Estética e simetria nas concepções espontâneas de espaço da mecânica newtoniana

This work aims to contribute to the initial training of science teachers by investigating the concepts of aesthetics and symmetry present in some alternative conceptions of Newtonian mechanics. We developed a didactic approach to a discipline of physics in higher education, in a science course, trying to discover how these elements of aesthetics and symmetry were present in the alternative concepts brought up by students enrolled in this discipline. For that, we carried out bibliographical research on the concepts of aesthetics and symmetry in a historiographical review of Newton's laws and alternative concepts. A methodological foundation related to the school routine as a theoretical framework was used. Data collection was through textual productions, recordings of classes, notes in diaries, and a test. The analysis was made following the content analysis method. The results suggest a strong presence of aspects of aesthetics and symmetry in these conceptions, especially about space, in particular, due to their relationship with the physical senses (vision, especially).Pretendemos contribuir a la formación inicial de los profesores de ciencias, investigando los conceptos de estética y simetría presentes en algunos conceptos alternativos en la mecánica newtoniana. Luego de realizar una búsqueda bibliográfica y una revisión historiográfica sobre los conceptos de estética y simetría en las leyes de Newton y conceptos alternativos sobre el tema, implementamos una secuencia didáctica en una asignatura básica de física de una carrera de ciencias, con el fin de descubrir en que forma estos elementos de estética y simetría estaban presentes en los conceptos alternativos planteados por los estudiantes, con más énfasis en el concepto de espacio.  Basando el marco teórico en fundamentos metodológicos relacionados con la rutina escolar. Los datos fueron recolectados a través de producciones textuales, grabaciones de clases, apuntes en los cuadernos de la bitácora del investigador y una prueba. Sistematizamos las categorías de resultados encontrados mediante análisis de contenido. Encontramos una fuerte presencia de aspectos de estética y simetría en estas concepciones, especialmente en la discusión del espacio, en particular por su fuerte relación con los sentidos físicos (visión, sobre todo).Pretendemos contribuir com a formação inicial de professores de ciências por meio da investigação dos conceitos de estética e simetria presentes em alguns conceitos espontâneos na mecânica newtoniana. Após realizarmos uma pesquisa bibliográfica e uma revisão historiográfica acerca dos conceitos de estética e de simetria nas leis de Newton e dos conceitos espontâneos sobre o tema, implementamos uma sequência didática em uma disciplina de física básica de um curso de licenciatura em ciências, de modo a descobrirmos de que maneira esses elementos de estética e de simetria estavam presentes nos conceitos espontâneos trazidos à tona pelos estudantes (com mais ênfase no conceito de espaço). Usando fundamentos metodológicos relacionados ao cotidiano escolar como marco teórico. Os dados foram colhidos por meio de produções textuais, gravações de aulas, anotações em diários do pesquisador e com os resultados de um teste. Sistematizamos as categorias de resultados encontrados por meio da análise de conteúdo. Constatamos forte presença de aspectos de estética e de simetria nessas concepções, especialmente na discussão de espaço, em particular devido à sua relação com os sentidos físicos (visão, sobretudo)

Estética e simetria na mecânica : o caso das leis de Newton

Destacamos a busca das bases estéticas e simétricas nos princípios que fundamentam a física, de natureza ontológica, relacionadas à homogeneidade e isotropia do espaço e à irreversibilidade do tempo, as quais são essenciais para compreender seus três princípios fundamentais: o da conservação do momento linear, do angular e da energia, presentes nas leis de Newton. Realizamos uma pesquisa bibliográfica e uma revisão historiográfica buscando identificar alguns pressupostos estéticos na fundamentação de tais leis. Os resultados revelam que questões estéticas e simétricas foram de suma importância dentro das leis de Newton e podem apresentar novas perspectivas para o seu ensino

Influências das concepções de estética e simetria de licenciandos em Ciências no ensino da Mecânica Newtoniana

