desenvolvimento da ci ncia e lhe deu possibilidades de indicar novos caminhos em seu desenvolvimento futuro Hessen 1984 p 37 Quest o que nos leva a especular quais as fontes que contribu ram para forma o da racionalidade de Newton A interpreta o do g nero de racioc nio de Newton levanta v rias quest es sociais e pol ticas que destacaremos que a princ pio deveriam ser levadas em considera o Iniciamos por desconsiderar aspectos de endeusamento da figura pict rica de um Newton g nio cujo trabalho alavancou o desenvolvimento da ci ncia e tecnologia provavelmente associada com uma vis o animista e de valoriza o priori caracter sticos de uma forma o escol stica em que o fen meno Newton visto como devido a uma esp cie de bondade da divina provid ncia Hessen 1984 p 38 Ele que nasceu no dia de Natal e que n o conheceu o pai acabou tornando se o arqu tipo do grande s bio uma esp cie de Deus Pai da F sica Thuillier 1994 p 149 Pois tal representa o somente atrapalha uma an lise mais objetiva da produ o do acad mico matem tico e cientista e n o valoriza todo o m rito que h na certeza do esfor o que Newton desempenhou para aperfei oar seu perfil epistemol gico em rela o as v rias entidades te ricas que aborda no Principia O pice das atividades de Newton coincide com o per odo da guerra civil inglesa e todos os pr
329. or intui o animista e por senso comum pr cient fico em termos de como os estudantes aprendem Por fim afirmamos com convic o que a automatiza o do ensino tradicional de ci ncia que constatamos em nossa pesquisa est associado de certa forma aos m todos de ensino em uma concep o behaviorista como por exemplo o m todo Keller ao menos na forma como foi utilizado na experimenta o no ensino de f sica Que basicamente imp e um ritmo de instru o de manual em que os estudantes s o levados a seguir uma sequ ncia de pedidos e a completar uma s rie de lacunas e chegam a uma resposta final esperada e assim ficam com um certo contentamento Por m tais m todos behavioristas ignoram a cogni o dos estudantes e s o descontextualizados do mundo que forma o senso comum dos estudantes assim os estudantes completam as sequ ncias instrucionais dos manuais de experimenta o e mesmo chegando a respostas satisfat rias ao professor para os estudantes tirando alguma aprendizagem automatizada e uma certa habilidade motora no manuseio dos aparelhos experimentais n o acontece o aperfei oamento da linguagem f sico matem tica dos elementos articuladores que associam as diversas entidades da f sica que nos interessam no letramento cient fico Portanto essa forma ex tica de m todo de ensino de repeti o da li o reprodu o e memoriza o escolhidos para o ensino de ci ncia em nosso pa s que ao nosso ver foram escolhidos
330. or meio de adjetivos Bachelard 2013 p 280 E j sabemos onde que assim aumenta se a subjetividade com a diminui o da objetividade Esperamos dos estudantes alguma dificuldade na manipula o num rica n o por falta da matura o do seu racioc nio l gico mas por tratarem se estudantes do EFII fase do ensino que se esvaziou da exig ncia da abstra o matem tica A n s que nos colocamos do ponto de vista psicanal tico cabe perguntar se a confus o de que acusam Newton n o uma prova da confus o do seu leitor diante das dificuldades matem ticas do livro A hostilidade matem tica mau sinal quando se junta pretens o de captar diretamente os fen menos cient ficos Bachelard 2013 p 281 Justificado a import ncia da an lise f sico matem tico do experimento que exploramos no roteiro e o surgimento da dificuldade ou facilidade durante o roteiro experimental proposital pois a dificuldade de um pensamento um aspecto primordial essa mesma dificuldade que por uma ambival ncia caracter stica atrai os esp ritos fortes Bachelard 2013 p 281 Com a inten o de que com a manipula o matem tica o perfil epistemol gico dos tipos trabalhados seja aperfei oado N o limitamos os estudantes ao preenchimento de uma tabela com n meros que n o tivesse significado para eles Terminado a primeira parte da atividade de an lise das rela es de proporcionalidade com os tipos que relaciona
331. os corrigem os resultados quando n o s o os esperados e conforme a teoria prediz b utiliza o ing nua de um tipo que se acredita ser um m todo cient fico sem a devida transposi o did tica n o adaptando o tipo de investiga o 120 experimental que diferente do laborat rio que produz ci ncia e daquele laborat rio que ensina ci ncia Passando a ideia de que fazer ci ncia significa descobrir fatos e leis pela aplica o de um m todo experimental que como algoritmo apresentado como nico e infal vel Defendendo que na observa o da experimenta o s o coletados dados puros verdadeiros e objetivos e com tais caracter sticas considerados de alta confiabilidade e desprovido de qualquer preconceito te rico do observador c apontamos alguns pontos falhos considerando a exist ncia de uma estrutura de laborat rio aparelhada por m quando esta estrutura n o existe as solu es que apareceram tamb m podem ter constitu dos equ vocos como proposta de experimenta o Quando paliativamente pode se fazer uso do laborat rio da categoria cnamado de sucata ou de baio custo mas que pode passar a impress o de sustentabilidade ou de motiva o para os estudantes que se envolver o e interessar se o com motiva o mas que pode tornar se apenas de chamamento e criar imagens de um empirismo f cil que acabar o por constituir obst culos epistemol gicos a aprendizagem Entendemos que a falta de estrutura de la
332. os com uma concep o de ensino de ci ncia tradicional de cunho automatizado de uma pr tica de ensinar pela reprodu o e pela repeti o de li es proposta que exige muito da memoriza o dos estudantes em detrimento de uma exig ncia de aspectos da abstra o Uma proposta pedag gica tradicional que se alicer a de forma fundamental em livros did ticos de uma certa semelhan a com panfletos ou guias tur sticos de muita informa o catalogada de forma justaposta e sem uma proposta de racionalidade que exija uma escala de exig ncia da abstra o dos estudantes ao longo do curso de f sica na escola b sica Esse ensino tradicional influencia os roteiros que instruem as atividades experimentais constru dos segundo o formato de reprodu o e repeti o de uma li o com uma caracter stica metodol gica que coloca a experimenta o no laborat rio em um plano de comprova o cient fica e de demonstra o de leis e teorias que ao nosso ver subestima o papel da experimenta o no ensino de f sica Uma tentativa portanto equivocada de transposi o did tica de uma representa o do laboro da ci ncia para um m todo pedag gico no ensino cren a de um modelo did tico metodol gico para a experimenta o para o ensino de ci ncia com manuais de instru o que instruem a descoberta de leis e teorias por dedu o de proposi es de observa o experimental Inquietava nos tamb m a observa o nas aulas no laborat ri
333. os corpos iniciado por Galileu Ainda tratando sobre a for a na f sica de Newton e pensar na atra o universal como uma atra o de massas dist ncia a cren a nessa intera o foi em parte por acreditar nos princ pios ativos dos alquimistas Thuillier 1994 p 157 Em parte de um texto destinado ao Principia Newton escreve Existe um esp rito infinito e onipresente no qual a mat ria movida segundo leis matem ticas Uma vez que se tenha em mente esta epistemologia torna se mais f cil compreender a atitude de Newton para com a alquimia Thuillier 1994 p 157 Com a retifica o de Newton s primeiras no es de movimento completamente livres de for as imprimidas corrigindo Galileu que admitia o movimento circular dos planetas como livres de for as al m dos movimentos retilineos e uniformes nicos admitidos por Newton Newton prop s se ent o a construir uma mec nica que fornecesse as mesmas leis que Kepler havia deduzido das observa es Ben Dov 1996 p 37 Como os planetas n o descrevem linhas retas havia necessariamente uma for a respons vel por seus movimentos el pticos Newton demonstrou ent o que essa for a est orientada para o sol e sua intensidade inversamente proporcional ao quadrado da dist ncia ao Sol Assim ele explicou ao mesmo tempo a forma el ptica das rbitas planet rias e a rela o entre seus eixos e seus per odos de revolu o Ben Dov
334. os distintos sedutor Al m de evidente um empirismo colorido N o preciso compreend lo basta v lo Bachelard 2013 p 37 Em contraponto com a sala de aula seriam fatores suficientes para melhorar o processo de ensino aprendizagem Parecendo que De certa forma pueril que as ci ncias experimentais provocam e para propor uma interpreta o particular desse interesse Nossa tese a seguinte o fato de oferecer uma satisfa o imediata curiosidade de multiplicar as ocasi es de curiosidade em vez de benef cio pode ser um obst culo para a cultura cient fica Substitui se o conhecimento pela admira o as ideias pelas imagens Bachelard 2013 p 36 A contribui o ficou no sentido de incremento metodol gico talvez de chamamento para o ensino de f sica e ao reviver a psicologia dos observadores iludidos vamos constatar a implanta o de uma era de facilidade que retira do pensamento cient fico o sentido do problema Bachelard 2013 p 36 Um ensino de ci ncia que foi incrementado em termos de habilidades motoras no manuseio do equipamento experimental oferecendo uma falsa facilidade de realiza o cient fica 117 passando a impress o que se seguido aqueles passos definidos por um guia os estudantes chegariam as mesmas conclus es que os cientistas Com quase igual regularidade os mesmos livros t m sido interpretados como se afirmassem que os m todos cient ficos s o simp
335. os dos textos de ci ncia s o os principais O que pode acontecer se os alunos aprendem enquanto resolvem KUHN 1971 p 301 e corroborado por Hacking 2013 Mas eles n o capacitam ningu m a tornar se um cientista Voc introduzido n o pelas leis e teorias mas pelos problemas que aparecem nos finais dos cap tulos Voc deve aprender que um grupo de tais problemas aparentemente dispares pode ser solucionado com o uso de t cnicas similares Ao resolv los voc capta a maneira de levar frente a quest o utilizando as semelhan as corretas HACKING 2013 p 30 Na transposi o did tica para escola procuramos n o baratearmos o trabalho do cientista e sim de forma honesta transparecer que o cientista se utiliza da ci ncia normal e atrav s de modelos resolver problemas Assim arriscamo nos na proposi o de um laborat rio em contraponto ao utilizado tradicionalmente de forma de reprodu o autom tica e de repeti o para um inovando em problematizar assim As aplica es n o est o l simplesmente como um adorno ou mesmo como documenta o Ao contr rio o processo de aprendizado de uma teoria depende do estudo das aplica es incluindo se a a pr tica na resolu o de problemas seja com l pis e papel seja com instrumentos num laborat rio Se por exemplo o estudioso da din mica newtoniana descobrir o significado de termos como for a massa espa o e tempo ser m
336. ovimentos Continua 188 Tabela 25 registros das representa es dos grupos de trabalho uma compila o da produ o de cada grupo das entidades manipuladas durante o rod zio experimental ME dd IRS ie a de OPET SPA PP Rd ta Cd E dd n a 206 Tabela 26 Caracter sticas do perfil do experimentador eee 212 Tabela 27 Especulando a lei fundamental dos movimentos artesanalmente 219 Tabela 28 registro da manipula o complexa da lei fundamental dos movimentos Ce E O o on o P oko o 225 Tabela 29 reaplicac o do question rio das quest es 05 09 ap s a sequ ncia did tica continha usa ieaiasian ds isisasoeslins duda usina dok das aged as ia ai k nh inka 236 Pe Pr E C E EPEF GTR N S F PDE PSSC SNEF TIC CEFET CEP FUNBEC IBECC MIT UNESCO LISTA DE ABREVIATURAS Padre Paran LISTA DE SIGLAS Especula o Complexa Especula o Ing nua Encontro de Pesquisa em Ensino de F sica Grupo de Trabalho em Rede National Science Foudation Programa de Desenvolvimento Educacional Physical Science Study Committee Simp sio Nacional de Ensino de F sica Tecnologias da Informa o e Comunica o LISTA DE ACR NIMOS Centro Federal de Educa o Tecnol gico Col gio Estadual do Paran Funda o Brasileira para o Desenvolvimento do Ensino de Ci ncias Instituto Brasileiro de Educa o Ci ncia e Cultura Instituto de Tecnologia de Massachusett
337. para ressalvar tal conceito e propiciar uma melhor acomoda o do conceito com sua manipula o propiciando o realismo das entidades envolvidas no contexto trabalhado Na representa o do sistema montado para a investiga o do movimento do carrinho o estudante do 9 ano capaz de identificar as for as que atuam no carrinho entre elas apontar a que caracteriza se como for a motora Os estudantes quando apresentado o ju zo sobre conserva o da quantidade de movimento em alto grau de abstra o generalidade e inclusividade ser o capazes de confrontar tal ju zo com a realidade simulada em propostas de experimenta o associados ao ju zo apresentado Fornecendo materiais de experimenta o estudantes provocados em determinada situa o problema de manipular os tipos envolvidos na lei fundamental dos movimentos s o capazes de proporem uma atividade experimental para manipular as entidades atrav s de medi es c lculos tabelas e gr ficos A atividade experimental artesanal e tecnol gica em grupo em uma perspectiva s cio cultural enriquece as formas de representa o de imagens a respeito de entidades da f sica Na experimenta o te rico e emp rico que propomos utilizada para aumentar o realismo cient fico da segunda lei de Newton o estudante capaz de perceber a influ ncia de resist ncia do ar e da for a de atrito durante a movimenta o do corpo como for as externas Se compreende capaz de propo
338. perfei oamento do Perfil Epistemol gico dos Estudantes Com a inten o de avaliarmos o alcance da sequ ncia did tica trabalhada segundo um ensino de f sica com a cultura de laborat rio com um g nero de racioc nio caracter stico refor ado pelo entrela amento entre o racional e o emp rico reaplicamos o question rio no dia 04 12 2014 para as quest es de 05 09 depois de encerrado a fase IV e portanto a sequ ncia de atividades experimentais Observando que o question rio foi respondido individualmente pelos estudantes e estavam presentes no dia da reaplica o do question rio 31 estudantes A seguir tabelamos as codifica es que realizamos em rela o a an lise de conte do que investigamos nas representa es dos estudantes quando utilizaram das entidades da f sica manipuladas nas atividades para responder as problematiza es de cada quest o 236 did tica 05 09 ap s a sequ ncia es das quest ion rio reaplica o do quest Tabela 29 Continua Question rio quest es de 05 09 categorias 09 VYSLO Og epoy q opeprEuoroIOdOIT Dp PSIDAUI ORLI lt IOJ ep oR LONHde op oduroj 9 PIO INU OL LJAI e o osjndtur O agoduog 08 SLO wo ov ejoA q E310 ep ORSON dE op oduna o 9 IOJ e anuo opepipeuorosodoid ap oe e o1 osTndtuT op u191091 0 agoouos e 07 odua L3IOJ anus opeprpeuorojodojd op oe ejo1 ospndtut Op U
339. perimental poss vel n o provar a exist ncia de entidades te ricas por m manipul las de tal forma que podem se constituir em ferramentas Isso n o se deve a podermos testar hip teses a respeito de entidades mas sim ao fato de as entidades que a princ pio n o podem ser observadas serem regularmente manipuladas para produzir novos fen menos e investigar outros aspectos da natureza Elas s o ferramentas instrumentos da pr tica e n o do pensamento Hacking 2012 p 369 Na pr xima se o mostraremos como atrav s da manipula o da entidade te rica da temperatura exposta de tal forma que os estudantes iniciaram arbitrando as temperaturas de superf cies no ambiente do laborat rio em equil brio t rmico com o laborat rio sentiram nas atrav s do tato e afirmaram categoricamente que se encontravam quentes ou frias em rela o com a temperatura ambiente E no fim 3 As representa es s o constru das de uma primeira percep o que s o consideradas exatas imagens pitorescas de percep es primeiras e com a cren a que nossos sentidos nos dessem como o mundo realmente em que o esp rito se entret m com as primeiras imagens do fen meno e se apoia numa literatura filos fica que exalta a natureza Bachelard 2013 p 11 alinhada com um obst culo animista Repletas de intui es do espa o real e das percep es imediatas ou seja alicer ada com a realidade primeira substancialmente impura
