Esta tese consiste da elaboração, validação, aplicação e avaliação de uma Sequência Didática (SD) para licenciandos de Ciências Biológicas, baseada em Ensino por Investigação (EI) e Pesquisa Baseada em Design (DBR, sigla do termo em inglês, Design Based Research), que utiliza episódios da História da Biologia do século XVIII, com os objetivos gerais de promover conhecimentos históricos específicos (conteúdo histórico), revisitar conceitos dos tipos de reprodução animal (conteúdo científico) sob a perspectiva de sua aplicação didática e promover concepções informadas sobre a Natureza da Ciência (NdC). Os episódios históricos foram orientados nas investigações de reprodução animal realizados pelos naturalistas genebreses Charles Bonnet (1720-1793) e Abraham Trembley (1710-1784) que culminaram no reconhecimento de modos de reprodução assexual, alguns deles desconhecidos até então. Ao estudar espécimes de afídeos, popularmente conhecido como \"pulgões\", Bonnet identificou e descreveu a \"multiplicação sem acasalamento\" (partenogênese). Ao estudar os \"pólipos de água doce\" (hidra, do grupo dos cnidários), Trembley descreveu a reprodução por regeneração e brotamento. Com base nos métodos de pesquisa da História da Ciência, esses conteúdos históricos são apresentados em capítulos específicos a fim de oferecer o contexto mais amplo da pesquisa com seres vivos no século XVIII. O conteúdo histórico subsidiou a criação de materiais instrucionais que resultaram em produtos educacionais da presente tese. O primeiro deles são Narrativas Históricas, estruturadas segundo o Ensino por Investigação, em que o conteúdo é organizado a partir das próprias questões de pesquisa Trembley e Bonnet, utilizando linguagem coloquial e posicionando o leitor/aluno no contexto de pesquisa da época. O enredo é ainda entremeado de momentos para pensar (THINK), que provocam interrupções para a discussão de aspectos da natureza da ciência mais diretamente envolvidos. O segundo recurso instrucional desenvolvido se trata de protótipos de um Objeto Virtual de Aprendizagem sobre os estudos de Bonnet com reprodução em pulgões. O terceiro, um roteiro de condução de Replicação Física de Experimentos Históricos, com estudos de Abraham Trembley sobre os pólipos de água doce. Esses materiais instrucionais e as estratégias para sua aplicação junto a estudantes integram uma SD planejada, implementada e analisada segundo a Pesquisa Baseada em Design (DBR). A abordagem DBR se concretiza por aplicações sucessivas, chamadas \"iterações\", de versões da SD, chamadas \"protótipos\", de cujas análises são extraídos Princípios de Design que devem nortear não apenas o refinamento da SD ao longo das iterações em curso, como oferecer parâmetros, tanto teóricos quanto práticos, para a construção de novas SDs, em contextos semelhantes de ensino. A SD elaborada nesta pesquisa passou por duas validações e duas iterações. A primeira validação foi realizada por quatro professores da escola básica participantes do Laboratório de História da Biologia e Ensino do IB-USP, em 2015. A segunda validação foi realizada por especialistas da pesquisa de interface entre história e filosofia da ciência e ensino, da Universidade de Buenos Aires e Instituto, Buenos Aires, Argentina, em 2017. A primeira iteração da SD foi realizada com dez licenciandos matriculados na disciplina optativa livre Estratégias para o Ensino de Genética e Evolução no Ensino Médio, do curso de Ciências Biológicas do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (IB-USP), no 2º semestre de 2015. A segunda, com 10 licenciandos da disciplina de Prática Pedagógica em Biologia I, do curso de Licenciatura em Ciências, habilitação em Ciências Biológicas, da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), campus de Diadema, no segundo semestre de 2016. Em ambos os casos, foi apresentado Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE) aos participantes da pesquisa. Os instrumentos de coleta de dados compreenderam observação do pesquisador, gravação de áudio das atividades, produções dos alunos, questionários e entrevistas. Para a análise, preponderantemente qualitativa, foi realizada triangulação dos dados coletados e comparação cm rubricas previamente validadas e estabelecidas, com o objetivo de determinar as variáveis relevantes na promoção da aprendizagem dos conteúdos metacientíficos e científicos abordados na SD e no delineamento de indicadores para proposição de Princípios de Design. Os resultados deste trabalho, coletados por meio de ciclos iterativos de protótipos de uma SD fundamentados pelo DBR, permitem concluir que a associação entre episódios da história da biologia, natureza da ciência e ensino por investigação é uma estratégia eficiente para a promoção de aspectos relacionados ao fazer científico em disciplinas da formação inicial docente. Para aumentar a robustez dos Princípios de Design construídos nesta tese, novos ciclos de iteração, com número crescente alunos e cenários, são recomendados / This dissertation comprises of the elaboration, validation, application and evaluation of a Teaching Learning Sequence (TLS) aimed at preservice teachers of Biological Sciences, structured on Inquiry learning (EI) and Design Based Research (DBR) and based on episodes from the History of Biology of the eighteenth century. The main objectives of this dissertation are to promote specific historical knowledge (historical content), to review concepts of animal reproduction (scientific content) from the perspective of its didactic application and to foster informed conceptions about Nature of Science (NOS). The historical episodes were based in the studies on animal reproduction carried out by the naturalists Charles Bonnet (1720-1793) and Abraham Trembley (1710-1784) who culminated in the understanding of modes of asexual reproduction, some of them unknown until then. When studying specimens of aphids, popularly known as \"aphids\", Bonnet was able to identify and to describe the phenomenon of \"multiplication without mating\" (parthenogenesis). Abraham Trembley, when collecting and isolating water insects, observed a kind of creature, later named \"freshwater polyps\" (hydra, from the group of cnidarians). Their studies on hydra culminated on \"discovery\" of reproduction by regeneration and budding. Besides, based on research methods of History of Science, the historical contents were developed and presented in specific chapters in order to offer the broader context of research on living beings in the eighteenth century. Also, the historical content might subside the creation of instructional resources - the educational products of this dissertation. The first one are Historical Narratives, textual resources structured according to Inquiry learning, whose content is organized using problems from the very studies of Trembley and Bonnet, using colloquial language and positioning the reader/student in the research context of the time. The plot is still interspersed with THINK questions, which are specific break moments in order to discuss explicitly aspects of NOS most directly involved. The second resource are