Noções de alunos do Ensino Médio a respeito da estrutura da matéria: investigação de uma abordagem histórico-didática para o ensino de Física de Partículas

Abstract

Resumo Esta pesquisa investigou potencialidades e delimitações de uma abordagem histórico-didática a respeito de um tema de Física Moderna, com auxílio de multimídias, no Ensino Médio. Pesquisas evidenciam que a História e Filosofia da Ciência, bem como o estudo de tópicos de Física Moderna, podem levar a uma compreensão satisfatória de conteúdos científicos, assim como do processo de construção do conhecimento científico. Com base nesses argumentos foi construída e aplicada uma Unidade Didática contemplando o estudo de tópicos de Física de Partículas por meio de uma abordagem histórico-didática e de princípios da Aprendizagem Significativa. A abordagem foi proposta com o objetivo de inserir o tema Partículas Elementares por meio do seguinte questionamento: De que é feita a matéria que compõe o Universo? Foram elaboradas sequências didáticas que discutiram a construção desse conhecimento científico, desde as primeiras explicações dadas para a constituição da matéria até as evidências da detecção do bóson de Higgs. Procurou-se observar indícios de alterações nas noções dos alunos investigados a respeito da Natureza da Ciência e de conteúdos científicos específicos. Foram utilizados como instrumentos de coleta de dados, a Unidade Didática, questionários, mapas conceituais e anotações durante o processo de aplicação dessa unidade. Optou-se por fazer uso dos procedimentos da Análise de Conteúdo como instrumento de análise dos dados. Com base nos resultados obtidos, constatou-se que a proposta didática contribuiu para a compreensão de conteúdos relacionados à Física de Partículas, para a construção de noções reais e abrangentes a respeito da Natureza da Ciência e que a elaboração, individual e coletiva, dos mapas conceituais proporcionou o desenvolvimento de aprendizagem dos conceitos físicos enfocados, conforme os indícios observados de Aprendizagem Significativa. Abstract This research investigated the potentialities and limitations of a historical-didatical approach regarding a Modern Physics subject, with the help of multimedia, in High School. Searches evidence that the History and Philosophy of Science, and the study of topics of Modern Physics, can lead to a satisfactory understanding of scientific content, as well as the scientific knowledge construction process. Based on these arguments it was built and applied a Didactic Unit contemplating the study of topics of Particles Physics through a historical-didatical approach that took into account principles of Meaningful Learning. The approach was proposed in order to insert the Elementary Particles subject through the following question: What is done to matter that makes up the universe? Didactic sequences were prepared that discussed the construction of that scientific knowledge, from the first explanations for the constitution of matter to the evidence of detection of the Higgs boson. At the end, we tried to observe possible signs of changes in notions of the investigated students about the Nature of Science and specific scientific content. The Didactic Unit, questionnaires and conceptual maps were used as data collection. We decided to make use of the procedures of Content Analysis as a data analysis tool. Based on the results obtained, it could be seen that the didactic proposal contributed to REIEC Volumen 12 N ro 2 Mes Diciembre 42 pp. 41-62 Recepción:02/03/2017 Aceptación: 15/08/2017 the understanding of the content related to Particles Physics, for the construction of real and comprehensive notions about the Nature of Science and that, the individual and collective elaboration of conceptual maps provided the development of learning, enabling evidence of Significant Learning. Notion des les élèves de l'école sur la structure de la matière: recherche de une approche historique et didactique pour enseigner la Physique des Particules Résumé Dans cette recherche nous avons étudié le potentiel et les limites d'une approche historique didactique dans un thème de Physique Moderne, à l'aide du multimédia, à l'école secondaire. Les sondages montrent que l'histoire et la philosophie des sciences, et que l'étude des sujets de la physique moderne, peuvent conduire à une compréhension satisfaisante du contenu scientifique, ainsi que le processus de construction de la connaissance scientifique. Basé sur ces arguments nous avons construit et appliqué une unité didactique contemplant l'étude de sujets de physique des particules au moyen d´une approche historique et didactique qui a pris en compte les principes de l'apprentissage significatif. L'approche a été proposée afin d'inclure le thème particules élémentaires grâce à la question suivante: Qu'est-ce qui est fait à la matière qui fait l'univers? Séquences didactiques ont été