Nesta tese, a abstração é investigada e desenvolvida com o objetivo de contribuir para a compreensão e solução dos problemas físicos trabalhados com alunos de Ensino Médio. O conceito de abstração é averiguado historicamente com vistas ao seu entendimento epistemológico para a física e, em especial, para o desenvolvimento cognitivo dos estudantes, colaborando para o entendimento e solução de problemas tratados em sala de aula. O aporte teórico utilizado é fornecido pela teoria de Raymond Duval, a respeito dos registros de representação semiótica, compreensão e aprendizagens intelectuais, segundo sua fórmula: não há noésis sem semiósis. Atividades focando a promoção da abstração, por meio de ferramentas didáticas deduzidas da teoria dos registros de representação semiótica, são realizadas com estudantes do Ensino Médio e, para efeitos de comparação, com uma turma de 9º ano do Ensino Fundamental. As atividades tiveram duas versões. A primeira, diagnóstica, observando as principais dificuldades dos estudantes nos problemas físicos trabalhados; a segunda, tratou de problemas canônicos da física de sala de aula, por meio da ferramenta didática desenvolvida. A análise das respostas destas atividades indica o desenvolvimento da abstração dos estudantes e aumento da taxa de sucesso na solução de problemas físicos, desde que seja garantido o fenômeno da congruência, por meio da função de objetivação, discriminação das unidades significantes e conversão dos registros semióticos da física trabalhados nos problemas canônicos da disciplina. Os resultados apontam para um ensino de física que promove a abstração nos estudantes e uma melhoria na compreensão e solução de problemas de sala de aula. / In this thesis, the abstraction is investigated and developed with the objective of contributing to the understanding and solution of the physical problems worked with students of High School. The concept of abstraction is historically ascertained with a view to its epistemological understanding for physical, particularly for cognitive development of students, especially for the students\' cognitive development, collaborating to the understanding and solution of problems treated in the classroom. The theoretical approach is provided by Raymond Duval\'s theory, about the semiotic representation registers, intellectual understanding, and learning, according to its formula: there is no noesis without semiosis. Activities focusing on the promotion of abstraction, through didactic tools deduced from the theory of records of semiotic representation, are carried out with high school students and, for comparison purposes, with a 9th grade elementary school class. The activities had two versions. The first diagnosis, observing the main difficulties of the students in the physical problems worked; the second, dealt with canonical problems of classroom physics, through the didactic tool developed. The analysis of the responses of these activities indicates the development of students\' abstraction and increase of the success rate in the solution of physical problems, provided that the congruence phenomenon is guaranteed through the objectivation function, discrimination of the signifying units and conversion of the semiotic registers of physics worked on the canonical problems of discipline. The results point to a physics teaching that promotes abstraction in students and an improvement in understanding and solving classroom problems.

The main objective of this research was to plan, implement and analyze the teaching and learning of physical activities, aiming to blend three kinds of teaching resource (Textbook, Real Experiment and Virtual Experiment - Simulator), for the same activity. In this context, the research problem sought to examine whether the merged utilization of these resources enhances the understanding of physical concepts developed during the activities. The development of the research took place in a class of high school at an institute in central Santa Maria, RS. The chosen methodology was action research, so are the inclusion of the researcher community to be analyzed and features moments of action, observation, reflection and redesign. The results from the analysis of data collected through survey questionnaires, diaries lips and students' responses in the proposed work, indicate that there are points of similarity between the merged teaching resources and it was concluded that these worsened the understanding of physics concepts by students. / O principal objetivo desta pesquisa foi planejar, implementar e analisar atividades de ensino-aprendizagem de física, visando a mescla entre três tipos de recurso didático (Livro Didático, Experimento Real e Experimento Virtual Simulador), durante a mesma atividade. Neste contexto, o problema de pesquisa buscou analisar se a utilização mesclada destes recursos potencializa a compreensão dos conceitos físicos trabalhados durante as atividades. O desenvolvimento da pesquisa deu-se em uma turma do Ensino Médio de uma escola na região central de Santa Maria, RS. A metodologia escolhida foi a pesquisa-ação, tendo como característica a inserção do pesquisador na comunidade a ser analisada e também apresenta momentos de ação, observação, reflexão e replanejamento. Os resultados, a partir da análise dos dados coletados através dos questionários de pesquisa, diários de bordos e respostas dos estudantes nos trabalhos propostos, indicam que existem pontos semelhantes entre os recursos didáticos mesclados e foi possível concluir que estes potencializaram a compreensão dos conceitos de física pelos estudantes.

Submitted by Caroline Periotto (carol@ufscar.br) on 2016-09-19T14:02:45Z No. of bitstreams: 1 DissJRRJ.pdf: 9146963 bytes, checksum: d1ca284150548459ecae9a5cf5625c60 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T17:59:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissJRRJ.pdf: 9146963 bytes, checksum: d1ca284150548459ecae9a5cf5625c60 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T17:59:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissJRRJ.pdf: 9146963 bytes, checksum: d1ca284150548459ecae9a5cf5625c60 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-20T17:59:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissJRRJ.pdf: 9146963 bytes, checksum: d1ca284150548459ecae9a5cf5625c60 (MD5) Previous issue date: 2014-09-29 / Não recebi financiamento / This paper aims to propose the inclusion of the Arduino microcontroller in Physics classes in a public high school. To this intent, a learning situation on the theme Light and Color was suggested, based on meaningful learning and on the use of an interactive and easy to handle experiment. The daily life of students is packed with technologies that hold plenty of Physics’ concepts and applications. The intention to introduce the Arduino microcontroller in Physics classes was to arouse the curiosity and awaken in them the investigative character necessary to the study of Physics while they deal with technological elements that are part of their contemporary culture. The developed activity enables the investigation and allows students to participate more actively in their learning process. During the activity, groups of students tested some possibilities of light mixtures and the relationship between the incident light with the color of the light reflected by the objects. To record and learning verification purposes, a pretest, a posttest, a summative evaluation, teacher’s records and, lastly, a self-assessment were performed. It is possible to conclude that the activity was successful and has awakened the curiosity of the students, enabled conceptual growth and showed evidence of significant learning. / Este trabalho tem como objetivo propor a inserção do microcontrolador Arduino nas aulas de Física do Ensino Médio em uma Escola Púbica. Para isto, foi proposta uma situação de aprendizagem sobre o tema “Luz e Cor”, baseada na aprendizagem significativa, e na utilização de um experimento interativo e de fácil manipulação. O cotidiano dos estudantes está repleto de tecnologias e nelas há uma infinidade de conceitos e aplicações da Física. A intenção ao introduzir o microcontrolador Arduino nas aulas de Física foi provocar curiosidade nos estudantes e despertar o caráter investigativo necessário ao estudo da Física, ao mesmo tempo em que lidam com elementos tecnológicos que fazem parte de sua cultura contemporânea. A atividade desenvolvida possibilita a investigação e permite ao estudante uma participação mais ativa no seu processo de aprendizagem. Durante a atividade, grupos de estudantes testaram algumas possibilidades de misturas da luz e a relação da luz incidente com a cor da luz refletida pelos objetos. Para registro e verificação da aprendizagem, foram realizados um pré-teste, um pós-teste, uma avaliação somativa, registros do professor e, ao final, uma autoavaliação. Concluiu-se que a atividade foi exitosa, despertou a curiosidade dos estudantes, possibilitou crescimento conceitual e apresentou indícios de uma aprendizagem significativa.