prototypes of a Virtual Learning Object based on Bonnet studies about reproduction in aphids. The third one, is a script of Physical Replication of Historical Experiments, about Abraham Trembley\'s studies on freshwater polyps. These instructional resources and didactical strategies compose a TLS, implemented, validated and analyzed according to the Design-Based Research (DBR). The DBR approach is a methodological and theoretical framework implemented through successive applications, or \"iterations\" of TLS versions (prototypes), after cycles of data analysis are extracted Design Principles that should guide not only the refinement of TLS during the ongoing iterations, as helping to create parameters, both theoretical and practical, for the construction of new TLS, in similar teaching contexts. The TLS elaborated in this research underwent two validations and two iterations. The first on was carried out by four primary high school teachers\' members of the Laboratory of History of Biology and Teaching of Institute of Biosciences - USP in 2015. The second one was carried out by specialists on history and philosophy of science and teaching of the University Buenos Aires, Argentina, in 2017. The first iteration of the TLS was applied and evaluated with ten undergraduates enrolled in the elective course, Strategies for Teaching Genetics and Evolution in High School, of the Biological Sciences course of the Institute of Biosciences of the University of São Paulo (IB-USP), in 2015. The second one, applied on ten preservice teachers enrolled on the discipline of Pedagogical Practice in Biology I, with preservice teachers at Federal University of São Paulo (UNIFESP), Diadema, in 2016. In both cases, a Free and Informed Consent Form (TCLE) was administered and signed by the research participants. The instruments of data collection of the TLS prototypes included participative observation, audio recording of activities and strategies, student productions, questionnaires and interviews. Due the predominantly qualitative analysis, the collected data were triangulated and compared to validated and established rubrics, in order to determining the relevant variables in the promotion of the learning of the meta-scientific and scientific content addressed in the TLS and the delineation of indicators for proposition Principles of Design. The results of this work, collected through iterative cycles of TLS prototypes, allow to conclude that the association between episodes of the history of biology, nature of science and Inquiry learning is an efficient strategy for the promotion of NOS aspects related to make scientific in disciplines of initial teacher training. Nevertheless, in order to increase the robustness of the Design Principles proposed in this dissertation, new iteration cycles, if possible increasing the amount of participants and similar educational scenarios, are recommended

Esta tese consiste da elaboração, validação, aplicação e avaliação de uma Sequência Didática (SD) para licenciandos de Ciências Biológicas, baseada em Ensino por Investigação (EI) e Pesquisa Baseada em Design (DBR, sigla do termo em inglês, Design Based Research), que utiliza episódios da História da Biologia do século XVIII, com os objetivos gerais de promover conhecimentos históricos específicos (conteúdo histórico), revisitar conceitos dos tipos de reprodução animal (conteúdo científico) sob a perspectiva de sua aplicação didática e promover concepções informadas sobre a Natureza da Ciência (NdC). Os episódios históricos foram orientados nas investigações de reprodução animal realizados pelos naturalistas genebreses Charles Bonnet (1720-1793) e Abraham Trembley (1710-1784) que culminaram no reconhecimento de modos de reprodução assexual, alguns deles desconhecidos até então. Ao estudar espécimes de afídeos, popularmente conhecido como \"pulgões\", Bonnet identificou e descreveu a \"multiplicação sem acasalamento\" (partenogênese). Ao estudar os \"pólipos de água doce\" (hidra, do grupo dos cnidários), Trembley descreveu a reprodução por regeneração e brotamento. Com base nos métodos de pesquisa da História da Ciência, esses conteúdos históricos são apresentados em capítulos específicos a fim de oferecer o contexto mais amplo da pesquisa com seres vivos no século XVIII. O conteúdo histórico subsidiou a criação de materiais instrucionais que resultaram em produtos educacionais da presente tese. O primeiro deles são Narrativas Históricas, estruturadas segundo o Ensino por Investigação, em que o conteúdo é organizado a partir das próprias questões de pesquisa Trembley e Bonnet, utilizando linguagem coloquial e posicionando o leitor/aluno no contexto de pesquisa da época. O enredo é ainda entremeado de momentos para pensar (THINK), que provocam interrupções para a discussão de aspectos da natureza da ciência mais diretamente envolvidos. O segundo recurso instrucional desenvolvido se trata de protótipos de um Objeto Virtual de Aprendizagem sobre os estudos de Bonnet com reprodução em pulgões. O terceiro, um roteiro de condução de Replicação Física de Experimentos Históricos, com estudos de Abraham Trembley sobre os pólipos de água doce. Esses materiais instrucionais e as estratégias para sua aplicação junto a estudantes integram uma SD planejada, implementada e analisada segundo a Pesquisa Baseada em Design (DBR). A abordagem DBR se concretiza por aplicações sucessivas, chamadas \"iterações\", de versões da SD, chamadas \"protótipos\", de cujas análises são extraídos Princípios de Design que devem nortear não apenas o refinamento da SD ao longo das iterações em curso, como oferecer parâmetros, tanto teóricos quanto práticos, para a construção de novas SDs, em contextos semelhantes de ensino. A SD elaborada nesta pesquisa passou por duas validações e duas iterações. A primeira validação foi realizada por quatro professores da escola básica participantes do Laboratório de História da Biologia e Ensino do IB-USP, em 2015. A segunda validação foi realizada por especialistas da pesquisa de interface entre história e filosofia da ciência e ensino, da Universidade de Buenos Aires e Instituto, Buenos Aires, Argentina, em 2017. A primeira iteração da SD foi realizada com dez licenciandos matriculados na disciplina optativa livre Estratégias para o Ensino de Genética e Evolução no Ensino Médio, do curso de Ciências Biológicas do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (IB-USP), no 2º semestre de 2015. A segunda, com 10 licenciandos da disciplina de Prática Pedagógica em Biologia I, do curso de Licenciatura em Ciências, habilitação em Ciências Biológicas, da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), campus de Diadema, no segundo semestre de 2016. Em ambos os casos, foi apresentado Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE) aos participantes da pesquisa. Os instrumentos de coleta de dados compreenderam observação do pesquisador, gravação de áudio das atividades, produções dos alunos, questionários e entrevistas. Para a análise, preponderantemente qualitativa, foi realizada triangulação dos dados coletados e comparação cm rubricas previamente