A concepção de que os modelos científicos são mediadores entre teoria e realidade orienta muitos dos trabalhos que têm enfoque na modelagem científica no ensino de Ciências. Defende-se que os estudantes precisam ser envolvidos com atividades de modelagem para que possam vincular os conhecimentos científicos com eventos reais. Neste artigo, a metodologia de Episódios de Modelagem é empregada para delinear e conduzir atividades experimentais sobre oscilações mecânicas, fluidos e termodinâmica. Fundamentado na Modelagem Didático-Científica, assume-se que existe um campo conceitual subjacente aos campos conceituais da Física que engloba situações, esquemas de ação e invariantes operatórios especificamente relacionados com a modelagem científica em contextos de ensino-aprendizagem. Os resultados das atividades são avaliados em termos: das atitudes dos estudantes frente às atividades experimentais; das suas concepções sobre conceitos relacionados com o processo de modelagem científica, focando-se principalmente em conceitos próprios do fazer experimental; e nos seus avanços e dificuldades relacionados com a construção, uso e validação de modelos didáticos-científicos para enfrentar situações experimentais. Os principais resultados deste estudo de caso mostram que os Episódios de Modelagem contribuíram para que os estudantes: i) construíssem atitudes mais positivas em relação a atividades experimentais; e ii) se defrontassem com situações que demandam a mobilização de conceitos e esquemas de ação relacionados ao campo conceitual da modelagem didático-científica. Apesar disso, os estudantes tiveram dificuldades em situações de modelagem, tanto em relação ao conhecimento predicativo, quanto operatório, necessários para concluir os Episódios de Modelagem. Esses resultados evidenciam que os Episódios de Modelagem se constituem em uma metodologia promissora para que os estudantes solucionem situações-problemas relacionadas ao trabalho experimental por meio da modelagem didático-científica. Contudo, para que efetivamente se tornem competentes para construir, explorar e validar modelos científicos, situações de modelagem devem permear todo o currículo dos cursos de Física.
A evasão nos cursos de graduação: como entender o problema? O Ensino Superior ainda é um privilégio de poucos no Brasil. Dados da Organisation for Economic Cooperation and Development (OECD, 2019) mostram que apenas 21% dos brasileiros entre 25 e 34 anos têm Ensino Superior completo, uma parcela significativamente menor do que a média de 44% de diplomados nessa faixa de idade registrada entre os 45 países analisados no relatório da entidade. Estudos mostram ainda que, entre os concluintes, os estudantes com melhores condições socioeconômicas e maior capital cultural se diplomam em cursos de maior prestígio social, nas melhores universidades (as públicas), e alcançam melhores notas no Exame Nacional de Desempenho dos Estudantes (e.g., BEZZERA, 2019; ZUCCARELLI; HONORATO, 2018). Ainda que o atual cenário das universidades reflita as desigualdades sociais que permeiam a sociedade brasileira, os dados históricos indicam que vivemos um momento de transformação nos últimos anos. O Ensino Superior brasileiro foi amplamente expandido, o que é demonstrado pelo vertiginoso aumento na última década do número de matriculados tanto em universidades públicas como privadas (INEP, 2019). Além disso, a implementação de políticas de ações afirmativas possibilitou que, pela primeira vez, pessoas pretas sejam maioria entre os estudantes das universidades públicas brasileiras (IBGE, 2019) e que tenha praticamente dobrado o número de graduandos com renda familiar mensal per capita menor do que um e meio salário mínimo nas instituições públicas (ANDIFES, 2019). Mesmo que esses dados apontem importantes avanços no ingresso no sistema superior de ensino nacional, estudos indicam que, em muitos cursos, a probabilidade de se diplomar entre os ingressantes ainda depende das suas origens sociais (KNOP; COLLARES, 2019). Estudantes com rendas familiares mais altas têm, de modo geral, mais chances de conclusão; e ingressantes com pais de baixa escolaridade são menos propícios a concluírem cursos de alto retorno econômico (idem). Esses dados sugerem que, apesar de as ações afirmativas terem colaborado para diversificar o ingresso no Ensino Superior brasileiro, contribuindo, por exemplo, para uma maior representatividade de minorias nas universidades públicas, existem estudantes que enfrentam mais dificuldades para alcançarem a diplomação do que outros. Nas palavras de Vincent Tinto, um dos mais notáveis teóricos sobre evasão no mundo, "acesso sem suporte não é oportunidade" (2012, p. 117, tradução nossa). De fato, não é suficiente apenas promover o ingresso de minorias sociais nas universidades; o suporte financeiro, por exemplo, é fundamental. No entanto, engana-se quem assume que a falta de suporte material é, na perspectiva dos que evadem, a principal causa das suas decisões de abandonarem seus cursos de graduação. Estudos têm repetidamente evidenciado que, para os evadidos, fatores relacionados com as experiências vividas nas universidades são preponderantes na decisão de evadir (e.g., BRAGA;
RESUMO: A Abordagem CTS tem se preocupado com as implicações dos estudos sobre as relações entre Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS) na área de ensino de ciências. Nessa perspectiva, o ensino deve se basear numa visão de ciência como processo social, assumindo que o desenvolvimento científico e tecnológico não é neutro. Com o objetivo de ampliar os horizontes da área quanto às discussões contemporâneas sobre a função social do conhecimento, especialmente o conhecimento científico-tecnológico, o presente artigo tem como objetivo apresentar a Teoria da Sociedade do Conhecimento, na acepção do sociólogo Nico Stehr, como um referencial teórico possível para a análise sociológica do papel do conhecimento nas sociedades modernas e apresentar as potencialidades dessa teoria para o ensino de ciências.