Taking into account a conception of education aimed at the promotion of the human being, this work highlights a search for the aesthetic and symmetrical bases of the phenomena observed and studied throughout the historical construction of physics, in the context of Newtonian mechanics. These bases, of epistemological nature, related to homogeneity and isotropy of space, as well as to irreversibility of time, are essential to understand its fundamental principles: conservation of linear and angular momentum and energy, which are involved the Newton's laws, fundamental in mechanics. These bases, however, do not seem to be taken into account in the initial physics teacher training. This work aims to contribute to the initial training of science teachers, more specifically focused on physics teaching, through an investigation of the concepts of aesthetics and symmetry and their possible implications for the teaching of Newtonian mechanics, which appear as where such concepts are taught to training teachers. Thus, we performed a bibliographical research on the concepts of aesthetics and symmetry and a historiographical review, with secondary sources, to identify the aesthetic assumptions used in the foundation of Newton's laws. From there, we developed a didactic approach to a discipline of physics in higher education. This approach took into account the misconceptions of teachers, to make relations between them and the concepts of aesthetics and symmetry developed throughout the sequence of classes, to study the interpretations that training teachers make of the concepts of Newtonian mechanics. The data were collected through textual productions, recordings of classes and notes in the logbooks. The analysis was made based on categorizations and inferences, following the content analysis method. The results suggest that aesthetic and symmetrical concepts are highly influenced by the senses. The focus of this research is to contribute to the discussion of how some of these concepts influence the teachers' understanding of physical concepts and phenomena, as well as the understanding of the construction of a physics in which the human role is essential.Levando-se em consideração uma concepção de educação voltada para a promoção do ser humano, este trabalho destaca a busca das bases estéticas e simétricas dos fenômenos observados e estudados ao longo da construção histórica da física, no contexto da mecânica newtoniana. Essas bases, de natureza epistemológica, relacionadas à homogeneidade e à isotropia do espaço, bem como à irreversibilidade do tempo, são fundamentais para que se compreendam os três princípios físicos fundamentais: conservação da quantidade de movimento linear, angular e da energia, em que estão envolvidas as leis de Newton, fundamentais na mecânica. Essas bases, contudo, não parecem ser levadas em consideração na formação inicial do professor de física. Este trabalho tem como objetivo contribuir com a formação inicial dos professores de ciências, mais especificamente voltada ao ensino de física, por meio de uma investigação dos conceitos de estética e simetria e de suas possíveis implicações para o ensino de mecânica newtoniana, que aparecem à medida em que tais conceitos são ensinados a licenciandos em ciências. Para isso, realizamos uma pesquisa bibliográfica acerca dos conceitos de estética e de simetria e uma revisão historiográfica, com fontes secundárias, buscando identificar os pressupostos estéticos utilizados na fundamentação das leis de Newton. A partir daí, desenvolvemos uma abordagem didática, que considerasse as bases estéticas e simétricas da mecânica newtoniana, para uma disciplina de física no ensino superior. Essa abordagem levou em consideração as concepções espontâneas dos professores, buscando fazer relações destas com as concepções de estética e simetria desenvolvidas ao longo da sequência das aulas, a fim de estudar as interpretações que os licenciandos fazem dos conceitos de mecânica newtoniana. Os dados foram colhidos por meio de produções textuais, gravações de aulas e anotações em diários de bordo. A análise foi feita a partir de categorizações e inferências, seguindo o método de análise de conteúdo. Os resultados sugerem que as concepções estéticas e simétricas são altamente influenciadas pelos sentidos. Do destaque dessa pesquisa, pretendeu-se contribuir com a discussão de como algumas dessas concepções influenciam a compreensão dos professores acerca dos conceitos e fenômenos físicos, bem como a compreensão da construção de uma física em que se mostra essencial o papel humano.Dados abertos - Sucupira - Teses e dissertações (2020

As questões de estética e simetria e suas contribuições para o ensino das leis de Newton na formação inicial de professores de ciências