validadas e estabelecidas, com o objetivo de determinar as variáveis relevantes na promoção da aprendizagem dos conteúdos metacientíficos e científicos abordados na SD e no delineamento de indicadores para proposição de Princípios de Design. Os resultados deste trabalho, coletados por meio de ciclos iterativos de protótipos de uma SD fundamentados pelo DBR, permitem concluir que a associação entre episódios da história da biologia, natureza da ciência e ensino por investigação é uma estratégia eficiente para a promoção de aspectos relacionados ao fazer científico em disciplinas da formação inicial docente. Para aumentar a robustez dos Princípios de Design construídos nesta tese, novos ciclos de iteração, com número crescente alunos e cenários, são recomendados / This dissertation comprises of the elaboration, validation, application and evaluation of a Teaching Learning Sequence (TLS) aimed at preservice teachers of Biological Sciences, structured on Inquiry learning (EI) and Design Based Research (DBR) and based on episodes from the History of Biology of the eighteenth century. The main objectives of this dissertation are to promote specific historical knowledge (historical content), to review concepts of animal reproduction (scientific content) from the perspective of its didactic application and to foster informed conceptions about Nature of Science (NOS). The historical episodes were based in the studies on animal reproduction carried out by the naturalists Charles Bonnet (1720-1793) and Abraham Trembley (1710-1784) who culminated in the understanding of modes of asexual reproduction, some of them unknown until then. When studying specimens of aphids, popularly known as \"aphids\", Bonnet was able to identify and to describe the phenomenon of \"multiplication without mating\" (parthenogenesis). Abraham Trembley, when collecting and isolating water insects, observed a kind of creature, later named \"freshwater polyps\" (hydra, from the group of cnidarians). Their studies on hydra culminated on \"discovery\" of reproduction by regeneration and budding. Besides, based on research methods of History of Science, the historical contents were developed and presented in specific chapters in order to offer the broader context of research on living beings in the eighteenth century. Also, the historical content might subside the creation of instructional resources - the educational products of this dissertation. The first one are Historical Narratives, textual resources structured according to Inquiry learning, whose content is organized using problems from the very studies of Trembley and Bonnet, using colloquial language and positioning the reader/student in the research context of the time. The plot is still interspersed with THINK questions, which are specific break moments in order to discuss explicitly aspects of NOS most directly involved. The second resource are prototypes of a Virtual Learning Object based on Bonnet studies about reproduction in aphids. The third one, is a script of Physical Replication of Historical Experiments, about Abraham Trembley\'s studies on freshwater polyps. These instructional resources and didactical strategies compose a TLS, implemented, validated and analyzed according to the Design-Based Research (DBR). The DBR approach is a methodological and theoretical framework implemented through successive applications, or \"iterations\" of TLS versions (prototypes), after cycles of data analysis are extracted Design Principles that should guide not only the refinement of TLS during the ongoing iterations, as helping to create parameters, both theoretical and practical, for the construction of new TLS, in similar teaching contexts. The TLS elaborated in this research underwent two validations and two iterations. The first on was carried out by four primary high school teachers\' members of the Laboratory of History of Biology and Teaching of Institute of Biosciences - USP in 2015. The second one was carried out by specialists on history and philosophy of science and teaching of the University Buenos Aires, Argentina, in 2017. The first iteration of the TLS was applied and evaluated with ten undergraduates enrolled in the elective course, Strategies for Teaching Genetics and Evolution in High School, of the Biological Sciences course of the Institute of Biosciences of the University of São Paulo (IB-USP), in 2015. The second one, applied on ten preservice teachers enrolled on the discipline of Pedagogical Practice in Biology I, with preservice teachers at Federal University of São Paulo (UNIFESP), Diadema, in 2016. In both cases, a Free and Informed Consent Form (TCLE) was administered and signed by the research participants. The instruments of data collection of the TLS prototypes included participative observation, audio recording of activities and strategies, student productions, questionnaires and interviews. Due the predominantly qualitative analysis, the collected data were triangulated and compared to validated and established rubrics, in order to determining the relevant variables in the promotion of the learning of the meta-scientific and scientific content addressed in the TLS and the delineation of indicators for proposition Principles of Design. The results of this work, collected through iterative cycles of TLS prototypes, allow to conclude that the association between episodes of the history of biology, nature of science and Inquiry learning is an efficient strategy for the promotion of NOS aspects related to make scientific in disciplines of initial teacher training. Nevertheless, in order to increase the robustness of the Design Principles proposed in this dissertation, new iteration cycles, if possible increasing the amount of participants and similar educational scenarios, are recommended

Considerando que a história da ciência pode constituir uma ferramenta útil para o ensino de ciência, o objetivo desta dissertação é inicialmente apresentar um material histórico para o ensino e aprendizagem de genética no nível médio. Este diz respeito ao desenvolvimento do conceito de linkage no período compreendido entre 1902 e 1915. A partir deste estudo histórico foi elaborada uma sequência didática com o intuito de auxiliar no ensino e aprendizagem deste conceito. Na construção desta levou-se em conta tanto a dimensão epistêmica como a dimensão pedagógica, considerando o processo de elaboração, métodos e validação do conhecimento científico conforme proposto por Méheut (2005). Esta dissertação compreende uma introdução e três capítulos. O Capítulo 1 discute as relações entre história da ciência e o ensino e aprendizagem de genética. O Capítulo 2 apresenta um estudo histórico sobre as explicações para as características que eram herdadas juntas até da proposta do linkage. O Capítulo 3 oferece uma sequência didática. Espera-se que o material elaborado para ser trabalhado em sala de aula possa contribuir para o entendimento do conceito de linkage e mostrar aspectos sobre a natureza da ciência (NDC) tais como: os cientistas podem mudar de ideia; resultados experimentais semelhantes podem ser interpretados