O fenômeno da atenuação da luz pelos meios materiais é pouco discutido nos cursos de Física em nível de graduação, principalmente no contexto das aulas experimentais. Neste artigo, discute-se uma atividade de laboratório sobre essa temática desenvolvida com a metodologia de ensino Episódios de Modelagem. A atividade envolve três experimentos explorados sob a perspectiva da Modelagem Didático-Científica, com o objetivo de dar sentido especialmente ao conceito de expansão de um modelo teórico. A problematização das investigações é derivada de discussões sobre como a poluição da água influencia na zona fótica dos oceanos. Para responder às questões levantadas, é necessária uma expansão do modelo de propagação da luz no vácuo, incluindo processos de absorção e espalhamento da luz pela matéria, que foi desenvolvida com base na Lei de Beer-Lambert. Com as práticas propostas, busca-se destacar como um modelo teórico da Física pode ser aprimorado através da inclusão de efeitos anteriormente desconsiderados, ampliando assim seu domínio de validade e capacidade preditiva, possibilitando a condução de discussões sobre a natureza do processo de modelagem científica em aulas experimentais. Para contrastar empiricamente o modelo teórico expandido, foram realizados três experimentos, cada um deles em um diferente meio material (vidro, solução de água + sal de cozinha e fumaça), com o uso de laser ou lâmpada de filamento. Foi dado particular destaque ao papel das idealizações assumidas no processo de construção, uso e validação do modelo construído, buscando, em cada situação, avaliar as consequências dessas simplificações da realidade. Dos resultados experimentais, conclui-se que: i. o modelo teórico expandido descreve a atenuação da intensidade luminosa em meios materiais com boa precisão e ii. a poluição dos oceanos pode contribuir para aumentar a extinção da luz solar, diminuindo assim sua penetração na zona fótica, reduzindo a taxa de fotossíntese das algas. O presente artigo pode contribuir para a área de ensino de Física não apenas trazendo uma atividade didática de laboratório inovadora, mas também servindo de referência para aqueles professores interessados na aplicação prática de atividades de modelagem, em particular aquelas centradas na expansão de um modelo teórico.
Ainda hoje são frequentes em aulas de laboratório de cursos de graduação em física atividades que levam os estudantes a agir mecanicamente na execução de roteiros excessivamente dirigidos, sem refletir suficientemente sobre os fundamentos teóricos que embasam seus experimentos. Muitas dessas atividades são amparadas em concepções epistemológicas inadequadas, favorecendo a construção, por parte dos estudantes, de concepções ingênuas sobre a natureza da ciência. Frente a esse quadro, faz-se necessário propostas para aulas de laboratório que coloquem os estudantes como protagonistas em suas investigações e que evidenciem aspectos importantes do fazer experimental. Focados nessa necessidade, apresentamos neste artigo quatro atividades, envolvendo oscilações mecânicas, fluidos e termodinâmica, delineadas com o objetivo de ressignificar as atividades experimentais por meio do que denominamos de episódios de modelagem. Nessas atividades, os estudantes são postos frente a situações que: i) evidenciam aspectos importantes do processo de modelagem científica, dando oportunidade para que eles construam concepções epistemológicas não ingênuas, e ii) demandam uma postura ativa, possibilitando o desenvolvimento de competências relacionadas com a criação de questões de pesquisa, o delineamento de experimentos, a execução crítica de procedimentos experimentais e a análise de dados. Espera-se que essas atividades possam inspirar professores e pesquisadores que tenham o intuito de delinear e realizar atividades experimentais que favoreçam o engajamento e a reflexão dos estudantes durante as suas investigações, utilizando conhecimentos científicos para enfrentar problemas sobre eventos reais.
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