This work aims to contribute to the initial training of science teachers by investigating the concepts of aesthetics and symmetry and their possible possibilities for teaching Newton's laws, from the answer to the following question: how do these concepts appear as science graduates are taught? Thus, we performed a bibliographic research and a historiographical review, with secondary sources, about the concepts of aesthetics and symmetry, to identify the aesthetic assumptions used in the foundation of Newton's laws. From there, based on research on everyday school life, we developed a didactic approach, which considered the aesthetic and symmetrical bases of Newtonian mechanics, for a higher education physics discipline in a science degree course. The data were collected through textual productions, recordings of classes and notes in logbooks. The analysis was made based on categorizations and inferences, following the content analysis method. The results suggest that aesthetic and symmetrical conceptions are highly influenced by the senses and that, by making them explicit, the teaching of Newton's laws acquires consistency and new meanings with students. The highlight of this research was intended to contribute to the discussion of how some of these concepts influence the teachers' understanding of physical concepts and phenomena, as well as the understanding of the construction of a physics in which human construction is fundamental to their creation and consolidation.Este trabalho tem o objetivo de contribuir com a formação inicial dos professores de ciências por meio da investigação dos conceitos de estética e simetria e de suas possíveis implicações para o ensino das leis de Newton, a partir da resposta da seguinte pergunta: como esses conceitos aparecem à medida que são ensinados aos licenciandos em ciências? Para isso, realizamos uma pesquisa bibliográfica e uma revisão historiográfica acerca dos conceitos de estética e simetria, com fontes secundárias, buscando identificar os pressupostos estéticos utilizados na fundamentação das leis de Newton. A partir daí, tendo-se como base as pesquisas sobre o cotidiano escolar, desenvolvemos uma abordagem didática, que considerou as bases estéticas e simétricas da mecânica newtoniana, para uma disciplina de física do ensino superior de um curso de licenciatura em ciências. Os dados foram colhidos por meio de produções textuais, gravações de aulas e anotações em diários de bordo. A análise foi feita a partir de categorizações e inferências, seguindo o método de análise de conteúdo. Os resultados sugerem que as concepções estéticas e simétricas são altamente influenciadas pelos sentidos e que, ao explicitá-las, o ensino das leis de Newton adquire consistência e novos significados juntamente aos estudantes. Do destaque dessa pesquisa, pretendeu-se contribuir com a discussão de como algumas dessas concepções influenciam a compreensão dos professores acerca dos conceitos e fenômenos físicos, bem como a compreensão da construção de uma física em que a construção humana mostra-se fundamental para a sua criação e consolidação

Estética e simetria nas leis de Newton: uma análise de alguns livros didáticos usados na formação inicial de professores de física

Taking into account a conception of education aimed at promoting the human being, this work highlights the search for the aesthetic and symmetrical bases of the phenomena in Newton's laws and how or if these bases are presents in some textbooks of physics used in courses of graduation in the area, aiming to propose a reflection on its possible implications for the teaching of Newton's laws. These bases, of epistemological nature, are related to isotropy and homogeneity of space and irreversibility of time, essential to comprehend three fundamental principles of physics: conservation of linear and rotational momentum and energy, which are involved in Newton’s laws. Thus, we performed a historiographical research on the concepts of aesthetics and symmetry, aiming to identify the aesthetic assumptions used in the foundation of these laws. These results were used in a second stage of the research in the proposition of instruments of analysis on such contents in textbooks. Next, five books used in the physics teachers training were analyzed. From the highlight of this work, we aim to reveal that the books do not discuss the subject, presenting a naturalized, linear and encyclopedic version of physics concepts, quite different from what the authors who discuss aesthetics and symmetry propose.Levando-se em consideração uma concepção de educação voltada para a promoção do ser humano, este trabalho destaca a busca das bases estéticas e simétricas dos fenômenos nas leis de Newton e como ou se essas bases estão presentes em alguns livros didáticos de física utilizados em cursos de licenciatura na área, de modo a propor uma reflexão sobre suas possíveis implicações para o ensino das leis de Newton. Essas bases, de natureza epistemológica, relacionadas à homogeneidade e isotropia do espaço e à irreversibilidade do tempo, são fundamentais para que se compreendam os seus três princípios fundamentais: conservação da quantidade de movimento linear, angular e da energia. Para tanto, realizamos uma pesquisa historiográfica acerca de tais conceitos na obra de diferentes pensadores, buscando identificar pressupostos estéticos possivelmente utilizados na fundamentação dessas leis. Esses primeiros resultados foram utilizados em uma segunda etapa da pesquisa na proposição de instrumentos de análise sobre tais conteúdos nos livros didáticos. A seguir, foram analisados cinco livros utilizados na formação de professores de física.  Constatamos que os livros não discutem as leis de Newton na perspectiva dos conceitos de estética e simetria, apresentando uma versão naturalizada, linear e de caráter enciclopédico dos conceitos físicos referentes às leis de Newton, bem diferente do que propõem os autores que discutem estética e simetria