à luz de teorias diferentes; e o empreendimento científico é resultado de um trabalho coletivo. / Taking into account that history of science can be an useful tool for the teaching of science, the aim of this dissertation is firstly to present a historical material to the learning and teaching of Genetics in High school. It is related to the growth of the concept of linkage. Departing from this historical study, it presents a teaching-learning sequence, which may assist the teaching and learning of this concept. In the building of such teaching-learning sequence it was taken into account both the pedagogical and epistemic dimensions, considering the drafting process, methods and validation of scientific knowledge, proposed by Méheut (2005). This dissertation comprises an introduction and three chapters. Chapter 1 discusses the relations between history of science and the learning and teaching of genetics. Chapter 2 presents a historical study of the explanations for characteristics which are inherited together until the proposal of linkage. Chapter 3 offers a teaching-learning sequence. It is hoped that the historical material elaborated, to be worked in the classroom could contribute to the understanding of the concept of linkage showing aspects of nature of science (NDC) such us: similar experimental results may be interpreted according different theories; the scientists may change their mind; and that science endeavor results from a collective work.

Esta tese, inserida na linha de pesquisa História da Biologia e Ensino, destinou-se à introdução de episódios da História da Ciência em aulas de ciências do segmento Fundamental II da escola básica, em especial, na modalidade de ensino de Educação de Jovens e Adultos (EJA). A tese foi organizada em duas partes. A Parte I discorre sobre a abordagem histórica, segundo dois objetivos gerais principais: promover a compreensão de conceitos científicos atuais, relacionados à teoria evolutiva dos seres vivos, e desenvolver uma percepção informada dos estudantes sobre as características da cie?ncia e, mais particularmente, do processo de investigação científica. O episódio da história da biologia selecionado foi o modo pelo qual um mesmo material biológico, o peixe elétrico, foi estudado por diferentes naturalistas dos séculos XVII ao XIX. O interesse foi o de conhecer as principais explicações dadas para o fenômeno, considerado, primeiramente, no âmbito mecânico e corpuscular e, mais tarde, elétrico, sendo retomado, no século XIX, no âmbito da teoria evolutiva. O estudo histórico foi focalizado no fato dos órgãos elétricos de peixes pertencentes a diferentes grupos taxonômicos terem sido considerados por Charles Robert Darwin (1809-1882) como uma dificuldade especial para o seu princípio de seleção natural. Este estudo indicou a solução apontada pelo naturalista inglês e comparou-a com o conhecimento científico atual uma vez que esse estudo histórico original se destinou ao ensino-aprendizagem de um conjunto de conceitos relacionados ao princípio da seleção natural como ensinado hoje na escola básica. O estudo histórico seguiu a metodologia de pesquisa em história da ciência, por meio de análise de fontes primárias, à luz de fontes secundárias. A Parte II da tese discorre sobre a pesquisa empírica realizada para a introdução do estudo histórico no ensino de ciências da EJA, que foi realizada por meio do planejamento, validação, implementação e avaliação de uma Sequência Didática (SD). A construção e a validação da Sequência Didática seguiram os parâmetros estabelecidos por Méheut e Psillos (2004). A pesquisa empírica foi feita segundo a metodologia da pesquisa-ação, pela professor-pesquisadora, e com alunos da EJA do município de São Paulo. A triangulação dos dados obtidos foi feita a partir de fotografias, gravações audiovisuais das aulas, registros diversos dos alunos ao longo da sequência didática, incluindo respostas a questionário prévio (pré-teste) e posterior (pós-teste) à sequência didática, entrevista semiestruturada, entrevista estruturada e as anotações da professora-pesquisadora. A análise dos dados levantados seguiu metodologia qualitativa de pesquisa em educação científica, baseando-se em Bogdan e Biklen (2014) e na análise de conteúdo segundo Bardin (1994). Como resultados principais da pesquisa empírica sobre a abordagem histórica da cie?ncia no ensino de ciências/biologia na Educação de Jovens e Adultos, destacaram-se: o aumento no número de alunos com percepções mais informadas sobre ciências e a compreensão, pela maioria dos estudantes, do princípio da seleção natural para explicar a origem das espécies, conteúdo científico atual, considerado complexo e distante do dia a dia dos estudantes / This thesis, History of Biology and Education part of the research line, was designed to introduce Science History episodes in elementary school science classes, mainly in Youth and Adult Education (YAE). The historical approach had two objectives in science teaching: promoting understanding of current scientific concepts related to the evolutionary theory of living beings and develop a perception on the characteristics of science and scientific inquiry. The first part of the thesis discusses the historical research and specially the episode in selected science history in which the same biological material - electric fish - were studied by different naturalists of the seventeenth to the nineteenth century. The interest was to know the main explanations for the phenomenon, first considered in a corpuscular and mechanical level, and then in an electric one, taken in the nineteenth century, in the context of evolutionary theory. The historical study was focused on the fact that the electric organs of fish belonging to different taxonomic groups were considered by Charles Robert Darwin (1809-1882) as a special difficulty for the principle of natural selection. This study indicated the approach adopted by English naturalist and compared it to the current scientific knowledge since this original historical study was devoted to the learning of a set of concepts related to the natural selection principle. The historical study followed the methodology research in history of science, through analysis of primary sources, in the light of secondary sources. The second part of the thesis is an empirical research that discusses the introduction of history of science in science education. The introduction of historical study in science education to adult education students was through planning, validation, implementation and evaluation of a Teaching Learning Sequence (TLS). The construction and validation of the TLS followed the parameters established by Méheut and Psillos (2004). The empirical research has been done according to the action-research methodology; the teacher-researcher, and YAE students in a public school, São Paulo. The triangulation of data was made from photographs, audiovisual recordings of classes, many student records along the teaching learning sequence, including answers to previous questionnaire (pre-test) and after (post-test) to the instructional sequence, semi-structured interviews, structured interviews and the teacher-researcher notes. The analysis of the following qualitative data, followed a methodology researched in the science education based on the authors Bogdan and Biklen (2014) and content analysis based on Bardin (1994). The main results of empirical research on the historical approach of science in science/biology education at the Youth and Adult Education are the increasing in the number of students with more informed perceptions about science and understanding the principle of natural selection to explain the origin of species - a current scientific content, considered complex and far from students\' daily lives

