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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.48.2014.tde-16032015-151339
Documento
Autor
Nome completo
Fabiana Botelho Kneubil
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2014
Orientador
Banca examinadora
Oliveira, Mauricio Pietrocola Pinto de (Presidente)
Bastos Filho, Jenner Barretto
Cruz, Frederico Firmo de Souza
Martins, André Ferrer Pinto
Rodrigues, Maria Inês Ribas
Título em português
O percurso epistemológico dos saberes e a equivalência massa-energia
Palavras-chave em português
Massa-energia
Sequência didática e epistemologia
Transposição didática
Resumo em português
O ensino da física tem sido alvo de muitas pesquisas nas últimas décadas e o tema da inovação curricular, no cenário brasileiro, é bastante presente. A inserção da física moderna no ensino médio foi tratada por muitos educadores, principalmente no que diz respeito a metodologias e estratégias. Neste trabalho, abordamos a mesma temática, mas com maior ênfase em questões internalistas. Nosso interesse principal consistiu em acompanhar o percurso epistemológico de um tema de física moderna, a equivalência entre massa e energia, desde o âmbito acadêmico erudito até a sala de aula. Partimos de uma revisão do conceito de massa, em três contextos diferentes, o da mecânica clássica, do eletromagnetismo e da relatividade, com a finalidade de mostrar que as propriedades da inércia e da atratibilidade, que na concepção newtoniana são atributos da matéria, passam a ser da energia, na relatividade. Essa revisão resultou em um material escrito sobre o tema, motivado pela percepção que o ensino da fórmula E = mc2 está praticamente ausente dos livros didáticos destinados aos ensinos superior e médio. A partir do nosso texto, desenvolvemos uma sequência didática sobre o conceito de massa, seguindo a metodologia da pesquisa baseada em design e, em seguida, implementamos um curso para professores de física do ensino médio, que foi aplicado por um professor implementador, com experiência no ensino superior. Este professor teve acesso ao material escrito antes do design, participou de reuniões preparatórias e ajudou a desenvolver um manual de instrução para a implementação do curso. Para compreender o fluxo do conceito de massa em diferentes esferas, utilizamos a Teoria da Transposição Didática, de Chevallard. Isto permitiu definir a Intenção Didática do curso, que foi decomposta em cinco componentes: matemática, ordenamento, significação, epistemologia e re-significação. Nossa questão de pesquisa está relacionada à atuação do professor que ministrou este curso e à sua apropriação desta intenção didática. Suas aulas foram registradas e analisadas com métodos de pesquisa qualitativa. A análise dos dados mostrou que existe uma correlação entre a dificuldade de manifestação da intenção didática e conteúdos inovadores. À medida que o curso progredia e o conteúdo de física moderna aparecia, a dificuldade do professor em expressar a intenção didática aumentava. Os resultados de nossa pesquisa indicam, também, que estas dificuldades estão diretamente relacionadas à natureza do conhecimento científico e, consequentemente, à vivência em epistemologia por parte do professor.
Título em inglês
The epistemological path of knowledge and the mass-energy equivalence'
Palavras-chave em inglês
Didactic sequence and epistemology
Didactic transposition
Mass and energy
Resumo em inglês
A considerable amount of research on Physics Teaching has been performed in the last decades. In Brazil, the insertion of modern Physics in high schools has already been considered by a number of researchers, mostly regarding methodologies and strategies. In this work, we have approached the same subject, but emphasized internalistic matters. Our main interest was to follow the epistemological path of a theme of modern Physics, the mass-energy equivalence, from the scholar realm to the classroom. We began by making a revision of the mass concept in three different frameworks, namely classical mechanics, electromagnetism and relativity, with the purpose of amassing evidence that the properties of inertia and attractibility, which were attributes of matter in Newtonian mechanics, shift to the energy, in relativity. This revision yielded a written material about the theme, motivated by the perception that discussions of the formula E=mc2 are practically absent from textbooks used in both high school and basic courses at university. Our text was used to develop a didactic sequence about the concept of mass, employing the design based research methodology, followed by a course aimed at high school teachers, run by an invited implementer teacher, who had already experience at university. This teacher had access to the text produced before the design, took part in preparatory meetings and helped to develop an instruction manual used in the course. In order to understand the flux of the mass concept along different spheres, we employed Chevallard's Didactic Transposition Theory. This allowed the definition of the Didactic Intention of the course, which was decomposed into five components: mathematics, ordering, signification, epistemology and re-signification. Our research question is related to the actions performed by the implementer teacher during the course and to his appropriation of the didactic intention. His classes were recorded and analyzed, using methods of qualitative research. The analysis of data has shown that there is a correlation between his difficulties in manifesting the didactic intention and innovative contents. As the course progressed and modern Physics contents appeared, the difficulty the teacher had in manifesting the didactic intention increased. Our results also indicate that these difficulties are directly related with the nature of scientific knowledge and, therefore, associated with the experience teacher had in dealing with epistemology.
 
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Data de Publicação
2015-04-17
 
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