Pinturas de Salvador Dalí para introduzir conceitos de Mecânica Quântica no Ensino Médio

A few papers have presented results of teaching Quantum Mechanics in High School. As a high abstraction level is demanded, it is necessary to reconsider theoretical assumptions, approaches and methodologies, in order to reduce difficulties in its insertion. This paper presents the achievements of a research, which is a didactic proposal for High School comprising discussions about Quantum Mechanics, involving elements that relate Physics and some paintings of Salvador Dalí. Embracing the relations between Physics and Art allows us to approach and express the relations between scientific education and culture with alternative ways to enrich the knowledge meaning, also aiming to provide students with a broader view about the scientific knowledge construction in an intelligent dialogue with the world.  To do so, the proposal presents an operative methodology, approaching science as a historical and social knowledge to teach quantum mechanics, and it aims to make the student able to hypothesize, conceptualize, situate scientific explanations in time, in short, operate according to the provided tools. Working with the ways in which Physics, introduced as a cultural component, influences the interpretations of macro and microscopic phenomena and contributes to the understanding of Modern Physics, part of twentieth-century Physics. Therefore, adding cultural elements to Physics world seems to be increasingly necessary, as it seems to resignify it by rehumanizing its knowledge. In addition, using the historical context seems to give us a greater extensiveness to knowledge, since it also starts being part of a broader culture, beyond its scientific meaning. Poucos trabalhos têm apresentado resultados do ensino de mecânica quântica no ensino médio. Como um alto nível de abstração é exigido, é necessário reconsiderar os pressupostos teóricos, abordagens e metodologias, a fim de reduzir as dificuldades na sua inserção. Este artigo apresenta os resultados de uma pesquisa, que é uma proposta didática para ensino médio compreendendo discussões sobre mecânica quântica e elementos que relacionam física e algumas pinturas de Salvador Dalí. Abraçar as relações entre a física e a arte nos permite aproximar e expressar as relações entre a educação científica e a cultura, com formas alternativas para enriquecer o significado do conhecimento, também buscando proporcionar aos alunos uma visão mais ampla sobre a construção do conhecimento científico, em um diálogo inteligente com o mundo. Para isso, a proposta apresenta uma metodologia operatória, aproximando a ciência como conhecimento histórico e social para ensinar mecânica quântica, e visa tornar o aluno capaz de desenvolver hipóteses, conceitos, situar explicações científicas no tempo, em suma, operar de acordo com as ferramentas fornecidas. Trabalhar com as formas pelas quais a física, introduzida como um componente cultural, influencia as interpretações dos fenômenos macro e microscópicos contribui para a compreensão da física moderna, parte da física do século XX. Portanto, adicionar elementos culturais ao mundo da física parece ser cada vez mais necessário, uma vez que parece ressignificá-la ao reumanizar seu conhecimento. Além disso, usar o contexto histórico parece nos dar uma maior amplitude ao conhecimento, uma vez que ele também começa a fazer parte de uma cultura mais ampla, além de seu significado científico

Salvador Dalí's paintings to introduce Quantum Mechanics concepts in High School

A few papers have presented results of teaching Quantum Mechanics in High School. As a high abstraction level is demanded, it is necessary to reconsider theoretical assumptions, approaches and methodologies, in order to reduce difficulties in its insertion. This paper presents the achievements of a research, which is a didactic proposal for High School comprising discussions about Quantum Mechanics, involving elements that relate Physics and some paintings of Salvador Dalí. Embracing the relations between Physics and Art allows us to approach and express the relations between scientific education and culture with alternative ways to enrich the knowledge meaning, also aiming to provide students with a broader view about the scientific knowledge construction in an intelligent dialogue with the world.  To do so, the proposal presents an operative methodology, approaching science as a historical and social knowledge to teach quantum mechanics, and it aims to make the student able to hypothesize, conceptualize, situate scientific explanations in time, in short, operate according to the provided tools. Working with the ways in which Physics, introduced as a cultural component, influences the interpretations of macro and microscopic phenomena and contributes to the understanding of Modern Physics, part of twentieth-century Physics. Therefore, adding cultural elements to Physics world seems to be increasingly necessary, as it seems to resignify it by rehumanizing its knowledge. In addition, using the historical context seems to give us a greater extensiveness to knowledge, since it also starts being part of a broader culture, beyond its scientific meaning