O presente trabalho conceitualiza e aplica da noção de \"fluxo\" como a parte da intenção didática relacionada com a qualidade das transições entre atividades de uma sequência didática. O fluxo foi empregado como protoprincípio central no desenvolvimento de um curso sobre Relatividade Restrita para o Ensino Médio com base na metodologia Design-Based Research (DBR). A dinâmica de trabalho contou com a participação de pesquisadores e professores da Rede Pública do Estado de São Paulo. Reuniões de discussão, produção e aplicações da sequência didática foram organizadas conjuntamente pelo Núcleo de Pesquisas em Inovação Curricular (NuPIC) e pelo, então formado, Grupo de Atualização da Física Escolar (GrAFiE). Como resultado da pesquisa foi apresentada a comparação entre o fluxo pretendido e a fluência observada pelos alunos. Uma pesquisa auxiliar sobre a compreensão do conceito de evento também é construída e complementa os resultados obtidos. Com vistas na generalização proposta pelos pesquisadores nessa área, são apresentados o protoprincípio de fluxo como potencial motor para o desenvolvimento de sequências didáticas, o diagrama de fluxo como representação prática das intenções dos desenvolvedores e o instrumento de fluxo como método para a produção de dados. Esses elementos foram testados em um ciclo de pesquisas e são destinados ao emprego em outras sequências didáticas. / The present work conceptualizes and applies the concept of \"flow\" as part of the didactic intention related to the quality of transitions between activities of a design experiment. The flow was used as the central protoprinciple in the developiment of a course on Special Relativity for high school based on a Design-Based Research (DBR) methodology. The work has involved the participation of researchers and public school teachers of the State of Sao Paulo, Brazil. Meetings, production and didactic interventions were collectively organized. The comparison between the desired flow and fluency observed by the students was analyzed as a result of the research. An auxiliary research on the understanding on the concept of event is also constructed and complements the research. Looking forward the generalization proposed by researchers in this area, the protoprinciple of the flow was presented as a potential idea for the development of didactic sequences. The flow\'s diagram was presented as a practical representation of the intentions of the developers and the flow instrument has shown as a method for producing data. These elements were tested in a cycle of research and are intended for use in other design experiments.

Ce mémoire a pour objet la mise à l’essai d’une séquence d’apprentissage intégrant des chansons comme sources primaires pour développer la compétence 2– interpréter la réalité sociale à l’aide de la méthode historique. Le ministère de l’Éducation du Québec et les écrits scientifiques (Côté, 2008; LENOIR et SAUVÉ, 2010; Turner-Bisset, 2001) s’attendent à ce que l’élève terminant ses études secondaires raisonne à partir de faits tirés des sources qui lui sont accessibles, notamment des sources primaires. Or, on constate trois lacunes dans la pratique enseignante : le petit nombre de sources travaillées, l’inégalité de leurs interprétations et la faiblesse de leurs critiques (Byrom, 2005; Pickles, 2010; Watson, 1998). Aussi, peu de cas utilisent la chanson comme source primaire. La séquence d’apprentissages sur la Deuxième Guerre mondiale que l’enseignante française Sylvaine Moreau (2012) a rendue disponible sur Internet a donc servi de point de départ à cette mise à l’essai afin de comprendre ce qu’il en est. Comme il y a un aller-retour régulier prévu entre l’adaptation du matériel pédagogique au contexte scolaire québécois et les observations en classe c’est la recherche-développement qui semble l’approche la plus efficace (Artigue, 1989; Harvey et Loiselle, 2009). Quatre enseignants montréalais ont accepté une entrevue avec l’auteure de cette recherche. Ils ont adapté le matériel au contexte scolaire, ils ont été observés en classe et les réponses écrites des élèves ont été analysées grâce, notamment, au programme N’Vivo. En explorant les données qualitatives recueillies, on constate le petit nombre de sources travaillées puisque les réponses ne reprennent que ce qui a été vu en classe, priorisant même certains types de sources. La faiblesse des critiques est criante puisque des étapes jugées « inutiles » par certains élèves sont laissées incomplètes. Finalement, l’auteure remarque l’inégalité des interprétations liée à une barrière de niveau de langue. Les métaphores et le vocabulaire de certaines chansons semblent un défi. / This thesis presents the trial of a learning sequence including songs as primary sources to develop the competency-2 Interpret social realities by using the historical method. The Ministry of Education of Quebec and the scientific literature (Côté, 2008; and SAVED LENOIR, 2010; Turner-Bisset, 2001) expect that students who graduate from high school are able to reason from facts taken from sources available, including primary sources. We see three gaps in teaching practices: the small number of sources worked, the inequality of their interpretations and weak critical judgment skills (Byrom, 2005; Pickles, 2010; and Watson, 1998). Also, few cases use songs as a primary source. The learning sequence about the Second World War that the French teacher Sylvaine Moreau (2012) has made available on the Internet was used as a starting point for this testing. We adapted the teaching material to Quebec's school context after each classroom observations. Therefore, it is the “didactic engineering” approach that seems the most effective (Artigue, 1989; Harvey and Loiselle, 2009). Four teachers from Montreal agreed to be interviewed. They adapted the teaching material to their school needs. We observed them in their classrooms as they were teaching. All the students’ written answers were analyzed with the N'Vivo program. By exploring the qualitative data collected, we notice the small number of sources used. Most students’ answers referred only to what was seen in class, giving priority to some type of sources over others. Some steps were judged as “unnecessary” by some students and where not completed leading to weak criticism. Finally, we noted the inequality of interpretations related to a level of language barrier: metaphors and vocabulary seem to be a challenge.