340. pia ele escreveu com efeito esta f rmula que se tornou c lebre Hypotheses non fingo Eu n o finjo hip teses Significa que de um ponto de vista cient fico escrito s contam 84 as rela es descobertas matematicamente gra as a observa o rigorosa dos fen menos Sobre isso Newton foi bastante claro tudo que n o deduzido dos fen menos deve ser chamado de hip tese e as hip teses seja metaf sicas ou f sicas digam respeito s qualidades ocultas ou s mec nicas n o t m lugar na filosofia experimental Abstenhamo nos portanto de especular arbitrariamente sobre as causas contentemo nos em descobrir as leis matem ticas que exprimem o funcionamento da natureza e permitem fazer previs es exatas Thuillier 1994 p 169 Delimitado nosso interesse em investigar os pressupostos que contribu ram para o racionalismo de Newton vamos apontar poss veis ind cios desses na sua ci ncia e lembrando que estamos especulando a fim de ilustrar que a forma o do esp rito cient fico um processo de aperfei oamento de perfis epistemol gicos de v rios tipos te ricos e em diferentes graus de aperfei oamento N o estamos aqui perante um caso geral inqu ritos psicol gicos precisos levados a cabo ao n vel de no es particulares provariam a exist ncia de curiosas desarmonias mesmo entre os esp ritos mais bem formados N o certo que todas as no es logicamente claras sejam do ponto de
341. plicar algumas das a es em uma turma piloto do nono ano do EFII em 2013 primeiro elaboramos um question rio para investiga o das concep es de ci ncia pelos estudantes da representa o da atividade experimental em laborat rio tamb m sondar as poss veis origens desse conhecimento sobre laborat rio de ci ncia No mesmo question rio intencionamos conhecer no senso comum dos estudantes poss veis intui es primeiras a respeito de entidades f sicas do nosso interesse mesmo que pouco elaborados que poderiam constituir obst culos epistemol gicos em rela o ao entendimento mais cient fico dessas entidades quando a esses estudantes fossem apresentados um material instrutivo em alto grau 181 de abstra o inclusividade e generalidade que caracterizam a lei fundamental dos movimentos Informa es preciosas que trouxeram as primeiras informa es que nortearam a melhor delimita o do nosso problema de atividade experimental tradicional colocada em segundo plano em rela o a teoria e de mero investimento na t cnica de reprodu o de modelos e que ao nosso ver n o qualifica o trabalho experimental dos estudantes O material coletado instruiu nos no sentido de perceber que os estudantes na s rie final do EFII apresentam uma forma o pr cient fica de base animista repleto de intui es e empirismos primeiros que indo mais longe constitui um realismo ing nuo dos estudantes com um senso comum muito longe do
342. por hip tese da nossa transposi o did tica que n o h como comparar o trabalho cient fico de pesquisa com as atividades pr ticas experimentais desenvolvidas no ambiente escolar pois o cientista com seu perfil conceitual cient fico dedicou se anos d cadas a estudar um ramo restrito da ci ncia normal no sentido kuhniano e quando se prop e a realizar a experimenta o esta delimitada e decidida segundo par metros amplamente refletidos pelo observador treinado por anos de dedica o e com foco a aferir dados que aproximem a teoria ou problema a 129 ser resolvido pelo cientista com a realidade com a cria o de fen menos na experimenta o A ci ncia normal atividade que consiste em solucionar quebra cabe as um empreendimento altamente cumulativo extremamente bem sucedido no que toca ao seu objetivo a amplia o cont nua do alcance e da precis o do conhecimento cient fico Em todos esses aspectos ela se adequa com grande precis o imagem habitual do trabalho cient fico KUHN 2013 p 127 Portanto tentar reproduzir isto dentro dos muros da escola sem uma adapta o adequada baratear o trabalho da ci ncia e daqueles que a constroem Por m esta intencionalidade de resolver problemas algo que o trabalho da ci ncia nos ensina e devemos empreender nas pesquisas sobre ensino aprendizagem pois os estudantes podem interessar se em resolver problemas que est o pr ximos do seu dia a dia Neste sen
343. pos conforme o corol rio do Principia A quantidade de movimento que obtida tomando se a soma dos movimentos dirigidos para as mesmas partes e a diferen a daqueles que 78 s o dirigidos a partes contr rias n o sofre mudan a a partir da a o de corpos entre si Newton 2008 p 57 Podemos apostar que tal corol rio estaria relacionado com problemas por exemplo envolvendo bal stica na fabrica o de canh es na investiga o do lastro do canh o pensando no c lculo da velocidade de recuo Pois a a o e sua rea o oposta s o iguais pela terceira lei de Newton e portanto pela segunda lei elas produzem nos movimentos mudan as iguais em dire o a partes opostas Newton 2008 p 58 Com clareza apontamos que a obra principal de Newton o Principia tratou de uma investiga o geral sobre a mec nica celeste e terrestre mostra a completa coincid ncia entre as tem ticas f sicas da poca que emergiam de exig ncias econ micas e t cnicas Hessen 1984 p 55 Com a apresenta o sistem tica dos problemas mais relevantes e que constituem boa parte da obra Principia 3 1 2 Galileu Racional e ou Emp rico Reconhecemos na produ o de Newton e n o poderia ser diferente aqueles que o ajudaram a fundamentar o Principia com os tipos te ricos que Newton engendrou com o seu g nero de racioc nio e uma abstra o especializada mas que tinham inspira o naqueles que
344. poss veis obst culos epistemol gicos que possivelmente os estudantes possuem de imagens de um laborat rio que oculta algo de misterioso Consideramos no cap tulo quatro um quadro que especula a poss vel evolu o do perfil epistemol gico dos estudantes que se afastam da especula o ing nua para uma especula o complexa a respeito das entidades relacionadas com a lei fundamental dos movimentos No mesmo quadro como ilustra o representamos os chamados indicadores de especula o que se orientam por uma intera o forte com as atividades experimentais de est mulo do racional e do emp rico de forma de aproxima o de interc mbio e de retroalimenta o Pedimos que o leitor se atente ao quadro que aqui chamamos a aten o por acreditarmos que ele espelha a inten o do nosso trabalho em contribuir para o aperfei oamento epistemol gico dos estudantes Nas considera es do quinto cap tulo com o progresso da nossa pesquisa a o apontaremos resultados da n o evolu o da experimenta o em termos did ticos metodol gicos da segunda Lei de Newton apesar de toda a evolu o do aparelho tecnol gico Tamb m seremos contundentes em considerar a respeito da proposta de cultura de laborat rio e o g nero de racioc nio associado como proposta para o ensino de f sica Ensino de f sica que vamos considerar que deve acontecer desde o ensino fundamental pois mostraremos tal possibilidade neste trabalho um como relato de at
345. pr cient fico N MERO DE ESTUDANTES Quest o 04 do question rio E Estudantes que representam uma imagem de ci ncia doutrin ria a o x x q N a 4 4 5 S a K je 5 A 9 A A gt N K N S 9 A O Ro O amp amp S CN r S amp O R O amp e ld e e A 4Y o A ESTUDANTES DE SENSO COMUM ALINHADO AO ENSINO TRADICIONAL DE CI NCIA Gr fico 4 vis o alinhada com o ensino tradicional de ci ncia 191 Investiga o do conhecimento pr vio dos estudantes 35 30 25 20 15 10 i 0 E E Ouest o 05 Ouest o 06 Ouest o 07 Ouest o 08 Ouest o 09 E Letra A 0 1 8 1 2 m Letra B 14 4 12 5 3 Letra C 1 5 m Total de estudantes 29 29 29 29 29 n mero de estudantes Total de estudantes n o representa a soma das letras A B e Ce sim o n mero de estudantes investigado mletraA mletraB LetraC m Total de estudantes Gr fico 5 frequ ncia dos estudantes em rela o a categoriza o das quest es de 05 09 para investigar no senso comum dos estudantes as entidades da lei fundamental dos movimentos O CEP possui em seu quadro estudantes de toda a grande Curitiba e considerando que existe uma sele o para ingresso no col gio por an lise curricular significa que temos um quadro representativo de estudantes de padr o bom e homog neo entre as escolas p blicas da capital Curitiba e regi o metropolitana Portanto deve acender uma luz de alerta quando o ensino d
346. presos pelo shoulder pad o que acontece com a velocidade dos jogadores b Agora os dois jogadores de massas bem diferentes se movimentam na mesma dire o com velocidades iguais por m em sentidos opostos c Por ltimo os dois jogadores de massas bem diferentes se movimentam na mesma dire o e no mesmo sentido o de massa maior mais r pido colide nas costas do jogador da frente o de maior massa acaba caindo e para o que acontece com a velocidade do jogador da frente admitindo que ele continuou correndo depois do choque 101 Vasculhando o esp rito pr cient fico dos estudantes do nono ano sobre os tipos fenomenol gicos que nos interessam com a inten o de identificar qual a forma que utilizam para a sua representa o e quais os poss veis obst culos para a evolu o do ajuizamento dos tipos E n o se trata de considerar obst culos externos como a complexidade e a fugacidade dos fen menos nem de incriminar a fragilidade dos sentidos e do esp rito humano o mago do pr prio ato de conhecer que aparecem por uma esp cie de imperativo funcional lentid es e conflitos a que mostraremos causas da estagna o e at de regress o detectaremos causas da in rcia s quais daremos o nome de obst culos epistemol gicos Bachelard 2013 p 17 Outros tipos interessam nos em rela o a rela o entre for a e tempo na modifica o da quantidade de movimento foi com este interesse que formulamos a
347. professores de laborat rio e o regente contribu ram externando verbalmente a compreens o do que observar na intera o de lan amento do proj til e que para a conserva o da quantidade de movimento acontecesse houve uma compensa o entre a massa e a velocidade para cada elemento barquinho e proj til de papel A seguir transcrevo um dos jogos bilaterais que travamos em um dos grupos Estudante 33 Quando queimo o fio e o el stico faz o lan amento perceberam que o peda o de papel sai mais r pido enquanto o barco mais lento Com sentidos opostos Professor participante A quest o a seguinte houve conserva o da quantidade de movimento antes e depois do lan amento do proj til J que antes o sistema estava em repouso e agora cada elemento saiu em um sentido A primeira resposta intuitiva instant nea e liberta de reflex o foi em coro do grupo um sonoro Grupo N o Depois de alguns instantes de hesita o e reflex o os integrantes se entreolharam e um dos estudantes andaime contribui Estudante 36 Acho que houve porque cada um deles saiu em um sentido diferente e tem tamb m a diferen a das velocidades O jogo bilateral entre os grupos muito enriquecedor pois na utiliza o no di logo de uma raz o contra outras aperfei oam as representa es das imagens das entidades manipuladas E depois que cada grupo fez o rod zio nos experimentos reunimos a turma no grande grupo e discutimos as particular
348. proporcionalidade Para o n mero da percep o correta em rela o a for a e tempo de intera o de raz o inversa para contexto da manipula o experimental um pouco inferior ao entendimento dos estudantes da rela o direta Pode ser um ind cio de um obst culo epistemol gico relacionado uma valoriza o priori do tempo alicer ado no mito da digest o que resiste em aceitar para uma maior for a um tempo menor o obst culo que ainda dif cil para alguns estudantes transporem tal dificuldade prefere uma for a maior em um tempo maior Ou o n mero menor simplesmente deve se ao fato de uma dificuldade de abstra o matem tica A especula o com as rela es de proporcionalidade parece ter contribu do para o aumento do realismo da lei fundamental dos movimentos que tamb m conforme registrado no gr fico 8 75 8 representaram de forma adequada a rela o F AQ At incluindo a unidade de medida para a for a no sistema internacional em que 72 7 apontaram a unidade newton como kg m s Que corrobora com uma das inten es da experimenta o como a concebemos o aumento do realismo de uma entidade te rica atrav s da sua manipula o racional e emp rica E de como os estudantes expressam nas suas representa es da lei fundamental dos movimentos 4 4 4 4 2 O segundo momento tecnol gico com o carrinho de Fletcher O carrinho de Fletcher tomado como projeto e sua consequente manipula o pelos estudantes conh
349. pta o para o ensino de f sica a n vel de escola b sica E em todos os anais dos dois tipos de simp sios at o ano de 2000 o laborat rio n o contestado da sua necessidade mas fica que ele n o passaria de uma extens o do processo de ensino Uma extens o da sala de aula deixado em segundo plano a qual tamb m reproduz um ensino que promove a reprodu o e a repeti o em um ambiente que n o investe na problematiza o e investiga o portanto o laborat rio did tico n o foge muito desta vis o tradicional da ci ncia fundamentada com algumas caracter sticas positivistas seja na forma tecnicista ou construtivista Ent o no ENPEC de uma forma n o t mida volta se os olhos para a an lise epistemol gica do laborat rio did tico al m de uma discuss o mero 128 metodol gica assim inicia se uma cr tica a percep o tradicional e automatizada de sua utiliza o Conforme escreveu Borges As principais cr ticas que se fazem a estas atividades pr ticas que elas n o s o efetivamente relacionadas aos conceitos f sicos n o s o relevantes do ponto de vista dos estudantes j que tanto o problema como o procedimento j est o previamente determinados BORGES 1997 p 2 Logo j sabemos o que n o funciona agora vamos em busca de outras alternativas e com uma discuss o mais epistemol gica do uso do laborat rio did tico como por exemplo na utiliza o do laborat rio did tico de aprese
350. r ao estudante formas para que ele adquira o conhecimento cient fico a educa o cient fica deve consistir na apreens o por parte do estudante dos processos e m todos em que a ci ncia progride Para entender as aplica es da ci ncia particularmente em rela o sociedade por isso t o importante o investimento em CTSA ci ncia tecnologia sociedade e ambiente no ensino para forma o de um estudante cr tico diante do mundo o qual deve aperfei oar o seu racioc nio de forma que se aproxime do esp rito cient fico E que culturalmente a ci ncia e as praticidades das tecnologias fa am parte da sua vida Alinhado a este novo entendimento da educa o cient fica surgem alternativas ao laborat rio did tico tradicional com algumas caracter sticas que destacamos N o h necessidade de um ambiente especial e estruturado para a atividade experimental O ensino de ci ncias n o deve promover esta distin o entre teoria e pr tica portanto sempre a teoria deve ser confrontada com a realidade que se prop e a explicar seja em um ambiente formal de laborat rio devidamente aparelhado seja em sala de aula com materiais alternativos e caso n o haja objetos concretos utilizar dos experimentos de pensamento O conhecimento pr vio dos estudantes com suas concep es alternativas devem ser consideradas pois est o bem sedimentadas na estrutura cognitiva dos estudantes formadas da sua inser o no seu mundo social e cultura
