Teaching Newton’s universal gravitation guided by history and philosophy of science: a didactical propose focusing on argumentation

Este trabajo presenta una propuesta didáctica para enseñar la gravitación universal de Newton (GU), orientada por la historia y la filosofía de la ciencia (HFC), para promover mejoras en la habilidad de argumentación de los alumnos. Esta propuesta es la culminación de un trabajo más amplio que ya produjo algunos resultados (Teixeira et al., 2010a; Teixeira et al., 2010b). La propuesta incluye algunos textos de referencia para su implementación, siendo uno de ellos presentado en la segunda sección de este trabajo, en donde se discute la estructura de argumentación de Toulmin (2006),1 usada como referente sobre argumentación en nuestro trabajo. Presentamos finalmente una síntesis de la secuencia didáctica propuesta y los instrumentos de orientación y evaluación sugeridos para su implementación en la clase.This paper presents a didactical proposal to teach Newton’s universal gravitation (GU) guided by the history and philosophy of science (HPS) to promote improvements in students’ argumentation skills. This proposal is the culmination of a larger work that has already produced some results (Teixeira et al., 2010a; Teixeira et al., 2010b). The proposal includes some reference texts for implementation, one of which is presented in the second section of the paper that discusses the Toulmin’s layout of argument (Toulmin, 2006), which is the argumentation framework we have adopted in our work. Finally, this paper presents a synthesis of the didactical sequence and the tools for guidance and evaluation suggested for implementation in the classroo

Um Estudo de Caso sobre as Implicações da Abordagem Ausubeliana no Ensino de Física

Este trabalho fundamenta-se na pesquisa ação utilizada para investigar o processo de aprendizagem significativa. Mapas conceituais foram utilizados como ferramentas para a coleta e análise dos dados, acessando a estrutura cognitiva do sujeito da pesquisa, o que resultou em um mapeamento cognitivo que foi analisado qualitativamente e tratado estatisticamente por meio da análise de agrupamento hierárquico (AAH). Duas questões básicas foram investigadas: como se encontram os conceitos de termologia de um estudante com ensino médio completo? Quais mudanças significativas podem se processar após ser ministrado curso estruturado segundo a abordagem ausubeliana? Os resultados mostraram uma grande concordância entre a análise quantitativa e qualitativa, indicando a grande diferença entre os resultados do pré-teste o do pós-teste e uma melhoria significativa na compreensão da termologia pelo estudante

The Construction of an Argumentation on the Newtonian Synthesis from Groups’ Activities

Este trabalho investiga a qualidade da argumentação dos alunos sobre a síntese newtoniana e a relação da qualidade dessa argumentação com o texto referência usado nas atividades em grupos desenvolvidas numa disciplina do Curso Noturno de Licenciatura em Física da UFBA. A pesquisa foi feita com alunos da disciplina Física Básica – I, que usa uma abordagem contextual de ensino, e desenvolvida através de método qualitativo com observação participativa, vídeo- e áudio-gravação das aulas. Foi usado, como instrumento de análise, a estrutura de argumentação de Toulmin. Resultados indicaram que a discussão em grupos e entre os grupos propiciou a construção de uma argumentação coletiva satisfatória, embora com limitações, sobre a síntese newtoniana e que a abordagem contextual, através do texto referência - que discute a experiência de pensamento da ‘queda da lua’ de Newton como fundamental para a síntese newtoniana - exerceu um papel fundamental na qualidade da construção dos discursos dos alunosIn this work, we present an analysis of the representations that students, in high school/polimodal level in Argentina have about relevant classic concepts, necessaries for the understanding of the Special Relativity Theory (TER). The results seem to show that the analyzed students group has not developed appropriate schemas for them. From these incorrect conceptions, we try to determine some objectives – obstacles that should be pass over by the students, in classroom context with an specific didactic proposal for a significative learning of the TE

Concepções de estudantes de física sobre a natureza da ciência e sua transformação por uma abordagem contextual do ensino de ciências