Den här studien undersöker utifrån ett multimodalt, designteoretiskt perspektiv den didaktiska designen i läromedlet Bibeläventyret Gamla testamentet. Syftet med studien är att visa de teckensystem som används i designen för lärande i Bibeläventyret Gamla testamentet och den mening som deras semiotiska resurser erbjuder i lärandet. Dessutom tar studien upp det engagemang som eleverna visar, som ett tecken på transformation. Med transformation menas hur eleverna börjar bearbeta den erbjudna meningen och formar den till kunskap. Undersökningen är genomförd i en åk 4 på en svensk grundskola med hjälp av videoobservationer, lektionsanteckningar samt själva läromedlets utrustning. Resultatet blev att Bibeläventyret Gamlas testamentet fungerar multimodalt med många olika teckensystem och artefakter, där vissa är bärande och andra stöttande. Klassrummets spatiala möjligheter, instruktörens muntliga berättande med stöd av intonation, gester, blickar, kroppsspråk och förflyttningar, samt elevernas deltagande i meningsskapandet används om vartannat. Studien tyder på att den multimodala designen erbjuder stor mening och i det engagemang som eleverna visar finns en början till transformation och formation till ny kunskap. Tidigare forskning har kommit fram till att det finns signifikanta tecken på lärande i multimodala miljöer, ofta med inslag av digitala medier. Där bidrar studien till att visa att många fler teckensystem än vad som ofta används multimodalt kan kombineras och utöka möjligheten till lärande, särskilt i undervisningen av Bibeläventyret Gamla testamentet. / This study analyses, from a multimodal, design theoretical perspective, the design for learning in the educational material Bibeläventyret Gamla testamentet (The Bible Adventure – The Old Testament). The aim is to display the modes that are used in the design for learning in Bibeläventyret Gamla testamentet and the meaning that is offered in learning by semiotic resources of these modes. The study also presents the involvement that the students show, as a sign of transformation. Transformation refers to how the students start to process offered meaning and form it into knowledge. The study was conducted in 4th grade classes in a Swedish compulsory school and is based on video observations of two hours of teaching, field notes and the analysis of the teaching material. The study shows that teaching Bibeläventyret Gamla testamentet is multimodally conducted with many different modes and artefacts, where some bear more meaning and others are more supportive. The spatial opportunities of the classroom, the oral narrative of the instructor, including prosody in talk, body movements, gesture and gaze, as well as the students’ involvement in meaning making are used variously. The study shows that the multimodal design offers a significant meaning for learning and the involvement of the students shows how they make an initial transformation and formation of new knowledge. Previous research points to major signs of learning in multimodal environments, where digital media is often included. This study contributes to previous research in showing that many more modes can be used and combined multimodally at the same time compared to what is usually done and so extend the learning possibility particularly in teaching Bibeläventyret Gamla testamentet.