351. r as investiga es de um contexto muitas vezes o experimentador realiza a troca de um aparelho para outro de artesanal para tecnol gico para aumentar a objetividade instrumentalizando se Entretanto a parte artesanal contribui na forma como representam o contexto do problema a cria o do fen meno e o modelo escolhido Que permitir no pensar o experimento no aparato tecnol gico auxiliando nas decis es do que observar o que medir e articular atrav s das ferramentas do c lculo A representa o das entidades que iniciam na parte artesanal que fornece a geometriza o atrav s das rela es de proporcionalidade o modelo enriquecida na articula o da parte tecnol gica ao aumentar o realismo das entidades ao calcul las e relacion las com outras entidades na busca de aproxima es com o modelo obtido na geometriza o Somente realiza esses procedimentos o perfil de experimentador que chamamos de observador alerta que sabe buscar equival ncias no emaranhado de n meros tabelados e que reconhece nesse emaranhado as aproxima es com o modelo e que alerta reconhece anomalias e investiga as fontes de erro para poder retific los Para esse especulador complexo que aparecem os insights presentes no exerc cio da abstra o e que exemplificamos na medida que os estudantes representam por associa o ao entendimento que a lei fundamental dos movimentos 254 F AQ Af trata se da mesma segunda lei de Newton
352. r o que poss vel dispensar que n o atrapalhar o modelo de aproxima o O estudante capaz de identificar que a quantidade de movimento se conserva caso a resultante de for as sobre o corpo for nula 179 O estudante reconhece as rela es de proporcionalidade entre for a e varia o da velocidade entre for a e a varia o do tempo e entre for a e a acelera o Todas as ltimas quest es relacionam se com a possibilidade de que com a manipula o das entidades da f sica relacionadas com a lei fundamental dos movimentos de formas diversas em diferentes atividades experimentais e em diferentes aparelhos Seja poss vel aperfei oar o senso comum dos estudantes que alicer ado em intui es primeiras e empirismo ing nuo passe a ser alicer ado em um pensamento abstrato de fundamenta o na linguagem f sico matem tico e que portanto torne se um senso comum alicer ado com um pensamento abstrato complexo e portanto o estudante adquira um perfil de especulador complexo Permitindo assim pensar nossa pr tica e orientar nosso planejamento na constru o de futuras a es Afinal n o basta identificarmos o problema temos que envolvermo nos na busca e proposta de solu es deste quebra cabe as que nos propomos a investigar Escolhemos tamb m para cada atividade da sequ ncia did tica excetuando o question rio utilizar da matriz dial gica como uma esp cie de di rio de laborat rio no qual registraremos as
353. ra 4 p gina que representa a montagem experimental da 2a lei de Newton retirada da tradu o do guia do PSSC Fonte tradu o dos guias de laborat rio para mec nica do PSSC p 162 Este mesmo encaminhamento metodol gico experimental de cunho que nos parece com caracter sticas de um indutivismo ing nuo foi desenvolvido no laborat rio de F sica do CEP com roteiro adaptado de manual que acompanhava o artefato experimental e que era convergente com a orienta o do guia do PSSC Este mesmo encaminhamento experimental foi realizado em diferentes institui es de ensino tal como o antigo CEFET PR O roteiro de experimenta o ilustrado foi utilizado at pelo menos o final da d cada de 80 para a documenta o que tivemos acesso subtraindo a organiza o do roteiro e o aparelho tecnol gico utilizado para determina o dos tempos a ess ncia do roteiro a mesma apresentada no guia do PSSC ancorada tamb m na percep o de experimenta o tradicional no ensino de comprova o cient fica Conforme o roteiro apresentado a seguir 65 F SICA Mt LABORAT RIO AUTOR Figura 5 p ginas do manual de roteiros de experimenta o de estudante do ensino m dio do antigo CEFET PR Fonte apostila de experimenta o para estudantes do ensino t cnico do CEFET PR 1980 A empresa que forneceu o aparelho experimental para o CEP e para o antigo CEFET PR a AZEHEB empresa estabelecida em Curitiba h algumas d cada
354. ra de uma superf cie com confiabilidade pelo tato Acreditamos que As boas medi es exigem o desenvolvimento de novas tecnologias e nos convidam ao engajamento em atividades experimentais de solu o de problemas As medi es articulam detalhes j conhecidos Hacking 2012 p 345 E os estudantes manipulando entidades te ricas como a temperatura e refletindo sobre ela e associando com outras entidades como por exemplo o entendimento do que se trata o equil brio t rmico entre os materiais Mesmo que para o s timo ano ainda falte a teoria moderna cin tico molecular para explicar o conceito de temperatura 52 No encerramento do roteiro ainda propusemos uma pesquisa sobre tipos de term metros funcionamento de term metro e escalas termom tricas estabelecendo assim uma ponte para que o esp rito de investiga o da cultura de laborat rio continue em sala de aula e que o estudante compreenda que o entrela amento entre o te rico e o emp rico no ensino de ci ncia uma premissa 2 1 3 O Aperfei oamento do Perfil Epistemol gico O momento escolar e o ensino de Ci ncia da forma tradicional refor a o realismo ing nuo e empirismo claro que os estudantes apresentam no seu esp rito pr cient fico Este contaminado de subjetividade das percep es imediatas e de intui es que formam uma representa o impura e equivocada dos fen menos Da forma como trabalhada no ensino fundamental fase e fase II apres
355. re Raposo 5 ed Rio de Janeiro Record 2007 DRIVER R The pupil as a scientist Milton Keynes Open University Press 1983 FLICK U Introdu o Pesquisa Qualitativa Tradu o Joice Elias Costa 2ed Porto Alegre Artmed 2009 FREIRE P FAUNDEZ A Por uma Pedagogia da Pergunta Rio de Janeiro Paz e Terra Educa o 1986 262 FREIRE P Pedagogia do Oprimido Rio de Janeiro Editora Paz e Terra 2005 GREF Leituras de F sica GREF Mec nica 1 a 10 S o Paulo Instituto de F sica da USP 1998 42 p GREF Leituras de F sica GREF Mec nica 21 a 26 S o Paulo Instituto de F sica da USP 1998 26 p GREF F sica 1 Mec nica 5 ed S o Paulo Edusp 1999 HACKING I Representar e Intervir Tradu o Pedro Rocha de Oliveira Rio de Janeiro EDUERJ 2012 HESSEN B As ra zes sociais e econ micas do Principia de Newton In Revista de Ensino de F sica Vol 6 N 1 Abril de 1984 p 37 55 HOLSTI O R Content Analysis for the Social Sciences and Humanities Massachussets Addison Wesley 1969 LABUR C E ARRUDA S M Considera es sobre a fun o do experimento no ensino de ci ncias Ci ncia e Educa o cap tulo 6 p 53 60 1998 LEWIN K Action research and minority problems Journal of Social Issues 2 34 46 1946 KANT I Cr tica da raz o pura 2 ed Lisboa Funda o Calouste Gulbenkian 1989 KEMMIS S El curriculum ma s ala de la teor a de l
356. reclama es de uma ci ncia dif cil 19 Com toda essa manipula o de entidades da f sica utilizando o c lculo como elemento articulador entre o racional e o emp rico este experimentado nos aparelhos tecnol gicos presumimos que os estudantes medida que ganharem confian a nas estruturas matem ticas que utilizaremos assim como entendido nas manufaturas dos experimentos criados no aparelho tecnol gico adquira uma cultura de experimenta o de especulador complexo Hacking 2012 Despertar e sobretudo manter um interesse vital pela pesquisa desinteressada n o o primeiro dever do educador em qualquer est gio de forma o Bachelard 2013 p 12 Que seja um dos tra os do especulador complexo a busca de uma coer ncia compreensiva utilizando do racioc nio f sico matem tico Que caracteriza o cientista moderno a objetividade e n o o universalismo o pensamento deve ser objetivo s ser universal se puder se a realidade lhe permitir Ora a objetividade se determina pela exatid o e pela coer ncia dos atributos e n o pela reuni o de objetos mais ou menos an logos Bachelard 2013 p 89 Desejamos que os estudantes se afastem dos aparelhos metaf ricos de car ter subjetivos muito utilizados para estender adjetivos a ideias n o muito claras e que refor am a subjetividade N o se pode confinar com tanta facilidade as met foras no reino da express o Por mais que se fa
357. resultados precisos N o utilize uma dist ncia demasiadamente grande de oia a incluir a zona correspondente ltima parte do movimento quando dificil manter a f r a constante Que conclui voc de seu gr fico Que pode voc dizer nesta parte da experi ncia s bre a rela o entre a f r a e a acelera o Se n o houvesse atrito no passaria a curva pela origem Onde em rela o origem passaria a curva na sua opini o Figura 3 p ginas retiradas do guia original traduzidas do PSSC com orienta es sobre a segunda lei de Newton Fonte tradu o dos guias de laborat rio para mec nica do PSSC p 164 O encaminhamento da experi ncia objetiva medir tempos para deslocamentos de uma determinada dist ncia em que o carrinho submetido s diferentes for as motoras ent o com os dados de tempo calcula se as respectivas acelera es e ent o abordado sobre as rela es entre for a e acelera o da qual deduz se a segunda lei de Newton Para melhor ilustrar a experimenta o utilizaremos de uma figura do guia do PSSC que foi traduzido para o portugu s e que apoiou os cursos de capacita o de professores brasileiros A marca o do tempo realizada por um faiscador os quais ainda existem no acervo hist rico do CEP al m destes encontramos cron metros de areia que tamb m eram distribu dos pelo IBECC para experimenta o de corpos em movimento em uma nica dimens o 64 Figu
358. revivermos o homem em seu longo trabalho no trabalho que passa a ser f cil quando dominado no pr prio gesto do esfor o bem dirigido devemos lembrar que seu pensamento sonhava e que sua voz expressava sua ternura por meio de can es No trabalho mon tono e todo trabalho instru do mon tono o homo Faber n o trata de geometria ele faz versos Bachelard 2013 p 240 A metodologia que propomos imp e um ritmo no qual o estudante constantemente desafiado pois estrat gia que especulem de forma complexa utilizando da abstra o matem tica com caracter sticas que se assemelham ao Homo Depictor os seres humanos s o seres que representam Nada de homo Faber mas sim homo Depictor Pessoas fazem representa es Hacking 2012 p 214 Que representam e formam imagens a respeito do mundo afastando se das intui es animistas e que pensa contra o c rebro Do que se trata representa o para Hacking 2012 Tudo que chamo de representa o p blico para mim alguns eventos verbais p blicos podem ser considerados representa es N o me refiro s senten as declarativas simples as quais s o representa es mas a especula es complexas que possam ser encaradas como tentativas de representar nosso mundo Todas as representa es s o externas e p blicas desde um rabisco no muro at alguma teoria sofisticada a respeito das for as eletromagn ticas fracas fortes ou gravitacionais Hacking
359. rimento do plano inclinado que para os dias de hoje considerado pela f sica um dos problemas mais f ceis por m para a 80 poca de Galileu e conforme destacaremos n o foi Galileu com a sua ci ncia teve que aperfei oar seu perfil epistemol gico Pois no final do s culo XVI e in cio do s culo XVII v rias teorias que hoje nos parecem muito estranhas eram ensinadas na universidade Thuillier 1994 p 118 N o poss vel resumi las aqui a teoria dos lugares naturais de Arist teles ou a teoria do impetus mas tardia Mas uma coisa certa Galileu para criar sua ci ncia nova da mec nica deve ter encontrado muitos obst culos e precisou inventar esquemas muito diferentes dos que aprendera com seus estudos Para falar a verdade a ideia de estudar matematicamente os diversos movimentos j existia Mas faltava vencer uma etapa decisiva e operar essencialmente uma geometriza o eficaz da mec nica elementar Thuillier 1994 p 118 N o h como ignorar como Galileu deve ter contribu do na forma o do pensamento de Newton pois admitindo que Newton passou pela fase de intui es e empirismos primeiros e da influ ncia ainda da Escola Peripat tica na forma o do seu senso comum a ci ncia nova de Galileu deve ter ajudado a vencer seus pr prios obst culos em rela o aos tipos te ricos que eram do seu interesse Agora queremos voltar ao poss vel perfil de experi
360. rio de F sica que esses estudantes as manipulem assim como reconhecem o conceito de fam lia Pois entendemos entidades como Hacking 2012 Quando eles perder o seu estatuto hipot tico para se tornarem objetos comuns da realidade tais como os el trons Quando come armos a nos utilizarmos 96 deles para investigar outras coisas Hacking 2012 p 381 Apresentamos a seguir a situa o problema Tabela 8 situa o problema para sondar como os estudantes elaboram representa es de entidades te ricas 3 SITUA O PROBLEMA ENTENDIMENTO DE LEIS Quando ouvimos sobre leis logo d Afinal as leis s o cria es humanas para associamos com as leis jur dicas as leis de tentar explicar a natureza ou as leis da tr nsito Por outro lado as leis fundamentadas natureza j existem e ent o s o pela Ci ncia que s o denominadas de leis da descobertas pelos cientistas que as natureza constituem algo bem diferente Agora testam cientificamente em sofisticados guiado pelas ilustra es ao lado leia as laborat rios quest es propostas e responda as a Qual delas do tipo jur dico Qual delas seria uma lei da natureza b Se voc j descobriu tente fazer uma listinha das principais diferen as que voc percebe entre esses dois tipos de leis c Cite algumas leis da natureza Fonte GREF mec nica volume 1 p gina 16 Pois desejamos na nossa empreitada de que
361. riu a receita para a recorda o n o para a mem ria E quanto sabedoria seus disc pulos ter o a reputa o dela sem a realidade v o receber uma quantidade de informa o sem a instru o adequada e como consequ ncia ser o vistos como muito instru dos quando na maior parte ser o bastante ignorantes E como estar o supridos com o conceito da sabedoria e n o com a sabedoria verdadeira ser o um fardo para a sociedade POSTMAN 1994 p 13 14 Em Fedro de Plat o o rei Thamus do alto Egito argumenta de forma unilateral entretanto n o se deve assumir a postura nica de tecnofobia de Thamus com excesso de zelo e com severas restri es com uma introdu o de uma nova tecnologia e por outro lado tamb m n o se deve assumir o Papel de Theuth com o discurso tamb m unilateral de tecn filo como defensor fervoroso de uma nova ferramenta tecnol gica sem considerar suas implica es para uma cultura Se temos que errar melhor errar pelo ceticismo de Thamus Mas ainda assim um erro POSTMAN 1994 p 15 Aqui chamamos a aten o que se deve assumir uma postura com caracter sticas de Thamus e Theuth sobre o ajuizamento da tecnologia ou seja realizar uma an lise imparcial e apontar os pr s e contras de uma nova tecnologia com a propriedade de perceber que nunca h neutralidade na inser o de uma nova tecnologia em uma cultura Uma tecnologia nova n o acrescenta nem subtrai coisa alguma Ela
362. riz dial gica problematizadora e o espiral auto reflexivo para a constru o de uma sequ ncia did tica com uma proposta inovadora de atividade experimental associada com a forma o de ju zos sempre em uma perspectiva alicer ada nos ensinamentos de Bachelard e Hacking com uma defesa de equil brio e equival ncia da teoria e da pr tica experimental Ainda no cap tulo quatro descrevemos como a sequ ncia did tica de atividades ditou um ritmo de constante provoca o dos estudantes em pensar contra o seu senso comum atrav s de um exerc cio constante da raz o contra a raz o dos outros com uma constante retifica o dos erros Estimulamos o aumento do realismo cient fico de entidades da f sica atrav s da articula o com elementos da linguagem f sico matem tica para que nesse exerc cio de constante abstra o os estudantes afastassem se de um subjetivismo para um objetivismo de um senso comum com aspectos pr cient ficos para um senso comum com aspectos mais cient ficos enfim que os estudantes pudessem evoluir o perfil epistemol gico das entidades que manipularam atrav s da especula o complexa Especula o complexa tamb m dos aparelhos artesanais e tecnol gicos que puderam manipular sempre com uma conota o de pensar o experimento desde 33 como montar o experimento at o registro das observa es passando pela decis o do que observar e do que medir Tamb m aqui a inten o da atividade de superar
