OBSTÁCULOS COGNITIVO-EPISTEMOLÓGICOS E MODELOS EXPLICATIVOS NO ESTUDO SOBRE A ESTRUTURA DA MATÉRIA NAS AULAS DE FÍSICA
DOI:
https://doi.org/10.22600/1518-8795.ienci2018v23n2p383Palabras clave:
obstáculos epistemológicos, obstáculos cognitivos-epistemológicos, modelos mentais e conceituais, física moderna e contemporânea, estrutura da matériaResumen
O conhecimento envolvido na Física Moderna e Contemporânea rompe não somente com formas de pensar próprias do conhecimento do senso comum, mas também com formas de pensar próprias da ciência clássica. Assim, a discussão sobre o seu ensino e aprendizagem no Ensino Médio passa pela compreensão sobre como formas de pensar e de construir conhecimento impactam na elaboração de modelos explicativos. Nesta pesquisa, a partir das noções de ruptura e de obstáculo epistemológico de Bachelard, e em uma aproximação aos estudos sobre modelos mentais e conceituais, buscamos entender como os obstáculos cognitivo-epistemológicos atuam na construção de modelos explicativos sobre a estrutura da matéria. Para isso, foram gravadas aulas de física ocorridas em dois contextos, a educação secundária catalã, na Espanha, e o ensino médio paulista. A partir de uma análise qualitativa e interpretativa foi possível identificar obstáculos cognitivo-epistemológicos relacionados com a percepção ingênua de fenômenos do cotidiano, com o uso de metáforas e imagens, e com um raciocínio limitado e incongruente. Conforme verificamos, estes obstáculos dificultaram a construção de modelos mentais que se aproximassem do modelo conceitual alvo. Acreditamos que as análises e conclusões aqui apresentadas contribuem para uma necessária discussão sobre o papel dos obstáculos cognitivo-epistemológicos na aprendizagem de conceitos envolvidos na Física Moderna e Contemporânea.Citas
Adúriz-Bravo, A. (2013). A "Semantic" View of Scientific Models for Science Education. Science & Education, 22(7), 1593-1611. DOI: 10.1007/s11191-011-9431-7
Bachelard, G. (1977). O racionalismo aplicado. Rio de Janeiro, Brasil: Zahar Editores.
Bachelard, G. (1996). A formação do espírito científico: contribuição para uma psicanálise do conhecimento. Rio de Janeiro, Brasil: Contraponto.
Bachelard, G. (2004). Ensaio sobre o conhecimento aproximado. Rio de Janeiro, Brasil: Contraponto.
Barcelos, M. & Guerra, A. (2015) Inovação curricular e Física Moderna: da prescrição à prática. Revista Ensaio, 17(2), 329-350. 10.1590/1983-21172015170203
Brousseau, G. (1997). La théorie des situations didactiques, Recuperado de https://math.unipa.it/~grim/brousseau_montreal_03.pdf
Clement, J. J. (2000) Model based learning as a key research area for science education. International Journal of Science Education, 22(9), 1041-1053. DOI: 10.1080/095006900416901
Coll, R. K., France, B. & Taylor, I. (2005). The role of models/and analogies in science education: implications from research. International Journal of Science Education, 27(2), 183-198. DOI: 10.1080/0950069042000276712
Cornu, B. (1991). Limits. In: TALL, D. O. (Ed.), Advanced mathematical thinking. Dordrecht, Holanda: Kluwer Academic Publishers, 153-166.
Design-Based Research Collective. (2003). Design-based research: An emerging paradigm for educational inquiry. Educational Researcher, 32(1), 5-8. DOI: 10.3102/0013189X032001005
Fischler, H. & Lichtfeldt, M. (1992) Modern Physics and Students’ Conceptions, Journal of Science Education, London, 14(2), 181-190. DOI: 10.1080/0950069920140206
Freire Jr, O., Carvalho Neto, R. A., Rocha, J. F. M., Vasconcelos, M.,J. L., Socorro, M. & Anjos, E. L. (1995). Introducing Quantum Physics in Secondary School. Proceedings of Third International History, Philosophy and Science Teaching Conference, Minneapolis, 1, 412-419.
Friese, S. (2011). ATLAS.ti 6 Tour Rápido, Berlim, Alemanha: ATLAS.ti Scientific Software Development GmbH.