Esta dissertação, inserida em linha de pesquisa de \"História, Filosofia e Cultura no Ensino de Ciências\", abordou a inserção de um episódio da História da Ciência no ensino de Biologia da educação básica. A pesquisa, caracterizada por uma abordagem inclusiva da História da Ciência no ensino de Biologia, foi orientada pelos seguintes objetivos: 1) desenvolver o estudo de um episódio histórico envolvendo a viagem do naturalista inglês Alfred Russel Wallace (1823-1913) ao Brasil, no século XIX; 2) desenvolver um estudo empírico de utilização de episódio da História da Biologia no ensino e aprendizagem de conteúdos de Biologia por meio da elaboração, validação, aplicação e avaliação de uma sequência didática; 3) investigar os efeitos da utilização de um episódio de História da Biologia sobre aspectos motivacionais e emocionais dos alunos durante o ensino e aprendizagem de conteúdos de Biologia. A viagem de Wallace à Amazônia foi analisada segundo a metodologia de pesquisa em História da Ciência, fazendo uso de fontes primárias e secundárias. Foram investigadas a formação inicial do pesquisador e as motivações para a realização da viagem segundo o contexto das expedições científicas do século XIX. Foram ainda discutidas as principais contribuições que ele desenvolveu, particularmente sobre as palmeiras amazônicas. Esse estudo gerou um material que pode servir de subsídio ao professor que deseje abordar esse episódio histórico em sala de aula. A partir desse episódio, foi elaborada uma sequência didática baseada nos estudos de Wallace sobre as palmeiras amazônicas. As palmeiras estudadas por Wallace serviram de base para os alunos realizarem atividades relacionadas à classificação biológica, ao uso de chaves dicotômicas de identificação e à elaboração de uma matriz de classificação filogenética. A sequência didática foi composta de oito aulas desenvolvidas com diferentes estratégias de ensino e aprendizagem, com uso de materiais instrucionais especialmente elaborados para cada aula. Após processo de validação, a sequência didática foi aplicada em duas turmas de 2º ano do Ensino Médio, de uma escola pública, no município de São Paulo, no primeiro semestre de 2013. Foi realizada triangulação de dados obtidos por meio de gravação e transcrição das aulas, bem como aplicação de dois questionários validados pela literatura: um destinado a avaliar motivação e outro a avaliar emoção situacional dos alunos. A análise dos dados obtidos levou à elaboração de uma representação gráfica mapeando as disposições motivacionais e emocionais dos alunos durante as interações de ensino e aprendizagem da sequência didática. Como resultados principais da pesquisa empírica que podem contribuir para a área de ensino de Ciências Naturais em que abordagens históricas estão inseridas, destacam-se evidências de que os alunos responderam positivamente à aprendizagem de conteúdos científicos atuais considerados complexos e distantes do seu dia a dia, como é o caso da classificação filogenética, após esse estudo ter sido provocado a partir dos estudos de Wallace na Amazônia. Esta pesquisa também contribui com a divulgação de uma metodologia para investigar aspectos motivacionais e emocionais dos alunos na aprendizagem de conteúdos de Biologia. Finalmente, estabeleceu alguns parâmetros sobre a contribuição da História da Ciência no ensino de Biologia. / This dissertation, set in search of \"History, Philosophy and Culture in Science Education\" line, addressed the insertion of an episode of the History of Science in Biology teaching of basic education. The research, characterized by an inclusive approach of the History of Science in teaching Biology, was guided by the following objectives: 1) develop the study of a historical episode involving the journey of the English naturalist Alfred Russel Wallace (1823-1913) to Brazil in the nineteenth century; 2) develop an empirical study of using episode of the History of Biology in teaching and learning content biology through the development, validation, implementation and evaluation of an instructional sequence; 3) investigate the effects of using of an episode of the History of Biology on motivational and emotional aspects of learning content for students of Biology. A trip to the Amazon Wallace was analyzed according to the methodology of research in History of Science, using primary and secondary sources. The initial training of the researcher and the motivations for the provision of travel were investigated according to the context of the scientific expeditions of the nineteenth century. We also discuss the major contributions he has developed, particularly on Amazonian palm trees. This study generated a material that can serve as a subsidy to the teacher who wishes to address this historical episode in the classroom. From this episode, we created a teaching sequence based on the studies of Wallace on the Amazon palm trees. Palm trees studied by Wallace served as the basis for students to carry out activities related to biological classification, the use of dichotomous keys for identification and development of a phylogenetic classification matrix. The teaching learning sequence consisted of eight lessons developed with different strategies of teaching and learning, using a specially designed instructional materials for each class. After the validation process, the teaching learning sequence was applied to two groups of 2nd year of High School, a public school in São Paulo, in the first half of 2013. Triangulation of data obtained through the recording and transcription of the classes as well as application of two validated questionnaires in the literature was performed: one designed to assess motivation and to review other students\' situational emotion. The data analysis led to the development of a graphical representation mapping the motivational and emotional dispositions of students during interactions of teaching and learning instructional sequence. As the results of empirical research that can contribute to the area of teaching natural sciences in that historical approaches are inserted, are evidence that the students responded positively to learning of scientific considered complex and current content away from their daily lives, such as the phylogenetic classification, after this study have been caused from the studies of Wallace in the Amazon. This research also contributes to the dissemination of a methodology for investigating motivational and emotional aspects of learning content students in Biology. Finally, set some parameters on the contribution of the History of Science in teaching Biology.