363. rma que constituir o um obst culo epistemol gico na manipula o experimental da lei fundamental dos movimentos e das entidades te ricas e experimentais relacionadas com ela Preferimos escolher uma sequ ncia did tica que proporcionar aos estudantes uma provoca o com situa es problemas que os tirem da sua zona de conforto e os provoquem a especula o Que entendemos como especula o como a representa o de um objeto de nosso interesse um jogo ou uma reestrutura o de ideias que venha a fornecer ao menos um entendimento qualitativo de algum aspecto geral do mundo Hacking 2012 p 310 Nossa inten o que os estudantes enrique am seu g nero de racioc nio que adquiram um racioc nio alicer ado pela cultura de experimenta o de laborat rio equilibrando o racional e o emp rico e que aperfei oem seu perfil epistemol gico em rela o as entidades que ser o manipuladas durante as aulas Escolhemos a segunda lei de Newton pois conforme Hacking 2012 destaca Newton como um exemplo Newton era um grande especulador Tamb m era muito bom em c lculos tendo inventado o c lculo diferencial de modo a poder estender a estrutura matem tica de sua especula o a respeito do movimento dos planetas Al m disso ainda era um experimentador muito perspicaz e sabemos qu o reduzido o n mero de cientistas que s o bons em todos os departamentos Hacking 2012 p 312 As atividades que compuseram nossa s
364. rsamente proporcional a dura o do movimento Discuta com seus colegas de grupo e responda 2 2 A raz o AG At possui qual unidade de medida da grandeza no sistema internacional de unidades MKS Observa o De forma qualitativa por m eficiente voc e seu grupo encontrou que a for a equivalente a AG At for a externa aplicada ao sistema durante um certo intervalo de tempo produz uma varia o da quantidade de movimento ou seja que a for a provoca uma varia o da quantidade de movimento no tempo Agora vamos avan ar na experimenta o pois o objetivo confrontar o ju zo F AQ At com a realidade que ele prop e a explicar atrav s de um aparelho experimental e um m todo quantitativo de coleta de dados num ricos Para validar parcialmente e melhorar a sustentabilidade do ju zo formado F AQ A4t tamb m conhecido como lei fundamental dos movimentos ou segunda lei de Newton 147 A inten o desta primeira etapa da experimenta o provocar o estudante para que identifique as rela es entre for a varia o da quantidade de movimento e varia o do tempo representando as apropriadamente atrav s de rela es de proporcionalidade e que os estudantes percebam a rela o da lei fundamental dos movimentos F AQ At com a manipula o artesanal da experimenta o e de simples observa o sem instrumenta o precisa de medida Que ser ressalvada parcialmente atrav s da articula o co
365. rte da sua vida como uma cultura de laborat rio de cont nua investiga o racional 5 2 INVESTIGA O DA DEMANDA HIST RIA SOBRE A ATIVIDADE EXPERIMENTAL Em particular para a segunda Lei de Newton apesar do aparato tecnol gico de apoio que sofreu grande evolu o tal evolu o n o foi acompanhada pelo aperfei oamento do m todo e pela concep o de elabora o do experimento Constata o que encontramos aos debru armos sobre material de pesquisa no acervo hist rico do CEP e que ajudou para apontarmos a n o evolu o da pr tica experimental da segunda lei de Newton A atividade experimental como importante ferramenta na apresenta o da f sica deve avan ar em termos de sua rela o epistemol gica ou seja a concep o de comprova o cient fica de demonstra o de leis e teorias ou reprodu o de modelos deve evoluir para uma concep o contempor nea de experimenta o Nesta concep o a experimenta o funciona como um elemento que faz ressalvas teoria que se prop e a modelar determinada realidade experimenta o que 246 portanto valida parcialmente a teoria mas que n o possui o status de prov la experimentalmente n o apresentada como dogm tica e nem t o pouco como pronta e acabada O desafio de apresentar ao estudante uma ci ncia que n o est pronta portanto como inacabada que se apresenta deve ser investigada de forma desafiadora o estudante enfrentar este mundo desconheci
366. s Organiza o das Na es Unidas para Educa o Ci ncia e Cultura SUM RIO TINTRODU O 4 5 zodd ou r dg daN SRD Dada 14 1 1 A EXPERIMENTA O COMO MEDIADOR NOS PROCESSOS DE ENSINO E APRENDIZAGEM seda ino soe Ria Lia ada EE A 17 12 O PROBLEMA DE PESQUISA muiito caso Fo Lad o a oa ENT FONETADO K KA ZA nt au 21 1 3 OBJETIVOS DA PESQUISA azia nad ada akad cana aaa Ed ano nada dan kud 24 Toa Objetivo Geral sssrini SO e aa TO Ode ia 24 13 20 bjelivos ESPOCIICOS s nener naaa EA AE A A ion E AEAEE 25 13 3 Hipotese io ARG O a a RARO RS RR A kokot 27 1 4 APRESENTANDO O CEN RIO GERAL DA INVESTIGA O 29 2 JUSTIFICATIVA asenoiensas darem Tania maia korba aval oo dra tade 35 2 1 EXPERIMENTA O NO ENSINO DE F SICA PARA ESTUDANTES DO ENSINO FUNDAMENTAL 1 scaomassentosmorea demraca dna ds ca caea pe dadicnafca de hd de ibar aliado m s a den iide 35 2 1 10 Racional e o Emp rico Como Proposta de Trabalho no Laborat rio de F sica DOCE pac dias is dada bd da nda O O A di ba ds dida Sa E 38 2 1 2 Atividade Experimental Que Corrobora Com a Investiga o do Perfil EPISIEMO IO BICO 2 trio ii lada nadavat A 41 2 1 2 1 Particularidades do laborat rio de F sica do CEP 42 2 1 2 2 A sequ ncia did tica intitulada Est quente ou frio ee 46 2 1 30 Aperfei oamento do Perfil Epistemol gico eee 52 2 2 A TRADI O DE UMA METODOLOGIA DE EXPERIMENTA O NA MANIPULA O DA SEGUNDA LEI DE
367. s Adquirindo com a investiga o subs dios para propor uma metodologia de par experimental artesanal e tecnol gico com uma metodologia que promova a articula o atrav s de modelos f sicos e de estruturas de linguagem f sico matem ticas da aproxima o tensionada e conciliadora entre a teoriza o e a experimenta o com a intencionalidade de promover o enriquecimento no processo de ensino aprendizagem de ci ncias e contribuir para o aperfei oamento do racioc nio cient fico dos estudantes 1 3 2 Objetivos Espec ficos 1 Investigar aspectos que permearam o alicerce pedag gico dos profissionais envolvidos com o laborat rio do CEP e como no seu sistema de cren as representaram e conceberam como manipular a pr tica experimental da 22 lei de Newton considerando a demanda hist rica e a poss vel influ ncia de uma metodologia de experimenta o com caracter sticas do behaviorismo na constru o de roteiros de experimenta o da 2 lei de Newton 2 Investigar quais caracter sticas influenciaram no ensino de ci ncia tradicional utilizadas para elabora o do roteiro experimental da lei fundamental dos movimentos 3 Investigar na representa o de imagens dos estudantes a respeito do ensino de ci ncia se o concebem no sentido tradicional com alguns aspectos ainda da escol stica ou com alguma representa o de como a ci ncia praticada 2 O behaviorismo antigo preparou um terreno f rtil para teorias compor
368. s alguns estudantes tiveram dificuldades para diferenciar uma lei jur dica de uma lei f sica deixando claro que n o se pedia defini es formais de cada lei apenas era apresentado um quadrinho retirado do GREF grupo de reelabora o do ensino de f sica Por exemplo o estudante 30 que se equivocou em diferenciar uma lei f sica de uma lei jur dica corroborou com seu equ voco quando interpelado sobre exemplificar leis f sicas e respondeu de forma equivocada como transcrito a seguir Estudante 30 3c N o poluir os meios da natureza n o destruir as florestas e n o fazer nada que possa prejudicar a natureza Ficou evidente conforme o gr fico 04 que a maioria dos estudantes possuem uma representa o da imagem da ci ncia doutrin ria que constitui uma forte evid ncia de obst culo epistemol gico em rela o a supervaloriza o de fatos a priori caracter sticos de obst culos animistas pois a maioria dos estudantes compram convencidos do tom panflet rio de valoriza o do fato do cientificamente comprovado que agrada a subjetividade animista do estudante que deixa de refletir e torna se um escravo do fato valorizado priori Utilizaremos de um dos relatos dos estudantes para corroborar com nosso discurso 196 Estudante 05 Escolho um que diz que foi testado e n o reflito Quando h essa supervaloriza o do cientificamente comprovado estanca se a raz o pois n o existe um chamado para pensar em conj
369. s como com teorias e seus trabalhos produziram n o apenas novas informa es mas um paradigma mais preciso KUHN 2013 p 100 Portanto n o vamos ao laborat rio para comprovar leis e teorias mas para fazer ressalvas e para comparar ele com a realidade para valid lo parcialmente Com um estilo de experimenta o que cria fen menos modelando a natureza pois desta forma eles s o muito mais informativos e organizados e que alicercam com a manipula o de entidades te ricas e se relacionam com a realidade Devemos transcender esta concep o ensino de ci ncia toda a escola b sica e em especial nas atividades experimentais que valorizem o racional e o emp rico em que os estudantes solucionadores de problemas luz de um paradigma conforme Kuhn 2013 Examinando de perto seja historicamente seja no laborat rio contempor neo esse empreendimento parece ser uma tentativa de for ar a natureza a encaixar se dentro dos limites preestabelecidos e relativamente inflex veis fornecidos pelo paradigma KUHN 2013 p 88 89 Quais os motivos aqui do destaque a cultura da experimenta o no ensino pois uma teoria somente mostra se relevante quando se prop e a ajustar se realidade atrav s da experimenta o mesmo que no momento da constru o da teoria seja invi vel em termos de aparelho experimental tecnol gico e que nesta falta substitu da por uma proposta de experimento mental portanto A ci ncia uma
370. s e que seus fundadores estavam pela produ o que aparece em suas sugest es de roteiros inseridos no movimento de mudan a do ensino de F sica acompanhado da experimenta o aparentemente na tend ncia do projeto PSSC Tal pr tica que procura demonstrar a segunda lei de Newton parece nos que seria muito mais rica se fosse manipulada pela experimenta o em um car ter mais investigativo entretanto n o foi feito tal abordagem ao longo de d cadas no CEP e tamb m em algumas empresas que produzem e fornecem o artefato tecnol gico para o CEP E nos manuais instrutivos fornecidos por essas empresas como sugest o e que ser o apresentados para corroborar nossos argumentos Agora j na primeira d cada deste s culo debru ando nos sobre os manuais e guias que acompanham os aparelhos tecnol gicos que auxiliam a experimenta o para o estudo dos movimentos surpresa alguma em n o encontrarmos nenhuma altera o em rela o ao roteiro de experimenta o que aborda a segunda lei de Newton apresentaremos parte de um cat logo de uma das empresas que fornecem aparatos tecnol gicos para nossa escola a empresa AZEHEB elaborado por H P A Bukta 2009 66 SEGUNDA LEI DE NEWTON 3 mk 44 Figura 6 p gina do guia de experimenta o e de sugest es de roteiros do AZEHEB Fonte manual da AZEHEB com orienta es de roteiros de experimenta o n o paginado Chama nos a aten o que em todos estes anos desde a tr
371. s que entre outras descrevemos uma delas do estudante 02 do grupo 1 Veja agora entendi porque tinha aquelas fitas no caminho do carrinho de madeira e a fita pintada de vermelho no trilho de ar do outro carrinho Considerando os elementos 2c e 2d os estudantes com empolga o inicial que demorou para o desenrolar da manipula o utilizaram muito do elemento 2a para buscar orienta es por m usu rios frequentes de computadores n o tiveram dificuldade na manipula o das ferramentas do Tracker e ficou claro a percep o de que poderiam repetir a manipula o experimental com os carrinhos por m agora nos filmes dos experimentos com a vantagem que a parte artesanal dispendida nos c lculos e na constru o do gr fico o programa forneceria desde que manipulado adequadamente E fornecendo vantagens em rela o a manipula o artesanal do carrinho de madeira em termos de registro de velocidades e tempos E tamb m em rela o ao carrinho de Fletcher na possibilidade de o programa fornecer a tabela o gr fico e o modelo matem tico que corrobora com a reta obtida no gr fico Parece nos que o manuseio antecipado nos carrinhos e tamb m a articula o atrav s do c lculo enriquece em termos de compreens o e de explora o as particularidades do programa Pois com a parte artesanal criou se para os estudantes uma s rie de imagens os estudantes atrav s da manipula o dos contextos trabalhados nos carrinhos e na constru
372. s Cient ficas KUHN 2013 Eis uma bela par dia da ideia voc n o pode pretender que n s carecemos de livre arb trio por exemplo porque devemos aprender o uso da express o livre arb trio a partir de exemplos e eles s o os paradigmas Uma vez que aprendemos essa express o a partir dos paradigmas os quais existem o livre arb trio existe HACKING 2013 p 26 27 Outro aspecto problem tico para a indu o com rela o a base experimental em determinar a quantidade que represente um n mero expressivo para a base experimental e um n mero de varia es situa es diferentes e n o sup rfluas Para definir tais par metros deve se apelar para algum conhecimento te rico mas tal apelo vai contra o princ pio indutivistas de que a teoria inicia da observa o Em rela o a base experimental podemos exemplificar com o exemplo cl ssico dos corvos pretos ou seja quantos corvos pretos devemos observar para com um n mero expressivo de proposi es de observa es singulares ent o afirmar que todos os corvos s o pretos Conclus o n o h como garantir que uma proposi o verdadeira mas sim afirmar que possivelmente verdadeira o que implica para um recuo da indu o para a probabilidade o que n o resolve o problema da indu o pois teremos ainda uma afirma o universal considerada possivelmente verdadeira tamb m falho parece nos a refer ncia entre a base experimental e a lei inferida
373. s categ ricos em afirmar que eles se tornaram menos provis rios e um tanto mais completos Apresentando assim ind cios de um perfil de especulador caracter stico daquele observador alerta que somente quem est inserido na cultura de laborat rio possui com uma postura empreendedora cr tica articuladora diante da ci ncia e das tecnologias Portanto podemos concluir que a especula o complexa das entidades relacionadas com a lei fundamental dos movimentos manipuladas com propriedade nos aparelhos artesanais e tecnol gicos tornaram as entidades for a varia o da quantidade de movimento tempo de intera o sistemas modelos conserva o e outras um tanto mais reais nas imagens que os estudantes passaram a considerar no seu sistema de cren as e podemos dizer com uma representa o mais pr xima de um realismo cient fico Tratando ainda da sequ ncia did tica defendemos que de fundamental import ncia n o ignorar o senso comum dos estudantes pois eles j possuem suas 258 representa es de mundo e o professor que ignora tais representa es ing nuo em acreditar que com sua erudi o e de li es repetidas conseguir exorcizar o peso da tradi o do senso comum que os estudantes em seu realismo ing nuo e empirismo claro constru ram nos anos que antecederam aquela aula de algum ju zo da f sica Mas como j dissemos o professor ing nuo que procede ignorando o conhecimento pr vio dos estudantes ensina p
