Dialética ostensiva e não ostensiva no ensino por meio de situações problema ou problemas abertos: uma engenharia didática para circuitos elétricos.

Abstract

A disciplina “Circuitos Elétricos I” utiliza as inter-relações matemática e física para construção de seus conceitos. Considerando que matemática e física são disciplinas ministradas separadamente antes do estudo em Circuitos Elétricos I, são necessários dispositivos didáticos para compreender as restrições de ensino e criar condições no processo de ensino e aprendizagem. A pesquisa foi desenvolvida com alunos do 5º semestre do curso de Engenharia Industrial Elétrica, do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia, campus Salvador. Os saberes matemáticos e físicos requeridos e desenvolvidos durante os trabalhos em Circuitos Elétricos I vêm sinalizando por uma mudança no processo de ensino e aprendizagem na tentativa de aquisição de novos conceitos. O objetivo deste trabalho, enquanto um estudo alicerçado nos princípios da Didática da Matemática, em particular da Engenharia Didática, é de forma geral analisar, constituir, experimentar e apresentar sequências didáticas através da disciplina Circuitos Elétricos I que considerem as inter-relações da matemática e da física, bem como fornecer elementos empíricos encontrados no trabalho dos estudantes no estudo de circuitos elétricos com resistor e capacitor, resistor e indutor e resistor indutor e capacitor em regime de corrente contínua. Especificamente investigamos as inter-relações entre matemática e física evocadas através das praxeologias em jogo na construção dos conceitos de indutores e capacitores presentes nos circuitos em estudo. A pesquisa tem uma abordagem qualitativa por possibilitar o estudo de características, situações e comportamentos desconhecidos ou pouco conhecidos de determinado grupo dentro de uma conjuntura social. A análise das atividades didáticas realizadas pelos participantes ocorreu conforme os pressupostos da Teoria Antropológica do Didático, desenvolvida por Yves Chevallarde seguidores, Marianna Bosch, Josep Gascón e Berta Barquero; nos estudos em Didática das Ciências, presente nos trabalhos de Jean Pierre Astolfi, António Cachapuz, Michel Develay, Daniel Gil-Pérez, Áttico Chassot. Como metodologia utilizamos a Engenharia Didática clássica ou de 1a geração, e nossa escolha parte da concepção de que tal proposta metodológica se constitui em organizar pesquisas a partir da construção de uma sequência de aulas planejadas com a finalidade de obter informações que permitam interpretar processos de ensino e aprendizagem. Conforme os pressupostos teóricos estudados, constatou-se a necessidade da participação do estudante no processo de ensino e aprendizagem para aquisição de novos conceitos. É necessário que o processo de ensino e aprendizagem através do desenvolvimento de organizações didáticas novas, permita a participação do estudante na construção do conhecimento.

Abstract The course “Electrical Circuits I” uses mathematical and physical interrelations to construct its concepts. Since mathematics and physics are subjects taught separately before studying in Electrical Circuits I, didactic devices are required to understand teaching constraints and create conditions in the teaching and learning process. The research was developed with students from the 5th semester of the Industrial Electrical Engineering course, from the Federal Institute of Education, Science and Technology of Bahia, Salvador campus. The mathematical and physical knowledge required and developed during the work in Electrical Circuits have been signaling a change in the teaching and learning process in the attempt to acquire new concepts. The aim of this paper, as a study based on the principles of Mathematics Didactics, in particular Didactic Engineering, is to analyze, constitute, experiment and present didactic sequences through the subject Electrical Circuits I that consider the interrelationships of mathematics and of physics, as well as providing empirical elements found in the work of the students in learning of electrical circuits with resistor and capacitor, resistor and inductor and inductor and capacitor resistor in direct current regime. Specifically we investigate the interrelationships between mathematics and physics evoked through the praxeologies involved in the construction of the concepts of inductors and capacitors present in the circuits under study. The research has a qualitative approach by allowing the knowledge of characteristics, situations and behaviors unknown or little known of a particular group within a social conjuncture. The analysis of the didactic activities performed by the research subjects occurred according to the assumptions of the Anthropological Theory of Didactics, developed by Yves Chevallard and followers Marianna Bosch, Josep Gascón and Berta Barquero; in the studies in Didactics of Sciences, present in the works of Jean Pierre Astolfi, António Cachapuz, Michel Develay, Daniel Gil-Pérez, Attico Chassot. As a methodology we use classical or 1st generation Didactic Engineering, and our choice starts from the conception that such methodological proposal consists in organizing research based on the construction of a sequence of planned classes in order to obtain information that will allow the interpretation of teaching processes and learning. According to the theoretical assumptions studied, it was found the need for student participation in the teaching and learning process to acquire new concepts. It is necessary that the process of teaching and learning through the development of new didactic organizations, allows the student participation in the construction of knowledge.

Résumé Le cours «Circuits Électriques I» utilise des interrelations mathématiques et physiques pour construire ses concepts. Comme les mathématiques et la physique sont des matières enseignées séparément avant d’étudier dans les Circuits Électriques I, des dispositifs didactiques sont nécessaires pour comprendre les contraintes de l’enseignement et créer des conditions propices au processus d’enseignement et d’apprentissage. La recherche a été développée avec les étudiants du 5ème semestre du Cours d'Ingénierie Industrielle Électrique de l'Institut Fédéral de l'Éducation, des Sciences et de la Technologie de Bahia, à Salvador. Les connaissances mathématiques et physiques requises et développées au cours des travaux sur les Circuits Électriques I ont marqué un changement dans le processus d’enseignement et d’apprentissage dans le but d’acquérir de nouveaux concepts. L’objet de cet article, en tant qu’étude basée sur les principes de la Didactique de la Mathématique, en particulier l’Ingénierie Didactique, est généralement d’analyser, de constituer, d’expérimenter et de présenter des séquences didactiques à travers la discipline Les circuits Électriques I qui tiennent compte des corrélations entre mathématiques et de physique, ainsi que de fournir des éléments empiriques trouvés dans le travail des étudiants dans l’apprentissage de circuits électriques avec résistance et condensateur, résistance et inductance et inductance et résistance et condensateur en régime de courant continu. Plus précisément, nous étudions les interrelations entre mathématiques et physique évoquées à travers les praxéologies en jeu dans la construction des concepts d'inductances et de condensateurs présente dans les circuits étudiés. La recherche a une approche qualitative en permettant la connaissance de caractéristiques, de situations et de comportements inconnus ou peu connus d'un groupe particulier au sein d'une conjoncture sociale. L’analyse des activités didactiques des sujets de recherche s’est faite selon les hypothèses de la Théorie Anthropologique de la Didactique, développé par Yves Chevallard et suiveurs Marianna Bosch, Josep Gascón et Berta Barquero; dans les études de didactique des sciences, présentes dans les travaux de Jean Pierre Astolfi, António Cachapuz, Michel Develay, Daniel Gil-Pérez, Attico Chassot. En tant que méthodologie, nous utilisons l’Ingénierie Didactique classique ou de 1ère génération, et notre choix part de la conception qu'une telle proposition méthodologique consiste à organiser une recherche basée sur la construction d’une séquence de classes planifiées afin d’obtenir des informations permettant d’interpréter les processus d’enseignement et apprentissage. Selon les hypothèses théoriques étudiées, la nécessité de faire participer les étudiants au processus d’enseignement et d’apprentissage est apparue nécessaire pour acquérir de nouveaux concepts. Il faut que le processus d'enseignement et d'apprentissage, à travers le développement de nouvelles organisations didactiques, permette aux étudiants de participer à la construction du savoir.