Esta dissertação, inserida em linha de pesquisa de \"História, Filosofia e Cultura no Ensino de Ciências\", abordou a inserção de um episódio da História da Ciência no ensino de Biologia da educação básica. A pesquisa, caracterizada por uma abordagem inclusiva da História da Ciência no ensino de Biologia, foi orientada pelos seguintes objetivos: 1) desenvolver o estudo de um episódio histórico envolvendo a viagem do naturalista inglês Alfred Russel Wallace (1823-1913) ao Brasil, no século XIX; 2) desenvolver um estudo empírico de utilização de episódio da História da Biologia no ensino e aprendizagem de conteúdos de Biologia por meio da elaboração, validação, aplicação e avaliação de uma sequência didática; 3) investigar os efeitos da utilização de um episódio de História da Biologia sobre aspectos motivacionais e emocionais dos alunos durante o ensino e aprendizagem de conteúdos de Biologia. A viagem de Wallace à Amazônia foi analisada segundo a metodologia de pesquisa em História da Ciência, fazendo uso de fontes primárias e secundárias. Foram investigadas a formação inicial do pesquisador e as motivações para a realização da viagem segundo o contexto das expedições científicas do século XIX. Foram ainda discutidas as principais contribuições que ele desenvolveu, particularmente sobre as palmeiras amazônicas. Esse estudo gerou um material que pode servir de subsídio ao professor que deseje abordar esse episódio histórico em sala de aula. A partir desse episódio, foi elaborada uma sequência didática baseada nos estudos de Wallace sobre as palmeiras amazônicas. As palmeiras estudadas por Wallace serviram de base para os alunos realizarem atividades relacionadas à classificação biológica, ao uso de chaves dicotômicas de identificação e à elaboração de uma matriz de classificação filogenética. A sequência didática foi composta de oito aulas desenvolvidas com diferentes estratégias de ensino e aprendizagem, com uso de materiais instrucionais especialmente elaborados para cada aula. Após processo de validação, a sequência didática foi aplicada em duas turmas de 2º ano do Ensino Médio, de uma escola pública, no município de São Paulo, no primeiro semestre de 2013. Foi realizada triangulação de dados obtidos por meio de gravação e transcrição das aulas, bem como aplicação de dois questionários validados pela literatura: um destinado a avaliar motivação e outro a avaliar emoção situacional dos alunos. A análise dos dados obtidos levou à elaboração de uma representação gráfica mapeando as disposições motivacionais e emocionais dos alunos durante as interações de ensino e aprendizagem da sequência didática. Como resultados principais da pesquisa empírica que podem contribuir para a área de ensino de Ciências Naturais em que abordagens históricas estão inseridas, destacam-se evidências de que os alunos responderam positivamente à aprendizagem de conteúdos científicos atuais considerados complexos e distantes do seu dia a dia, como é o caso da classificação filogenética, após esse estudo ter sido provocado a partir dos estudos de Wallace na Amazônia. Esta pesquisa também contribui com a divulgação de uma metodologia para investigar aspectos motivacionais e emocionais dos alunos na aprendizagem de conteúdos de Biologia. Finalmente, estabeleceu alguns parâmetros sobre a contribuição da História da Ciência no ensino de Biologia. / This dissertation, set in search of \"History, Philosophy and Culture in Science Education\" line, addressed the insertion of an episode of the History of Science in Biology teaching of basic education. The research, characterized by an inclusive approach of the History of Science in teaching Biology, was guided by the following objectives: 1) develop the study of a historical episode involving the journey of the English naturalist Alfred Russel Wallace (1823-1913) to Brazil in the nineteenth century; 2) develop an empirical study of using episode of the History of Biology in teaching and learning content biology through the development, validation, implementation and evaluation of an instructional sequence; 3) investigate the effects of using of an episode of the History of Biology on motivational and emotional aspects of learning content for students of Biology. A trip to the Amazon Wallace was analyzed according to the methodology of research in History of Science, using primary and secondary sources. The initial training of the researcher and the motivations for the provision of travel were investigated according to the context of the scientific expeditions of the nineteenth century. We also discuss the major contributions he has developed, particularly on Amazonian palm trees. This study generated a material that can serve as a subsidy to the teacher who wishes to address this historical episode in the classroom. From this episode, we created a teaching sequence based on the studies of Wallace on the Amazon palm trees. Palm trees studied by Wallace served as the basis for students to carry out activities related to biological classification, the use of dichotomous keys for identification and development of a phylogenetic classification matrix. The teaching learning sequence consisted of eight lessons developed with different strategies of teaching and learning, using a specially designed instructional materials for each class. After the validation process, the teaching learning sequence was applied to two groups of 2nd year of High School, a public school in São Paulo, in the first half of 2013. Triangulation of data obtained through the recording and transcription of the classes as well as application of two validated questionnaires in the literature was performed: one designed to assess motivation and to review other students\' situational emotion. The data analysis led to the development of a graphical representation mapping the motivational and emotional dispositions of students during interactions of teaching and learning instructional sequence. As the results of empirical research that can contribute to the area of teaching natural sciences in that historical approaches are inserted, are evidence that the students responded positively to learning of scientific considered complex and current content away from their daily lives, such as the phylogenetic classification, after this study have been caused from the studies of Wallace in the Amazon. This research also contributes to the dissemination of a methodology for investigating motivational and emotional aspects of learning content students in Biology. Finally, set some parameters on the contribution of the History of Science in teaching Biology.

On the quest for improvement of science teaching, both discussions and reflexions in beginning and continuous formation of teachers show to be fundamental. So, this study aims to present subjects for discussion came from a research project on epistemological, pedagogical, and didactic influences in choices made by teachers insert in a continuous formation process, working with a validation named “Sequência de ensino-aprendizagem – SEA” (Teaching-learning sequence). The relative material was developed by this researcher, and it was validated during graduation course. In postgraduate course, the so-called SEA was analyzed, put in, and remade by teachers of high-school, aiming the comprehension of the choices made by teachers during program. Discussions have shown that difficulties faced by the teachers, as well as the need to apply all subject of a systematic way, the teacher-student relationship, organizational and structural questions of school have been determinant factors in choices made by teachers in their activities. Such difficulties interfere in application of materials with the so-called “Abordagem CTS” (Scientific, technological and social approach), and “Experimentação problematizadora”. / Diante da busca pela melhoria do ensino de ciências, as discussões e reflexões na formação inicial e continuada de professores mostram-se fundamentais. Sendo assim, o presente trabalho busca apresentar elementos para discussão advinda de um projeto de pesquisa sobre as influências epistemológica, pedagógica e didática nas escolhas feitas por professores inseridos num processo de formação continuada, trabalhando com validação de uma Sequência de ensino-aprendizagem (SEA). O material foi elaborado pelo pesquisador durante a graduação e validado na pós-graduação. A SEA é, então, discutida, aplicada e reelaborada por professores do ensino médio, com o objetivo de compreender as escolhas feitas por eles durante esse processo. As discussões mostraram que, entre as dificuldades enfrentadas pelos professores, a necessidade de abordar todo o conteúdo de forma sistemática, a relação professor-aluno e questões estruturais da escola são fatores determinantes nas escolhas de atividades no processo de elaboração de materiais didáticos próprios. Essas dificuldades interferem na elaboração e aplicação de materiais com a Abordagem CTS e com a Experimentação problematizadora.