Nós relatamos neste artigo uma pesquisa quali-quantitativa sobre as concepções de estudantes de Física da Universidade Estadual de Feira de Santana sobre a natureza da ciência. Em particular, estamos interessados em levantar suas concepções prévias a este respeito e as mudanças produzidas por um curso informado por uma abordagem contextual do ensino de ciências, levando na devida conta as dimensões históricas e filosóficas da atividade científica. A metodologia envolveu a aplicação de um questionário desenvolvido por Lederman e colaboradores (VNOS-C) em duas etapas, antes e após o curso. Os dados foram analisados através da construção de categorias baseadas nas respostas dos estudantes, seguida por análise quantitativa e qualitativa. Os resultados mostraram que houve uma mudança significativa e favorável em vários aspectos das concepções dos estudantes sobre a natureza da ciência, a despeito da dificuldade de superação de algumas noções profundamente enraizadas em suas visões epistemológicas

Analysis of didactic proposals of physics oriented by historical approaches

This research shows an analysis of the strategies of didactic transposition adopted by authors of Brazilian theses and dissertations in the elaboration of didactic proposals of physics, guided by historical approaches. The research is divided into a general analysis of the set of all the didactic proposals selected and a detailed analysis of the didactic proposals that discuss conceptions about Nature of Science and that use Newton's Universal Gravitation as thematic. The didactic proposals were selected based on the reading of the titles, the abstracts and, when necessary, the summary and the presentation, in order to select the works that really interested the research. The analysis process was started from a thorough reading of the proposals and the analysis criteria were defined from the theoretical reference adopted (FORATO, 2009). The results show that the authors of the works analyzed adopted the strategy of interpreting the historical aspects emphasized in the excerpts from the primary sources that compose the proposals, in order to contribute to a diachronic understanding of the same. Furthermore, the episodes of the history of Universal Gravity, of the authors of the works, contributed to the conceptions about Nature of Nature to continue being didactic and approached throughout the application of the proposal

A ciência Galileana: uma ilustre desconhecida

Este artigo investiga, em um estudo de caso, a compreensão de professores de Física, da escola secundária, acerca da natureza da Ciência Galileana. O resultado obtido, com um percentual de respostas equivocadas ou inconsistentes superando largamente o das respostas coerentes, revela fragilidade no entendimento da mudança conceitual e metodológica representada pela Ciência Galileana face ao Aristotelismo, e evidencia deficiências do sistema universitário sob o qual se formam esses professores. Argumenta-se na conclusão que a formação dos professores de Física conflita com tendências contemporâneas nas quais os aspectos históricos e epistemológicos são considerados parte integrante do ensino de ciências

Conceptions about the Nature of Science: the path of the students in a course on the Evolution of the Concepts of Physics

It is presented here a descriptive and qualitative study about the trajectory of students in a course on the Evolution of Physics Concepts, a night course given in the first academic semester in 2012 in a Physics undergraduate course, regarding their conceptions about the Nature of Science (NoS). This research also aims to investigate the teacher's influence on the discipline in these conceptions. The data to the investigation were obtained through the systematic observation of classes, recorded in audio and video, transcribed according to a protocol and then analyzed. A field diary was also used to register data. The students’ conceptions about NoS were identified and analyzed considering the vision of science defended/problematized by the teacher as a parameter. The results show that the individual trajectory of the previously mentioned students, related to their conceptions about NoS, can be grouped in the following way: a) students that explicitly revealed discordance to the vision defended/ problematized by the teacher, but presented changes throughout the course; b) students that disagreed with aspects related to the teacher's view but did not present a change pattern throughout the classes; c) students that exposed questionings/ positioning throughout the classes that clearly revealed conceptions about NoS in accordance with the vision of science defended/ problematized by the teacher, but in the end of the discipline, those who responded the applied questionnaire revealed, direct or indirectly, that they had “erroneous” conceptions about the scientific achievement, having the teacher view as parameter; d) students that, even aware to the historical epistemological nature of the discussions occurred during the classes, hardly exposed questionings/ positioning, throughout the discipline, that explicitly showed their conceptions about the NoS

Parâmetros para avaliar a produção literária em História e Filosofia da Ciência voltada para o ensino e divulgação das ideias da Física

