O uso de modelos e da modelização em uma proposta didática de física para o Ensino Médio: entendendo a prova de 100m rasos

Abstract

Este trabalho teve como objetivo investigar as contribuições do uso de modelos e da modelização como estratégia de ensino na aprendizagem de mecânica no ensino médio. A utilização de modelos e da modelização é um recurso pedagógico ligado ao processo de construção do conhecimento e, dessa forma, possui diversas características que podem contribuir para a educação científica. Os aportes teóricos de Hestenes (1986), Brewe (2008), van Buuren (2014) e Gilbert & Justi (2016) fornecem informações que permitem avaliar o processo de ensino-aprendizagem a partir do uso de modelos e da modelização. Na física, a área de mecânica traz diversas situações que podem ser modelizadas para o ensino médio, dentre elas a prova de 100 metros rasos, uma das mais populares do atletismo e amplamente estudada na literatura. Esta pesquisa foi desenvolvida de maneira qualitativa, com a elaboração de uma proposta didática para explorar estratégias de modelização e o uso de modelos, com base na identificação de elementos dos modelos e da modelização, auxiliando na aproximação de situações reais e idealizadas nos espaços de ensino e aprendizagem. Em seguida, foi analisada a forma como as situações propostas pelo professor favoreceram o processo de aprendizagem e como o processo de modelização sustenta uma visão mais adequada da ciência para os estudantes. Com isso, avaliou-se de que forma a modelização facilita o entendimento de diferentes representações no tratamento de fenômenos pelos estudantes. Os dados foram coletados em uma turma do ensino médio de uma escola pública de Florianópolis, na qual foi realizada a aplicação da proposta. Concluiu-se que houve um aumento do interesse dos estudantes pelo conteúdo de física e que esse aporte teórico se mostrou eficaz como ferramenta de ensino. O professor tem um papel fundamental no uso de modelos e da modelização, conforme aponta a literatura, principalmente em relação à postura mediadora do processo. Além disso, a escolha da situação se mostrou importante para antecipar os conhecimentos que emergem da discussão. Esta pesquisa demonstra que o uso de modelos e da modelização desenvolveu a capacidade argumentativa e interpretativa dos estudantes, aproximando-os de uma visão mais adequada da atividade científica. Trabalhar o processo de modelização de forma explícita também foi positivo para o aprendizado, tanto no que se refere aos conhecimentos de física quanto à compreensão de como se constrói o conhecimento científico. Apesar disso, é necessário atentar-se ao tempo necessário para planejar e implementar uma proposta com essa metodologia.

Abstract: This study aimed to investigate the contributions of using models and modeling as a teaching strategy in the learning of mechanics in high school. The use of models and modeling is a pedagogical tool connected to the process of knowledge construction and, as such, has several characteristics that can contribute to science education. The theoretical frameworks of Hestenes (1986), Brewe (2008), van Buuren (2014), and Gilbert & Justi (2016) provide insights that allow for an evaluation of the teaching-learning process through the use of models and modeling. In physics, the field of mechanics offers various situations that can be modeled for high school teaching, among them the 100-meter dash, one of the most popular events in athletics and widely studied in the literature. This research was conducted qualitatively, involving the development of a didactic proposal to explore modeling strategies and the use of models, based on the identification of elements of models and modeling, helping bridge real and idealized situations within teaching and learning environments. Next, the study analyzed how the situations proposed by the teacher supported the learning process and how the modeling process fosters a more accurate view of science for students. In doing so, it assessed how modeling facilitates students' understanding of different representations in the treatment of phenomena. Data were collected from a high school class in a public school in Florianópolis, where the proposal was implemented. It was concluded that there was an increase in students? interest in physics content and that the theoretical approach proved effective as a teaching tool. The teacher plays a fundamental role in the use of models and modeling, as highlighted in the literature, particularly regarding the mediating posture in the process. Moreover, the choice of the situation proved important for anticipating the knowledge that emerges from discussion. This research shows that the use of models and modeling developed students? argumentative and interpretative skills, bringing them closer to a more accurate view of scientific activity. Addressing the modeling process explicitly also had a positive impact on learning, both in terms of physics knowledge and the understanding of how scientific knowledge is constructed. Nevertheless, it is important to consider the time required to plan and implement a proposal using this methodology.