Fuchs, H. U. (2015). From Stories to Scientific Models and Back: Narrative Framing in Modern Macroscopic Physics. International Journal of Science Education, 37(5-6), 934-957. DOI: 10.1080/09500693.2015.1025311
Gauch, H. (2009) Responses and Clarifications regarding Science and Worldviews. Science and Education, 18(6), 905–927. DOI: 10.1007/s11191-007-9133-3
Gil, D. P., Senent, F. & Solbes, J. (1988) Análisis critico de la introducción de la física moderna en la enseñanza media. Revista de Enseñanza de la Física, 2(1), 16-21. Recuperado de https://revistas.unc.edu.ar/index.php/revistaEF/article/view/15990/15814
Gil, D. P. & Solbes, J. (1993). The Introduction of Modern Physics: overcoming a deformed vision of science. International Journal of Science Education, 15(3), 255-26. DOI: 10.1080/0950069930150303
Greca, I. M. & Moreira, M. A. (2000). Mental models, conceptual models, and modeling. International Journal of Science Education, 22(1), 1-11. DOI: 10.1080/095006900289976
Herscovics, N. (1989). Cognitive obstacles encountered in the learning of Algebra. In: Wagner, S. & Kieran, C. (Eds.), Research issues in the learning and teaching of algebra, 4, 60-86, New York, EUA: CRC Press.
Johnson-Laird, P. N. (1983). Mental models: Toward a cognitive science of language, inference and consciousness. Cambridge, Inglaterra: Cambridge University Press.
Johnson-Laird, P. N. (2010). Mental models and human reasoning. Proceedings of the National Academy of Sciences, 107(43), 18243-18250. DOI: 10.1073/pnas.1012933107
Kennedy-Clark, S. (2013). Research by Design: Design-Based Research and the Higher Degree Research student. Journal of Learning Design, 6(2), 26-32. DOI: 10.5204/jld.v6i2.128
Moutinho, S., Moura, R. & Vasconcelos, C. (2016) Mental Models about Seismic Effects: Students' Profile Based Comparative Analysis. International Journal of Science and Mathematics Education, 14(3), 391-415. DOI: 10.1007/s10763-014-9572-7
Pessanha, M. & Pietrocola, M. (2016). O ensino de estrutura da matéria e aceleradores de partículas: uma pesquisa baseada em design. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, 16(2), 361-388. Recuperado de https://seer.ufmg.br/index.php/rbpec/article/view/2721/2210.
Pessanha, M. & Pietrocola, M. (2017). Particle Accelerators and Didactic Obstacles: A Teaching and Learning Experience in São Paulo and Cataluña. In PIETROCOLA, M., GURGEL, I. (Eds.) Crossing the Border of the Traditional Science Curriculum: Innovative Teaching and Learning in Basic Science Education (pp. 45-59). Rotterdam, Holanda: Sense Publishers.
Rodrigues, R. & Carvalho, P. S. (2014). Using computational simulations to confront students' mental models. Physics Education, 49(2), 195-200. DOI: 10.1088/0031-9120/49/2/195
Santos, W. M. S., Luiz, A. M. & Carvalho, C. R. (2009) A proposal to introduce a topic of contemporary physics into high-school teaching. Physics Education, 44(5), 511-516. DOI: 10.1088/0031-9120/44/5/011
Stannard, R. (1990) Modern Physics For The Young. Physics Education, 25(3), 132-143.
Tall, D. (1989). Different cognitive obstacles in a technological paradigm or A reaction to: “Cognitive obstacles encountered in the learning of Algebra”. In Wagner, S. & Kieran, C. (Eds.), Research issues in the learning and teaching of algebra, 4, 87-92, New York, EUA: CRC Press.
The King's Centre for Visualization in Science (2010a). Up Close Rutherford Scattering. Recuperado de: http://www.kcvs.ca/site/projects/physics_files/rutherford/scattering2.swf
The King's Centre for Visualization in Science (2010b). Rutherford Scattering. Recuperado de: http://www.kcvs.ca/site/projects/physics_files/rutherford/historical_scattering2.swf
Treagust, D. & Duit, R. (2008). Compatibility between Cultural Studies and Conceptual Change in Science Education: There Is More to Acknowledge than to Fight Straw Men! Cultural Studies of Science Education, 3(2), 387-395. DOI: 10.1007/s11422-008-9096-y
Wilson, B. (1992). Particle physics at A-level-a teacher’s viewpoint. Physics Education, 27(2), 64-65.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
La IENCI es una revista de acceso libre (Open Access) y no hay cobro de ninguna tasa ya sea por el envío o procesamiento de los artículos. La revista adopta la definición de la Budapest Open Access Initiative (BOAI), es decir, los usuarios tienen el derecho de leer, descargar, copiar, distribuir, imprimir, buscar y hacer links directos a los textos completos de los artículos publicados en esta revista.
El autor responsable por el envío representa a todos los autores del trabajo y, al enviar este artículo para su publicación en la revista está garantizando que posee el permiso de todos para hacerlo. De igual manera, garantiza que el artículo no viola los derechos de autor y que no hay plagio en lugar alguno del trabajo. La revista no se responsabiliza de las opiniones emitidas en los artículos.
Todos los artículos de publican con la licencia Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0). Los autores mantienen sus derechos de autor sobre sus producciones y deben ser contactados directamente en el caso de que hubiera interés en el uso comercial de su obra.