O ensino da gravitação universal de Newton através da história da ciência e da argumentação: desenvolvimento e análise de uma sequência didática

Abstract

Neste trabalho apresentamos o resultado de uma pesquisa de mestrado desenvolvida no Programa de Pós-Graduação em Ensino, Filosofia e História das Ciências (PPGEFHC) da Universidade Federal da Bahia (UFBA) e da Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS). A pesquisa consistiu em investigar quais características uma sequência didática deve possuir para promover o desenvolvimento da habilidade de argumentação e compreensão da gravitação universal de Newton pelos estudantes do curso de graduação em Física da UEFS. Trata-se de uma pesquisa qualitativa na qual foi adotada a design research como estratégia metodológica geral. Os princípios substantivos que fundamentaram a intervenção foram: (1) uso da história da ciência, através de textos sobre a controvérsia entre Newton e Descartes sobre a explicação das causas da manutenção das órbitas dos planetas, uma vez que, além do fato de a controvérsia ser potencialmente favorável às interações argumentativas, entendê-la ajuda a compreender a explicação que prevaleceu; (2) realizar o ensino explícito da argumentação adotando o layout de Toulmin como modelo de excelência para construir e avaliar um argumento, posto que, além do fato de que consideramo-lo adequado ao gênero discursivo das ciências naturais, muitas pesquisas analisam os argumentos sobre ciência dos estudantes mais não os ensinam argumentarem. A design research é um estudo sistemático que busca o refinamento de sucessivos protótipos (em nosso caso, a sequência didática) através de três etapas ou fases cíclicas: pesquisa preliminar (construção das características ou princípios de design), fase de prototipagem (teste empírico das características) e fase avaliativa. Os resultados apontaram que: (1) a sequência didática foi potencialmente favorável à ocorrência de interações argumentativas na sala de aula; (2) os estudantes, de forma majoritária, conseguiram apresentar justificativas e fundamentos que fizessem sentido para defender seus pontos de vista – o que indica que eles souberam argumentar; (3) no entanto, uma parcela considerável das justificativas e fundamentos não puderam ser considerados válidos como conhecimento da física, o que nos faz concluir que, os estudantes desenvolveram concepções alternativas, e consequentemente; (4) não foi percebido nenhuma melhora substancial na compreensão dos estudantes sobre a gravitação universal de Newton. Por fim, esses resultados serão utilizados como orientações para o aprimoramento da sequência didática em novos ciclos da pesquisa.

Abstract: In this work we present the results of a master's research developed in the Postgraduate Program in Teaching, Philosophy and History of Sciences (PPGEFHC) of the Federal University of Bahia (UFBA) and the State University of Feira de Santana (UEFS). The research consisted in investigating which characteristics a didactic sequence must possess to promote the development of the ability of argumentation and understanding of Newton's Universal Gravitation by the undergraduate students in Physics of UEFS. This is a qualitative research in which design research was adopted as a general methodological strategy. The substantive principles underlying the intervention were: (1) use of the history of science through texts on the controversy between Newton and Descartes on the explanation of the causes of the maintenance of the orbits of the planets, since, in addition to the fact that the controversy Being potentially favorable to argumentative interactions, understanding it helps to understand the explanation that prevailed; (2) to perform explicit teaching of argumentation by adopting Toulmin's layout as a model of excellence to construct and evaluate an argument, since, in addition to the fact that we consider it adequate to the discursive genre of the natural sciences, many studies analyze the arguments about Science does not teach them to argue. Design research is a systematic study that seeks to refine successive prototypes (in our case, the didactic sequence) through three stages or cyclical phases: preliminary research (construction of design features or principles), prototyping phase (empirical test of Characteristics) and evaluation phase. The results showed that: (1) the didactic sequence was potentially favorable to the occurrence of argumentative interactions in the classroom; (2) the majority of the students were able to present justifications and foundations that would make sense to defend their points of view - which indicates that they knew how to argue; (3) however, a considerable portion of the justifications and grounds could not be considered valid as knowledge of physics, which leads us to conclude that students have developed alternative conceptions, and consequently; (4) no substantial improvement in students' understanding of Newton's universal gravitation was perceived. Finally, these results will be used as guidelines for the improvement of the didactic sequence in new research cycles.