374. s da problematiza o inicial com a geometriza o queremos que os estudantes comecem a racionalizar as entidades te ricas de forma aumentar a abstra o pois do nosso interesse medida que a sequ ncia did tica avan a tamb m aumente a exig ncia da racionalidade dos estudantes para o aperfei oamento do perfil epistemol gico em rela o aos tipos tratados Pois Sem o equacionamento racional da experi ncia determinado pela formula o de um problema sem o constante recurso a uma constru o racional bem expl cita pode acabar surgindo uma esp cie de inconsciente do esp rito cient fico que mais tarde vai exigir uma lenta e dif cil psican lise para ser exorcizado Bachelard 2013 p 51 N o somos ing nuos que a racionaliza o discursiva e complexa n o sofra resist ncia pelas convic es primeiras a necessidade de certeza imediata a necessidade de partir do certo e a doce cren a na rec proca que pretende que o conhecimento do qual se partiu era certo Bachelard 2013 p 51 Portanto os obst culos epistemol gicos dos estudantes ser o constantemente bombardeados com a provoca o a abstra o Para provocar a abstra o utilizamos de uma atividade experimental para que os estudantes especulem entorno de uma s rie de atropelamentos de livros Tabela 17 atividade da sequ ncia did tica de geometriza o para manipular quantidade de movimento massa e velocidade Continua ATROPEL
375. s do movimento de carrinhos submetidos s diferentes for as motoras tais filmes ser o utilizados no laborat rio de inform tica do CEP no software Tracker para medidas de tempo e determina o de acelera es relacionadas s for as motoras sobre os carrinhos Pergunta 8 Investir em uma atividade s cio cultural durante a experimenta o na rela o entre pares estudantis ou entre estudantes e o professor apostando na figura do indiv duo andaime como elemento facilitador na assimila o de um novo conceito aprimora o processo de ensino aprendizagem A disposi o do mobili rio do laborat rio do CEP e a proposta de trabalho em grupo facilitam a atividade s cio cultural facilitam o di logo entre os pares estudantis e com os professores que acompanham a experimenta o em uma 178 perspectiva de jogo bilateral Em um ambiente organizado mas n o disciplinador pois a disciplina simplesmente conquistada pelo interesse dos estudantes na atividade experimental Pergunta 9 Nosso trabalho prop e um par experimental artesanal e tecnol gico a parte artesanal funciona como contextualiza o para a investiga o cr tica dos conceitos cient ficos na escola b sica Na apresenta o de um novo conceito associado com um fen meno a apresenta o com um contexto facilita a representa o da imagem do conceito e associado com um fen meno uma vez partindo de uma representa o o estudante deve trilhar o caminho
376. s e teorias podem ser descobertas ou inventadas E ent o aparece uma caracter stica importante da ci ncia de explicar e prever novos fen menos a partir da dedu o das leis e teorias Conforme a representa o 112 Previs es e Leis e teorias explica es Indu o Dedu o Figura 9 esquema do indutivismo para previs o e explica o de novos fen menos A quest o quando um observador bem treinado vai a campo para realizar Fatos adquiridos atrav s da suas observa es livres de qualquer preconceito as realiza com que prop sito Considerando que a observa o espec fica e portanto na maioria das vezes na ci ncia n o ao acaso indica a intencionalidade de que a observa o j est alicer ada em alguma forma o de ju zo conceito ou teoria mesmo que elementar e pouco elaborada O que um homem v depende tanto daquilo que ele olha como daquilo que sua experi ncia visual conceitual pr via o ensinou a ver Na aus ncia de tal treino somente pode haver o que William James chamou de confus o atormentada e intensa KUHN 2013 p 204 Outro ponto como uma lei ou teoria uma afirma o geral e irrestrita serem justificadas com uma base de evid ncia limitada portanto contendo um n mero limitado de proposi es de observa o Que eventualmente pode existir uma proposi o de observa o singular falsa por m admitida como verdadeira que por deriva o l gica induzir a
377. s esse tipo de manipula o da entidade quantidade de movimento ser uma maneira mais adequada para que os estudantes adquiram uma forma de representar essa grandeza e como ela relaciona se com a for a que provoca sua varia o no tempo constituindo a lei fundamental dos movimentos Escolhemos assim pois parece nos que a abordagem por Newton de tais problemas e como ele construiu o Principia sugerem um poss vel caminho da evolu o do seu racionalismo em rela o aos tipos te ricos envolvidos nos problemas entorno do canh o e da artilharia Os respectivos disc pulos de Descartes e de Leibniz discutiram por muito tempo sobre a verdadeira grandeza conservada durante o movimento seria 75 a quantidade de movimento ou a for a A mec nica newtoniana deveria finalmente dar raz o s duas teorias estabelecendo que a quantidade de movimento cartesiana e a for a leibniziana s o ambas conservadas Ben Dov 1996 p 43 Esclarecendo que a for a de Leibniz hoje a tratamos como a grandeza energia e que a adi o da for a viva e da for a morta denominamos de energia mec nica Tratamos portanto de uma representa o de mundo de Descartes e de Leibniz para os tipos te ricos que seus seguidores discutiam e que Newton delimitou e soube fundamentar atrav s da linguagem f sico matem tico no Principia caracterizando de certa forma que os tipos te ricos herdados devem no seu pen
378. s estudantes da lei fundamental dos movimentos e v discuss o no grande grupo das particularidades da atividade experimental manipulada 217 Preferimos retomar as rela es de proporcionalidade direta e inversa que os estudantes articularam nas duas ltimas atividades mas que no nosso entendimento merecia mais um refor o para tanto utilizamos de uma problematiza o ilustrando com imagens a constru o de um muro de arringo por empreita e exploramos em rela o a tempo de constru o n mero de oper rios e sal rios Representando utilizando a linguagem formal matem tica para representar as rela es de proporcionalidade e orientando os estudantes que adotar amos essa linguagem no roteiro experimental Refletindo sobre os elementos da nossa matriz 1b 1c e 1d do dia 03 11 2013 retomamos a rela o que define a quantidade de movimento atrav s do produto da velocidade pela massa e ainda recordamos a condi o da conserva o da quantidade de movimento com for a resultante externa nula e se n o fosse o caso haveria varia o da quantidade de movimento Com a inten o de preparar o esp rito dos estudantes para a pr xima problematiza o envolvendo cinto de seguran a e a for a impressa como elemento capaz de alterar a quantidade de movimento no tempo de intera o Em rela o aos elementos 3a 3b 3c e 3d relativo a data de desenvolvimento da atividade consideramos a problematiza o envolvendo o
379. s para quest es de por que exceto quando dizem que os fen menos regularmente ocorrem de tal forma Hacking 2012 p 108 3 Antientidades te ricas os positivistas tendem a ser n o realistas e isso n o apenas porque restringem a realidade ao observ vel mas tamb m porque s o contra as causas e duvidam das explica es Hacking 2012 p 108 Ainda na primeira op o a que colocamos alinhado com o ensino tradicional de ci ncia h ind cios que este ensino n o corresponde as expectativas da juventude que frequenta a escola b sica que n o se motiva em um modelo que valoriza a reprodu o memoriza o e transmiss o autom tica de conhecimentos que s o ensinados como prontos e acabados Sequ ncia de conte dos justapostos que ao nosso ver n o foram organizados segundo uma epistemologia adequada ao racioc nio cient fico Entenda se aqui que n o estamos criticando a Escola Positivista de Comte mas somente algumas caracter sticas que por tentativa equivocada foram transformadas e incorporadas em m todos de ensino que n o contribu ram de forma satisfat ria ao ensino tradicional de ci ncia O behaviorismo na abordagem skinneriana inspirou por exemplo Fred Simmons Keller atrav s da instru o programada m todo que recebe o seu nome m todo Keller e que resumidamente constitui se segundo Moreira 2011 Para se usar do m todo Keller o conte do do curso deve ser dividido em um n mero relativamente gr
380. s pontos que consideramos falhos nessa forma de empirismo que parecem ter sido exoticamente inseridos pelo projeto PSSC como metodologia no ensino de F sica pelo menos a respeito da segunda lei de Newton 3 3 1 2 Cr tica a uma forma ing nua de empirismo Antes de apresentarmos a sequ ncia did tica com o entrela amento entre a teoriza o e a experimenta o queremos destacar porque refutamos as pr ticas ing nuas indutivistas que alicer am uma impress o ing nua a respeito da ci ncia de que Conhecimento cient fico conhecimento provado As teorias cient ficas s o derivadas de maneira rigorosa da obten o dos dados da experi ncia adquiridos por observa o e experimento A ci ncia baseada no que podemos ver ouvir tocar etc Opini es ou prefer ncias pessoais e suposi es especulativas n o t m lugar na ci ncia A ci ncia objetiva O conhecimento cient fico conhecimento confi vel porque conhecimento provado objetivamente CHALMERS 1993 p 18 Para o indutivismo ing nuo a ci ncia inicia com a observa o o observador utilizando dos rg os do sentido da vis o da audi o registra fielmente e de forma objetiva dados que pode ver e ouvir de forma completamente neutra e totalmente desprovida de qualquer preconceito Da base de dados obtidos e das afirma es singulares do observador que chamaremos de proposi es de observa o e com deriva es l gicas afirma es gerais como lei
381. s que realizamos em rela o a representa o dos estudantes em rela o a conserva o da quantidade de movimento e tamb m a dificuldade na articula o atrav s das rela es de proporcionalidade entre o racional e o emp rico Para a representa o 42 4 n o apresentam nenhuma percep o e para o restante a representa o ainda provis ria e incompleta o novamente ressaltamos que estamos diante de um obst culo epistemol gico de conhecimento geral colocaremos um exemplo para ilustra o com o estudante 32 A quantidade de movimento foi menor com o peso pois o carrinho mais pesado quebra o sistema sendo mais pesado Menor tamb m pois tinha mais atrito com a superf cie da mesa 209 dif cil devido ao obst culo de correla o universal conseguirem desprezar for as externas ao sistema e admitir para manipula o da entidade conserva o que se trata de um sistema isolado Tamb m aparece termos animistas de quebrar o sistema sinal de um esp rito pr cient fico e ainda o equ voco na representa o entre a entidade massa e peso tamb m reflexo de um senso comum alicer ado no cotidiano de realismo ing nuo que esses estudantes representam seu empirismo imediato Consideramos as impress es que obtivemos na manipula o dos dados em rela o a atividade Ill que nortearam a elabora o da atividade IV que descrevemos no cap tulo tr s com a proposi o aos estudantes de uma atividade experimental para
382. samento sofridos uma evolu o epistemol gica Destacamos esses problemas pois relacionam se de forma direta com a nossa pesquisa entretanto existem tantos outros que n o citaremos para n o alongar nosso texto E embora no Principia Newton n o aponte suas fontes de inspira o o seu texto apresenta uma base s lida te rica de car ter geral para resolver uma s rie de problemas particulares que condizem com aqueles problemas que nos referimos e que s o contempor neos da atividade de Newton O Principia de Newton apresentado numa linguagem matem tica abstrata e seria imposs vel portanto encontrar em sua obra refer ncias expl citas s rela es entre os problemas por ele resolvidos e as exig ncias t cnicas das quais se derivaram Hessen 1984 p 51 Com ind cios fortes que Newton n o era um cientista isolado do seu mundo estava preocupado com os problemas que assolavam sua poca de ci ncia normal no sentido kuhniano e que buscava solu es para esses problemas E que no exerc cio do seu of cio ajudou o aperfei oamento do seu estilo de raciocinar Caracter sticas que s o apontadas por Hessen 1984 e que reproduziremos Esse breve perfil do Principia mostra a completa coincid ncia entre as tem ticas f sicas da poca que emergiam de exig ncias econ micas e t cnicas com os principais argumentos do Principia que se constituem numa verdadeira resenha e solu o sistem tica do c
383. sempre no item a apelaram para a primeira intui o a qual sabemos apoiada no seu realismo ing nuo na maioria das 201 vezes equivocada E apontamos aqui um outro obst culo epistemol gico associado ao mito da digest o em que se valoriza aquele processo que mais demorado de maior tempo de dura o portanto muitos estudantes intuitivamente acreditam que os passageiros que sofrer o mais s o aqueles que est o em uma colis o mais demorada e os que sofrer o menos s o aqueles que est o em uma colis o r pida conforme descrito pelo estudante 18 e 20 Estudante 18 Na colis o r pida pois h mais chances de ela n o ser letal Estudante 20 Na colis o r pida porque n o irei ter muitas les es Por senso animista consideram que a batida r pida no tempo menor mito da digest o ser o efeito da batida minimizado Respondem de forma animista alicer ado em mito que constitui um obst culo epistemol gico mesmo com a resposta induzida no item b percebemos portanto o quanto enraizado as intui es primeiras que permeiam o realismo ing nuo dos estudantes Na tica CTS percebemos em rela o a utiliza o do cinto de seguran a apesar de n o utilizarem dos termos F At e das rela es de proporcionalidade representam de forma adequada a fun o do cinto de seguran a pois sa ram se melhores no item b associando a mais demorada em termos de amortecimento mesmo sem a clareza do porqu
384. sendo o algo que era transferido de uma esfera para outra no p ndulo de Newton inclusive apresentada formalmente conforme o estudante 09 O algo que transferido a quantidade de movimento que composta por massa m multiplicada pela velocidade v Tipo que n o tinha aparecido nas representa es dos estudantes na primeira aplica o do question rio Ainda na quest o 05 muitos escreveram associado com a problematiza o a necessidade do sistema isolado para que o p ndulo funcionasse por tempo indeterminado como escrito pelo estudante 08 O p ndulo funciona atrav s da transfer ncia da quantidade de movimento fazendo assim uma bolinha de mover batendo na outra e o movimento continua Se n o houver for as externas atuando ele continua como por exemplo atrito com o ar Nas quest es 06 09 exploramos as rela es de proporcionalidade entre massa e velocidade e entre for a e tempo de intera o e comparando os n meros das duas tabelas encontramos ind cios que muitos estudantes melhoraram seu entendimento de como manipular as rela es de proporcionalidade entre as entidades envolvidas nas problematiza es Por exemplo para a quest o 6 c 80 6 manipularam de forma mesmo que de forma provis ria a compensa o entre massa e velocidade na colis o que foi problematizado Conforme a descri o do estudante 36 O de massa menor vai ir mais r pido ainda por causa do de massa maior que na colis o parou e que tr
