Atividades experimentais com enfoque no processo de modelagem científica: Uma alternativa para a ressignificação das aulas de laboratório em cursos de graduação em física

Abstract

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.

Dificuldades E Avanços No Domínio Do Campo Conceitual Da Modelagem Didático-Científica: Um Estudo De Caso Em Uma Disciplina De Física Experimental

“…Quadro 1 -Conceitos do campo conceitual da modelagem didático-científica aos quais se pretendia dar sentido com cada Episódio de Modelagem (Heidemann, Araujo & Veit, 2016c Nos dois primeiros Episódios de Modelagem, os guias de atividade não se mostraram suficientes para tornar o trabalho dos estudantes mais ágil, ainda que os tenham auxiliado a nortear suas atividades de investigação. Observando o trabalho dos alunos, pôde-se concluir que eles despendiam muito tempo relembrando conhecimentos de Física por meio da leitura de materiais didáticos e debates com os colegas.…”

“…Episódio de Modelagem: "Resfriamento de Sistemas". O objetivo geral dessa atividade era "proporcionar situações-problemas para que os estudantes compreendam que, quando o grau de precisão de um modelo teórico é insuficiente, os modelos podem ser modificados por meio de alterações nas simplificações da realidade consideradas e/ou na teoria geral que o ampara" (Heidemann, Araujo & Veit, 2016c).…”

“…Com base nessa versão expandida da Modelagem Didático-Científica (idem), foi construída uma metodologia de ensino denominada "Episódios de Modelagem" (Heidemann, Araujo & Veit, 2016c), que é uma proposta para o delineamento, a execução e a avaliação de atividades experimentais que: i) demandam uma postura ativa dos estudantes, possibilitando o desenvolvimento de competências relacionadas com a criação de questões de pesquisa, o delineamento de experimentos, a execução crítica de operações empíricas e a análise de dados experimentais, e ii) evidenciam aspectos importantes do processo de modelagem científica, dando oportunidade para que construam concepções não ingênuas sobre a natureza da Ciência.…”

Atenuação da luz em meios materiais: uma atividade de modelagem envolvendo três experimentos didáticos

“…Uma metodologia de ensino que contempla, simultaneamente, essas duas alternativas (enfoque no processo de modelagem científica e autonomia no laboratório)é denominada Episódio de Modelagem (EM) [18]. O ponto fundamental de um EMé propor uma situação-problema do mundo real, de preferência um problema contemporâneo, com potencial para despertar o interesse dos estudantes.…”

Computational Programming as a Tool in the Teaching of Electromagnetism in Engineering Courses: Improving the Notion of Field

“…There are many works developed in this decade [4][5][6][7][8][9][10][11][12]. With the increasing development of the graphic potentialities associated with the various programming languages, simulation and modelling activities for the teaching of physics become increasingly appealing, enhancing the understanding/visualization of the physical phenomena.…”