The present paper aims to investigate parameters to evaluate the literary production on History and Philosophy of Science (HPS) directed to teaching and divulgation of Physics ideas through positive and negative aspects showed by authors of schoolbook reviews, paradidactic, scientific publishing, articles/essays focusing on HPS. These reviews are published in national literature on research in Physics Teaching. Among the most emphasized aspects in those reviews are: primary sources analysis and historical context regarding. We conclude that the detached aspects in the reviews are good criteria/parameters to be used to evaluate the production on HPS (paradidactic, scientific publishing, articles/essays) directed, mainly, to the University.  http://dx.doi.org/10.5007/2175-7941.2013v30n3p471O presente trabalho tem como objetivo investigar parâmetros para avaliar a produção literária em História e Filosofia da Ciência (HFC) voltada para o ensino e divulgação das ideias da Física, a partir dos aspectos positivos e negativos apontados por autores de resenhas de livros didáticos, paradidáticos, de divulgação científica e/ou de artigos/ensaios enfocando a HFC. Tais resenhas estão publicadas na literatura nacional de pesquisa em Ensino de Física. Dentre os pontos mais acentuados nas resenhas estão: análise de fontes primárias e consideração do contexto da época. Concluímos que os pontos destacados nas resenhas constituem bons critérios/parâmetros a serem utilizados para avaliar a produção em HFC (paradidáticos, de divulgação e de artigos ou ensaios) voltada, principalmente, para o Ensino Superior.

Concepções sobre a Natureza da Ciência: a trajetória dos estudantes de uma disciplina sobre Evolução dos Conceitos da Física

http://dx.doi.org/10.5007/2175-7941.2017v34n1p152It is presented here a descriptive and qualitative study about the trajectory of students in a course on the Evolution of Physics Concepts, a night course given in the first academic semester in 2012 in a Physics undergraduate course, regarding their conceptions about the Nature of Science (NoS). This research also aims to investigate the teacher's influence on the discipline in these conceptions. The data to the investigation were obtained through the systematic observation of classes, recorded in audio and video, transcribed according to a protocol and then analyzed. A field diary was also used to register data. The students’ conceptions about NoS were identified and analyzed considering the vision of science defended/problematized by the teacher as a parameter. The results show that the individual trajectory of the previously mentioned students, related to their conceptions about NoS, can be grouped in the following way: a) students that explicitly revealed discordance to the vision defended/ problematized by the teacher, but presented changes throughout the course; b) students that disagreed with aspects related to the teacher's view but did not present a change pattern throughout the classes; c) students that exposed questionings/ positioning throughout the classes that clearly revealed conceptions about NoS in accordance with the vision of science defended/ problematized by the teacher, but in the end of the discipline, those who responded the applied questionnaire revealed, direct or indirectly, that they had “erroneous” conceptions about the scientific achievement, having the teacher view as parameter; d) students that, even aware to the historical epistemological nature of the discussions occurred during the classes, hardly exposed questionings/ positioning, throughout the discipline, that explicitly showed their conceptions about the NoS.http://dx.doi.org/10.5007/2175-7941.2017v34n1p152Apresentamos aqui um estudo de caráter qualitativo e descritivo sobre a trajetória dos estudantes de uma disciplina sobre Evolução dos Conceitos da Física, turno noturno, ministrada no 1º semestre acadêmico do ano letivo de 2012, de um curso de graduação em Física, quanto às suas concepções acerca da Natureza da Ciência (NdC). Os dados para a investigação foram obtidos a partir da observação sistemática das aulas, gravadas em áudio e vídeo, transcritas para um protocolo e depois analisadas. Um diário de campo também foi utilizado para o registro dos dados. As concepções dos estudantes sobre a NdC foram identificadas e analisadas tendo como parâmetro a visão de ciência defendida/problematizada pelo professor. Os resultados mostram que as trajetórias individuais dos referidos estudantes, quanto às suas concepções sobre a NdC, podem ser agrupadas da seguinte forma: a) estudantes que revelaram, explicitamente, uma concepção que não concordava com a visão defendida/problematizada pelo professor, mas que apresentou mudança ao longo da disciplina; b) estudantes que discordaram de aspectos relativos à visão do professor, mas não apresentaram um padrão de mudança no decorrer das aulas; c) estudantes que expuseram questionamentos e/ou posicionamentos ao longo das aulas, que claramente sinalizavam concepções sobre a NdC em acordo com a visão de ciência defendida/problematizada pelo professor, mas no final da disciplina, aqueles que responderam ao questionário aplicado revelaram, direta ou indiretamente, que tinham concepções “errôneas” sobre o fazer científico, tendo como parâmetro a visão do professor; d) estudantes que mesmo atentos às discussões de natureza histórico-epistemológicas que ocorreram durante as aulas, quase que não expuseram questionamentos e/ou posicionamentos, ao longo da disciplina, que explicitamente sinalizassem suas concepções sobre a NdC