385. sicologia do erro da ignor ncia e da irreflex o Bachelard 2013 p 23 Pr tica educacional que contribui para emperrar o entendimento de uma nova entidade te rica apoiada em uma erudi o professoral definida assim por Bachelard 2013 Alma professoral ciosa de dogmatismo im vel na sua primeira abstra o fixada para sempre nos xitos escolares da juventude repetindo ano ap s ano o seu saber impondo suas demonstra es voltada para o interesse dedutivo sustent culo t o c modo da autoridade ensinando seu empregado como fazia Descartes ou dando aula a qualquer burgu s como faz o professor concursado Bachelard 2013 p 12 Alma que ignora por completo a racionalidade do estudante a qual est apoiada em raz o do senso comum dos estudantes que transparece quando procuram responder com explica es f ceis e prontas apoiadas em aparatos metaf ricos e analogias com outras situa es particulares j experimentadas que constituem um realismo ing nuo e de um empirismo primeiro cheios de intui es primeiras equivocadas formadoras de um senso comum pr cient fico Percebe se ali s com que leviandade o esp rito pr cient fico associa ideias gerais com fatos particulares insignificantes Bachelard 2013 p 265 3 2 1 1 Questionando o senso comum dos estudantes em rela o ci ncia e entidades cient ficas Com a inten o de impor uma nova mentalidade de cultura experimental em nosso labor
386. so de ensino aprendizagem de f sica ii O par artesanal e tecnol gico em uma perspectiva de racionalidade e empirismo aperfei oa o perfil epistemol gico e motiva a atitude do estudantes como um solucionador de problemas na medida que com a manipula o de tipos da f sica aumenta o realismo cient fico desses tipos como por exemplo das entidades que se relacionam na lei fundamental dos movimentos e que os estudantes manipulam de forma diversa PERGUNTA DE PESQUISA uma metodologia de ensino de f sica racional e emp rica articulada por modelos da f sica e estruturas f sico matem ticas na busca de solu es de situa es problema utilizando de aparatos artesanais e tecnol gicos podem aperfei oar em quais aspectos o perfil epistemol gico de estudantes do 9 ano do ensino fundamental a respeito dos tipos relacionados com a lei fundamental dos movimentos PROBLEMA CONTEXTO DE PESQUISA um ensino de f sica de car ter tradicional que prima pela reprodu o memoriza o e automatiza o parece refor ar o realismo ing nuo e empirismo claro dos estudantes que apresentam um senso comum muito aqu m do pensamento cient fico Estudantes que representam uma imagem da ci ncia de cunho doutrin rio com postulados prontos e acabados que ensinada de forma autom tica e descontextualizada do mundo N o contribuindo para o letramento cient fico do estudantes para que adquira uma atitude de enfrentamento e de entendi
387. sobre ela por falta de conhecimento cient fico e tecnol gico promovendo uma utiliza o n o especulativa complexa da tecnologia Para Hacking designa es mais atuais como abuso de crian as outrora diagnosticada por especialistas da poca de forma mais atenuante como crueldade com crian as Hacking 2012 p 19 Que ao mesmo tempo efeito de uma constru o social e algo real s o um exemplo de como novas classifica es podem transformar as identidades atribu das aos indiv duos desde que eles se reconhe am como tais al m de indicarem normalmente um avan o no papel liberalizador que as ci ncias humanas podem desempenhar aos leigos Se assim embora o mundo da vida possa estar cada vez mais esvaziado da produ o epist mica das ci ncias naturais apesar de cada vez mais cheio de seus produtos tecnol gicos as ci ncias humanas s o paradigmas de uma rela o cada vez mais rica e estreita entre especialistas e leigos fundamentada em um jogo de ida e volta efeito retroativo Hacking 2012 p 19 Os estudantes da escola b sica alienam se na utiliza o das tecnologias estas refor adas no mito da substancializa o essa subst ncia virginal escondida no mago de cada coisa exemplo claro de uma subst ncia privilegiada priori que constitui um obst culo ao pensamento emp rico fiel Bachelard 2013 p 151 E refor ada pela utiliza o autom tica por longos p
388. squemas com pouca ou nenhuma representatividade do fen meno real PINHO 2000 p 65 66 Desta forma ao tratarmos do laborat rio e n o tratado no sentido mais tradicional de manipula o de aparelhos experimentais mas em um sentido mais amplo incluindo a concep o de ensino de ci ncia na qual o laborat rio est inserido Ou seja o importante como n o se resume a manipula o de objetos e artefatos concretos e sim o envolvimento comprometido com respostas solu es bem articuladas para situa es problematizadas colocadas em atividades que podem com o aparelho concreto de experimenta o ou ser puramente de pensamento Como abordamos em particular na explora o experimental da segunda lei de Newton que cumpre o seu papel em termos de metodologia do uso do aparelho experimental atendendo aspectos de motricidade e de aperfei oamento de habilidades mec nicas no uso do aparelho conforme apontado por Pinho 2000 Mesmo com cr ticas existe um consenso entre os professores em geral que assumem a validade do laborat rio tradicional frente a objetivos como a possibilitar que o aluno interaja com o equipamento b verificar comprovar leis e princ pios f sicos c habilitar os estudantes no manuseio de instrumentos de medidas d oferecer suporte s aulas e ou cursos te ricos Dois dos objetivos est o relacionados com manipula o ou com algum tipo de habilidade motora e podem portanto ser atingidos de outra
389. stas para cada problematiza o Na segunda atividade os estudantes n o tiveram nenhuma dificuldade em perceber o que se conservava era o n mero de figurinhas desta representa o pelos estudantes fizemos a associa o com a proposta da terceira atividade na manipula o da conserva o da quantidade de movimento em sistemas com uma boa aproxima o de sistemas fechados para um lapso de tempo pequeno Percebemos conforme registramos nos itens 2c e 2d os estudantes como contexto de primeiro laborat rio demoraram alguns minutos para ambienta o pois n o est o habituados no papel de experimentadores e sim de expectadores Tamb m percebemos os estudantes muito mais emp ricos do que reflexivos o que no princ pio os atrapalhou em pensar no que observar durante a manipula o como manipular o experimento e como considerar o sistema aproximado Por exemplo no experimento de lan amento do proj til no barco os grupos tiveram dificuldade em perceber a conserva o da quantidade de movimento primeiro devido dificuldade em identificar o sistema isolado pois possuem a cren a ing nua da correla o universal e assim para conseguir abster se do mundo 205 para os estudantes constitui o obst culo epistemol gico de conhecimento geral que se alicer a no mito da substancializa o Entretanto conforme registramos nos itens 1b 2a e 2b foi estabelecido um jogo bilateral e os elementos andaime de cada grupo e os
390. tado de que leis da f sica como comprovadas cientificamente com a inten o se na opini o dos estudantes esta caracter stica positivista possui consist ncia novamente a maioria dos estudantes 19 para 4 d e 22 para 4 e estudantes ao todo posicionaram se com tal concep o do ensino tradicional da ci ncia conforme a transcri o do estudante 18 para o item 4 d Estudante 18 Eu acredito nas leis que s o comprovadas cientificamente n o fico procurando estud las mas sempre memoriz las Percebemos no estudante 18 uma cren a na ci ncia como doutrina em uma atitude n o reflexiva e modo de interagir com as leis no sentido de memoriza o caracter stica que remete ao ensino autom tico e de reprodu o O mesmo estudante quando interpelado no item 4 e caso uma lei f sica fosse contestada com uma falsifica o por experimenta o o estudante sem titubear da sua cren a escreve Estudante 18 Continuaria acreditando nessa lei apesar que seja contestada Inferimos portanto que o quadro inicial que apontava um porcentual de 75 dos estudantes com uma forma o de ensino tradicional de ci ncia foi corroborado a medida que analisamos as demais quest es e determina portanto um quadro de maior gravidade em termos de percep o de ci ncias por parte dos estudantes tal percep o pode funcionar como uma barreira epistemol gica para uma educa o cient fica que exija uma especula o complexa 198 4 4 1
391. tadual do Paran com ind cios de atividades automatizadas e de reprodu o e que apresentaremos tamb m no segundo cap tulo que trata de uma an lise documental sobre os roteiros que instru ram as atividades experimentais da segunda lei de Newton nas ltimas cinco d cadas e um poss vel paralelo com as concep es de ensino de ci ncia tratadas para a escola b sica no qual os roteiros foram elaborados Investigamos os manuais de instru o do PSSC e os manuais de instru o na sugest o de roteiros de laborat rio das empresas que produzem equipamentos para o laborat rio tradicional de f sica e roteiros produzidos por professores de 31 laborat rio das institui es p blicas de ensino que tivemos acesso para realiza o da pesquisa Nossas inquieta es apareceram em torno da alta gama de pr ticas demonstrativas e reprodutivas onde se propagavam rela es extremamente automatizadas e num tom de um tipo de guia tur stico com pouco ou nenhuma intera o por parte dos estudantes no n vel do ensino m dio ancoradas em uma concep o de ensino de ci ncia associada segundo o que nos parece alicer ada com caracter sticas de um positivismo ing nuo em particular com o princ pio da verificabilidade e da descoberta de leis ou seja percep o popular ou tradicional do ensino da ci ncia que nos parece um tanto de senso comum pr cient fico em uma tentativa mal sucedida em transformar em um m todo para a educa o pr
392. tamentalistas mais recentes como a de Skinner que influenciou profundamente o ensino das d cadas de 60 e 70 e que ainda hoje encontrado nas salas de aula portanto n o devem ser deixadas de lado e sim investigadas para ajudar para uma vis o ampla dos processos de ensino aprendizagem 26 por exemplo em um laborat rio de pesquisa avan ada Procurar as poss veis origens em que se fundamenta a confiabilidade extremada na ci ncia 4 Averiguar se apresentado um material instrutivo potencialmente significativo em um contexto problematizado e da viv ncia dos estudantes valorizando o racional e o emp rico de forma equilibrada e equivalente se poss vel a forma o de ju zo de car ter abstrato e de alto grau de generalidade sobre conserva o da quantidade de movimento Com a apresenta o de situa es problema e instigantes que na busca de solu es poss veis o estudante possa articular com modelos f sicos com o tipo te rico de pano de fundo E com essa manipula o do tipo te rico aumente o realismo cient fico daquele tipo te rico Manipular de ferramentas tecnol gicas de forma especulativa complexa para que estas n o se tornem obst culos epistemol gicos Ferramentas artesanais e tecnol gicas do acervo do laborat rio de f sica carrinhos IBEC e de Fletcher e outras que fazem parte do mundo do qual os estudantes s o nativos tais como o aparelho celular que empregado nas fun es de cron metro ou filmagem
393. taram 06 estudantes Portanto para a an lise dos dados do question rio consideraremos 29 estudantes que o responderam E por economia de espa o para a tabela n o inclu mos os n meros correspondentes a essas estudantes Apresentaremos agora os gr ficos constru dos e relacionados com tabelas 23 e 24 Quest o 01 do question rio representa es dos estudantes a respeito da ci ncia Representa o da Ci ncia como processo em constru 24 present a o da Ci ncia como doutrina 76 Gr fico 1 investiga o de como os estudantes representam imagem da ci ncia e da experimenta o as N MERO DE ESTUDANTES 190 Quest o 02 do question rio E Poss veis origens da representa o dos estudantes o o o l PROFESSORES ESCOLA TV INTERNET PERI DICOS ESTUDANTES ANTERIOR PARTICIPANTES ORIGENS RESPONDIDAS PELOS ESTUDANTES Gr fico 2 investigando poss veis origens da representa o dos estudantes a respeito da N MERO DE ESTUDANTES experimenta o em ci ncia QUEST O 03 DO QUESTION RIO E Estudantes que representam entidades de modo pr cient fico lt N N N N o N DIFERENCIA UM SENSO COMUM EXEMPLIFICA CARACTER STICAS TOTAL DE TIPO JUR DICO ANIMISTA ENTIDADES DO POSITIVISMO ESTUDANTES DE UM TIPO DA TE RICAS DA F SICA F SICA QUEST ES RELACIONADAS COM AS REPRESENTA ES DOS ESTUDANTES Gr fico 3 estudantes que representam as entidades de modo
394. tegrar As tecnologias antigas e contempor neas na experimenta o E que particularidade a modalidade tecnol gica n o pode ser substitu da pela artesanal 175 Proposta de uma metodologia de experimenta o de entrela amento do racional e do emp rico professores de forma o tradicional em ci ncia ser o capazes de aperfei oar seu pensamento pedag gico e alterar sua forma de trabalhar 4 Experimenta o concep o artesanal e tecnol gica Uma experimenta o que exija dos estudantes uma especula o complexa conseguir promover um aperfei oamento do senso comum dos estudantes para um racioc nio mais cient fico Uma experimenta o que exija um aumento gradativo da abstra o nas atividades contribuir para desconstru o de intui es primeiras dos estudantes Qual a intencionalidade de uma metodologia utilizada no laborat rio de f sica que aposte na integra o da problematiza o da teoriza o e da experimenta o como proposta de letramento cient fico para o EFII poss vel que com a manipula o de tipos da f sica propostos nas situa es problema relacionados na lei fundamental dos movimentos aumente o realismo cient fico desses tipos Como efetivar a estrutura de proposta de experimenta o da 22 lei de Newton transitando pelas fases artesanal tecnol gica com o carrinho de Fletcher e com o Tr
395. temologia newtoniana quando opina sobre a supera o das intui es e empirismos primeiros que alicer am o realismo ing nuo que na forma o intelectual de Newton fizeram 77 parte at gue ele aperfeicoa seu perfil epistemol gico dos tipos te ricos envolvidos na lei fundamental dos movimentos Interessa nos reproduzir a tradu o das defini es de Newton para quantidade de movimento e for a imprimida do Principia Defini o Il a quantidade de movimento a medida do mesmo obtida conjuntamente a partir da velocidade e da quantidade de mat ria Newton 2008 p 40 Defini o IV uma for a imprimida uma a o exercida sobre um corpo a fim de alterar seu estado seja de repouso seja de movimento uniforme em uma linha reta Essa for a consiste apenas na a o e n o permanece no corpo quando termina a a o Pois um corpo mant m todo novo estado que ele adquire somente por sua in rcia Newton 2008 p 41 Com a clareza das defini es de Newton imaginamos o longo caminho que realizou para vencer os obst culos impostos pelas intui es animistas sobre os tipos te ricos da quantidade de movimento e da for a e Newton reconhece no senso comum a necessidade de transpor tais obst culos epistemol gicos Contudo admito que o leigo n o concebe essas quantidades sob outras no es exceto a partir das rela es que elas guardam com objetos percept veis Da surgem certos preconceitos par
396. ticada hoje Assim ele tem sido um tanto maltratado por alguns fil sofos que prezam pela teoriza o os quais o chamam indutivista Hacking 2012 p 350 Tal como Hacking 2012 achamos injusto tal rotula o de Bacon pois foi o pr prio Bacon que disse que concluir o trabalho n o se tendo feito nada mais do que enumerar casos particulares como fazem os l gicos sem uma inst ncia contradit ria concluir por demais precariamente Hacking 2012 p 350 Achava portanto a simples indu o de grande futilidade Bacon j percebia o entrela amento entre as habilidades racionais e emp ricas como lembrado por Hacking ao transcrever de uma analogia que Bacon extrai uma moral da vida dos insetos Hacking 2012 p 350 O homem que faz experimentos como a formiga que coleciona e manuseia j o homem que especula como a aranha que constr i teias a partir de sua pr pria subst ncia Mas a abelha vai pelo caminho mediano ela coleta material das flores do jardim e do campo mas o transforma e digere por um poder que lhe pr prio O verdadeiro trabalho da filosofia assemelha se a esse procedimento pois ele n o depende inteira nem principalmente dos poderes da mente nem tampouco toma a mat ria que a hist ria natural e os experimentos lhe ofereceram armazenando a 108 simplesmente na mem ria como um todo mas deposita o no entendimento uma vez alterada e digerida Hacking 2012 p 351 Retomando
397. tidade for a muitos n o concebem que a for a existe enquanto h intera o Transcrevemos a representa o do estudante 09 Estudante 09 O algo que transferido a for a como expliquei na quest o 5 a ela vai sendo reutilizada ao longo do processo Passa de uma bolinha a outra lei da a o e rea o Apesar de compreender que existe na intera o a terceira lei de Newton apresenta um equ voco em afirmar que a for a passa de uma esfera para a outra que constitui uma imagem que atrapalhar na compreens o do funcionamento do p ndulo e que a entidade transferida se trata da quantidade de movimento A utiliza o dos conceitos ocorre de maneira geral de forma equivocada trocando um conceito por outro ou ent o existe na representa o de imagens do estudante por m n o da maneira formal como o letramento cient fico deve alcan ar Em muitos casos existem equ vocos que constituir o obst culos que ser o de dif cil retifica o pois essas primeiras imagens s o sempre de dif cil exorcismo 199 E encontramos um ponto que ter que ser considerado na nossa sequ ncia did tica em que os estudantes ultrapassem o obst culo da substancializa o e que com diferentes situa es experimentais com a transfer ncia da quantidade de movimento vasculhando sua raz o para diminuirmos as explica es de modo geral e que se atenham em uma especula o complexa e particular daquele tipo de problema envolvendo o p ndul
398. tido devemos apostar em uma proposta de atividade experimental orientada por um roteiro experimental mais flex vel devidamente planejado pelo professor que deixar um caminho aberto ao verdadeiro di logo no sentido freiriano em que as expectativas e ideias pr vias a respeito do fen meno observado e da situa o problema instigante ser o relevantes na busca e constru o de poss veis solu es ou seja o estudante ser ouvido de forma honesta em um di logo horizontal entre professor colaborador e estudante empreendedor A organiza o do planejamento do professor deve considerar que a atividade agregar valor considerando a participa o do estudante na busca de solu es de um problema instigante um quebra cabe as no sentido kuhniano Para ser classificado como quebra cabe as n o basta um problema possuir uma solu o assegurada Ele deve obedecer a regras que limitam tanto a natureza das solu es aceit veis como os passos necess rios para obt las Solucionar um jogo de quebra cabe as n o por exemplo simplesmente montar um quadro KUHN 2013 p 108 Que diferentemente de um exerc cio experimental n o possui uma solu o imediata O que interessa o processo em resolver uma determinada situa o perturbadora e as conjecturas produzidas no empreendimento por parte dos estudantes na busca de poss veis solu es sempre submetidos a uma entidade te rica tanto como as leis e teorias proporci
399. tilizamos na atividade experimental devido ao tempo limitado cerca de duas aulas um problema relativamente fechado No qual o problema e procedimentos s o definidos pelo professor atrav s de um roteiro experimental e aos estudantes coube coletarem os dados indicados e realizarem conjecturas no grupo e no grande grupo e obterem as conclus es 45 3 Levar os estudantes a atingirem o patamar de aprendizagem criativa para que sejam capazes de aprenderem f sica independentemente Zimmermann Bertani 2003 4 Instruir os estudantes na produ o de textos na constru o de ju zos e de representarem atrav s de desenhos as situa es problema para desenvolverem e articularem suas ideias e opini es sobre o princ pio f sico experimentado 5 Mediar o trabalho em grupo de estudantes nas bancadas do laborat rio para que todos possam expressar e defender suas ideias sobre o conceito f sico experimentado e como aprender ci ncia no processo de investiga o 6 Assistir e filmar os estudantes durante o planejamento de a es e execu o da atividade experimental 7 Explorar as ideias e opini es dos estudantes sobre os princ pios f sicos experimentados no laborat rio 8 Retomar conte dos conforme aprecia o das produ es dos textos e representa es propostas nos roteiros de experimentos 9 Conduzir os estudantes a avaliarem sua participa o na atividade experimental Como professores de laborat rio e na proposta de
400. tipos da f sica ajudar os estudantes em crer em tais tipos muito mais que longas explana es te ricas Perceba o que Hacking 2012 nos ensina A ci ncia n o um esporte de espectador um jogo para ser jogado e os jogadores de futebol para usar um exemplo brasileiro n o inferem a exist ncia da bola eles a chutam cabeceiam t m um objetivo com ela normalmente a perdem mas s vezes marcam gols Hacking 2012 p 43 Por exemplo com a manipula o da for a em rela o a um sistema que pode conservar a quantidade de movimento no caso de resultante de for as externas nula ou que pode n o conservar a quantidade de movimento se a resultante de for as for diferente de zero Em outras palavras n o questionamos a validade da lei fundamental dos movimentos mas sim a manipulamos em diferentes contextos de situa es problemas que permitem a investiga o dos tipos que a constitui Enfim o trabalho experimental fornece a evid ncia mais forte da realidade de uma entidade te rica que n o pode ser observada Hacking 2012 p 43 O aparato experimental permitir uma manufatura por parte dos estudantes que n o ficar na apar ncia mas ir al m como forma de representa o de imagens atrav s da cria o de fen menos que ser o modelados com leis f sicas e com estruturas matem ticas articulados com os fatos do empirismo do aparelho experimental Contribuindo assim com um sistema de cren a por partes dos
401. tipos de evid ncia para a realidade de uma entidade postulada ou inferida nossa capacidade de entender algo a respeito de seus poderes causais como por exemplo por meio da medi o Esse tipo de compreens o atesta se por sua vez quando somos capazes de construir m quinas de funcionamento razoavelmente confi vel as quais se beneficiam deste ou daquele nexo causal de forma que a engenharia e n o a teoriza o a melhor prova do realismo cient fico de entidades Hacking 2012 p 384 Com a manipula o das entidades elas perder o seu estatuto hipot tico para se tornarem objetos comuns da realidade Quando come armos a nos utilizarmos deles para investigar outras coisas Hacking 2012 p 381 Com a inten o de promover a manipula o de entidades nas pr ticas de laborat rio de F sica revimos a es pedag gicas para atender o ensino fundamental com rela o a formata o do tempo de laborat rio Pois a ideia principal tornar o laborat rio mais investigativo atrav s da proposta de situa es problemas em que os estudantes s o provocados para sua resolu o e manipula o das entidades te ricas e do aparelho experimental procurando fugir do modelo de laborat rio de mera demonstra o ou de repeti o de modelos Outro aspecto que cuidamos foi que o ambiente da experimenta o possibilitasse a intera o atrav s do di logo promovendo espa os de questionamentos livres como forma de n o pod
402. tos da lei fundamental da din mica Depois de possivelmente aperfei oado o seu perfil epistemol gico a respeito da lei fundamental dos movimentos se s o capazes de transcender o contexto do laborat rio de f sica e aplicar o conhecimento cient fico em outras situa es Pergunta 6 O que diferencia no processo de ensino aprendizagem a atividade experimental em uma perspectiva de ensino tradicional de ci ncia da experimenta o na perspectiva de ensino de ci ncia que propomos como uma aproxima o e interc mbio entre teoria e pr tica de forma equilibrada e equivalente A escola pelo que parece n o pode mais manter a maneira antiga de ensinar com transmiss o autom tica dos conhecimentos e alienada do mundo da ci ncia e das tecnologias Deve avan ar de maneira que contextualize situa es pr ximas do cotidiano do estudante para a especula o complexa do mundo cient fico e tecnol gico Pergunta 7 Quais as possibilidades de proposta de uma atividade experimental capaz de permitir uma media o entre o contexto escolar com aparelhos tecnol gicos que fazem parte do mundo em que os estudantes s o usu rios leigos o celular como exemplo com uma integra o experimenta o do recurso tecnol gico que os estudantes t m acesso para manipula o de tipos relacionados com a lei fundamental dos movimentos De forma estruturada durante parte artesanal da experimenta o o celular ser utilizado para realizar filme
403. tos em que os estudantes s o familiarizados Dentre os roteiros constru dos escolhemos a sequ ncia did tica te rico e experimental sobre a segunda lei de Newton que conforme a demanda hist rica do nosso laborat rio de f sica do CEP e por n s investigada mostrou que a proposta de atividade experimental sobre a segunda lei de Newton alicer ada em um processo indutivo e de reprodu o manteve se inalterada nos ltimos cinquenta anos com uma proposta de verifica o da rela o entre for a e acelera o Escolhemos de forma diferente uma sequ ncia did tica que valoriza aspectos da rela o entre for a e a varia o da quantidade de movimento que aparece na proposta do GREF grupo de reelabora o do ensino de F sica que nos proporemos a descrever a primeira parte dessa sequ ncia que inicia com a atividade de aplica o de um question rio Optamos em trabalhar a metodologia com estudantes do nono ano do ensino fundamental fase II pois acreditamos que o letramento cient fico que forma o esp rito cient fico Bachelard 2013 deve ser incentivado em toda a escola b sica Permitindo que os estudantes evoluam em rela o ao seu perfil epistemol gico Bachelard 2013 medida que transpuserem os obst culos epistemol gicos que s o caracter sticas que marcam a racionalidade de cada sujeito na busca do seu entendimento de mundo e nossa inten o que atrav s do letramento cient fico o estudante afast
404. troca irredut vel entre experimentos e teoria e assim a separa o total entre experimento e teoria n o desej vel e nem poss vel MILLAR p 109 1987 Uma teoria somente torna se relevante quando prop e o confronto com a realidade atrav s da experimenta o na filosofia de Bachelard 2009 prop e se a 126 dial tica entre empirismo racionalismo que precisa de um elemento de articula o e o realismo cient fico de Hacking 2012 com os tipos te ricos e observ veis que podem ser manipulados experimentalmente e Kuhn 2013 que n o os consideram categoricamente separ veis Teoria e fato cient ficos n o s o categoricamente separ veis exceto talvez no interior de uma nica tradi o da pr tica cient fica normal E por isso que uma descoberta inesperada n o possui uma import ncia simplesmente fatual O mundo do cientista tanto qualitativo transformado como quantitativamente enriquecido pelas novidades fundamentais de fatos ou teorias KUHN 2013 p 67 Institucionalmente a enculturac o cient fica que defendemos aparece nos par metros curriculares do MEC 1999 gue prop e Que o ensino de ci ncias deve propiciar ao educando compreender as ci ncias como constru es humanas entendendo como elas se desenvolvem por acumula o continuidade ou ruptura de paradigmas relacionando o desenvolvimento cient fico com a transforma o da sociedade MEC 1999 p 107 Al m de proporciona
405. u o do pensamento estruturada por uma sequ ncia do realismo ing nuo primeiro passando por um empirismo D3 claro e passando para um racionalismo tal evoluc o para cada entidade em particular Portanto n o sejamos ing nuos na afirma o que revolucionamos o perfil epistemol gico dos estudantes mas podemos assegurar pelas conjecturas que ouvimos de estudantes em particular quando os filmamos que alguns conseguiram transpor alguns obst culos e puderam aperfei oar seu perfil epistemol gico em particular Por exemplo em todos os grupos de estudantes que desconstru ram a representa o da sensa o t rmica como indicador se uma superf cie estava quente ou fria foram categ ricos em afirmar depois da experimenta o com os recipientes com gua que a sensa o t rmica deve ser substitu da por um term metro Com o manuseio do term metro termopar como dispositivo para medir a temperatura das superf cies tabeladas outra discuss o interessante que surgiu nos grupos e que fomos testemunhas foi que os estudantes especularam que possivelmente o term metro estava quebrado ou com defeito express es que se repetiram em todos os grupos de trabalho Indagamo los do motivo de tal conjectura e esses nos responderam que o aparelho n o estava registrando a temperatura das superf cies tabeladas pois marcava sempre a mesma temperatura Imediatamente propusemos que testassem o aparelho segurando a ponteira destinado
406. u o e da outra rela o agora de proporcionalidade direta entre a for a aplicada pelo suporte e massa suspensos e a varia o da velocidade nas palavras de um dos integrantes do grupo 04 212 Integrante do grupo 04 acho que para garantir a mesma rapidez vamos colocar outra massa no suporte J que dobramos a massa do carrinho vamos dobrar a massa no suporte que est suspenso Procuramos atrav s da an lise de conte do nas respostas elaboradas pelos estudantes nos roteiros dados relativos como representaram as rela es de proporcionalidade entre massa e velocidade entre for a e tempo de intera o mesmo que representa es provis rias s o do nosso interesse E tamb m como experimentadores se portaram em rela o ao manuseio e montagem do aparelho experimental e na solu o de problemas de execu o Dados que organizaremos na pr xima tabela Tabela 26 Caracter sticas do perfil do experimentador Caracter sticas do perfil de experimentador Grupos Solu es para os Il Manipula o da entidade quantidade de p problemas de movimento execuc o a Relac o de b Concebe a entidade proporcionalidade de A em relac Q m V o a massa e a velocidade Grupo 1 do 06 dos 06 estudantes 06 dos 06 estudantes 05 dos 06 estudantes estudante 01 ao 07 Grupo 2 do 01 dos 06 estudantes 04 dos 06 estudantes 06 dos 06 estudantes estudante 08 ao 14 Grupo 3 do 07 dos 07 estudantes 03 dos 07
407. udantes mas sim que o conhecimento deve ser apropriado conscientemente pelos indiv duos envolvidos com condi es de contribuir para modificar o senso comum de fundo animista em um senso comum de perspectiva mais cient fica Portanto n o deve existir uma distin o hier rquica de saberes entre professor e estudante e sim um di logo horizontal no qual o ensino e aprendizagem um caminho de m o dupla na constru o do conhecimento Ressalvando a pesquisa a o como concep o apoiamos em CARR e KEMMIS 1986 que evidenciam as potencialidades da pesquisa a o como um corpo te rico mais radicalmente oposto a caracter stica positivista de neutralidade n o compreendemos a pesquisa a o como um mero instrumento de resolu o de problemas na pr tica como um mero instrumento metodol gico Escolhemos a pesquisa a o por entender que est alinhada com nosso pensamento pedag gico de letramento cient fico O qual pode contribuir de como os estudantes representam 172 o mundo da ci ncia e das tecnologias com uma racionalidade que pode ser mais cr tica e de car ter sempre especulativo complexo Destaca se ainda que a pesquisa a o como concep o ancorada na teoria cr tica da matriz frankfurtiana com a constru o de um conhecimento educacional cr tico transformador e emancipat rio portanto a pesquisa a o n o apenas uma t cnica mas tamb m uma concep o de investiga o educacional por consid
408. ue considerando para uma mesma varia o da quantidade de movimento aumenta se o tempo da colis o pelo fato do carro ser mais deform vel a for a de intera o com o obst culo diminui e o que os especialistas chamam de c lula de seguran a do autom vel preservada assim tamb m seus ocupantes portanto uma rela o de CTS impl cita no problema e que pode ser explorada pelo fato de apenas 05 dos 29 estudantes apontarem alguma rela o com CTS na quest o 08 e apenas 03 estudantes na quest o 09 Conforme destacamos o estudante 02 Estudante 02 S o usados materiais mais leves e mais fr geis por m existe a zona de deforma o programado em cada carro que consiste em proteger o habit culo do ve culo minimizando danos aos passageiros Na abordagem em rela o com as rela es de proporcionalidade inversa na colis o entre a for a durante o intervalo de tempo da intera o somente 01 estudantes na quest o 08 e 02 estudantes na quest o 09 representam de forma provis ria o teorema do impulso como varia o da quantidade de movimento claro n o nestes termos formais E aqui podemos identificar que existe um grande obst culo epistemol gico que nos parece relacionado com a intui o animista da interioriza o ou mito da valoriza o do ju zo de menor valor Esclarecendo o que percebemos que se torna dif cil para os estudantes pensarem contra a sua raz o esta que raciocina no sentido de que aquele ve culo que
409. ue os estudantes sejam provocados a investiga o Isto mostrou se promissor e desafiador por se tratar de um terreno novo para os professores de ci ncias e professores de laborat rio de F sica do CEP A atividade investigativa foi importante por permitir novos horizontes de utiliza o da experimenta o no ensino de F sica ainda nessa faixa de escolariza o desde que apropriada e com a adapta o de linguagem correta apostamos em antecipar o aperfei oamento do racioc nio cient fico em termos de abstra o caracter stica que muitas vezes falta quando os estudantes chegam ao ensino m dio 38 2 1 1 O Racional e o Emp rico Como Proposta de Trabalho no Laborat rio de F sica do CEP Acreditamos que nessa importante quest o de aperfei oamento de um racioc nio cient fico podemos contribuir com o laborat rio de f sica Com atividades experimentais em que os estudantes ter o a possibilidade de manipula o de entidades te ricas pois para um c tico como eu resta apenas uma t mida conclus o entidades te ricas de vida muito longa e que acabam n o sendo manipuladas tendem comumente a ser descartadas como grandes enganos Hacking 2012 p 384 De tal forma que neste apoio de argumentos trocas de viv ncias criticidade e d vidas tornam se de suma import ncia o investimento em situa es problemas instigantes que contribuam para a busca de respostas atrav s da experimenta o pois Os melhores
410. uivocadas da Experimenta o Fase III do Nosso Espiral Auto Reflexivo a a a a a io Nano d aaa i a S aka A ns RA en 209 4 4 3 1 Manipulac es da entidade guantidade de movimento atrav s das relac es de pr p rci nalidade o de EAEE E EEEE EE AEE aiae EERE Eei land 209 4 4 3 2 An lise dos dados da fase III eee eee eee eee eee een nn 213 4 4 4 Manipulando a Lei Fundamental dos Movimentos Fase IV do Nosso Espiral Auto REN SXIM O Siena iate ao ano ona n ooo NaN noo o O A 216 4 4 4 1 Manipulac o artesanal da lei fundamental dos movimentos articulac o atrav s das rela es de proporcionalidade raras 216 4 4 4 2 Manipula o tecnol gica da lei fundamental dos movimentos articula o atrav s do c lculo tabelas e diagramas rien 220 4 4 4 3 Manipula o com o Tracker da lei fundamental dos movimentos 226 4 4 4 4 An lise dos dados da fase IV do nosso espiral auto reflexivo 230 4 4 4 4 1 O primeiro momento artesanal com o carrinho de madeira 230 4 4 4 4 20 segundo momento tecnol gico com o carrinho de Fletcher 281 4 4 4 4 30 terceiro momento tecnol gico com o programa Tracker 234 4 4 5 Reaplica o do Question rio Verifica o se Houve In cios de Aperfei oamento do Perfil Epistemol gico dos Estudantes as 235 4 4 5 1 Analisando as representa es dos estudant
411. ula o com tutorial e xiv manipula o da lei fundamental dos movimentos a partir dos filmes dos carrinhos de madeira ou de Fletcher Um trabalho conjunto com o setor de inform tica tivemos a colabora o de um dos t cnicos no agendamento e na instala o do programa e tamb m adicionamos uma pasta com os v deos dos filmes realizados no laborat rio de f sica e que os estudantes enviaram por e mail conforme solicitado no roteiro da atividade relacionado com a manipula o da lei fundamental dos movimentos inclu mos filmagens nossas caso algum grupo tivesse dificuldade de acesso aos v deos pr prios O n mero de computadores foi suficiente para que os estudantes desenvolvessem a atividade em duplas que conforme o elemento 2b da matriz dial gica enriquece o jogo bilateral entre os estudantes Reservamos duas aulas do dia 20 11 2014 para a familiariza o do programa com o acompanhamento por tutorial das ferramentas de delimita o do v deo e assim o recorte da natureza e a delimita o do fen meno que interessava 221 para a an lise permitindo segundo os elementos 3b e 4b uma representa o do contexto e de pensar o experimento pelos estudantes Os estudantes ainda orientados pelo tutorial foram levados a trabalhar as ferramentas como escala orienta o de eixos gr ficos escolha de elementos nos eixos do gr fico e an lise matem tica Recordamos dos elementos 3c e 4d com a manifesta o dos estudante
412. undo Scott 1990 p 6 a autoria de car ter pessoal e tamb m privado question rio aplicado e tamb m os roteiros experimentais respondidos pelos estudantes a outra dimens o o do acesso restrito onde apenas os estudantes e o professor compartilhar o das informa es A estrat gia de produ o dos documentos para coleta de dados e depois an lise dos dados foi a comunica o por meio dos question rios e tamb m da elabora o dos roteiros Contamos ainda com os registros na matriz dial gica na qual pudemos incluir particularidades nicas organizadas segundo aspectos que os eixos te ricos ajudaram a perceber as nuances do interesse da investiga o portanto tais registros constituem uma esp cie de di rio de cada atividade e que recordam caracter sticas que observamos nos momentos da intera o com os estudantes A an lise documental foi realizada segundo Guba e Lincoln 1981 e Holsti 1969 cujas vantagens j salientamos Ainda utilizamos dos crit rios de sele o de 183 documentos conforme Scott 1990 p 6 priorizando pela autenticidade genu no e de fonte registrada e inquestion vel e quanto a credibilidade ou seja do documento n o apresentar erros ou distor es Para este segundo crit rio na an lise dos dados esperamos alguns erros e tamb m distor es dos conceitos relacionados lei fundamental dos movimentos e o princ pio da conserva o da quantidade de movimento pois estamos inv
413. unidade de comparar o desempenho em seguran a de carros de massa similar aos escolhidos por eles Latin NCAP uma iniciativa conjunta da Federa o Internacional do Autom vel FIA a Funda o FIA a Global New Car Assessment Programme GNCAP a Funda o Gonzalo Rodr guez o Banco Interamericano de Desenvolvimento e a International Consumer Research amp Testing ICRT E tem como objetivo Oferecer aos consumidores da Am rica Latina e do Caribe avalia es independentes e imparciais de seguran a dos carros novos Estimular os fabricantes a melhorarem o desempenho em seguran a de seus ve culos venda na regi o da Am rica Latina e do Caribe Incentivar os governos da Am rica Latina e do Caribe a aplicarem as regulamenta es exigidas pelas Na es Unidas quanto aos testes de colis o para os ve culos de passageiros Fonte dispon vel http www latinncap com po ultimos resultados 25 08 2013 s 18 22h Os carros antigos preferimos a defini o de cl ssicos eram elaborados com muito a o e eram extremamente r gidos e quando comparados com um carro atual de igual massa e com a mesma velocidade em uma colis o com o mesmo anteparo parado os carros atuais muito mais el sticos se deformam muito mais Qual a inten o em termos de seguran a esta mudan a bem vinda na constru o dos ve culos Fonte dispon vel htip carrosnovoslegais com colisao de chevy 1959 24 08 2013 s 19 31 h
414. unto sobre uma evid ncia Em vez disso em um tom imperativo anuncia se a evid ncia cient fica como um fato e pronto tornou o ouvinte um servo da ci ncia A confiabilidade dos estudantes diante da ci ncia mostrado no gr fico 4 tamb m evidencia dados que podemos relacionar com o ensino que proporciona um letramento pr cient fico repleto de intui es animistas que constituem obst culos epistemol gicos Desde o item 4 a que interpela os estudantes sobre produtos com efici ncia comprovada cientificamente propusemos tal quest o com a intencionalidade de identificar se os estudantes acreditam em uma ci ncia que prop e a possibilidade de algo ser comprovado experimentalmente Constatamos que 20 estudantes escolhem produtos nas compras que s o anunciados pelas m dias e que estampam em suas embalagens que s o testados cientificamente Estes estudantes acreditam de forma doutrin ria em uma superioridade da ci ncia que diz possuir um m todo capaz de atestar que um produto verdadeiramente eficaz Que desafio a escola possui de exorcizar tais representa es que os estudantes possuem diante da ci ncia para que os estudantes sejam mais racionais que pensem contra a sua raz o e que em uma sociedade de consumo perceba que a ci ncia como doutrina torna se uma ferramenta de aliena o que as campanhas publicit rias fazem uso No pr ximo item 4 b o escopo era o de identificar se os estudantes no seu letramento cient fico ap
415. vez no interior de uma nica tradi o da pr tica cient fica normal por isso que uma descoberta inesperada n o possui uma import ncia simplesmente fatual O mundo do cientista tanto qualitativo transformado como quantitativamente enriquecido pelas novidades fundamentais de fatos ou teorias KUHN 2013 p 67 Os resultados da investiga o mostraram assim que n o existiu evolu o did tico metodol gica em rela o as orienta es para a execu o das pr ticas experimentais em torno da segunda lei de Newton como mostra as compara es entre os documentos do PSSC do CEP e do antigo CEFET PR Mesmo com a evolu o tecnol gica e equipamentos em laborat rios j interfaceados com fotogates e computadores os roteiros ainda privilegiam uma concep o de ensino de 247 ci ncia altamente automatizada e reprodutivista alinhados como uma metodologia de ensino submetido com uma teoria de aprendizagem de cunho comportamentalista que de certa forma negligencia aspectos cognitivos dos estudantes E que apesar de outras teorias de aprendizagem que abordam aspectos cognitivos e aspectos s cio culturais conforme os avan os e concep es contempor neas de ensino que procuram tratar da criatividade e curiosidade como nortes de constru o e intera o de modelos com a realidade foram deixados de lado por aquele m todo que investigamos na demanda hist rica e que criticamos E do nosso mote de interesse continuarmos a investig
416. wnwos osuas G seoIs y no seaipun sia BIUSISHQ E elou810 ap SPJSIADH SODIPOUBJ O jeusju p sopeuue souussep seu souPjusuno0p AL D dA0 op sejue Jousjuv Ljosa q n o n o lt lt lt lt lt O lt n o n o S9J0SSSJOJd E oB NISUOD w oss vod LUN owo eug q epeqeo e ezuoid EUL Nop OUUOD eppugy E epeueuo Op OJAI OL 9ju9puodsaj109 0OJSUNN ojuepnis3 10 11 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 33 36 188 22 21 20 20 A produ o dos estudantes nas quest es de 05 a 09 e as categorias que escolhemos para a investiga o em rela o de como eles representam as entidades relacionadas com a lei fundamental dos movimentos em particular for a tempo quantidade de movimento e conserva o da quantidade de movimento Permitiu a constru o da tabela que apresentamos a seguir Tabela 24 conhecimento pr vio dos estudantes sobre entidades e aspectos relacionados com a lei fundamental dos movimentos Continua
417. xigir dos estudantes alguma estrutura o abstrata Pois acreditamos auxiliados por Hacking 2012 em poss veis insights pois esses aspectos da mente humana em geral n o est o separados mas encontram se constantemente em altera o e em permuta o em um movimento imprevis vel Hacking 2012 p 311 164 Ainda tratando do elemento articulador que consiste no c lculo de entidades que relacionam entre si como a grandeza causal for a varia o da quantidade de movimento e intervalo de tempo de intera o aumentam para os estudantes o realismo dessas entidades e como os estudantes formam imagens no sistema de cren as que escolhem para essas representa es e pretendemos que apare am na forma das especula es complexas que far o a respeito desses tipos que escolhemos para manipula o na atividade experimental Esta que ajudar os estudantes a acreditar nelas muito mais que postulados associados s longas explana es te ricas Na ci ncia f sica alicer ada pelo exerc cio m ximo dos tr s interesses humanos fundamentais a especula o o c lculo e o experimento Hacking 2012 p 352 Depois da elabora o da tabela e tamb m da constru o de um gr fico como especula o complexa da lei fundamental dos movimentos com a inten o preparar o esp rito dos estudantes de uma forma artesanal em rela o as tarefas da tabela e do gr fico Pois queremos na pr xima atividade propor com o pro
418. xiliar neste problema buscamos principalmente os estudos de Gaston Bachelard Paulo Freire Thomas S Kuhn lan Hacking Neill Postman e Kim Vicente Problema delimitado propomos uma poss vel modifica o do roteiro da segunda lei de Newton com uma sequ ncia de atividades experimentais com plano de fundo de uma lei ou teoria associado ci ncia normal no sentido de Kuhn no qual os estudantes s o provocados em resolver quebra cabe as propostos na problematiza o do roteiro promovendo uma possibilidade de entrela amento entre teoria e a pr tica valorizando aspectos racionais e emp ricos de forma de aproxima o de tens o conciliadora e de retroalimenta o No m todo experimental artesanal e tecnol gico associado a contextos e problematiza es apostamos na especula o complexa do aparelho experimental e das entidades da f sica relacionadas com a lei fundamental dos movimentos com a intencionalidade da especializa o na utiliza o dos aparelhos e do aumento do realismo cient fico das entidades manipuladas pelos estudantes Como principais resultados que verificamos pela compara o de representa es dos estudantes em question rios aplicados antes e depois da sequ ncia de atividades apontamos aspectos de uma evolu o em maior ou menor grau do g nero de racioc nio associado cultura do laborat rio com ind cios de uma poss vel evolu o do perfil epistemol gico dos estudantes em rela o as entidades da f sica
419. zem sens vel aquilo que n o sens vel ou seja que tornam manifestas por meio de coisas percept veis coisas que n o o s o diretamente Hacking 2012 p 257 Al m da apropria o do aparelho tecnol gico outro aspecto a idea o do homem que sempre est frente da produ o tecnol gica e o que a impulsiona produ o das ideias representa es da consci ncia est a princ pio diretamente entrela ada com a atividade e o interc mbio material dos homens linguagem da vida real MARX 2002 p 22 Esta idea o que quando nos colocamos diante de uma situa o problema poss vel ter uma vis o do todo e assim proceder a a o de agir confrontar com os objetivos avaliar redimensionar a a o Esta habilidade da idea o deve propagar se por toda atividade experimental quando for apresentado uma problematiza o associada com determinado ju zo manipulado constru do como uma por o da realidade atrav s da experimenta o e com o manuseio do aparelho tecnol gico Nosso pensamento pedag gico concebe um ensino de ci ncia que como ferramenta de especula o complexa permita ao estudante a possibilidade de um perfil diferenciado em rela o a influ ncia hoje da ci ncia e das tecnologias que est o marcantes e que atingiram status doutrin rio na forma como as pessoas a representam cansamos de observar na m dia comerciais de produtos que foram testados e comprovados cientificamente A

CT_PPGFCET_M_Muchenski, Julio Cesar

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